Complete Set of Technology for Reservoir Dam Safety Diagnosis and Intelligent Management
admin
2022-09-17
水库大坝安全诊断与智慧管理成套技术
Complete Set of Technology for Reservoir Dam Safety Diagnosis and Intelligent Management
技术编号
JS-013
提供单位
水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
技术大类
其他技术
联系人
向衍
技术类型
其他技术
电话
13813992366
邮箱
yxiang@nhri.cn
适用范围
水利,能源,社会经济可持续发展
推荐单位
水利部国际合作与科技司
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技术简要说明本技术通过建立大坝多源信息感知体系,整合水库大坝安全诊断与预警理论与方法,基于物联网、大数据、云计算和虚拟现实等新技术,构建水库大坝安全智慧监管云服务平台,实现区域水库大坝信息感知、智能分析、突发事件应急决策支持,显著提高水库大坝监测监督、安全诊断、预测预警、应急决策等智慧管理能力,保障水库大坝安全长效运行。关键设备为:水库大坝安全鉴定智能支持云平台、智慧监管云服务平台、大坝安全预警一体化装备。
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技术提供方水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
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技术主要指标信息大坝安全鉴定效率提高15~20%;采用基于风险的差别化管理工具优化安全监管技术1项以上;一体化预警装备提高精度10%。
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商业应用情况本技术应用于在浙江、山西、广西等省份水库大坝安全信息云管平台;应用于雄安新区水资源保障能力技术支撑;与老挝、越南、柬埔寨等国水利能源政府主管部门合作开展了推广应用。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资应用“水库大坝安全诊断与智慧管理成套技术”向“一带一路”国家转移,将高质量建设与安全发展的理念贯彻于大坝规划、勘测、设计、施工、运行的各个阶段,所需设备投资主要是对已有工程进行改造所必需的新增设备及其他附属设备投资。所需设备主要为大坝安全监测仪器与流域应急预警设备的采购,以及系统平台数据库购置等费用。以国内大中型水库为例,在已有单座水库工程进行改造所必须的新增设备一次投入为100万元左右。其中包括:(1)大坝巡检终端5台,主要应用于水库大坝安全智能巡检,单价2.00万元,小计10.00万元;(2)水库安全物联网智慧感知融合预警一体化装备“慧眼终端系统”,实现对水位、库容、日雨量、小时雨量、渗漏量、坝体渗流、视频等多源信息的感知融合,并通过物联网技术实时上传云平台,对触发预警值或警戒值主动预警报警,专家借助该远程视频喊话对讲装置进行应急互馈和决策,对游泳、偷钓等非法入侵进行图像智能识别并语音告警和循环劝诫播放,定时将信息融合图像群发管理人员,实现水库安全智慧监控。共约10套,单价9.00万元,小计90.00万元。综上,设备投资约100.00万元。
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年运行维护费用该成套技术系统测试运行过程的运行维护包括如下费用:(1)对水库大坝安全鉴定智能支持云平台、区域水库大坝安全智慧监管云服务平台、水库大坝安全智慧管理系统进行性能测试及渗透测试,其中软件性能和代码测试主要对系统应用进行压力测试,调整负载,满足系统应用需求。对系统开发代码进行检测,发展代码漏洞,进行整改修复;渗透测试主要是配合专业网络安全技术公司对系统进行渗透测试,发展中间件、数据库等系统漏洞,出具整改报告,系统整改完成后进行复测。所需费用约30万元。(2)应用采用计算机建模等方式开展水库大坝安全诊断,通过数据信息感知、融合及挖掘,建立智慧平台等方式开展智慧化管理,所采用的云服务平台可采用“混合云”方式,即面广量大的可用阿里、华为等公有云,运行维护与租赁费用约100万元。专业模型可用成果提供单位南京水利科学研究院建设的私有云,系统正常运行时耗费的原材料、水、电等费用约20万元/年。(3)本技术转移过程中耗费的人工费主要是现场人员(5人)和系统开发与维护人员(5人)工资、设备折旧与修理费、平台升级费、管理费等维护费用。年度运行维护费用小计200.00万元。
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投资回收期本技术面向水利能源政府主管部门、地方管理部门及水利工程管理部门,具有明显的公益优先、保障公共、民生安全的特点,将在降低灾害风险、减少抢险、灾害处理投入等方面产生巨大的附加效益。其直接经济效益表现为相对少量的水库数据高级分析人员和资料处理人员工时数量的减少以及区域水电项目优化调度运行发电效益的增加。
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附加效益本技术应用可以实现区域内所有水库大坝的智慧、绿色、安全运行,充分发挥智慧型水库大坝工程体系在调控水资源时空分布、优化水资源配置以及防洪抗旱、防灾减灾方面的基础作用,避免了城市、乡村、农田进水受淹,避免人员紧急转移和大量财产损失;同时全面保障水库大坝安全运行和综合效能发挥,提高溃坝灾害防控能力,极大地降低溃坝风险,由此带来的附加经济效益难以估量。同时,还将增强对强震、洪水、滑坡等突发事件的应急响应能力,减少溃坝灾害盲目防范和应对方式粗放所付代价,显著提升应急管理水平与事故防范效率,大大降低管理与防范成本,产生巨大的经济效益。
