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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流凡口铅锌矿尾矿库区数字化监测管理系统方案设计.精品文档.尾矿库数字自动化安全监测预警系统方案设计广州南方测绘仪器有限公司二0一0年十月目 录前言5第 一 部 分6尾矿库监测管理系统61 工程概述72 监测设计的预期目标83 监测系统设计依据和标准83.1 工程等级和设计标准83.2 设计依据和设计原则94 监测子项目和测点布置104.1 巡视检查104.2库水位监测104.2.1库水位自动化监测的目的和意义104.2.2水位遥测系统发展情况114.2.3南方水位远程自动化监测系统114.2.4水位测量工作原理124.2.5技术指标134.2.
2、6相关安装图纸144.3 浸润线监测154.3.1电子式传感器154.3.2电子式传感器设备选型164.3.3 光纤传感器174.3.4 光纤传感器设备选型184.3.5 两种传感器优缺点比较184.3.6 渗压传感器的安装194.4 视频监测204.4.1 监测范围及目的204.4.2 视频监控系统设计214.4.3 主要设备选型234.4.4 系统安装264.5 坝体位移监测（基于双频GPS技术）294.5.1 位移监测手段294.5.2 传统方法的局限性294.5.2.1观测精度低294.5.2.2 受通视条件限制294.5.2.3 受气候影响大294.5.3 GPS变形监测系统304.
3、5.4 GPS变形监测系统优势304.5.4.1定位精度高304.5.4.2观测时间短304.5.4.3测站间无需通视314.5.4.4可提供三维坐标314.5.4.5操作简便314.5.5.6全天候作业314.5.5 GPS监测系统组成314.5.6 框架及监测网的布置324.5.7监控中心布置334.5.8 抗雷击334.5.9 基准站、监测点保护344.5.10 数据处理及系统软件功能344.5.11成果资料整理374.5.12 观测墩土建375 通讯方式选择455.1 通讯方式的比较455.2 通讯方式选择455.3 无线网桥设备选型（可选）465.4 光纤通讯系统设备选型（可选）47
4、6自动监测系统选型与总体布置496.1设备选型496.1.1监控服务器CCU496.1.2 UPS （可根据需要配置）506.1.3系统供电506.2系统功能506.2.1 采集功能506.2.2显示功能506.2.3存储功能516.2.4 数据通讯功能516.2.5管理功能516.2.6 系统自检功能516.2.7系统防雷抗干扰功能516.3 系统性能526.3.1 可靠性526.3.2 兼容性526.3.3 可扩充性536.3.4 易维修性536.3.5 经济性537 自动监测系统应用软件537.1 数据采集软件537.2 信息管理软件547.2.1信息管理软件特点557.2.2信息管理软
5、件功能567.3 数据分析处理软件587.3.1软件特点587.3.2软件的功能588 南方测绘简介及售后服务条例598.1 总则598.2 设备验收608.3 技术培训608.4 仪器保修及维修服务618.5 技术支持与咨询服务618.6 用户服务热线628.7 南方测绘公司用户协会628.8 南方仪器用户的其他权利628.9 具有合法注册的售后服务机构的证明文件62前言目前尾矿库区及坝体尚未采用自动化监测预警系统，在安全、生产管理方面，主要靠人工巡检和人工携带仪器设备到现场实地测量相关数据。系统建成后，将实现尾矿坝体安全管理、尾矿库区生产管理、尾矿库区实时监测的全过程智能化、数字化、可视化
6、。主要建立三个系统：（1）基于双频GPS技术的坝体形变监测预警系统；（2）浸润线监测系统；（3）尾矿生产视频监视系统。其中基于GPS技术的坝体形变监测预警系统主要用来对坝体所产生的平和沉降微小变形状况进行监测，并根据监测结果和系统设定发出预警信息，更为重要的，是系统能够根据所采集的历史数据进行智能分析，从而给出形变状态在一定时间段内的发展趋势，使决策管理人员能够将事故消灭在萌芽状态，大大提高坝体安全性和可控性。库区监测管理系统主要用来将尾矿管理者的日常工作实现信息化、实时化、网络化，如库区水位、浸润线、干滩长度、实时蓄洪能力等涉及到尾矿安全的数据采集，全部实现自动化，并根据这些数据变化情况直接
