馮濤

（中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州，311122）

水電站大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的檢查與質(zhì)量控制

馮濤

（中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州，311122）

大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變及溫度、環(huán)境量四大項(xiàng)目的觀測數(shù)據(jù)。從管理角度闡述了如何對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行方便、有效的檢查，并對檢查工作進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督，切實(shí)保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。

大壩安全；監(jiān)測數(shù)據(jù)；自動化；采集；缺失率

0 前言

水電站大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變及溫度、環(huán)境量四大監(jiān)測項(xiàng)目的自動化觀測、人工觀測及水情數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是：來源多樣、格式不一、數(shù)據(jù)量大。有些水電站，尤其是施工期水電站，大部分監(jiān)測工作委托給承包單位實(shí)施，如何確保這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性和真實(shí)性，成為日常監(jiān)測與管理工作的一大課題。

目前，部分水電站的大壩安全監(jiān)測工作還僅僅停留在數(shù)據(jù)采集與匯總層面，沒有對數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查把關(guān)和監(jiān)控，直到年度資料整編或定期檢查時才發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)存在各種各樣問題，如數(shù)據(jù)缺失和錯誤、成果計(jì)算錯誤等，有的已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的追溯和更正。錯誤的數(shù)據(jù)不能反映或者錯誤地反映了大壩安全的性態(tài)，也為后期大壩安全資料整編和定期檢查等工作帶來很多困難，往往會導(dǎo)致年度整編無法正常進(jìn)行，或者整編時間較長，整編數(shù)據(jù)粗糙、準(zhǔn)確性低等。需要在日常工作中采取必要的手段，對每一個觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、核對、確認(rèn)、處理，切實(shí)將大壩安全監(jiān)測工作落到實(shí)處，真實(shí)、及時地反映大壩安全的性態(tài)。

1 檢查指標(biāo)

錯誤數(shù)據(jù)產(chǎn)生的因素主要有三個方面：（1）儀器故障；（2）人為操作不當(dāng)、記錄錯誤、采集缺失；（3）軟件故障。當(dāng)測點(diǎn)較多時，數(shù)據(jù)量較大，針對大量的數(shù)據(jù)，人工檢查與核對的工作量較大，這也是大部分?jǐn)?shù)據(jù)未經(jīng)檢查處理的主要原因。因此，需要將所有測點(diǎn)納入到指標(biāo)監(jiān)控管理體系，通過指標(biāo)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的評判，將數(shù)據(jù)按照不同情況進(jìn)行歸類，為檢查與核對提供方便的接口，從而快速、有針對性地對數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)和處理。

檢查指標(biāo)從檢查方法上通常分為測點(diǎn)的采集頻次、每個測點(diǎn)每個監(jiān)測量測值的上下限指標(biāo)、速率指標(biāo)、模型指標(biāo)以及某個特殊情況下的限值指標(biāo)，如設(shè)計(jì)上下限指標(biāo)、量程上下限指標(biāo)、變化速率指標(biāo)、統(tǒng)計(jì)模型指標(biāo)、當(dāng)水位達(dá)到一定高度時的限值指標(biāo)、或與往年同期相比差值指標(biāo)等等。

檢查指標(biāo)按檢查結(jié)果通常分為頻次指標(biāo)、錯誤指標(biāo)和異常指標(biāo)，當(dāng)測點(diǎn)未按照預(yù)定的采集頻次觀測，標(biāo)記為采集缺失；當(dāng)采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)超過錯誤指標(biāo)，數(shù)據(jù)將被標(biāo)記成無效的錯誤數(shù)據(jù)；當(dāng)采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)超過異常指標(biāo)，數(shù)據(jù)將被標(biāo)記成異常。

數(shù)據(jù)檢查時，應(yīng)首先根據(jù)各種檢查指標(biāo)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)，有針對性地對不同情況的數(shù)據(jù)加以處理，以消除錯誤的觀測數(shù)據(jù)，使每個測點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)真實(shí)、有效，同時能夠保證每個測點(diǎn)按照預(yù)定的采集頻次完成采集。處理方式通常包括以下幾種：