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综合效益水库大坝是调控水资源时空分布、优化水资源配置的重要工程措施,也是江河防洪工程体系的重要组成部分,是生态环境改善不可分割的保障系统,承担着保障防洪安全、供水安全、粮食安全、能源安全、生态安全等重要功能。随着经济社会发展及“一带一路”国际合作的不断推进,面对安全事故频发现状,水库大坝安全管理逐步引起了“一带一路”沿线国家政府、社会及公众的高度关注。本技术从维护水库大坝工程基础设施安全,构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化大坝安全管理体系的要求出发,统筹物联网、大数据、云计算等新技术,推动保障水库大坝安全运行,其技术综合效益主要表现为: 1、保障水库大坝工程安全,切实提升“一带一路”国家水电可持续发展与能源供给能力,推动水电以社会公平和环境友好的方式得到发展,支撑国家和地区能源安全,促进就业和减贫。 2、保障流域水工程安全,提升“一带一路”国家公共和民生安全保障能力和防灾减灾水平,减少与控制大坝溃决灾害,预防和降低灾害损失。 3、本技术将集成流域数据与控制管理,有利于科学管理流域调度,有效促进生态系统稳定和良性发展,保障水资源可持续高效利用与生态供水需求,环境效益显著。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/23
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技术成熟度本技术工艺路线成熟,设备与系统集成完善,在国内外均开展了一定的应用,取得了良好的反响。本技术依据的《水库大坝安全评价导则》SL258-2017获2020年中国标准创新贡献奖。研发的“水库大坝安全运行动态监管云平台”被列入《2018年水利先进实用技术重点推广指导目录》并颁发《水利先进实用技术推广证书》;“水库大坝安全诊断与智慧管理成套技术”、“小型水库大坝安全运行动态监管云服务系统”被纳入2020年度成熟适用水利科技成果推广清单。依托本成套技术完成的“全国水库大坝基础信息数据库平台”目前已经收录9.6万余座注册登记的水库大坝详细资料;“水库大坝安全信息云管平台”已在浙江、山西、广西等省份区域云管平台以及多座水库中推广应用。“山西省水库大坝安全智能监控系统开发及应用”获2017年度山西省科技进步二等奖;与老挝能源矿产部、越南农业与农村发展部、泰国国家水资源办公室合作,在三国开展的技术示范得到外方合作单位的高度赞赏和认可。国内正在开展的澜沧江流域苗尾水电站大坝安全智慧管理决策系统研发与示范实现了智慧管理从1.0到2.0的升级,为本技术向“一带一路”国家转移奠定了坚实的基础。
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技术适用性与使用条件本技术适用于:水库大坝生命周期管理;水库大坝安全管理人员的智能巡视检查、安全监测;水库大坝安全鉴定智能支持;水库大坝安全动态实时监管;水库大坝维修养护、除险加固决策等。技术应用对象管理人员应具备一定的基础理论知识和业务能力,在开展安全智能巡检时宜配备相应的巡检终端,云服务平台建议不低于8核CPU、10GB内存、2TB存储、1000MB带宽。不受地域、规模、环境和资源能源等条件限制。
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技术稳定性本技术依托“十一五”国家科技支撑计划“水库大坝安全保障技术研究”、“十三五”国家重点研发计划项目“水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用”等一系列国家和省部级重大科技项目,建立了完善的水库大坝安全诊断理论、方法与技术体系,并整合水库大坝安全监控与预警的理论与方法,基于物联网、大数据、云计算和虚拟现实等新技术,构建了区域水库大坝安全智慧监管的云服务平台,实现了区域内水库大坝信息采集自动化、分析处理智能化、资源共享网络化及决策支持科学化,显著提高了监测监督、安全诊断、预测预警、应急决策等水库大坝工程智慧管理能力,为本技术的推广转移奠定了稳定坚实的理论基础。本技术的实施运用将实现“发现问题-智能诊断-匹配处置决策-处理效果反馈”的闭环巡检模式;采用先进的分布式虚拟再现技术、体视化技术,视频嵌入技术、信息压缩与数据融合技术等构成多重描述的虚拟仿真空间,实现水库大坝三维信息重现,以及高效的查询、监测、管理等功能;针对土石坝、混凝土坝、面板坝等多种坝型,可迅速有效地分析评价大坝安全状况,及时发现影响建筑物安全的前兆信息,提高安全预警能力。技术稳定性高。
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技术安全性本技术技术成果知识产权明晰,“一带一路”国家需求大,适合产业化投资,不存在发生二次污染、易燃易爆高毒性物质泄露等环境或安全事故风险。采用计算机建模等方式开展水库大坝安全诊断,通过数据信息感知、融合及挖掘,建立智慧平台等方式开展智慧化管理,可采用“混合云”服务平台,量大面广的可用阿里、华为等公有云;专业模型可用成果提供单位建设的私有云,不存在上游资源限制、配套设施不完善、市场接受度不高等系统风险。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让本技术由南京水利科学研究院自主研发。取得专利和软件著作权等知识产权如下:“土石坝病险诊断专家系统”、“水库大坝安全与预警系统”、“大坝安全监测资料整编与分析通用系统”、“水库安全智能巡检分析系统”、“水库大坝安全信息云管平台软件”、“水库大坝安全管理应急预案编制系统”、“基于智能巡检的土石坝差别化风险管理系统”、“基于智能巡检的重力坝差别化风险管理系统”、“基于智能巡检的拱坝差别化风险管理系统”、“基于智能巡检的水库群差别化风险管理系统”。依托“十一五”国家科技支撑计划项目“水库大坝安全保障技术研究”(项目编号:2006BAC14B00)、“十三五”国家重点研发计划项目“重大水利工程大坝深水检测及突发事件监测预警与应急处置”(项目编号:2016YFC0401600)、“水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用”(项目编号:2018YFC0407100)等国家和省部级重大科技项目。技术拥有方为技术提供单位水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院,可顺利在“一带一路”国家开展技术转移。