防灾安全监控系统中的大风监测与预警

关键词： 岩溶 预警 隧道 防灾

防灾安全监控系统中的大风监测与预警（共6篇）

篇1：防灾安全监控系统中的大风监测与预警

全面监测各种自然灾害,如强风、大雪、地震、突发性灾害(塌方落石)、异物侵入等,对铁路安全行车十分重要.为此,对高速铁路防灾安全监控系统中的大风监测与预警的`功能进行分析,介绍大风预警原理与方法,以提高我国的大风监测与预警能力.

作 者：张辉 Zhang Hui 作者单位：铁道第三勘察设计院集团有限公司,300251,天津刊 名：铁道通信信号英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION年，卷(期)：45(3)分类号：U2关键词：高速铁路 防灾安全监控 风预警

篇2：防灾安全监控系统中的大风监测与预警

重大危险源,是指长期或临时地加工、生产、处理、搬运、使用或者储存危险物质,且危险物质的数量等于或超过临界量的场所和设施,以及存在危险能量可能造成重大事故的场所和设施。重大危险源是危险物质大量聚集的地方,存在着重大安全事故发生的可能性,并且一旦发生安全事故,将会对从业人员的人身安全以及集体财产造成严重损害[1,2,3,4]。

为此,从我国重大危险源安全监控与应急管理的需求出发,对重大危险源安全监测预警系统进行了重点研究与开发。

2 系统需求分析与架构设计

重大危险源安全监测预警系统,由传感器、二次检测仪表、逻辑控制器、执行机构、报警设备以及工业数据通讯网络等仪表和器材所组成。系统利用液位、温度、湿度、压力、流量、火焰、可燃及有毒气体浓度、风向和风速等传感器采集生产及环境监测预警参数,利用视频和红外防侵入等设备监控人员操作及现场情况,并由智能故障诊断和事故预警软件系统进行数据分析,以确定现场的安全状况;同时,配备联锁装备,在危险出现时采取相应措施,实现数据传输、自动预警、联网声光报警、监控信息显示与打印、以及安全数据或状态记录储存等功能。

按照建设目的及其对生产过程的关注范围来看,重大危险源安全监测预警系统属于安全相关系统(Safety Related System)的范畴,因此必须从功能安全(Functional Safety)和安全完整性等级(Safety Integrity Level)入手分析其设计和建设原则。

按照《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》等有关法律法规的要求,将先进的网络通讯技术、数据实时采集技术、安全监控与预警技术和基于WEB的信息管理软件开发技术进行集成,研究设计了如图1所示的实时分层安全监控的重大危险源安全监测预警系统总体架构[5,6]。

本系统分为企业端和政府端两部分。

(1)企业端

核心就是安装在现场的传感器、摄像机、控制器、执行机构及通讯设备等,通过路由器接入互联网。企业安全管理人员利用计算机即可观看实时图像、监测数据、趋势曲线及接收报警等。

(2)政府端

监控计算机:用于观看实时图像、监测数据、趋势曲线及接收报警等。

通信及大屏幕服务计算机:用于动态IP解析、图像转发及大屏幕管理。

电子地图服务器:此服务器和安监局的其他安全监管信息系统共享。

3 系统功能设计与实现

重大危险源安全监测预警系统是用户在任何时间、任何地点,根据自身的权限可以对危险场所进行远程实时监控的大型软件平台。软件可运行于Windows Me,Win2000、Win2003/XP等平台,具有功能全面、性能稳定、操作简单、界面简洁等特点。根据不同行业特点的需求,本系统进一步优化后可用于如化工园区综合监控、原油开采集输作业安全监控、加油站危险源综合监控、烟花爆竹安全监控等领域。

重大危险源安全监测预警系统具有视频监控和综合参数监控等功能。

3.1 视频监控

视频监控的主界面如图2所示。用户可在监控中心或通过网络远程监视生产现场情况,实现摄像机云台、镜头的远程控制;企业现场监视图像经数字化压缩后存入硬盘,并可以日期、时间、监测点名称为检索关键字进行查询;实现自动录像及视频回放,查看以往现场情况,此外,还可实现视频报警等功能[7]。

画面显示:系统可实现全屏、四、九、十六等多画面实时监视,各状态下均可切换到全屏监视。

设备控制:可控制远端云台、镜头,并对其他可控外部设备进行操作控制。实现云台上、下、左、右、和自动旋转以及镜头的缩放、聚焦、光圈调整以及自动巡航。

抓拍管理:管理员设定存储图片路径后,使用者可以抓拍实时图片(录制时间可灵活设置)、也可以抓拍回放图片,管理员可自行更改图片的存放路径。图像可作为线索证据,文档素材,打印等用途。

轮巡管理:可以灵活设置多画面轮巡、单画面轮巡及各个画面轮巡的摄像机数目,设定画面切换间隔的时间。满足政府对企业现场的网上远程巡查工作需要,对巡查过程中发现的现场隐患可以自动保存现场视频信息。

