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穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)設(shè)計

文檔作者：郝長江廖勇龍胡長華文檔來源：長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院樞紐設(shè)計處		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月30日
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第42卷第8期
2 0 1 1年4 月
人 民 長 江
Yangtze River
文章編號：1001—4179(2011)08—0047—05
穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)設(shè)計
郝長江，廖勇龍，胡長華
(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院樞紐設(shè)計處，湖北武漢430010)
摘要：南水北調(diào)中線穿黃隧洞為有壓輸入的盾構(gòu)隧洞，地處黃河游蕩性河段，工作條件復(fù)雜，為了保證其安全
運(yùn)行，設(shè)置了較多監(jiān)測項(xiàng)目。主要介紹了工程的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由3個子系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)自動采
集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)、工程安全決策與支持系統(tǒng)。闡述了這3系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系。第1個子系統(tǒng)
主要完成各類信息從采集到數(shù)據(jù)的傳輸、存儲的全過程；第2個子系統(tǒng)為整個系統(tǒng)的軟件技術(shù)支撐平臺，為整
個系統(tǒng)提供具有自身特點(diǎn)的軟件開發(fā)環(huán)境；第3個子系統(tǒng)上述兩個子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，為工程安全評價和決策提
供全面的技術(shù)支撐。
關(guān) 鍵 詞：安全監(jiān)測；電纜牽引方案；監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集；穿黃工程；南水北調(diào)中線工程
中圖法分類號：TV67 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
南水北調(diào)中線穿黃工程為雙線盾構(gòu)隧洞，單洞長
4 250 m，為有壓輸水隧洞，內(nèi)水壓力約0．51 MPa；工程
地處黃河典型游蕩性河段，沖淤變化劇烈，要求考慮最
大沖刷深度為20 m；采用盾構(gòu)法施工，穿過河床多種
地層，地質(zhì)條件復(fù)雜，洞頂以上最小埋深23 m。針對
上述復(fù)雜條件，為了保證隧洞的安全運(yùn)行，在隧洞內(nèi)布
置了較多監(jiān)測項(xiàng)目，累計各種監(jiān)控儀器總數(shù)約1 300
支。鑒于所有儀器的電纜均需分別牽引到隧洞進(jìn)出口
地面監(jiān)測站內(nèi)，若按常規(guī)方式在洞口段將電纜集中
(大約700根電纜)，電纜總截面面積將很大，不僅會
導(dǎo)致引線施工困難和影響隧洞結(jié)構(gòu)，而且單根電纜引
線較長(最長引線從測點(diǎn)至觀測站處長約2．6 km)。
將如此眾多的電纜在有限的空問內(nèi)牽引到隧洞的進(jìn)出
口，并確保安全、準(zhǔn)確地傳輸監(jiān)測信息，對穿黃工程的
安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。
穿黃隧洞為隱蔽工程，安全監(jiān)測系統(tǒng)的目標(biāo)為：及
時、穩(wěn)定、可靠、持續(xù)地收集有關(guān)隧洞建筑物性狀變化
的信息。相應(yīng)項(xiàng)目有滲水壓力、滲漏水量、接縫開度、
內(nèi)襯混凝土應(yīng)力應(yīng)變、預(yù)應(yīng)力錨索錨固力等，以及進(jìn)出
口建筑物的邊坡地下水位、閘室底板滲透壓力、地基應(yīng)
力、進(jìn)出口水位等。所選儀器應(yīng)實(shí)用、高效，監(jiān)測技術(shù)
必須成熟可靠。
對于隧洞及進(jìn)出口建筑物的垂直位移、高邊坡表
面水平位移、強(qiáng)震反應(yīng)、輸水流速、流量、施工期外襯應(yīng)
變及接縫開度等可采用半自動監(jiān)測(即現(xiàn)場自動讀取
數(shù)據(jù)，人工導(dǎo)人計算機(jī))方式收集；邊坡內(nèi)部水平位
移、隧洞收斂變形及水質(zhì)則可采取人工或人工取樣方
式進(jìn)行監(jiān)測。 ‘
1 方案研究
1．1 結(jié)構(gòu)與組成
穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所
示。從技術(shù)層面來講，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)自動采集子系統(tǒng)、
數(shù)據(jù)管理與分析子系統(tǒng)、工程安全決策與支持子系統(tǒng)
3個子系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由如下幾個實(shí)體組成：現(xiàn)場自