7、指导生产。尾矿生产视频监视系统主要用来取代人工所进行的表面观测和巡检，该尾矿库库区面积较大，人工巡检一次需要数小时，费时费力，采用该系统后，尾矿管理人员可足不出户即可直观察看尾矿排放生产情况和库区各种情况，且各级管理人员可同时通过网络系统察看尾矿库区工作实时情况。将成熟的软、硬件结合监测，应用在尾矿坝体的监控中来，通过后台智能专家系统，自动分析所采集到的数据，并根据结果发出预警或给出相应解决方案。第 一 部 分尾矿库监测管理系统1 工程概述以凡口为例凡口铅锌矿位于韶关市仁化县境内，是目前中国乃至亚洲最大的铅锌矿产基地。设计年产金属（铅+锌）能力15万吨。是中国有色金属对外窗口，有“有色金属之乡
8、”之称。凡口铅锌矿共使用了1号、2号和3号共三个尾矿，均位于仁化县董塘镇，其中：1号尾矿库总库容约55.5104，总坝高24.0，属V等库，1968年7月与选厂同时投入使用，1976年停止使用；2号尾矿库于1976年投入使用，设计总库容190104，服务年限14年。1990年考虑到新库尚未建成，根据选厂生产需要，设计加高主坝扩容尾矿库，加高后总库容约256.8104，总坝高31.0m，属IV等库，并与1996年停止使用。3号尾矿库是目前生产在用的尾矿库，该库与1992年3月开始设计，建坝两座，即上游坝（1#）和下游坝（2#），两座尾矿库相距约1. 28KM，汇水面积3.98，坝顶标高均为118
9、m，设计总库容788104，坝高24m，设计服务年限为21年，属IV等库。本方案针对2号尾矿库在线监测系统进行设计。尾矿库区监测管理系统，主要监测尾矿库区内同生产、安全密切相关各项指标数据，如浸润线、坝顶高度、滩顶高度、干滩长度、库区水位等，并根据监测的结果指导生产，并给出相应的预警信息，同时将尾矿管理日常工作纳入计算机管理，实现生产数据报表、相关文档管理等的信息化。以下为2号尾矿库现场图：图1-1 2号尾矿库坝体图1-2 2号尾矿库库区2 监测设计的预期目标尾矿库大坝监测系统的预期目标是：保证坝体的安全，充分发挥工程效益，更好地为安全生产服务。尾矿库大坝监测系统实施后将能实现以下任务：1）监
10、视运行期间大坝的状况变化和运行情况。在发现不正常现象时及时分析原因，采取措施，防止发生事故，以保证生产的安全运行。2）随时对观测资料进行分析，开展对大坝技术鉴定，总结运行经验，为改善运行方式和制定安全计划、评价工程质量提供数据。3）定期进行观测资料的整编、为其它类似建筑物的设计、施工、管理和科研提供资料。4）本系统主要观测项目：坝体表面变形，尾矿视频监控系统，浸润线监测，库水位监测。3 监测系统设计依据和标准3.1 工程等级和设计标准名称编号批准单位年份全球定位系统（GPS）测量规范GB/T 18314国家测绘局2001国家一、二等水准测量规范GB/T 12897国家测绘局1991工程测量规范
11、GB 50026国家技术监督局1993卫星通信中央站通用技术条件GB/T 16952国家技术监督局1997计算机信息系统安全保护等级划分准则GB 17859国家技术监督局1999精密工程测量规范GB/T 15314国家技术监督局1994全球定位系统城市测量技术规程CJJ 73-97中国建设部1997测绘技术设计规定ZBA 75001国家测绘局1989测绘技术总结编写规定CH1001-91国家测绘局1991测绘产品检查验收规定CH 1002国家测绘局1995测绘产品质量评定标准CH 1003国家测绘局1995全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程CH 8016国家测绘局1995电子设备雷击保
12、护导则GB 7450国家技术监督局1987通信用电源设备通用试验方法GB/T 16821国家技术监督局1997计算机软件产品开发编写指南GB8567国家技术监督局1988数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定GB1526国家技术监督局1989信息处理系统 计算机系统配置图符号及约定GB/T 14085国家技术监督局1993计算机软件质量保证计划规范GB/T 12504国家技术监督局1990计算机软件配置管理计划规范GB/T 12505国家技术监督局1990UNAVCO 基准站建立规范-国际UNAVCO组织IGS基准站建立规范-国际IGS委员会法国国家雷标