报警功能:各监控点具有移动侦测报警、输入报警功能,可设定声音报警,画面提示报警,报警时能在GIS上显示报警位置,系统应具有视频信号丢失报警功能。如摄像机故障、有人企图破坏或拆卸摄像机、传输线被剪断等情况出现时将产生报警。

查询、回放:多条件组合方式查询,如以现场监控摄像机名称、日期时间作为条件进行查询,从中选取需要的录像进行回放。对查询到的录像文件提供完整的回放功能,包括播放及暂停、显示录像时间、抓拍图像、画面全屏等功能。用户也可以拖动播放滑块,对视频进行快速手工搜索。重要的录像资料可以另行分类保存。

视频存储功能:在监控中心完成对视频的存储,也可以根据具体情况进行优化配置。系统提供导出录像功能,把重要的录像文件,按录像类型、录像时间、摄像机编号、摄像机名称等条件导出来,转储(备份)到硬盘、光盘等储存介质,通过文件播放器回放。

流媒体功能:为系统内、外部所有客户端用户提供流媒体转发服务。

能够将接入的现场视频信号按照要求的模式和方式输出到电视墙或其它显示设备上,并能够对显示的信号顺序进行自由切换和控制;能够实现政府监测中心和企业现场的语音双向对讲及语音广播,便于政府对企业进行工作沟通和调度。

安全机制及镜头分组功能:对用户进行分级权限验证。不同级别用户有不同的操作权限,以确保系统的安全性。用户能根据视频监控摄像机的实际用途进行分组,从而能够方便地找到相应镜头,并进行相关镜头的权限设置。只有将摄像机等设备归属某个组,再将镜头组归属某个用户后,该用户才能对此设备进行操作。在镜头分组界面中,用户可以根据需要及监控现场的实际情况将镜头进行分组管理,镜头组的名称可以按照监控现场的位置或其它简便易懂的名称设置。对于镜头组的添加、修改或删除也可以在此界面中完成。

可以根据地理坐标信息在地图上布置每个摄像机的位置,进行地图分组,并在用户管理中为每一个用户分配地图组浏览权限,在地图上以点击镜头的方式观看镜头画面。把镜头添加到所选中地图中后,还要把相应的镜头摆放到相应的位置。

通过WEB访问控件实现企业现场的视频信号的WEB访问浏览功能,实现一处安装,随时访问的目标。WEB访问控件能够和GIS进行无缝集成,实现基于GIS的视频监控点的地图查询与视频调阅。

可以分别设置多个可设置区域和敏感度的移动侦测区域的有效时间。

提供短信、报警箱、实时打印等多种报警提示和报警输出以及灯控等报警联动手段。

设置视频与报警量关联,查询该报警时,系统自动查找报警时间段内保存的对应视频文件,能够实现企业现场的参数传感器报警级别达到政府响应的条件时,自动将企业现场的视频信号强制上传到对应的政府监测中心端,并能够自动在政府端的重大危险源监控信息系统上跳出软件界面,对报警现场自动视频定位,并能够自动录制现场信号。

3.2 综合参数监控

综合参数监控包括现场物理参数(如温度、压力、液位及可燃/有毒气体浓度等)监测和气象参数监测等[8,9,10]。

3.2.1 现场物理参数监测预警

在设计开发本功能时,将监控预警级别分为四级,即一般(Ⅳ级)、较重(Ⅲ级)、严重(Ⅱ级)、特别严重(Ⅰ级),依次用蓝色、黄色、橙色和红色表示。

蓝色等级(Ⅳ级):预计将要发生一般(Ⅳ级)以上突发公共安全事件,事件即将临近,事态可能会扩大。

黄色等级(Ⅲ级):预计将要发生较大(Ⅲ级)以上突发公共安全事件,事件已经临近,事态有扩大的趋势。

橙色等级(Ⅱ级):预计将要发生重大(Ⅱ级)以上突发公共安全事件,事件即将发生,事态正在逐步扩大。

红色等级(Ⅰ级):预计将要发生特别重大(Ⅰ级)以上突发公共安全事件,事件会随时发生,事态正在不断蔓延。

可在GIS上显示传感器的布点情况及传感器的类型。

实现现场有毒气体、可燃气体的浓度监测、记录存档,如图3所示。

可对现场有毒气体、可燃气体浓度的历史数据进行查询与管理。

可实现现场有毒气体、可燃气体浓度的统计分析及运行趋势分析;既有历史数据又有实时数据显示,并且用户能够自由切换扫描时间(秒、分、时),更改数据记录类型(最大、最小、平均值等),添加或删除点不会丢失历史数据,如图4所示。

对实时监测的生产数据进行数据挖掘与分析,结合气象信息,利用预警模型给出事故预警与报警两级警报,并能在地图上显示出各自的具体位置。

提供报警摘要:报警摘要显示当前的报警和未被认可的报警,每产生一个报警,报警摘要将自动增加一条记录;当报警认可后,报警摘要将自动消除本条报警信息。

报警记录:报警记录是所有报警的历史记录,而报警摘要只显示当前未被认可的报警。每产生报警,报警记录都将把此报警记录于报警记录中;报警认可也将记录于报警记录中。

报表功能:报表是由一个或多个自动产生的包含实时数据的值班、日及月报表组成。用户和操作员可以通过Web浏览器浏览到当前或从前产生的报表。值班、日报表及月报表是由项目节点中的中央数据库历史数据产生的。

