邱 勇，馮 濤

（國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江杭州，310014）

0 前言

為加強(qiáng)運(yùn)行水電站大壩的安全監(jiān)督和管理，使水電站大壩運(yùn)行安全信息的管理和報(bào)送工作更加規(guī)范化、制度化和標(biāo)準(zhǔn)化，保證水電站大壩安全運(yùn)行和應(yīng)急管理，原國家電力監(jiān)管委員會(huì)于2006年發(fā)布了《水電站大壩運(yùn)行安全信息報(bào)送辦法》，要求發(fā)電企業(yè)建設(shè)大壩安全信息管理系統(tǒng)[1]。

截至2013年底，在國家能源局大壩安全監(jiān)察中心注冊(cè)的299座大壩中，227座已建成信息化系統(tǒng)，對(duì)人工和自動(dòng)化采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理[2]。有275座注冊(cè)水電站向國家能源局大壩安全監(jiān)察中心主系統(tǒng)報(bào)送了監(jiān)測(cè)信息，其中網(wǎng)絡(luò)報(bào)送192座，郵件報(bào)送83座。雅礱江流域水電開發(fā)有限公司、國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司、云南大唐國際電力有限公司采用流域化的管理模式，一個(gè)系統(tǒng)集成多座大壩，完成了分系統(tǒng)的建設(shè)。

面對(duì)大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如何高效有序地利用大壩安全信息管理系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)整理入庫工作，值得總結(jié)探討。

1 基礎(chǔ)信息設(shè)置

1.1 監(jiān)測(cè)儀器

大壩安全信息管理系統(tǒng)開發(fā)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，監(jiān)測(cè)儀器按振弦式、電容式、差阻式等儀器類型抽象為不同的類，具體的測(cè)點(diǎn)為監(jiān)測(cè)儀器類的實(shí)例。

以差阻式測(cè)縫計(jì)為例，該監(jiān)測(cè)儀器包含分量（電阻、電阻比、溫度及縫寬）、計(jì)算參數(shù)（含0℃時(shí)電阻值、溫度修正系數(shù)、溫度系數(shù)、電阻比基準(zhǔn)值及溫度基準(zhǔn)值）及基本資料（含生產(chǎn)廠家、儀器型號(hào)、埋設(shè)日期、埋設(shè)位置等信息）等屬性。壩頂和排水廊道等不同部位差阻式測(cè)縫計(jì)可共用一個(gè)監(jiān)測(cè)儀器類，屬于該儀器類型的儀器屬性即可直接繼承。該設(shè)計(jì)可方便地錄入測(cè)點(diǎn)的計(jì)算參數(shù)及基本資料。

1.2 計(jì)算公式

監(jiān)測(cè)儀器可設(shè)置計(jì)算公式，監(jiān)測(cè)儀器所屬測(cè)點(diǎn)的計(jì)算參數(shù)以測(cè)點(diǎn)屬性錄入和引用。測(cè)點(diǎn)可直接引用所屬儀器的公式，也可以單獨(dú)設(shè)置公式。計(jì)算公式有使用時(shí)間段，僅用于對(duì)該時(shí)段的測(cè)值進(jìn)行計(jì)算，不同的時(shí)間段可以有不同的公式計(jì)算。計(jì)算公式有兩種類型：

（1）單測(cè)點(diǎn)公式：同一測(cè)點(diǎn)同一測(cè)次（不同測(cè)次）某分量測(cè)值計(jì)算另一分量的數(shù)值；

（2）多測(cè)點(diǎn)公式：同一測(cè)次（不同測(cè)次）多個(gè)不同測(cè)點(diǎn)的特定分量計(jì)算測(cè)點(diǎn)的分量數(shù)值。

設(shè)置儀器類型計(jì)算公式、引用儀器所屬測(cè)點(diǎn)計(jì)算參數(shù)后，可迅速完成該儀器類型所屬測(cè)點(diǎn)計(jì)算公式的設(shè)置。

1.3 虛擬測(cè)點(diǎn)

某些情況下，需要應(yīng)用實(shí)際觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)量來計(jì)算或組合成我們所需要的成果量，這種情況可以通過虛擬測(cè)點(diǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)。常見的需設(shè)置虛擬測(cè)點(diǎn)的情況有下列五種：

（1）即埋多點(diǎn)位移計(jì)：即埋多點(diǎn)位移計(jì)孔口無測(cè)點(diǎn)，孔口位移為最深點(diǎn)的相對(duì)位移，需虛擬一個(gè)孔口測(cè)點(diǎn)，便于在監(jiān)測(cè)布置圖上展示位移分布圖。

（2）三向測(cè)縫計(jì)：一個(gè)三向測(cè)縫計(jì)測(cè)點(diǎn)有3支傳感器，通過這3支傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算這個(gè)三向測(cè)縫計(jì)順河向、壩軸向、垂直向的位移，需虛擬一個(gè)三向測(cè)縫計(jì)測(cè)點(diǎn)。

