基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大壩安全遠程監(jiān)測技術(shù)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(chǎn)的安全、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)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(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),本文針對大壩的結(jié)構(gòu)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(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)和安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)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(shù)的影響,建立了一種效應(yīng)量與各因子之間相互關(guān)系的數(shù)學模型,對模型參數(shù)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(jù)大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的功能特點和應(yīng)用要求,結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點,研究了一種基于

3、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提出了一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的部署策略,滿足大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院屯暾砸?。為了減少大壩監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸能耗,盡可能延長網(wǎng)絡(luò)的生存周期,提出了一種基于遺傳算法的網(wǎng)絡(luò)路由機制。
　　 針對大壩安全早期預警模型需要用非線性函數(shù)描述大壩的強烈非線性動態(tài)行為及其影響因素間的關(guān)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(chǔ)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(shù),討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù),分析了節(jié)點的低功耗和低成本實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)節(jié)點中實時數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)方法,討論了基于zigBee的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的設(shè)計技術(shù)。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(shù)據(jù)分發(fā)機制。
　　 對基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大壩安全遠程監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)進