参数产生报警时,自动调出相关的摄像机视频,实现参数报警与视频联动,以便监控中心人员及时了解现场情况,及时进行应急处置,如图5所示。

参数报警与视频联动,包括报警时自动切换视频、自动抓拍。

参数报警等级与相应应急预案级别相关联,公共场所的两层传感器检测信号对应两个高级别的应急预案,靠近企业的传感器(简称里层传感器)一旦报警,启动Ⅱ级应急预案,离企业较远的传感器(简称外层传感器)发生报警,启动Ⅰ级应急预案。

3.2.2 气象参数监测

在监控现场设立气象站来监测几个重要区域的气象参数,在发生事故时为辅助决策支持系统提供详细的实时气象数据。

实时监测现场固定点的风向、风速、空气湿度和环境温度等气象参数,记录并存档。

可根据用户的具体需求进行气象预警。

可对监控现场气象参数的历史数据进行查询与统计管理。

结合实时监测的气体参数浓度变化进行分析,利用监测参数进行事故发展趋势和方位的预警与报警。

4 系统示范应用

本系统在广州南沙(小虎)化工区、中石油湖南分公司加油站等场所进行了示范应用取得了良好的应用效果。

在广州南沙(小虎)化工区的示范应用中,在化工园区内的道路等公共场所安装了187个固定监控摄像机、2个移动车载监控摄像机,63个可燃有毒气体探测器,4个风向仪,100个GPS终端,10部PDA终端,42个广播系统前端。监控中心平台包括视频平台和应急业务平台。设备选型与安装设计,包括大屏幕管理系统(含控制工作站)、模拟矩阵、数字矩阵、模拟矩阵、电视墙、操作台、硬盘录像机、存储设计、接入认证和设备管理服务器、流媒体服务器、数据库服务器、GIS图形服务器、信息发布服务器(包含Web Server、Web GIS Server)、报警服务器、应急业务服务器、气体控制器及其通信服务器、风向风速采集服务器、无线视频通信中心主机、应急固定电话通信调度服务器及其4个座席、广播主控制设备和音频矩阵输出设备、网闸、网络防火墙、网络交换机、计算机杀毒服务器、网络打印机、UPS、防雷接地设备、机房装修、监控系统功能及结构等。

5 结论

我国重大事故频繁发生的重要原因之一是全国重大危险源分布、分类不清,没有建立起有效的重大危险源监控和管理体系。通过对重大危险源安全监测预警系统的研发和实际应用效果看,可得出如下结论:

(1)研究了重大危险源信息的组成成份、基本结构与特征,提出了重大危险源安全监测预警系统结构与标准化体系。

(2)采用基于风险分析、监控预警和事故应急救援等技术对重大危险源企业关键监控点进行正确设置,确保重大危险源企业事前安全监测与预警、事后科学决策与救援。

(3)集成多种安全参数与视频监测、信息融合及网络组态等于一体的智能安全监测预警技术的成功应用,确保系统的监测预警与多媒体信息联动功能。

(4)研究开发了集成GIS技术的适用于各级政府安全监管和企业安全监控的网络化重大危险源安全监测预警系统,并对各主要功能模块进行详细设计与实现。

摘要：提出了重大危险源安全监测预警系统的总体架构和设计建设原则,论述了重大危险源安全监测预警系统的两个主要功能:视频监控和综合参数监控;系统不仅可以实现传统的视频监控和记录功能,还可以对企业安全生产参数(如温度、压力等)实时采集与处理,对企业内部及周边的动态安全状况实时分析的基础上根据警情设定自动做出相应的监控预警及应急响应,如声光报警等;介绍了重大危险源安全监测预警系统在广州南沙(小虎)化工区等场所的示范应用情况。

关键词：重大危险源,安全监测预警系统,功能安全,视频监控,参数监控

参考文献

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篇3：防灾安全监控系统中的大风监测与预警

[关键词] 食品安全 监测预警 信息监测搜集系统 信息筛查系统 信息分析系统 预警信息发布系统

1 引 言

近几年，食品安全问题不断发生，苏丹红事件、丙烯酰胺事件、三聚氰胺奶粉事件、双汇“瘦肉精”事件、台湾“塑化剂”事件等恶性食品事件对我国的食品安全防控能力构成了新的挑战，完善针对食品安全问题的有效监测预警体系迫在眉睫。竞争情报是对整体竞争环境和竞争对手的一个全面监测过程，它通过合法手段收集和分析商业竞争中有关商业行为的优势、劣势和机会等信息，围绕企业竞争战略，最终直接或间接支持决策。本文对竞争情报在食品安全监测预警中的作用进行理论探讨，为建立适合我国国情的食品安全监测预警体系奠定一定基础。