（3）錨索測(cè)力計(jì)：一個(gè)錨筋束由多根錨索組成，錨筋束的合力及錨固力損失由多根錨索的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)求平均計(jì)算，需虛擬一個(gè)錨筋束測(cè)點(diǎn)。

（4）總滲漏量：從大壩實(shí)際觀測(cè)的幾個(gè)滲漏量匯總得到大壩的總滲漏量。

（5）環(huán)境量：水位數(shù)據(jù)通常一天有多次測(cè)值，當(dāng)需要查看日平均水位、日最大水位、日最小水位時(shí)，可建立相應(yīng)的虛擬測(cè)點(diǎn)。降雨量、氣溫與之類似。

虛擬測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，使得數(shù)據(jù)的管理和使用更加方便。

1.4 導(dǎo)航方式

所有的測(cè)點(diǎn)導(dǎo)航方式都是基于監(jiān)測(cè)儀器建立的，常用的測(cè)點(diǎn)導(dǎo)航方式有監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)部位、監(jiān)測(cè)布置圖、MCU導(dǎo)航等。用戶也可以根據(jù)工作需要建立自定義導(dǎo)航方式。同一節(jié)點(diǎn)下面可以有不同監(jiān)測(cè)儀器類型的測(cè)點(diǎn)，數(shù)據(jù)展示界面可以隨測(cè)點(diǎn)所屬監(jiān)測(cè)儀器類型自動(dòng)切換。

導(dǎo)航方式的多樣性滿足了用戶的個(gè)性化需求，當(dāng)一種導(dǎo)航方式不滿足工作要求時(shí)，可以迅速建立用戶需要的導(dǎo)航方式，而不必對(duì)儀器測(cè)點(diǎn)進(jìn)行大規(guī)模調(diào)整。

2 數(shù)據(jù)入庫

2.1 人工觀測(cè)數(shù)據(jù)

各電廠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)常用的Excel數(shù)據(jù)格式有下列四種：

（1）一個(gè)測(cè)點(diǎn)一個(gè)工作表，觀測(cè)日期一列，每個(gè)分量測(cè)值單獨(dú)成列；

（2）一個(gè)項(xiàng)目一個(gè)工作表，觀測(cè)日期一列，各測(cè)點(diǎn)各分量測(cè)值按等間隔排列；

（3）一個(gè)項(xiàng)目一個(gè)工作表，觀測(cè)日期一列，各測(cè)點(diǎn)編號(hào)在一列，每個(gè)分量測(cè)值單獨(dú)成列；

（4）一個(gè)項(xiàng)目一個(gè)Excel文件，觀測(cè)日期為工作表名，工作表中項(xiàng)目各測(cè)點(diǎn)編號(hào)一列，每個(gè)分量測(cè)值單獨(dú)成列。

以上四種Excel數(shù)據(jù)格式規(guī)律性比較強(qiáng)，可以方便地編寫導(dǎo)入程序。Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入配置通過添加Excel文件、添加Excel文件中工作表、添加工作表中的測(cè)點(diǎn)、設(shè)置測(cè)點(diǎn)各個(gè)分量的導(dǎo)入關(guān)系四步完成。

第一種格式的工作表名推薦以測(cè)點(diǎn)編號(hào)為名稱，配置導(dǎo)入關(guān)系時(shí)可自動(dòng)根據(jù)工作表名添加該工作表下對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)。配置好一個(gè)測(cè)點(diǎn)后，該項(xiàng)目其它配置相同的工作表可以批量復(fù)制該配置。第二種格式配置好第一個(gè)測(cè)點(diǎn)后，后面輸入間隔數(shù)，即可配好該工作表的所有測(cè)點(diǎn)。第三種格式僅需配置測(cè)點(diǎn)編號(hào)、觀測(cè)日期、分量對(duì)應(yīng)列即可。第四種格式僅需配置一個(gè)工作表中測(cè)點(diǎn)和分量對(duì)應(yīng)列即可。

Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入配置保存在數(shù)據(jù)庫中，Excel中如增加了新數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“導(dǎo)入新數(shù)據(jù)”即可完成新數(shù)據(jù)的入庫。Excel導(dǎo)入配置界面見圖1。通過建立系統(tǒng)中的測(cè)點(diǎn)與Excel中數(shù)據(jù)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以保留原來基于Excel的工作方式。Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入配置檢查無誤后，后期工作中不要隨意改變Ex?cel文件測(cè)點(diǎn)分量測(cè)值所在的列號(hào)，否則會(huì)導(dǎo)致入庫數(shù)據(jù)混亂。Excel文件中同一類儀器各測(cè)點(diǎn)分量應(yīng)有統(tǒng)一的列，各測(cè)點(diǎn)的計(jì)算參數(shù)也應(yīng)有統(tǒng)一的單元格。這樣便于程序自動(dòng)讀取參數(shù)，大大減少監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)入庫的工作量。