13、准NF C17-102法国LCIE中国地壳形变监测网络基准站建立规范地震局、测绘局2000中华人民共和国公共安全行业标准GA173国家技术监督局1998混凝土结构设计规范GBJ 10国家建设部1989尾矿库安全管理规定第20号令国家经贸委20003.2 设计依据和设计原则遵照中华人民共和国行业标准尾矿库安全技术规程（征求意见稿）、国家尾矿库安全监督管理规定(征求意见稿)、SL60-94土石坝安全监测技术规范、中华人民共和国行业标准SL268-2001大坝自动监测系统设备基本技术条件的有关规定，并综合考虑工程的实际情况。尾矿库大坝监测设计中遵循下列原则： （1）安全监测系统要满足上述两个行业标准
14、的技术要求。（2）充分考虑原工程特点，选择必要的监测项目和测点。监测点的布置，既要保证监测点的位置具有代表性，又要体现其特殊性。（3）全面、准确地反映大坝工作性态，及时发现异常迹象，有效地监视大坝安全，为运行管理提供可靠的资料，满足工程现代化管理的需要。（4）监测系统的设计和选型，既要先进又要实用。在满足安全监测要求的前提下力求经济合理。（5）配置相应的软件，实现大坝安全监测数据的自动整理和分析。4 监测子项目和测点布置按规范要求，三等以上建筑物的必设监测项目为：坝体表面变形、渗流量、坝基渗流压力、坝体渗流压力、库水位、降水量、气温和巡视检查。一般监测项目为：内部变形、坝坡位移、绕坝渗流、孔隙
15、水压力等。在必设项目中，由于尾矿库由尾矿浆中的固体成份堆积而成，是长年形成的堆积坝体，磁感应较强，与一般水库存在较大的差异，故有些项目设置的意义不大。本系统按照要求，具体观测项目监测手段如下所述：4.1 巡视检查巡视检查分日常巡视检查、定期检查和特殊情况下的巡视检查等。尾矿库主要进行坝体、坝面、坝肩及滩面及库水位的巡视检查。4.2库水位监测4.2.1库水位自动化监测的目的和意义在尾矿库营运过程中需要对水位进行监控，可能现场无法靠近或现场无需人力来监控。我们就可以通过远程监控，坐在监控中心服务器前就能对现场进行监控，既方便又节省人力。为了保证尾矿库的安全营运,提高工作效率,在生产过程需要对水库水
16、位进行监测。但是,由于不同的尾矿库有着不同的实际情况,因此就有着不同的技术要求,而且水位参数的测量方法和测量位置不同，对监测设备的要求亦有所不同。这样往往造成监测系统设备专用化程度高,品种多,互换性差,不利于设备维护,亦增加了设备设计、生产、安装的复杂性。因此,在综合研究库水位监测的实际情况以及特点的基础上,利用现代电子技术,特别是微处理器技术和flash存储器技术,设计开发一种通用性好、可靠性高、维护方便、可适用于多种监测环境的多模式水位自动监测系统具有重要的实际意义。4.2.2水位遥测系统发展情况水位监测系统在我国的应用已相当普及。大型国家水坝常采用由PC机和单片机组成的主从式的多机联网系
17、统，单片机作为下位机，负责大坝现场各水位点的选通和采集，作为上位机的PC机，则负责大坝水位的集中显示和管理记录。PC机与单片机之间的通讯方式主要采用RS232/RS485总线技术和以太网技术两种。RS-485是使用较为广泛的双向有补偿传输线标准，每段最多支持32个节点，采用单组双绞线双向主从通信。当总线加长或节点增多时需要使用中继器连接，全网络支持最多256个节点。RS-485通信技术应用时间较长，软硬件实现较为容易，因此是国内测控系统采用较多的通信方式。4.2.3南方水位远程自动化监测系统南方水位自动化监测系统具有对大坝水位信息的自动采集、处理、数据显示和越限报警功能。其中，单片机作为下位机
18、，负责大坝现场各水位点的采集，上位机则负责大坝水位的集中显示和管理记录。系统硬件采用单片机和超声波传感器。其中超声波传感器主要进行数据采集，传感器将非电量信号变为电信号，然后经放大器放大后送入模数转换器。单片机则将采集到的数据进行处理，并通过RS232/RS485通信总线或以太网传给上位机。 上位机软件对所有监测点的数据进行集中处理、显示等。远离水库的指挥中心通过该系统可获得当前时刻的水位、当天最高水位、最低水位、日水位升降、平均水位等一系列数据，为水库的防洪、水库水资源调度提供科学的数据。该系统由数据采集、数据传输、数据分析、数据显示和水位预警等部分组成。图4-1 水位遥测系统结构图4.2.