動采集單元及人工監(jiān)測系統(tǒng)、南北岸監(jiān)測分站、監(jiān)測總
站和中線工程安全監(jiān)測中心。這一組成也是整個系統(tǒng)
建設(shè)完成后的外在體現(xiàn)，是長期運(yùn)行管理的實(shí)體對象。
收稿日期：2O LO一06—21
基金項(xiàng)目：“十一五”國家科技支撐計劃項(xiàng)目“復(fù)雜地質(zhì)條件下穿黃隧洞工程關(guān)鍵技術(shù)研究”(2006BAB04A11)
作者簡介：郝長江，男，教授級高級工程師，主要從事水利水電工程安全監(jiān)測設(shè)計工作。E—mail：cwhaocj@163．tom
48 人 民 長 江
數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)主要是完成各類信息從采集到
數(shù)據(jù)的傳輸處理和存儲全過程，是“穿黃工程安全監(jiān)
測自動化系統(tǒng)”建設(shè)的基礎(chǔ)。根據(jù)穿黃工程業(yè)務(wù)需
求，通過完善的數(shù)據(jù)采集體系，以自動、人工等方式采
集穿黃工程變形、應(yīng)力、水壓及滲漏量等安全信息，依
托覆蓋南水北調(diào)中線干線工程的寬帶計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，快
捷、實(shí)時地將采集的數(shù)據(jù)按要求傳輸?shù)较鄳?yīng)的數(shù)據(jù)管
理系統(tǒng)。
安
中線工程安全監(jiān)測中心(北京) 全
數(shù) 決
策
據(jù) 與
管 支
理 穿黃工程監(jiān)測總站(鄭州) 持
系
與 統(tǒng)
分
析
穿黃工程南北岸監(jiān)測分站(避出口) 數(shù)
據(jù)
系 自
動
統(tǒng) 采
安全監(jiān)測自動化采集及人工監(jiān)測系統(tǒng)(現(xiàn)地) 集
系
統(tǒng)
圖1 穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)總體構(gòu)成
數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)是“穿黃工程安全監(jiān)測自動
化系統(tǒng)”的軟件技術(shù)支撐平臺。為“穿黃工程安全監(jiān)
測自動化系統(tǒng)”提供具有自身特點(diǎn)的軟件開發(fā)運(yùn)行環(huán)
境，并與中線工程全線數(shù)據(jù)管理平臺總體要求相統(tǒng)一，
為監(jiān)測資料管理、存儲、整理分析和工程安全評估等業(yè)
務(wù)服務(wù)。數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)主要建立在監(jiān)測分站和
監(jiān)測總站內(nèi)，主要由數(shù)據(jù)庫管理軟件、數(shù)據(jù)采集控制軟
件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)學(xué)模型與方法庫、分析成果庫、安全管理
軟件等組成。
“穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)”建設(shè)的最終目
的是提高工程調(diào)度和管理水平。因而需以安全監(jiān)測數(shù)
據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合中線工程各
業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、電子政務(wù)系統(tǒng)、會商和信息服務(wù)系統(tǒng)、
可視化系統(tǒng)等總體綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用支撐平
臺，逐步建立一套工程安全決策與支持系統(tǒng)，并通過工
程安全決策與支持系統(tǒng)為工程評價與決策提供全方位
技術(shù)支持。工程安全決策與支持系統(tǒng)主要建立在監(jiān)測
總站和中線工程安全監(jiān)測中心內(nèi)，主要由信息管理分
系統(tǒng)、分析評價和報警分系統(tǒng)、輔助決策分系統(tǒng)、系統(tǒng)
支持庫群等組成。
1．2 邏輯關(guān)系
“穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)”包含數(shù)據(jù)自動
采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)、安全決策與支持系
統(tǒng)，它們在邏輯上為一個整體系統(tǒng)，并在正反向均為一
個整體，如圖2所示。
從邏輯上來看，“穿黃工程安全監(jiān)測自動化監(jiān)控
系統(tǒng)”依托南水北調(diào)中線通信和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過所
設(shè)置的數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，按上級指令將穿黃隧洞各
項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并存人數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)
庫，由數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)對監(jiān)測資料進(jìn)行整理分析、