2 竞争情报在食品安全监测预警中的作用

近年来，我国已发生多起食品安全问题，波及面较广，受害者较多，给消费者造成了极大的危害和恐慌。

食品安全事件的高频发生和破坏性使得战略决策者日益关注运用预测技术对危机进行早期预警。竞争情报所具有的监测预警功能正好能满足该需要。竞争情报系统是以人的智能为主导、信息网络为手段、增强企业竞争力为目标的人机结合的竞争战略决策支持和咨询系统，它与预警系统在特征上具有一些相似性，比如针对性、前瞻性、对抗性等，它在工作流程和内容上基本涵盖了预警系统[1]。它能利用传统媒体、数据库、互联网及人际情报网络等广谱的信息源,快速而广泛地搜集情报，并且它针对宏观环境、竞争对手和企业自身的分析工具和分析方法可以大大提高预警系统评估的准确性[2]。因此，竞争情报食品安全预警系统所迫切需要的，是监测和预警食品安全问题的有效工具。

在食品行业的产业链条上，主要分布着以下6个节点：①食品生产前期科研投入部门；②原材料供应部门（包括各种原材料的生产、种植、养殖部门）；③食品各级生产加工部门（包括生产食品的核心企业、龙头企业）；④食品存储运输部门；⑤食品销售部门；⑥消费者。食品行业主要包括饮料、乳业、肉制品、酒类、保健品、休闲食品、食品添加剂、烘焙、冷冻食品、水产品、果蔬制品、食品机械、食品包装、清真食品、罐头食品、面制品等多个行业，我们为此设计了如下食品安全问题监测与预警方案，其中贯穿了竞争情报的研究方法和手段。

2.1 利用竞争情报实现各食品行业产业链上的主要企业关系及技术工艺图谱的绘制

通过信息监测搜集系统，可以使用网络雷达、人工采集等方式，分类采集、实时监测各食品行业产业链上6个节点（如前所述）的主要企业信息、技术工艺信息等，信息来源主要包括互联网址、企业官方网站、专业论坛、聚合内容(really simple syndication, RSS)、食品学科专业数据库、搜索引擎、人际网络等。通过信息聚类技术，将搜集到的上述所有信息自动按食品行业进行分门别类，最后汇总得到原始行业信息。

通过信息筛查系统，对原始行业信息中的企业、技术信息进行筛选、排重和验证，将筛查后的信息汇总到行业信息库。

通过信息分析系统，对行业信息库中的主要企业、技术工艺等信息进行实时监测、分析、加工和关联，最终绘制得到各食品行业产业链上的主要企业关系及技术工艺图谱。

2.2 利用竞争情报实现食品安全问题的监测、溯源和预警

通过信息监测搜集系统，可以使用网络雷达、人工采集等方式，监测并收集消费者反馈信息。作为食品安全问题的直接感受者，消费者是对食品安全问题最敏感的人群，食品安全问题的暴露往往最早发生在消费者的意见反馈中。因此，在对食品安全问题的监测中，消费者是竞争情报首要的监测对象。可以通过以下途径来监测食品安全问题：①建立食品消费者意见反馈的人际网络，组织相关情报人员定期与消费人群实际接触，收集他们反馈的信息。因为人际网络是重要的非公开情报源, 所以从对消费者进行监测的角度出发，人际网络是企业获取竞争情报非常重要的途径和工具[3]。②从消费者向政府部门和食品生产销售部门等的投诉反馈中寻找信息。③依托网络，在一些主要的论坛里收集消费者的意见反馈。除对消费者进行监测外，还需监测收集外部环境变化、食品安全潜在风险信息及苗头问题等危机征兆，信息来源主要包括互联网址、企业官方网站、专业论坛、RSS、食品学科专业数据库、搜索引擎等其他数据源，并通过信息聚类技术，将搜集到的上述所有信息自动按食品行业进行分门别类的汇总，最后得到原始危机信息。

通过信息筛查系统，对原始危机信息中的消费者意见反馈信息、外部环境变化信息、食品安全潜在风险信息及苗头问题等进行筛选、排重和验证，将筛查后的危机信息汇总到危机信息库。

通过信息分析系统，对危机信息库里的危机信息进行实时监测、分析处理，最终提取到有效危机信息。针对有效危机信息，对其进行追踪，采用信息挖掘、信息整合的方法进行食品安全分析及警情预测。具体流程如下：从提取到的有效危机信息开始，由政府出面，组织质量技术监督局等部门对问题食品进行检测，若发现食品中某种有害成分的含量超过国家有关标准，一方面通过竞争情报系统向公众发出预警，呼吁公众停止食用和购买该食品；另一方面针对检测出的有害成分，采用信息挖掘、信息整合的方法，沿着食品产业链往上追溯，首先检查食品的销售部门有没有安全隐患，其次检查食品存储、运输部门，然后是食品各级生产加工部门，最后是原材料供应部门，最终找到食品安全问题发生的问题企业。针对问题企业，对其进行企业跟踪，通过调用分析该企业所在食品行业的主要企业关系及技术工艺图谱，找出产业链上其上下游关联企业，然后再找出与之在原料供应、加工生产技术工艺、存储、运输等环节相同或相似的其他企业，汇总成潜在风险企业名录。针对各风险企业，根据其位于图谱中的位点及由此所带来的潜在风险程度的不同，在综合考虑权衡各种影响因素后，得出潜在风险判断（需谨慎稳妥地给出判断结论）。根据潜在风险判断，结合该企业所处的竞争地位，给出应对措施建议。最后将潜在风险判断、潜在风险企业名录、应对措施建议这三个方面汇总成预警报告。