19、4水位测量工作原理水位测量由收发共用声学探头发射一声脉冲，经声管传声L声程遇水界面产生反射，反射波（下称回波），又经L声程由同一声学探头接收，只要测得声波（由发射至接收到回波）在空气中的传播时间t及现场声速c，就可测算出声学探头发射面至水面的距离，即在设计上采用自校准技术对声速进行补偿，即在连接声学探头的第一节声管（称此声管为校准管）的已知距离L0处开有一校准用小圆孔。声学探头发射的声脉冲首先遇小孔这一界面产生反射回波，这一回波传播的声程2L0为已知，传播时间T0可测出，传播声速若为C0则有：取校准孔回波与水面回波传播声程的比值则有：由式可知声程L是传播声速C、C0，传播时间t、T0和校准孔距
20、L0的函数。如果在声管中传播声速由发射面至水面间变化很小，这样式就可简化为：发射声脉冲后，测得T0、t即可测算出声程L。若探头安装基准面至水位零点高度为S（S可以当地水准点或水尺为参考，安装时测量确定）则水位值H为：图4-2 水位测量原理示意图式中：H为水位值S为探头发射面至水位零点距离L为探头发射面至水面间距离4.2.5技术指标1、量程：0.4020m 2、测量精度: 0.250.5% ；分辨率:3mm或0.1%(取大者)3、输出方式：420mA/750欧姆负载;2组AC250V/8A或DC30V/5A 状态可编程;485输出传输距离为2000米4、显示输出:中英文背光液晶显示物位测量值、距
21、离测量值、变送输出电流、环境温度值、回波状态、报警显示、特殊环境算法选择。5、供电方式:95275VAC 50Hz/60Hz或者24VDC 120mA可选6、工作温度：仪表:-20+60探头: -40+707、环境压力: 常规探头为3公斤，就是0.3MPa。探头耐压可以做到16公斤，就是1.6MPa8、发射角度：半功率角：9，锐度角：239、耐腐蚀性：探头部分四氟外壳，分体式机加工结构强酸强碱环境下可以使用10、主机防护等级: IP66;探头防护等级：IP68(可以达到在100米水深放置12个月，出水后仍然正常工作.11、安装尺寸：螺纹M78*2mm4.2.6相关安装图纸超声波水位计安装整体示
22、意图：图4-3 超声波水位计安装整体示意图超声波水位计尺寸：图4-4 超声波水位计尺寸法兰安装示意图：图4-5 法兰固定示意图4.3 浸润线监测渗水在水位作用下，水流渗入坝体，将坝体分为上干下湿两部分，干湿尾沙的分界线为浸润线。坝体浸润线监测采用在坝体内埋设测压管进行监测，测压管采用在坝体表面钻孔埋设。以原已埋设的测压管来监测坝内浸润线的位置。设计系统中采用浸润线分析组件，按照尾矿坝浸润线时间序列，通过建立一个灰色算子，来弱化坝体高度、库内水位等因素所带来的确定性影响, 浸润线时间序列存在着非整数维，是一个混沌系统。灰色算子能较好地处理混沌问题。根据浸润线观测数据，系统软件绘出坝体浸润线，并与
23、数据库中的工程设计水位浸润线进行比较，实现浸润线观测的自动化。2号尾矿坝早期设有浸润线监测点，分布在坝顶、坝坡、坝底三个监测断面共18个监测点。本方案设计拟采用原来设计监测点布设。一般的，浸润线监测系统有基于电子式和机械式传感器。由于机械传感器不能方面的实现实时在线功能在此不予介绍。而本设计方案提出光纤传感器监测系统作为补充，客户可根据实际情况进行选择。4.3.1电子式传感器若采用电子式传感器方案，使用18支钢振弦式渗压计进行连续在线观测，并使用1台MCU测控装置进行数据实时采集，并用无线或有线方式将数据发往尾矿管理站点。电子式传感器需提供电源及数据传输通道。在2号尾矿库设计过程中我们了解到，
24、现场的供电是可以通过市电对监测终端进行供电，也就是说必须通过架电力线的方式进行供电。那么电子式传感器的供电可以得到有效解决。同时传感器到采集房的数据传输也需要拉通讯电缆进行通讯，为了减少施工量及合理布线，数据线可以与电缆一起布设，但需要注意的是做好数据线的信号屏蔽工作。图4-6 振弦式渗压计及测控装置4.3.2电子式传感器设备选型测控装置测量项目测量范围最小读数频率模数，F160202500.1频率值，HZ4004500.1温度值，-30700.1测量通道，路64接传感器，支32组网数量，台64单台巡测，秒30存储容量，条327000渗压计测量范围0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0