管理和安全評價；對重大問題或事件則由管理與分析
系統(tǒng)提交或咨詢安全決策與支持系統(tǒng)，由其進(jìn)行更高
層次地評價和分析，對問題和事件進(jìn)行決策；同時安全
決策與支持系統(tǒng)又可對數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采
集系統(tǒng)進(jìn)行指導(dǎo)和檢查，并可直接調(diào)用、抽查和采集下
層各項(xiàng)監(jiān)測資料和數(shù)據(jù)，使得上層對下層的監(jiān)控功能
更加有效，使“穿黃工程安全監(jiān)測自動化監(jiān)控系統(tǒng)”真
正起到安全監(jiān)控作用。
安全 策與支持系統(tǒng)
信息管理支持群庫輔助決策
I
通信與計算機(jī)甌絡(luò)
『
數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)
監(jiān)測資料管理、存儲、整理分析、報警、安全評價
l
通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
『
數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)
自動采集單元 各監(jiān)控站
圖2 安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)邏輯關(guān)系
2 數(shù)據(jù)采集與傳輸
2．1 自動采集系統(tǒng)總體組成
“穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)”為分層分布式
的智能化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由穿黃工程安全監(jiān)測總站、南
岸監(jiān)測分站、北岸監(jiān)測分站、南岸安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集區(qū)
MCU群、北岸安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集區(qū)MCU群、各自動采
集傳感器等組成。
穿黃工程安全監(jiān)測總站設(shè)在穿黃管理處，南岸監(jiān)
測分站設(shè)在南岸管理所，北岸監(jiān)測分站設(shè)在北岸管理
所。南岸安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集區(qū)MCU群設(shè)在南岸配電
控制房，北岸安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集區(qū)MCU群設(shè)在北岸配
電控制房。安全監(jiān)測總站、南岸監(jiān)測分站、北岸監(jiān)測分
站各通過光纖交換機(jī)接人光纖環(huán)網(wǎng)，南岸MCU群通過
雙絞線接入南岸監(jiān)測分站，北岸MCU群通過光纜接入
北岸監(jiān)測分站，并在南北岸監(jiān)測分站內(nèi)設(shè)有南北岸明
渠安全監(jiān)測自動采集的專用接口或通道，整個系統(tǒng)按
穿黃工程安全監(jiān)測總站及分站的指令進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和
第8期 郝長江，等：穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)設(shè)計 49
信息交換。對于未進(jìn)入自動化系統(tǒng)的安全監(jiān)測測點(diǎn)，
則采取用人工或半自動的方式采集數(shù)據(jù)，并離線錄入
數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
2．2 網(wǎng)絡(luò)方案
2．2．1 監(jiān)測分站— — MCU層網(wǎng)絡(luò)推薦方案
通過對網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)接口
三方面的比選，監(jiān)測分站——Mcu網(wǎng)絡(luò)推薦方案為：
采用總線型與星型相結(jié)合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，監(jiān)測分站與不
同的MCU群之間為星型連接，而單個MCU群組各
MCU與監(jiān)測分站之間為總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，均接人各分
站所設(shè)服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)接口為RS一485標(biāo)準(zhǔn)接口。南
岸監(jiān)測分站— —MCU—MCU之間的通訊介質(zhì)均為雙
絞線；北岸監(jiān)測分站—— Mcu之間采用光纜作為通訊
介質(zhì)，而MCU—MCU之間則采用雙絞線作為通信介
質(zhì)。
2．2．2 監(jiān)測總站— — 監(jiān)測分站網(wǎng)絡(luò)推薦方案
根據(jù)整體規(guī)劃，在隧洞進(jìn)出口和穿黃工程管理處
(鄭州)均設(shè)有區(qū)段通信節(jié)點(diǎn)，站內(nèi)設(shè)置一套STM一4
等級(通信速率622Mb／s)的SDH光纖傳輸設(shè)備，并與
南水北調(diào)中線一期工程總干渠SDH光纖傳輸系統(tǒng)進(jìn)
行信息交換。因此解決方案為：利用上述已有光纖傳
輸系統(tǒng)預(yù)留接人點(diǎn)，通過南水北調(diào)中線一期工程總干
