基于無線傳感器網絡的大壩安全遠程監(jiān)測技術研究.pdf

1、近幾十年來,我國水資源開發(fā)利用規(guī)模巨大,已建水庫型堤壩達8萬多座,大江大河上的重要堤防長6萬多公里。保障這些已建及將建大壩的安全運行,對人民生命財產的安全、工農業(yè)生產和國民經濟的發(fā)展具有非常重要的現實意義,而建立大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)是監(jiān)測大壩性態(tài)進而保證其安全運行的重要措施之一。
　　 結合無線傳感器網絡技術,本文針對大壩的結構性狀和工作環(huán)境特征進行了狀態(tài)監(jiān)測方法研究、預警模型建立、節(jié)點設備的關鍵技術和安全監(jiān)測系統(tǒng)的應用研究等工作。

2、
　　 變形與滲流直接反映大壩的運行工況和穩(wěn)定強度,是大壩安全監(jiān)測的兩個重要物理量。歸納分析了大壩變形與滲流監(jiān)測統(tǒng)計模型建立方面的研究工作,討論了上下游水位因子、溫度或降雨量因子、時效因子對監(jiān)測統(tǒng)計模型參數的影響,建立了一種效應量與各因子之間相互關系的數學模型,對模型參數的冬元線性回歸分析與偏最小二乘回歸分析進行了對比分析研究。
　　 根據大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的功能特點和應用要求,結合無線傳感器網絡的結構特點,研究了一種基于

3、無線傳感器網絡的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的網絡結構,提出了一種網絡節(jié)點的部署策略,滿足大壩監(jiān)測數據傳輸的可靠性和完整性要求。為了減少大壩監(jiān)測無線傳感器網絡節(jié)點的數據傳輸能耗,盡可能延長網絡的生存周期,提出了一種基于遺傳算法的網絡路由機制。
　　 針對大壩安全早期預警模型需要用非線性函數描述大壩的強烈非線性動態(tài)行為及其影響因素間的關系,以短期蓄水預報作為研究對象,建立了一種基于模糊集的蓄水預報模型。在此基礎上,提出了一種基于模糊理論的大壩

4、狀態(tài)預警模型。
　　 基于嵌入式技術,討論了無線傳感器網絡節(jié)點設備設計的關鍵技術,分析了節(jié)點的低功耗和低成本實現思路。針對大壩安全監(jiān)測常用的振弦式傳感器和水位、雨量等其它傳感器的特點,具體研究了無線傳感器網絡節(jié)點中實時數據采集的實現方法,討論了基于zigBee的無線數據傳輸模塊的設計技術。為降低軟件算法復雜度和信息收集過程的功率開銷,建立了適宜的數據分發(fā)機制。
　　 對基于無線傳感器網絡的大壩安全遠程監(jiān)測系統(tǒng)的應用技術進