25、、1.6、2.5、4.0、6.0MPa分辨率5%F.S工作温度-3070测温精度-25604.3.3 光纤传感器光纤光栅传感技术是通过对在光纤内部写入的光栅反射波长光谱的检测，实现对被测结构的应变和温度量值的绝对测量。光纤光栅传感器是一种新型的传感器，它具有以下主要优点：抗电磁干扰，与电绝缘，耐腐蚀，本质安全；灵敏度高；重量轻，体积小，外型可变；测量对象广泛；对被测对象介质影响小；便于复用，可以构成光纤传感网络。正是由于这些独特的优越性，光纤传感器具有广泛的应用前景。下图为传感器结构图：图4-7光纤传感器结构图其中，透水石的主要作用是滤去渗透水中的杂质，光纤光栅埋植在弹性体（变形材料）中。渗透
26、水经透水石过滤进入传感器的腔体中并作用在弹性体上，使弹性体发生形变，进而使埋植在弹性体中的光纤光栅发生改变，这样就会使光纤光栅的反射波长发生改变，测出波长的数值便可由标定数据计算出压力的大小，从而确定水位的高低。对于2号尾矿库而言，使用光纤传感器同样需要使用18支光纤传感器埋植于渗透压管中。较之于电子传感器其不需要单独电力线进行供电，减少了工作量。4.3.4 光纤传感器设备选型光纤传感器标准量程0100 m (可以定制量程)测量精度0.1 % FS外观尺寸50mm100mm安装方式直接浸入或埋入尾纤种类铠装光缆连接方式FC/APC使用温度-30 60光纤监测仪电源交流220V10%、50HZ传
27、输方式RS485、以太网传输距离10Km通道数可定制输出光波长范围1520nm1560nm报警方式短信、声光报警使用环境温度-1050响应时间3S4.3.5 两种传感器优缺点比较在尾矿库监测系统中，我们经常使用电子式传感器，因为其经常使用在技术上得到了一定的完善。但电子传感器容易受到温度、湿度和电磁干扰，易漂移。重复性和稳定性稍差。之前我们有提过光纤传感器的优点，除此之外其比较电子传感器而言有如下优点：1、光纤传感器不受外界环境影响，测量长期可靠2、以光波长作为长度测量单位，测量精度高3、可以长距离、高质量信号传输4、系统采用光纤进行信号监测与传输，不受雷击影响（重要）不过，由于需要使用光纤作
28、为传输媒介，同时需使用调制解调器，光纤传感器的成本比电子传感器成本稍高。4.3.6 渗压传感器的安装不论是使用电子传感器或者是光纤传感器，其安装施工都是类似的。主要不同点是传输的媒介（光纤或者通讯电缆）。下面就以光纤传感器为例介绍传感器的安装方法。一般我们选用内径是70mm的PVC管放置到渗压孔中，打的孔的直径以轻松下管为宜，孔深以在浸润线或安全深度以下为宜。图4-8测压管深度示意图最底部一节PVC管要钻8mm的小孔，纵向间隔20mm左右，横向间隔15mm左右，成错位分布。如下图所示。图4-9 管壁渗水孔示意图打孔的PVC管外面包裹上一层土工布，一般用矿上专用土工布，捆扎牢固。管底部用盖子封死
29、，管子之间用PVC胶粘结牢固后一节节的下，顶端高出地面30cm左右。图4-10 渗压管埋设图4.4 视频监测4.4.1 监测范围及目的利用远程视频监控系统代替人工巡坝，监控中心值班人员可以直接对尾矿库情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录尾矿库在生产时的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。另外，监管部门可以从省部管理中心远程监看尾矿库运行状况，提出整改方法，减少事故隐患，因此远程视频监控系统将是保障尾矿库安全运行的重要组成部分。2号尾矿库经实地考察，视频在线监测的监测范围包括库区、坝顶、坝体下游方向面三个方向。要求能提供三个方向实时在