渠SDH光纖傳輸系統(tǒng)將穿黃工程監(jiān)測總站與南北岸
監(jiān)測分站組成廣域網(wǎng)模式，以TCP／IP協(xié)議作數(shù)據(jù)通
訊傳輸協(xié)議。
2．3 數(shù)據(jù)采集方式
(1)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集。對穿黃工程安全監(jiān)測系
統(tǒng)來說，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動化采集方式是主要采集方式，根
據(jù)工程安全監(jiān)測設(shè)計時所配置的監(jiān)測儀器情況，相當(dāng)
一部分監(jiān)測儀器均可聯(lián)人監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，并
能在線實(shí)時監(jiān)控和分析及報警。
(2)監(jiān)測數(shù)據(jù)半自動采集。半自動數(shù)據(jù)采集是指
在現(xiàn)場用便攜式儀器自動讀取并存儲各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，
然后由人工通過計算機(jī)接口直接錄入數(shù)據(jù)庫，如用電
子水準(zhǔn)儀所測的結(jié)構(gòu)垂直位移數(shù)據(jù)、用測斜儀所測的
水平位移數(shù)據(jù)、用記錄儀所測的施工期襯砌應(yīng)變數(shù)據(jù)
等。
(3)人工采集。人工采集是指由人工到現(xiàn)場用儀
器讀取數(shù)據(jù)，并以人工記錄方式收集觀測資料，如隧洞
襯砌收斂變形監(jiān)測。
(4)人工巡視檢查。人工巡視檢查是安全監(jiān)測的
重要環(huán)節(jié)，由熟悉工程并具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人
員負(fù)責(zé)進(jìn)行。對洞外建筑物應(yīng)定期檢查，對于穿黃隧
洞主要在施工期與檢修期進(jìn)行。
2．4 對外通信與系統(tǒng)安全措施
2．4．1 系統(tǒng)對外通信
出于對本系統(tǒng)安全考慮，將對外通信組成一個獨(dú)
立的分支網(wǎng)，以便與中心網(wǎng)隔離。在監(jiān)測總站和監(jiān)測
分站的網(wǎng)絡(luò)上接入一臺防火墻機(jī)，防火墻機(jī)外連接光
端機(jī)，通過南水北調(diào)中線一期工程總干渠SDH光纖傳
輸系統(tǒng)與外系統(tǒng)、業(yè)務(wù)往來單位、上級主管以及北京總
管進(jìn)行信息交換和業(yè)務(wù)往來。
2．4．2 系統(tǒng)防火墻及其他安全措施
從系統(tǒng)安全角度來看，對外通道是系統(tǒng)最易遭受
損害的環(huán)節(jié)，因此需采用多種保護(hù)措施。
(1)防火墻的功能主要是阻止外部對系統(tǒng)內(nèi)部的
非法訪問，因此需對本系統(tǒng)對外通信通道設(shè)置防火墻。
將防火墻設(shè)置在分支局域網(wǎng)與對外通信系統(tǒng)之間，通
過防火墻將監(jiān)測總站或監(jiān)測分站局域網(wǎng)與對外分支局
域網(wǎng)隔離，防火墻選用安全保護(hù)性能高的應(yīng)用級濾波
器和網(wǎng)關(guān)。
(2)系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)安全依靠網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)對網(wǎng)
絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的訪問權(quán)限，并進(jìn)行統(tǒng)一管理來
實(shí)現(xiàn)。
2．5 洞內(nèi)信息采集與傳輸線纜牽引方案
(1)接線方式研究。為減少洞內(nèi)信息采集與傳輸
線纜的根數(shù)和總截面面積，專門研制了一種水下集線
器，該集線器輸入端電纜芯線總數(shù)為32～48根，輸出
端為18芯總電纜，大大減小了總線電纜的截面面積，
既節(jié)約了投資，又方便施工。
(2)電纜牽引方案。穿黃隧洞監(jiān)測儀器電纜的牽
引以7 4-108．00 m為界，將隧洞分為兩個區(qū)，以北的稱
為北洞段，以南的稱為南洞段。北洞段所有儀器電纜
均向出口方向牽引，南洞段所有儀器電纜均向進(jìn)口方
向牽引。在各洞段，當(dāng)各監(jiān)測斷面儀器隨混凝土襯砌
埋設(shè)安裝完后，將其電纜順襯砌環(huán)向鋼筋引至隧洞底
部，并從底部混凝土中就近引至監(jiān)測手孔內(nèi)(以下簡
稱手孔)。在手孔內(nèi)一般要求集聚l0～12根儀器電
纜，各電纜頭必須保護(hù)好并作防水處理，檢查無誤并經(jīng)
采取臨時保護(hù)措施后，開始觀測。當(dāng)隧洞內(nèi)襯施工全
線基本貫通時，再將各手孔內(nèi)的電纜分別接入專用水
下集線器，其中輸出端連接18芯特制電纜。經(jīng)檢查電
纜連接各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國家規(guī)范要求后，再將各l8芯電
纜按每約50 m(視臨時電纜井間距而定)一段，在隧洞
底部電纜孔內(nèi)穿引電纜，直至引出隧洞出口或進(jìn)口地
面后，按設(shè)計圖紙要求進(jìn)入電纜溝或電纜預(yù)埋管內(nèi)分
別引向進(jìn)、出口配電控制房。
50 民 長 江
全評估和采集饋控兩部分。
遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程召測等監(jiān)控管理和定時上