（1）針對人工觀測的采集缺失，需進(jìn)行補(bǔ)采。

（2）針對自動化觀測的采集缺失，需要排查缺失原因，如采集故障、通訊故障或電源故障等，按照采集模塊、采集通道、采集軟件等進(jìn)行逐一排查解決，然后進(jìn)行采集或重新讀數(shù)。整個模塊采集缺失通常是采集模塊故障，單個通道采集缺失通常是采集通道故障，整個自動化系統(tǒng)采集缺失通常是采集軟件故障。

（3）針對人工觀測數(shù)據(jù)錯誤的情況，需現(xiàn)場重新采集、核對。可多次采集比對，或更換儀器采集比對。

（4）針對自動化觀測數(shù)據(jù)錯誤的情況，要現(xiàn)場排查原因。屬于儀器故障的，對儀器進(jìn)行修復(fù)后重新采集；屬于軟件故障或系統(tǒng)缺陷的，需進(jìn)行修復(fù)完善，也可進(jìn)行人工二次儀表采集，并進(jìn)行比對。

（5）針對異常的數(shù)據(jù)，先進(jìn)行復(fù)測，復(fù)測結(jié)果正常的，作為正常的觀測頻次存檔；復(fù)測結(jié)果仍然異常的，在確認(rèn)數(shù)據(jù)真實(shí)有效后，考慮環(huán)境、結(jié)構(gòu)等情況對設(shè)備的影響，查看歷史變化趨勢、周邊監(jiān)測設(shè)施有無異常變化等，并進(jìn)行簡單的分析，對不明原因?qū)е碌漠惓?，考慮持續(xù)重點(diǎn)關(guān)注、加密觀測，必要時進(jìn)行預(yù)警。

（6）針對正常的觀測數(shù)據(jù)，只需查看其歷史變化趨勢是否存在異常情況。

2 質(zhì)量控制指標(biāo)

為了做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的檢查工作，將有關(guān)工作內(nèi)容納入指標(biāo)管理體系，對相關(guān)的工作進(jìn)行監(jiān)控，從而有效控制數(shù)據(jù)質(zhì)量。主要從數(shù)據(jù)錄入及時性、數(shù)據(jù)完整性、檢查及時性、檢查準(zhǔn)確性幾個方面來考慮：

（1）數(shù)據(jù)錄入及時性：主要是針對人工觀測的數(shù)據(jù)，設(shè)置控制指標(biāo)，約定數(shù)據(jù)采集后應(yīng)在幾天內(nèi)完成錄入，統(tǒng)計(jì)在規(guī)定時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)錄入的占比情況。該指標(biāo)反映觀測人員是否及時將觀測數(shù)據(jù)整理入庫、歸檔保存。

（2）數(shù)據(jù)采集完整性：根據(jù)人工觀測、自動化觀測的預(yù)定頻次來計(jì)算其完整性，進(jìn)而反映各類數(shù)據(jù)的缺失情況。

（3）數(shù)據(jù)檢查及時性：約定數(shù)據(jù)錄入后，檢查人員應(yīng)在幾天內(nèi)完成數(shù)據(jù)的檢查工作，統(tǒng)計(jì)在規(guī)定時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)檢查的占比情況。該指標(biāo)反映檢查人員是否及時對錄入的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢查、核對、確認(rèn)和處理工作。

（4）數(shù)據(jù)檢查準(zhǔn)確性：通過各類模型計(jì)算出檢查可能出錯的占比情況，比如明顯的錯誤數(shù)據(jù)被檢查人員設(shè)置為正常觀測數(shù)據(jù)等。該指標(biāo)反映檢查人員對數(shù)據(jù)檢查工作的準(zhǔn)確性。

設(shè)置這四類質(zhì)量控制指標(biāo)的主要目的是為了更好地監(jiān)控和管理水工技術(shù)人員對數(shù)據(jù)采集、錄入、檢查與處理等工作的完成情況和工作質(zhì)量，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時性和有效性。

3 檢查與控制流程

結(jié)合現(xiàn)實(shí)工作，利用檢查指標(biāo)與質(zhì)量控制指標(biāo)對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效檢查，并對水工觀測工作進(jìn)行監(jiān)督和管理控制，工作流程見圖1。