30、线图像。要求能提供三个方向实时在线视频图像。三个方向监测角度约为160，离摄像头最远点约为200米。4.4.2 视频监控系统设计视频监控系统由摄像部分、传输部分、控制部分、显示部分等组成，可分为前端设备和后端设备这两大结构，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤或微波等多种方式来实现。图4-11 单路视频传输示意图1、摄像部分摄像机是监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它被安装在监视场所的某一位置上，使其视角能覆盖被监视的部位。由于被监视场所面积较大，为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显
31、示系统，在摄像机上加装电动的（可遥控的）可变焦距（变倍）镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；同时把摄像机安装在电动云台上，通过控制台的控制，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度、面积更大。摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。由于摄像部分是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像部分是系统的原始信号源。因此，摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。2、传输部分传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像
32、信号。但是，由于某些系统中除图像外，还要传输声音信号，同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。3、控制部分控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台组成。总控制台中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号（或包括声音信号）的记录、摄像机及其辅助部件（如镜头、云台、防护罩等）的控制（遥控）等等。在上述的各部分中，对图像质量影响最大的是放大与与分配、较正与补偿、图
33、像信号的切换三部分。总控制台的另一个重要方面是能对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行遥控，以完成对被监视的场所全面、详细的监视或跟踪监视。对摄像机及其辅助设备（如镜头、云台、防护罩等）的控制一般采用总线方式，把控制信号送给各摄像机附近的“终端解码箱”，在终端解码箱上将总控制台送来的编码控制信号解出，成为控制动作的命令信号，再去控制摄像机及其辅助设备的各种动作（如镜头的变倍、云台的转动等）。 4、显示部分显示部分选择三星52寸等离子电视及相关配件组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。由于 “画面分割器”的应用，在有些摄像机台数很多的系统中，用画面分割器把几台摄像机送来的图像信号同时显示在一
34、台监视器上，也就是在大屏幕的监视器上，把屏幕分成几个面积相等的小画面，每个画面显示一个摄像机送来的画面。这样可以大大节省监视器，并且操作人员观看起来也比较方便。5、系统功能支持多画面或者全屏显示。自动控制镜头光圈的大小、聚焦的远近、焦距的长短等参数，以改变图象的大小。自动控制云台的运动，变换摄像机的方位，从而根据使用需要调整视场。自动控制摄像端各类设备电源的开关，如摄像机电源的开关及照明电源的开关等。提供计划录像、手动录像、报警录像、移动侦测等录像模式。 支持报警、视频任意联动。报警联动包括：打开声光报警器、单支或多支摄像机录像、在屏幕的最前面显示预设摄像机的即时影像、控制云台摄像机转到预设点