報功能。
4 工程安全決策支持系統(tǒng)
本系統(tǒng)包括3個子系統(tǒng)：信息管理子系統(tǒng)、分析評
價與報警子系統(tǒng)和輔助決策子系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4
所示。其主要功能為：實(shí)現(xiàn)對有關(guān)穿黃隧洞安全監(jiān)測
相關(guān)信息的輸入、加工、存儲、動態(tài)分析和提供安全評
價數(shù)據(jù)或資料；通過對異常數(shù)據(jù)的追蹤分析判斷，根據(jù)
有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、專家知識和設(shè)計成果等，對穿黃隧洞
的安全狀況進(jìn)行綜合評價，并通過分析和反分析，對其
物理成因做出解釋，對所出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，根據(jù)報警標(biāo)
準(zhǔn)分級向有關(guān)部門發(fā)出報警信號，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供支
持。
分析評價與報警孑系統(tǒng)i f輔助決策子系統(tǒng)
洲
圖4 安全決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
信息管理子系統(tǒng)主要面向用戶有效地管理從監(jiān)測
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和其他方面取得的各種信息，主要功能
是對穿黃工程安全監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)信息進(jìn)行管理，對進(jìn)
入系統(tǒng)的各類工程監(jiān)測原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、存儲、加
工、處理、作初步分析解釋以及對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，所得
成果可按指定的圖表方式直接提供給用戶。
分析評價與報警子系統(tǒng)對“資料評價”、“檢查分
析”、“監(jiān)測故障檢查”和“物理成因分析”的分析成果
進(jìn)行匯總，并將匯總結(jié)果在屏幕(或其他輸出設(shè)備)輸
出。同時，對異常值進(jìn)行分析，找出異常產(chǎn)生的原因，
并進(jìn)入報警子系統(tǒng)；若找不出成因，則進(jìn)入“輔助決
策”子系統(tǒng)。依據(jù)“監(jiān)測故障檢查”和“物理成因分析”
識別的異?；螂U情及其程度，根據(jù)報警指標(biāo)，發(fā)出相應(yīng)
級別的報警，作為領(lǐng)導(dǎo)輔助決策的依據(jù)。報警分為監(jiān)
測報警和建筑物結(jié)構(gòu)異常報警。
輔助決策子系統(tǒng)主要針對分析評價子系統(tǒng)確定的
異常或不安全因素，從穿黃隧洞的整體安全性出發(fā)，對
穿黃隧洞的安全運(yùn)行提出輔助決策的建議；或者對于
分析評價子系統(tǒng)未能找出成因的疑難問題，通過專家
綜合診斷和網(wǎng)上會商，由專家組經(jīng)過查詢資料和分析
系統(tǒng)管理
信息輸出
文檔管理
息初分
信息轉(zhuǎn)換
第8期 郝長江，等：穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)設(shè)計 51
計算后，進(jìn)行安全評價，并提出輔助決策建議。本子系
統(tǒng)具有資料查詢、專家綜合診斷、網(wǎng)上會商、提出輔助
決策建議等功能。該子系統(tǒng)的主要功能體現(xiàn)在兩個方
面：當(dāng)分析評價子系統(tǒng)已確定了結(jié)構(gòu)異常的成因后，可
通過訪問知識庫，進(jìn)行知識推理分析，提出輔助決策建
議；當(dāng)分析評價子系統(tǒng)未能找出結(jié)構(gòu)異常的成因，即出
現(xiàn)了“疑難雜癥”時，則可通過專家會商診斷，由專家
組經(jīng)過查詢資料和分析計算后，進(jìn)行安全評價，并提出
輔助決策建議。本子系統(tǒng)既要考慮穿黃隧洞的整體安
全性，又要考慮穿黃工程各建筑物的相對獨(dú)立性，具有
資料查詢、專家會商服務(wù)、輔助決策建議等功能。
5 結(jié)語
本文從數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)、
工程安全決策與支持系統(tǒng)3個方面論述了穿黃工程安
全監(jiān)測自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)建成后的外在體現(xiàn)為：在
網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)下將現(xiàn)場自動采集單元、南北岸
監(jiān)測分站、監(jiān)測總站和中線工程安全監(jiān)測中心形成一
個有機(jī)的整體，這一體系是穿黃工程長期運(yùn)行管理的
實(shí)體對象。
數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)主要是完成各類信息從采集到
數(shù)據(jù)的傳輸處理和存儲全過程的軟硬件設(shè)備的有機(jī)組
合，主要建立在南北岸監(jiān)測分站及其現(xiàn)地范圍內(nèi)，是
“穿黃工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)”建設(shè)的基礎(chǔ)。通過
