截至2021年2月底，在國家能源局大壩安全監察中心注冊備案的水電站大壩共613座，已實施自動化監測的共有381座，占比達62%四。自動化觀測頻次高，監測數據量大，若大壩監測信息診斷分析工作仍采用常規的人工編制方式，會耗費更多的人力和物力成本，且不符合未來智能水電廠的發展趨勢，也達不到減員增效的企業發展目標。另外，隨著國內一大批高壩大庫逐步投入運行，大壩安全監測系統規模更加巨大，采集的監測數據達到海量級，加大了監測數據分析診斷的工作難度，采取傳統的大壩安全監測數據查詢、預警，以及人工定期編制月報、年報等方式，已難以掌控日常和應急狀況下的大壩安全狀況，工作效率和分析深度亦不符合當下大壩運行安全管理的要求。因此，為了進一步提升大壩安全監測管理水平，亟需通過信息化手段，開發一套大壩安全監測信息診斷分析系統，實現對大壩安全監測信息及時診斷分析，自動生成各類分析報告。

監測信息診斷分析報告編制特點及要求

《水庫大壩安全管理條例》第十九條規定：“大壩管理單位必須按照有關技術標準，對大壩進行安全監測和檢查，對監測資料應當及時整理分析，隨時掌握大壩運行狀況。”《水電站大壩運行安全監督管理規定》第八條指出：“電力企業應當加強大壩安全監測與信息化建設工作，及時整理分析監測成果，監控大壩運行安全狀態。”根據現行法律法規及相關規范要求，水電站運行管理單位應當及時對監測數據進行整編和分析，掌握大壩安全運行狀況：

發現問題及時處理，確保大壩安全運行。大壩安全監測信息診斷分析是水電站運行管理單位的一項日常工作，具有以下特點：

(1)工作量大，重復性強。隨著自動化監測系統的逐漸普及，大壩安全監測數據量越來越大，日常資料整編的內容也越來越多。監測項目種類較多，包括環境量、變形、滲流、應力應變及溫度等，同一種監測項目還會有多種監測手段或監測目的，導致監測信息診斷分析的側重點也不一樣，加大了分析的復雜度。水電站運行管理單位每年均需對監測資料進行系統的整編分析，部分單位還會進行月度整編分析和季度整編分析，在3~10年的定期檢查周期內還需進行監測資料的綜合分析，當遇到地震、大洪水等極端工況時，還需要編制相應的快報。不同時期的整編分析報告雖然分析深度和側重點不一樣，但分析的對象和方法基本一樣，具有較強的重復性，且同類整編分析報告在不同時間段還需重新編制，因此需要依靠先進的計算機技術提高工作效率，減少重復工作。

(2)專業性強，難度大。監測信息診斷分析首先涉及測量、傳感器、信息處理等專業四，再者就是水工結構工程和地質工程專業。監測信息診斷分析的目的是掌握大壩安全運行性態，充足的水工結構和地質工程專業知識是準確把握監測數據物理力學含義的必要條件。另外，在進行監測信息診斷分析的過程中，還需要繪制測值過程線、分布圖和相關圖，統計模型計算及工程類比等一系列專業方法，再結合工程經驗進行專業分析。因此，大壩安全監測信息診斷分析工作需要綜合性、高素質的專業技術人員，不然很容易導致分析不專業、深度不夠，難以發現工程問題。

(3)時效性強。監測信息診斷分析成果是反映大壩運行性態的重要依據，是指導大壩安全運行的重要手段，若不及時進行監測信息診斷分析，就不能及時發現工程問題，導致大壩帶病運行，存在較大安全隱患。但大部分水電站水工技術人員力量不充足，采用人工手段無法在規定時間內完成監測則信息診斷分析工作。

總體而言，目前大壩安全監測信息診斷分析工作主要采用人工方式，且監測技術人員力量不充足，專業技術水平不高，導致監測信息診斷分析工作不及時、不到位、不專業，難以滿足相關規范及大壩安全運行管理的要求。隨著信息化技術的快速發展，物聯網、大數據、人工智能等技術應用逐漸落地，為大壩安全監測信息診斷分析工作中存在的困難提供了切實可行的解決方案。

大壩安全監測信息診斷分析系統工程應用

根據相關研究成果和系統架構設計，大壩安全監測信息診斷分析系統已研發完成，達到實用化程度。在中國長江電力股份有限公司進行了部署應用，與該公司大壩安全信息管理系統對接，通過預制模板并與大綱關聯，能夠實現不同水電站監測月報、季報、年報、地震快報及監測資料綜合分析報告的自動生成。在監測數據預處理、過程線和分布圖繪制、工程類比、異常情況反饋、統計模型計算等方面具有明顯優勢，基本解決了人工監測信息診斷分析過程中存在的問題，極大地提高了大壩安全監測信息診斷分析的工作效率和分析深度，為中國長江電力股份有限公司所管轄的高壩大庫的運行安全提供了強有力的支撐。

該系統為提高電力行業大壩安全管理水平提供了強有力的工具，可以獨立部署，也可以作為一個模塊嵌入到大壩安全監督管理平臺或大壩安全云服務平臺中，與監測數據管理、在線監控、巡檢檢查、智能預警等模塊進行深度融合，從而為大壩結構運行性態綜合評判和智能決策提供更可靠的依據，值得在電力行業推廣應用。

安全監測信息診斷分析，存在人力資源成本高、分析深度不夠、時效性差等問題，不滿足當下水電站大壩運行安全管理的要求。結合當前先進的信息化技術手段和多年來積累的工程經驗，按照大壩安全監測信息診斷分析的具體要求及專業工程師常規的思維習慣，基于市面上常見的SQL數據庫結構，研發了一套大壩安全監測信息診斷分析系統主要在以下方面實現了技術創新：

(1)對時效函數離散化，采用位移時效分量的年變化量對其收斂性進行解析分類，自動判定單測點運行性態。

(2)在每個測點上建立獨立的局部坐標系，解決了拱壩拱圈位移分布圖繪制中不同測點方向規定不一致的技術難題。

(3)在報告中引入變量概念，系統自動解析變量分析數據，實現數據、圖表和分析結論自動生成的目標。

(4)采用填充式和生成式技術，將報告模板進行模塊化設計，各模塊可自由組合，根據需要生成各類型報告。

現階段本系統診斷分析的對象主要為監測儀器得到的監測數據，隨著智能巡檢、視頻監控等技術在大壩安全運行性態監控中發揮越來越大的作用，巡檢成果和監測數據的融合分析將是今后一大發展方向。與此同時，人工智能技術特別是深度學習技術逐步完善，應用場景不斷豐富，利用機器學習技術開展監測數據和巡檢成果的異常診斷分析將進一步提高監測信息診斷分析的效率和質量。