预警信息发布系统依据食品安全分析、警情预测的结果，对食品安全危机事件发出预警，根据预警情况的不同，将食品安全风险划分为绿色、黄色、橙色、红色四级预警级别[4]。根据警情内容及需求对象的不同，发布不同形式的竞争情报预警产品，指导企业进行预警应对。情报产品主要包括：预警报告、专题研究报告、简报、竞争情报内参等。预警报告适用于潜在危害程度较大、需要引起食品行业各部门高度重视、迅速应对的警情。如前所述，其内容主要包括潜在风险判断、潜在风险企业名录、应对措施建议等。预警报告一经生成，将在第一时间向潜在风险企业发布，为其搜索排查风险因素、积极应对争取时间。专题研究报告适用于企业委托的针对食品安全的专项课题研究，整合其所在行业及竞争对手的数据分析资料，对食品安全潜在风险因素进行深度调研分析。竞争情报内参是专门针对政府机构的，向其提供食品安全问题的监测与预警信息，为其决策提供科学依据。我们设计的食品安全问题监测预警方案流程如图1所示：

3 结 语

本文针对竞争情报在食品安全问题中的监测预警作用，具体讨论了如何利用竞争情报绘制出各食品行业产业链上的主要企业关系及技术工艺图谱，并在此基础上，实现对食品安全问题的监测、溯源和预警。

值得一提的是，单独依靠竞争情报绘制各食品行业产业链上的主要企业关系及技术工艺图谱是远远不够的，如果食品质量监管部门、工商部门等相关单位能联合起来，共同统计所辖地区食品产业中各行业内各种食品的原材料供应商、生产加工企业、销售商、消费者、原材料清单、生产加工工艺流程等信息，并将信息关联、汇总，绘制成该地区甚至国家的食品产业内部行业、企业关系及技术工艺网状图或鱼骨图，并实时更新，将能够详尽地展现整个食品产业内的网络关系，更具有针对性和及时性，极大地推动食品安全的监测预警工作。

另外，由于目前自然语言理解和语义分析技术尚处于初级阶段，本文探讨的信息监测搜集系统、信息筛查系统、信息分析系统以及预警信息发布系统，还不能自动提供情报搜集、分析和处理功能，而只能建立在人工信息识别和分析预测的基础上[5]。

参考文献：

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[5] 陈飔.构建企业竞争情报预警机制.竞争情报，2008(4):20-22.

[作者简介] 尚朝秋，男，1970年生，研究员，发表论文10余篇，出版专著4部。

陈 茹，女，1980年生，助理研究员，博士，发表论文3篇。

篇4：防灾安全监控系统中的大风监测与预警

1 工程概况

新建龙岩至厦门铁路象山隧道是我国“华东地区第一长隧”，设计车速200 km/h。左右洞分别长15.898 km,15.917 km，为特长铁路隧道。

2 技术概况

复杂岩溶隧道预警监控系统主要包括三方面内容:1)雨量、水量、水压观测及地表沉降观测系统;2)防灾报警、应急照明及逃生救援系统;3)完善与安全有关的各项制度。

3 降雨量监测

降雨量采用雨量自动记录仪进行监测。仪器设在控制隧道安全、极易发生重大突水突泥的富水溶腔段地表。

自动计录仪是属于自动测量技术范围，用于气象探测的收集地面降雨量信息的一种自动雨量站。可通过无线通信将数据传输到网络雨量查询系统上，可以直接在电脑上进行数据接收。

4 水文监测方法

4.1 水量

采用人工及自动相结合的方法。

1)人工量测:水量较小可采用量桶法量测，水量大时应集水归槽后采用堰测法量测。2)自动观测:集中汇水点(如隧道进出口、横通道汇集口、岩溶管道口等)均需设置自动流量测量仪，对流量进行24 h不间断监测。3)流量测定。a．容积法:计算公式Q=V/t，装水V时所耗的时间t，适用于小流量的简易观测。b．堰测法:一般有3种形式的堰，三角、梯形及矩形堰，三角堰适用于小流量的观测，梯形及矩形堰适用于大流量的观测，其规格见图1～图3，计算公式如下:Q=Ch5/2,Q=0.018 6Bh3/2,Q=0.018 38(B-0.2h)h3/2。其中，Q为流量，L/s;B为堰槛宽，cm;h为过堰水深，cm;C为随h而变化的系数，其值如表1所示。堰槛宽规格，梯形堰堰口边坡1∶0.25，堰槛宽40 cm,42 cm,60 cm,64 cm;矩形堰堰壁厚度(指堰壁顶部的厚度)δ<0.67h，堰槛宽20 cm,40 cm,60 cm。测量过堰水深时，应在堰口上游不小于3h处进行。