2.2 自動(dòng)化數(shù)據(jù)

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入大壩安全信息管理系統(tǒng)之前也需設(shè)置系統(tǒng)中測(cè)點(diǎn)和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫中測(cè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每個(gè)測(cè)點(diǎn)可以生成相應(yīng)的SQL查詢語句來完成導(dǎo)入。系統(tǒng)具有自動(dòng)匹配功能，每個(gè)項(xiàng)目配置好一個(gè)測(cè)點(diǎn)的導(dǎo)入關(guān)系后，項(xiàng)目后續(xù)測(cè)點(diǎn)編號(hào)如果與自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)編號(hào)一致，可以自動(dòng)配對(duì)，并批量復(fù)制SQL查詢語句。目前已實(shí)現(xiàn)南瑞（DSIMS）、木聯(lián)能（LNMS V4.0）及南水所（NSYDSIM）等多個(gè)常見自動(dòng)化系統(tǒng)中測(cè)點(diǎn)的自動(dòng)匹配功能，支持多個(gè)電站、多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的接入。

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入通過讀取數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)，輔助生成各測(cè)點(diǎn)的SQL查詢語句，根據(jù)查詢的數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，見圖2。這種設(shè)計(jì)對(duì)各種數(shù)據(jù)庫的適應(yīng)性比較強(qiáng)。當(dāng)有新的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)或自動(dòng)化庫升級(jí)改造后表結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，不必修改自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入程序，只需要對(duì)測(cè)點(diǎn)相應(yīng)的SQL語句進(jìn)行調(diào)整即可接入系統(tǒng)。

圖1 Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入配置Fig.1 Configuration setting for importing data from Excel files

圖2 自動(dòng)化數(shù)據(jù)導(dǎo)入配置Fig.2 Configuration setting for importing data from the data?base of automatic monitoring system

2.3 特殊格式數(shù)據(jù)

針對(duì)一些水力發(fā)電廠特殊格式的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以開發(fā)專門的讀取接口，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中。目前成功實(shí)現(xiàn)的有冶勒、宜興、官地、桐子林電站測(cè)斜儀數(shù)據(jù)、二灘電站廠房DBF格式的數(shù)據(jù)、泄洪振動(dòng)數(shù)據(jù)、強(qiáng)震數(shù)據(jù)。測(cè)斜儀數(shù)據(jù)導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)后，可自動(dòng)進(jìn)行位移計(jì)算。

3 數(shù)據(jù)校核

在Excel數(shù)據(jù)、自動(dòng)化數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)將成果量一并導(dǎo)入。數(shù)據(jù)校核模塊可自動(dòng)比對(duì)最新一條測(cè)值的導(dǎo)入成果量和計(jì)算公式計(jì)算的成果量，列出超過限值的測(cè)點(diǎn)，便于檢查系統(tǒng)中計(jì)算公式的正確性。與人工逐個(gè)點(diǎn)檢查數(shù)據(jù)相比，效率大幅提升。通過數(shù)據(jù)校核可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的計(jì)算公式。數(shù)據(jù)輸入Ex?cel后，成果量通過“拖拉”的方式進(jìn)行計(jì)算，容易拖錯(cuò)單元格造成計(jì)算公式錯(cuò)誤。而引用儀器公式進(jìn)行計(jì)算則不會(huì)出現(xiàn)這種情況，除非計(jì)算參數(shù)輸入錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)校核也是對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正確性的一次檢驗(yàn)。

自動(dòng)化導(dǎo)入配置中，程序可以查詢系統(tǒng)中沒有配置的自動(dòng)化測(cè)點(diǎn)，也可以查詢自動(dòng)化庫中沒有配置對(duì)應(yīng)關(guān)系的測(cè)點(diǎn)。便于檢查哪些測(cè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系沒有配置。

4 結(jié)語

大壩安全信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)入庫需要水工觀測(cè)人員與系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施人員密切配合，盡量做到數(shù)據(jù)完整正確，建立適合用戶使用的導(dǎo)航方式，減少數(shù)據(jù)調(diào)整的工作量。筆者從3個(gè)方面探討了大壩安全信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)入庫面臨的問題及對(duì)策，希望能提高數(shù)據(jù)入庫的工作效率和工作質(zhì)量；同時(shí)列出了4種常用的Excel數(shù)據(jù)格式，工作中可以參考，便于程序自動(dòng)讀取數(shù)據(jù),減少數(shù)據(jù)入庫之前人工進(jìn)行數(shù)據(jù)整理的工作量。

[1]水電站大壩運(yùn)行安全信息報(bào)送辦法：電監(jiān)安全〔2006〕38號(hào)[A].

[2]國家能源局大壩安全監(jiān)察中心.水電站大壩安全監(jiān)測(cè)工作情況報(bào)告（2013年度）[R].2014.