4 記錄與評價

數(shù)據(jù)檢查工作應(yīng)作為水工觀測日常工作按時完成，才能及時發(fā)現(xiàn)、處理問題，保證每個測點(diǎn)每期采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效。每次數(shù)據(jù)檢查工作還應(yīng)填寫檢查記錄，記錄本次檢查過程中發(fā)現(xiàn)的各類問題及其處理方式和結(jié)果，以便日后查看與借鑒。

定期對數(shù)據(jù)檢查工作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評價，通過質(zhì)量控制指標(biāo)來監(jiān)督、管理水工人員對數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)檢查的工作完成情況，記錄各項(xiàng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值，定期對監(jiān)測工作進(jìn)行客觀的評價，建立相應(yīng)的考核機(jī)制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制。

5 實(shí)例

5.1 檢查指標(biāo)的設(shè)置

某水電站，為了及時檢查數(shù)據(jù)、有效管控大壩安全性態(tài)，根據(jù)以往多年的經(jīng)驗(yàn)，對測點(diǎn)的監(jiān)測量設(shè)置了檢查指標(biāo)，見圖2。

圖1 數(shù)據(jù)檢查及質(zhì)量控制流程示意圖Fig.1 Flow chart of data check and quality control

圖2 檢查指標(biāo)設(shè)置示意圖Fig.2 The check indexes

5.2 提醒和處理

監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入之后，按照檢查指標(biāo)進(jìn)行自動檢查過濾，針對異常和錯誤的信息進(jìn)行了提醒，見圖3。

測值的提醒信息，可以通過短信通知、郵件發(fā)送、微信推送等方式及時通知相關(guān)責(zé)任人，以便及時對異常情況采取排查、整改、重測等措施。

5.3 數(shù)據(jù)檢查記錄

目前，很多水電站已有自動化監(jiān)測系統(tǒng)，需要人工去現(xiàn)場觀測的工作較少，工作重點(diǎn)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)移到對數(shù)據(jù)的檢查和處理上。數(shù)據(jù)檢查作為水工觀測的日常工作，應(yīng)把每天發(fā)現(xiàn)的問題以及解決的情況填寫在數(shù)據(jù)檢查記錄單中，以便日后查詢回溯和借鑒。有些問題可以直接轉(zhuǎn)入缺陷或隱患的處理流程。某水電站日常數(shù)據(jù)檢查記錄單見圖4。

圖3 測值提醒信息瀏覽示意圖Fig.3 The warning information

5.4 質(zhì)量控制

對數(shù)據(jù)檢查工作的質(zhì)量進(jìn)行管理和監(jiān)督也是非常重要的工作，檢查工作的質(zhì)量直接影響了數(shù)據(jù)的質(zhì)量。某公司已采用了一些控制指標(biāo)，輔以相應(yīng)的考核機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)檢查工作的監(jiān)督與管理，見圖5。

圖4 檢查記錄單界面Fig.4 Data check record

圖5 數(shù)據(jù)檢查質(zhì)量控制統(tǒng)計(jì)界面Fig.5 Statistics on data quality

6 結(jié)語

數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性是資料整編、定期檢查、安全分析與評價等工作的基礎(chǔ)，是大壩安全監(jiān)測的基本工作要求，是確保大壩安全運(yùn)行的基石。數(shù)據(jù)檢查工作的重要性已得到業(yè)內(nèi)的普遍認(rèn)可。部分運(yùn)行單位已建立了數(shù)據(jù)檢查工作規(guī)程及相應(yīng)的考核制度，切實(shí)履行數(shù)據(jù)檢查的工作職責(zé)，使數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性和及時性得到保證。

2017-06-06

馮 濤（1976-），男，河南信陽人，工程師，主要從事大壩安全管理信息系統(tǒng)開發(fā)與集成、項(xiàng)目實(shí)施與管理等方面的工作。

作者郵箱：feng_t@ecidi.com

Check of safety monitoring data for hydropower dams and quality control

FENG Tao

Pow?erChina Huadong Engineering Co.,Ltd.

Observation data of the four major aspects,namely deformation,seepage,stress-strain and temperature as well as environmental quantities,are mainly included in dam safety monitoring data.From the management point of view,to ensure the authenticity and validity of data,this paper expounds how to check the data conveniently and effectively,and supervise the quality of inspection work.

dam safety;monitoring data;automation;collection;missing rate

TV697

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1671-1092（2017）05-0018-04