35、位置、客户端弹出报警提示。提供强大的图像存储功能，可同时存储数十路图像存储功能。录像记录可按照时间、地点和报警类型查询并回放。提供分布式图像管理功能，对于大规模系统用户可将图像分别存储在不同的服务器上，并提供统一的管理功能。可提供电子地图功能，和独立的地图编辑引擎。并可结合GIS系统（地理信息系统）进行二次开发2号尾矿库视频监控系统设计在坝顶较高处选择三个视频监测点，采用网络红外高速球机。可以通过云台控制对各个角度进行监测。4.4.3 主要设备选型摄像机参数：型号网络红外球机摄像机图像传感器1/4 inch Sony Super HAD CCD有效像素PAL:752(H)582(V)NTSC:
36、768(H)494(V)水平解析度480 TVL信号系统PAL/ NTSC最低照度0.1Lux/F1.6白平衡自动 / 自动跟踪白平衡 / 室内 / 室外增益控制自动 / 手动信噪比大于50dB背光补偿/宽动态背光补偿(ON / OFF)电子快门PAL:1/501/10,000s(自动)NTSC:1/601/10,000s(自动)日夜模式电子彩转黑聚焦模式手动 / 自动镜头焦距3.9-85.8mm, 22倍变倍速度大约3.7秒(光学, 广角-望远)水平视角51.2-4.2度(广角-望远)近摄距10-1000mm(广角-望远)光圈数F1.6-F3.7功能水平范围360连续旋转水平速度水平键控速度
37、：0.275/s水平预置点： 75/s垂直范围-590垂直速度垂直键控速度：0.250/s垂直预置点速度：50/s比例变倍支持预置点个数104个巡航扫描3条, 每条可添加16个预置点花样扫描1条, 总记录时间至少10分钟断电记忆支持守望功能预置点1-3 / 巡航扫描1 / 自动扫描1 / 花样扫描1输入/输出模拟视频输出1.0Vp-p / 75, PAL或NTSC, BNC头一般规范云台控制协议HIKVISION, PELCO-P和PELCO-D(可添加), 协议自适应电源AC 24V(DC 12V可选)功耗15W max(30W max当加热器开启时, 室外球)工作温度和湿度-3065(室外
38、)/ -1050(室内)湿度小于90%防护等级IP66(室外球)TVS 3000V 防雷、防浪涌、防突波安装方式多种安装方式可选根据应用环境进行选择尺寸243(mm)287(mm)重量5kg可选支架壁装支架:DS-1611ZJ(白色)硬盘录像机参数型号DS-9508N-S视音频输入网络视频输入最多支持8路标清或4路130万或2路200万网络视频硬盘驱动器类型4个SATA接口最大容量每个接口支持容易大于2TB的硬盘外部接口网络接口1个RJ45 10M/100M/1000M自适应串行接口1个标准RS-485串行接口1个标准RS-232串行接口1个键盘485串行接口USB接口2个USB 2.0报警输
39、入16路报警输出4路其他电源AC220V，4763HZ功耗 20W工作温度-10 -+55 工作湿度10%-90%尺寸442mm371mm70mm重量（不含硬盘） 9kg显示器参数型号50图像分辨率1365768图像子场增强600HZ超级靓彩技术具备自然真彩技术18Bit音响环绕系统SRS TruSurround HD输出功率10W2Media 2.0USB2.0视频/图片-10 -+55 工作湿度10%-90%尺寸442mm371mm70mm重量（不含硬盘） 9kg4.4.4 系统安装1) 在满足尾矿坝监视目标视场范围要求的条件下，其安装高度：室外离地不宜低于3.5m。 总体安装示意图如下：