4.2 水压

涌水洞内应设置不受开挖影响的水压观测孔进行水压测试。

1)测试方法:使用专门探孔进行水压测试，对孔口管封水、安装法兰盘、连接压力表，如图4所示。

2)相关要求。a．打设探孔后，应对孔口管封水、安装法兰盘、连接压力表以及套管，并在孔内设置软式透水管。b．考虑到溶腔充填物可能影响或堵塞钻孔，应在钻孔内跟管设置软式透水管，以确保水压测量的精度及长期性。c．应经常性地对压力表进行检测、维修，发现压力表失效时，及时更换，确保所测压力的准确有效。

4.3 水位

对隧道上方地表钻孔及井内水位监测，可采用人工和自动水位仪两种方法进行。

5 地表沉降变形监测

5.1 沉降变形观测

观测的目的是通过沉降观测，分析沉降观测资料，根据变形数据初步判别变形范围和变形趋势，对灾害的发生做出合理的预警分析。

1)沉降变形测量等级及精度要求。沉降变形测量等级及精度要求按表2规定执行。

2)沉降变形监测网主要技术要求及建网方式。沉降变形一般主要采用垂直位移监测网。a．垂直位移监测网主要技术要求见表3。b．垂直位移监测网建网方式。垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求(国家二等水准测量)施测，根据沉降变形测量精度要求较高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设方法分为二级:基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点、沉降变形点。直接埋设在要测定的沉降变形体上。要求设置牢固，便于观测，且不破坏沉降变形体的外观和使用。

5.2 地表沉降评估

测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。观测数据按照统一格式填写，所有测试数据必须真实准确，记录必须清晰，不得涂改。

6 建立风险预警管理机制

6.1 建立风险点快速反应机制

根据进洞施工条件，建立风险点预警等级制度及可靠的专项安全应急预案，并对所有员工进行遇险逃生教育，严格执行工前教育制度。

6.2 在洞口设置预警警示牌

对所有进洞施工人员进行风险安全意识教育，并为每名员工配置风险源安全标示卡，洞口设置安全进洞条件预警警示牌。

6.3 定期组织安全逃生演练

每月进行1次逃生演练，演练前进行周密部署，演练后召开专题会进行总结。

6.4 防灾报警、应急照明及逃生救援系统

1)监控量测及观测系统。a．全面对初支及未衬砌段进行检查，发现水压变形及坍方隐患立即进行结构补强。b．加强隧道被涌水浸泡墙脚部位的观察，防止墙脚失稳。2)防灾报警系统。a．电话报警。b．报警器报警。c．对讲机报警。d．喇叭报警。e．口哨报警。f．电视监控。3)应急救援系统。a．应急救援车。在洞内作业集中区设置救援专用车，24 h待命。b．救生绳。在隧道边墙两侧，悬挂安全绳、贯通全洞。c．救生圈。在隧道洞内各工作面边墙处每隔30 m～50 m放置救生圈10个。d．安全平台。隧道内主要作业区搭设安全平台，在平台上配备部分救生器材。e．救生网。在隧道边墙布设救生网。f．救生衣。在隧道施工各掌子面配足救生衣，高风险作业面人员随身穿带。

7 安全管理规定

1)严格执行进出洞一人一卡登记制度。洞口设值班室，进洞人员凭“卡”进洞，洞口设专人进行登记，并挂牌公布洞内人员动态。

2)配齐专职安全人员。每个作业区配置2名专职安全员，发现问题及时示警疏散作业人员。

3)健全安全教育培训制度。每周进行一次安全教育，对全体人员进行风险源、自救、逃生组织的培训及演练。

4)完善防灾逃生演练制度。每月进行防灾逃生演练，每周对应急报警及逃生系统进行检查，随时更换损坏设施。

摘要：结合象山隧道极高风险复杂岩溶隧道施工工程实例,对岩溶突水地质灾害防灾监测预警及救援技术进行了论述,同时提出了特殊情况下的应急逃生措施及安全管理规定,以确保隧道运营安全。

关键词：隧道,岩溶,防灾,监测,预警,救援技术

参考文献

[1]李广慧.宜万铁路野三关隧道施工防灾预警技术[J].铁道标准设计,2010(8):20-22.

[2]李庚许.宜万铁路大支坪隧道岩溶地质灾害综合防治技术[D].北京:中国地质大学,2009.

