摘 要：尾矿库在线监测系统利用现代电子、信息、通信及计算机技术，实现对尾矿库运行指标的实时自动连续采集及自动分析。系统建立综合性的监管平台，依托智能的软件系统，当尾矿为监测内容出现异常时，及时预报预警，提醒企业尽快启动相应的处理措施及预案，保障尾矿库的安全运行。
【关键词】尾矿库 在线监测 数据分析 预警报警
通过尾矿库在线监测系统，可以实现尾矿库管理的信息化、实时化、网络化，并能及时直观地掌握尾矿库的运行动态，为尾矿库加固工程设计、管理及消除安全隐患提供依据，为尾矿库的管理决策提供有力支持。为保障坝体安全，实现安全生产，提供了一个良好的高新技术平台。
1 研究思路及关键技术
尾矿库在线监测系统需要解决传感器数据采集、图形化展示、数据分析、预警管理等问题。具体如下：
实时监测及数据传输：实时监测浸润线、实时雨量、实时库水位、渗流量、坝顶沉降、坝体内部外部位移以及视频监控等重要尾矿坝运行参数。根据现场条件采用有线或GPRS无线的方式传输数据。
趋势分析：通过将大坝浸润线、库水位、实时雨量以及大坝渗流量等相关数据进行处理，并进行综合比较分析。把相关参数统一呈现在相同时间轴的曲线上，根据图形曲线得出各类坝体运行数据的时间和空间的相关性，并对坝体健康状况进行综合判断。通过对坝体位移历史数据进行位移速度计算，得出坝体位移变化的趋势数据，趋势数据能够直观反映坝体位移的速率，易于捕捉坝体的位移突变情况。同时能够推算出相关点的`趋于稳定时的最终位移值。
预警报警：利用直观的手段对各类相关监测数据进行对比分析，同时数据异常时及时预警，为尾矿坝安全运行提供及时有效的保障。
坝体呈现参数动态化：为了满足不同类型尾矿坝的真实呈现，系统将坝体的关键参数如内坡比、外坡比、坝顶高度、坝顶宽度等参数动态化。针对不同的尾矿库设置相应的呈现参数，最大限度的还原和呈现尾矿坝坝体形态，已达到真实性和通用性的目的。
2 系统实现
2.1 系统架构
系统采用分层结构化架构设计。分为：数据存储、数据采集、数据处理、数据表示以及预警报警子系统。
2.2 数据采集系统
数据采集系统负责采集浸润线、实时雨量、实时库水位、渗流量、坝顶沉降、坝体内部外部位移以及视频监控等数据。
各类传感器数据由系统自动采集，系统预设了正常采集、恶劣天气加密采集、手动采集等多种采集方式。采集系统采用开放性设计，能够支持各种类型的传感器，并为未来新型传感器预设接口，以始终保持整个监测系统的先进性。如图1所示。
2.3 数据处理分析系统
2.3.1 坝体含水综合分析
通过一段时间的数据积累，可以推演出坝体浸润线与库水位、实时雨量、渗流量等参数的数据模型，对综合判断坝体健康状况进行判定。
2.3.2 坝体位移趋势分析
坝体位移分为内部位移、外部位移以及坝体沉降等。系统通过对坝体位移历史数据进行微分计算，得出坝体位移的趋势数据。趋势数据能够直观反映坝体位移的速率，易于捕捉坝体的位移突变情况。
2.3.3 干滩长度推演
根据库水位、滩顶高程、干滩内坡比等数据自动计算出干滩长度，经与实测数据比较，精确度高。
2.4 预警报警系统
多条件综合预警：系统综合浸润线、内部位移、雨量等多种监测条件进行综合预警，有效保证报警的有效性和真实性，大大减少因其他原因造成的报警误报。
发布多级预警信息：系统自动检查是否有超出警戒值的数据，并根据该预警数据发布不同级别的报警信息。
采用多种预警方式：同级别的报警信息可以通过系统登录提示、声光报警器、短信通知等多种方式传达至相关责任人和领导。
启动相应应急预案：根据报警信息的级别，及时启用相应级别应急预案，化解险情，消除隐患。
审核每条预警记录：预警信息处理完成之后，需要经过审核之后才能关闭，做到预警信息闭环管理。
3 系统特点
监测指标的全面性：监测指标包括坝体位移、浸润线、库水位、干滩指标等关键参数，并提供清晰的库区图像。
信息采集时效性：系统支持数据主动采集及应答式采集数据模式，数据采集精确，及时有效的呈现各种数据。
专业的趋势分析系统：实时分析和解读各监测数据，通过对比以及数据之间的联系，做出关键指标的趋势分析，辅助企业决策。
及时的预警管理：系统隔一个设定的时间检查是否有超出警戒值的数据，当监测指标达到预报值时，联动短信息平台、声光报警器，及时通知有关负责人和领导，使企业能够及时采取相关处理措施。
监测软件采用B/S多层架构设计：把用户接口层、业务逻辑层、数据库层进行分别设计、单独部署，有助于软件设计和软件维护。
4 结论
该系统通过GPS卫星定位技术、传感器自动采集技术、GPRS无线分组传输技术、高清晰图像监控技术及计算机技术，实现监测信息的采集、处理及发布。系统在干滩长度演算、坝体位移监测精确度、预警信息及时性、应急预案完善度、各项指标数据分析专业性等方面做出重大技术突破，真正做到了监测指标全面化、数据分析专业化、预警应急模块化，以达到帮助企业和安全监管部门及时发现处理问题，实时掌握尾矿库安全生产现状，保证尾矿库长期安全运行以及库区周围地区安全的目的。
参考文献
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