40、图4-12 2) 监控摄像头及其配套装置，如镜头、防护罩、支架、雨刷等，安装应牢固，运转应灵活，应注意防破坏，并与周边环境相协调。 3) 在强电磁干扰环境下，监控摄像头安装应与地绝缘隔离。 4) 信号线和电源线应分别引入，外露部分用软管保护，并不影响云台的转动。 云台、解码器安装： 1) 云台的安装应牢固，转动时无晃动。 以下为云台固定示意图：图4-13 云台固定示意图 2) 应根据产品技术条件和系统设计要求，检查云台的转动角度范围是否满足要求。 3) 解码器应安装在云台附近或吊顶内（但须留有检修孔）。 监控摄像头控制设备安装： 1) 控制台、机柜（架）安装位置应符合设计要求，安装应平稳牢固、
41、便于操作维护。机柜架）背面、侧面离墙净距离应符合维修要求。 2) 监控摄像头所有控制、显示、记录等终端设备的安装应平稳，便于操作。其中监视器（屏幕）应避免外来光直射，当不可避免时，应采取避光措施。在控制台、机柜（架）内安装的设备应有通风散热措施，内部接插件与设备连接应牢。 3) 控制室内所有线缆应根据设备安装位置设置电缆槽和进线孔，排列、捆扎整齐，编号，并有永久性标志支架尺寸图4-14 摄像头支架尺寸安装后实际效果图图4-15 摄像头安装效果图 图4-16摄像头安装效果图4.5 坝体位移监测（基于双频GPS技术）4.5.1 位移监测手段目前大坝变形监测的手段很多，从人工监测传统的方法到以传感器
42、、激光技术和全站仪TPS 为基础的自动化变形监测系统以及90 年代开始研究的GPS 自动化变形监测系统等。4.5.2 传统方法的局限性由于受现场观测条件限制以及常规仪器自身不可避免的缺陷，传统的观测方案存在以下缺点：4.5.2.1观测精度低虽然目前仪器仪表的制造工艺已经非常先进，仪器本身的观测精度也足够高。但是由于现场条件限制，工作基点大都离监测点数公里远。距离的增加，各类误差如目标照准误差，大气改正误差，尤其是测角和测距误差对点位的综合误差明显增大。4.5.2.2 受通视条件限制常规仪器观测要求观测点与工作基点之间，工作基点与工作基点之间通视，这是制约现场观测的一个很大瓶颈。现场条件复杂，部
43、分监测点设置在较高的危岩体边缘，很难找到比较合适的工作基点能与所有的监测点通视。通视条件限制同样是导致观测距离增加的主要原因。因为部分监测点所在高程较高，导致工作基点选在较远的山头，造成仰角过大，大气折光差增大。4.5.2.3 受气候影响大受制于光电测距的原理，激光仪器、全站仪等常规只能在光照不太强或者阴天的情况下工作，而一旦阳光强烈则会对全站仪自动寻找目标产生严重干扰，无法观测。晴天时，一天之中只有早上10点前，下午4点半后几个小时的有利观测时段。同样在阴雨天气和有雾天气也无法观测，而阴雨天体却是边坡变形最严重的时期，此时无法观测导致光学仪器方案变形监测无法很及时地发现坝体变形。而实际的情况
44、是，尾矿坝在恶劣的天气条件下容易引发事故，因此传统方案无法满足实时监测的要求。4.5.3 GPS变形监测系统GPS以其精度高、速度快、全天候等优点，广泛应用于变形监测。在宏观上，中国建设了“中国地壳运动观测网络”。在中国大地上建设了一个连续观测的核心框架。已获得了量级精度的地壳运动数据。已经能够监测中国大陆地壳主要块体的运动，给出尺度的动态概貌。为地震的长、中期预报提供了依据。今后还将进一步建设中国卫星导航定位综合服务系统。为地面沉降、海水侵蚀、火山爆发、岩崩滑坡等自然灾害的监测和预报提供必要的基础资料。在微观上，中国已采用GPS技术，对单个滑坡体、单个矿区、单个建筑物等进行变形监测。取得了一系列好成果，积累了丰富的经验。将GPS应用到大坝、滑坡形变监测，不仅精度高、不受气候条件影响，而且可实现无人执守的自动化实时监测。目前应用GPS进行变形监测有两种模式。一种模式是只用几台GPS接收机，人工定期逐点采集数据。另一种模式就是每个监测点上都安置一台GPS接收机，实现全自动监测。本系统采用全自动监测方案。4.5.4 GPS变形监测系统优势相比较于传统的测量手段，GPS技术有着传统方法不可比拟的优势，主要如下：4.5.4.1定位精度高应用实践表明已经表明，GPS相对定位精度在50km以内可达到，