篇5：防灾安全监控系统中的大风监测与预警

中国科学院工程热物理研究所徐建中院士在《2004高技术发展报告》中指出, 电网的安全可靠性正成为能源领域的关注热点。在世界范围内, 许多国家夏季发生大面积停电事故, 特别是2003年8月14日美国和加拿大的大停电事故, 期间上百台机组跳机, 事故波及约5 000万人, 造成重大的经济损失, 是美国历史上最严重的停电事故。通过对这些事故进行分析调查, 找出导致事故发生的多方面原因, 由此, 人们进一步认识到大规模电力系统的安全是一个重大而迫切的问题。

本项目旨在研究一种高性能、稳定、低成本、安装方便的通用的开关柜触头温度在线监测及预警设备, 并组成相应远程监测系统 (系统中使用的微型箱柜SRW红外温度终端拟与奥地利EC Medienkom通讯有限公司合作开发) 。长期以来, 发电厂和变电站的高压开关柜是电力系统重要的电气设备。在配电设备运行过程中, 开关柜中的触点和母线排连接处等部位因老化或接触电阻过大而发热, 因无法提前监测、预警这些发热部件的温度及损坏程度, 最终导致火灾事故, 造成重大的经济损失。因此, 有必要设计一套完整的开关柜触头温度在线监测及预警系统, 监测电力网络中各开关柜触点的温度情况, 分析可能存在的故障隐患, 及时发出预警信息, 从而消除隐患, 预防并杜绝故障的发生。

◆项目进展状况

2009年3月—5月, 公司与外方共同制定研究计划, 搭建远程监测系统总体构建框架。

2009年6月—9月, 系统软硬件的具体设计实现。

2009年9月—10月, 进行大量测试, 总结试验数据, 并对产品进行改进定型。

2009年10月—2010年3月, 进行试产, 项目鉴定, 并申报专利。

目前, 项目开发团队正在进行系统软硬件的设计。◆项目进展中存在的问题

经济方面:在金融危机的影响下, 公司资金回笼比较困难, 但是, 公司会尽快压缩其他开支, 或从其他经费中抽拨一部分过来, 以保证该项目的顺利实施。

技术方面:该项目技术难点较多, 一是超小型低成本的红外光学及光电转换系统的设计 (与EC Medienkom合作) ;二是抗强电磁干扰的短距离无线通信系统;三是高压箱柜热点状态的诊断准则和预警机制;四是基于嵌入式平台的高性能监测与预警软件。

随着项目的展开, 一些新的技术问题也在不断出现, 因此, 研发攻关时间可能会比预期的长。

篇6：防灾安全监控系统中的大风监测与预警

关键词：煤矿监测,预警,云计算,数据挖掘

0 引言

随着互联网技术、信息技术和计算机技术的发展,煤矿安全监测系统作为改进和强化煤矿安全生产工作的有效手段,正越来越普遍地在煤矿中使用。然而传统的煤矿安全监测系统只是在检测量超出标准水平后简单地发出故障报警,并不能在出现危险趋势时发出预报[1]。云计算是一种基于Web的服务,煤炭生产企业只需通过符合标准的方式接入云系统即可将资源切换到需要的应用上,而无需购买网络存储、服务器等硬件设备,也不必构建自己的数据中心,节约了大量成本,同时提高了企业的安全生产系数。本文结合传统安全监测技术、数据挖掘[2]及云计算[3]思想,设计了一种基于云计算的煤矿安全监测预警系统。该系统可以有效地预报井下瓦斯事故、机电事故、火灾事故、水害事故等,降低发生安全事故的风险。

1 相关技术

1.1 云计算技术

云计算利用高速互联网的传输能力,将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的超级计算机集群中,该计算机集群由成千上万台普通的工业标准服务器组成,由大型的数据处理中心管理。云计算提供机构将大量的计算节点和网络设备连接在一起,构建1个或若干个大规模的数据中心,然后以数据中心为基础向用户提供各种层次的服务,如基础设施即服务(IaaS,Infrastructure as a Service)、平台即服务(PaaS,Platform as a Service)、软件即服务(SaaS,Software as a Service)[4]。云计算体系架构[5]如图1所示。

1.2 SaaS技术

SaaS是一种通过Internet提供软件的模式。厂商将应用软件统一部署在自己的服务器上,客户可根据实际需求通过互联网向厂商定购所需的应用软件服务,按定购的服务多少和时间长短向厂商支付费用。用户不用再购买软件,而改用向提供商租用基于Web的软件来管理企业经营活动,且无需对软件进行维护。

多租户(Multi-tenancy)作为SaaS的核心技术,其本质上是一种应用程序模型。该模型中的所有用户和应用可以共享同一个基础架构和代码平台。多租户设计思想:多个租户可以共享运行同一套硬件平台上的单个应用软件实例,类似于Google的邮件服务。

1.3 数据挖掘技术

数据挖掘是从大量数据或数据库中提取有用信息的科学。在数据库的海量数据中,常常蕴涵着规则、规律、论断之类的高层次信息或知识,仅仅通过查询处理是不可能获得这些高层次信息的。数据挖掘技术能够在数据库提供的数据基础上,经过分析、推理等方法从历史数据中提取隐含信息,从而指导实践与深入认识事物的基本规律,帮助决策者寻找数据间潜在的关联,发现被忽略的因素,并根据现有数据预测未来的发展趋势。

2 系统总体设计

基于云计算的煤矿安全监测预警系统由井下数据采集端、中心服务器、云数据中心及监测指挥中心构成,如图2所示。其中井下数据采集端、中心服务器和监测指挥中心由矿区自行建设,云数据中心由国家或省一级的煤矿安全生产监督部门与云计算设备技术厂商联合建立,为所辖地区的煤炭生产企业提供安全生产监测预警信息。