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，依托覆蓋南水北調(diào)中線干線工程的寬
帶計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將所采集的各種監(jiān)測數(shù)據(jù)按要求傳輸
到相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)是“穿黃工程安全監(jiān)測自動
化系統(tǒng)”的軟件技術(shù)支撐平臺。為“穿黃工程安全監(jiān)
測自動化系統(tǒng)”提供具有自身特點(diǎn)的軟件開發(fā)運(yùn)行環(huán)
境，并與中線工程全線數(shù)據(jù)管理平臺總體要求相統(tǒng)一，
為監(jiān)測資料管理、存儲、整理分析和工程安全評估等業(yè)
務(wù)服務(wù)。數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)主要建立在監(jiān)測分站和
監(jiān)測總站內(nèi)，主要由數(shù)據(jù)庫管理軟件、數(shù)據(jù)采集控制軟
件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)學(xué)模型與方法庫、分析成果庫、安全管理
軟件等組成。
工程安全決策與支持系統(tǒng)以數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)和
數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合中線工程各業(yè)務(wù)應(yīng)
用系統(tǒng)、電子政務(wù)系統(tǒng)、會商和信息服務(wù)系統(tǒng)、可視化
系統(tǒng)等總體綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用支撐平臺逐步建
立，并為工程評價與決策提供全方位技術(shù)支持。工程
安全決策與支持系統(tǒng)主要建立在監(jiān)測總站和中線工程
安全監(jiān)測中心內(nèi)，主要由信息管理分系統(tǒng)、分析評價和
報警分系統(tǒng)、輔助決策分系統(tǒng)、系統(tǒng)支持庫群等組成。
Design of automatic safety monitoring system of crossing Yellow River project
(編輯：鄭毅)
HAO Changjiang，LIAO Yonglong，HU Changhua
(Hydraulic Complex Desiga Department，Changjiang Institute ofSurvey，Planning，Design and Research，Wuhan 430010，China)
Abstract： Crossing Yellow River Project of Middle Route Project of South—to—North Water Diversion(MRP—SNWD)，lo—
cated at a typical braided reach of Yellow River，is a pressured shield tunnel for water conveyance．To ensure the tunnel safety
operation under complicated working condition，various safety monitoring devices were arranged．W e mainly present the automatic
safety monitoring system of the tunnel that is consisted of 3 sub—systems，namely，data automatic acquisition sub—system ，data
management and analysis sub—system，project safety decision—making and supporting sub—system．The logical relations of the
three sub—systems are illustrated．The first sub—system are responsible for whole process of data acquisition，conveyance and
storage；the second sub—system is software technology supporting platform for the whole system ，providing distinctive software
developing environment；the third sub— system provides comprehensive technical support for safety evaluation and decision—
making of the tunnel project based on the first 2 sub—-systems．
Key words： safety monitoring：scheme of cable traction；automatic monitoring data acquisition；crossing Yellow River project；
Middle Route Project of South—-to—-North Water Diversion

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