井下数据采集端由各种传感器和监控分站组成,负责采集并上传井下瓦斯、风速、CO、温度、湿度、负压、设备运行状态等模拟量参数及机电设备开停、风门开关、设备供电状态等开关量参数。

中心服务器安装云数据中心提供的客户端软件,负责接收井下数据采集端发送的实时数据,将数据处理转换为云数据中心需要的标准数据格式,并即时发送给云数据中心。

云数据中心由服务供应商提供,负责给煤炭生产企业提供安全生产监测和预警服务。云数据中心将实时监测数据存入云端数据库,运用其强大的运算能力,通过数据挖掘算法在历史监测数据中找到和当前实时监测数据相匹配的数据模型,从而判断当前井下安全生产状况并提供预警。云数据中心Web服务器是云数据中心为客户提供服务的窗口,负责接收用户的监测预警服务请求,并调用云数据中心的存储资源和计算资源为客户提供服务[6]。

监测指挥中心是集井下监测、指挥调度、应急救援于一体的安全监测调度指挥平台。监测指挥中心的工作人员只需用浏览器访问云数据中心的Web服务器,即可获取本矿区安全生产监测预警信息,并在预警或者事故发生时进行指挥调度。

3 云数据中心设计

3.1 云数据中心架构

云数据中心是基于云计算的煤矿安全监测预警系统的核心组成部分,主要由前台服务器、后台集群、监测信息收集服务器和云服务管理4层架构组成,如图3所示。

前台服务器是一台Web服务器,用于向云服务消费企业提供统一的登录界面和访问接口;根据云的服务和资源状况,封装云服务资源;对服务和消费进行分级,多样计费。Web服务器将用户的服务请求转换成LSF(Load Sharing Facility,负载均衡算法)命令发送给后台集群。LSF是分布资源管理的工具,用来调度、分析、监视联网计算机的负载,将用户任务提交到后台LSF管理节点。

后台集群是提供安全监测预警服务的核心模块,包括LSF管理节点、计算节点以及集群共享数据库。LSF管理节点是整个集群的中枢,它通过接收Web服务器传递的LSF命令来驱动整个集群运作,管理节点并检测各节点的运行状况,运行LSF命令并将作业派发给各个计算节点。真正执行作业的是计算节点,计算节点接收管理节点提交的任务,并调用相应的业务应用程序,结合用户请求来运行计算任务[7,8]。

监测信息收集服务器采用C/S架构,与所辖煤炭生产企业中心服务器连接,接收各矿区井下安全监测数据,并存入后台集群数据库中。

云服务管理贯穿于前台服务器、后台集群和监测信息收集服务器中,用于维护云基础设施,确保云数据中心体系的稳定和可靠。

3.2 安全监测预警模型

安全监测预警模型如图4所示。数据采集模块用于消除噪声数据,将所采集的数据以二维表的形式录入煤矿安全监测原始信息数据库中。数据分离模块根据数据挖掘任务确定数据源,抽取数据并进行数据清洗、分离和集成,形成有效数据。数据挖掘模块是系统的核心部分,由数据准备(数据清洗、集成、变换)、数据挖掘算法执行、结果表达等阶段组成。该模块将采集到的瓦斯体积分数、CO体积分数、风速、顶板压力、温度等指标进行数据预处理,并利用关联规则对预处理后的数据进行挖掘。数据评估模块用于分析关联规则,找出领域知识中的强关联规则,并利用强关联规则对煤矿安全生产状态进行监控与预测,从而为煤矿监测预警提供决策支持。

4 结语

详细介绍了基于云计算的煤矿安全监测预警系统的架构模型,并对云数据中心的设计进行了重点分析。目前,云计算还没有一个统一的定义,众多云计算技术领先的IT企业对云计算的架构理解也不尽相同,云计算的关键技术如虚拟化技术、分布式并行编辑模式技术、分布式数据存储技术、信息安全技术也存在众多的解决方案。基于云计算的煤矿安全监测预警系统中云数据中心架构和关键技术的具体实现将是下一步工作的重点。同时,监测预警算法的优化对服务质量起到关键作用,应对该技术进行进一步研究。

参考文献

[1]刘晓宇.煤矿瓦斯爆炸安全预警系统研究[J].中国市场,2012(10):75-76.

[2]张云涛,龚玲.数据挖掘原理与技术[M].北京:电子工业出版社,2004.

[3]张旭东.关于对云计算技术的研究与应用[J].信息系统工程,2012(4):148-149.

[4]许四平.SaaS软件即服务模型研究[J].硅谷,2009(4):9.

[5]罗军周,金嘉晖,宋爱波,等.云计算:体系架构与关键技术[J].通信学报,2011,32(7):3-21.

[6]施游,张智勇.云计算体系架构[J].电脑知识与技术,2011,7(1):83-84,115.

[7]李瑞华.数据挖掘在煤矿安全监测中的应用[D].西安:西安电子科技大学,2010:23-30