Sistem integrat, suport decizional bazat pe fuziunea informaţiilor multisenzoriale pentru supravegherea şi predicţia comportării

barajelor şi amenajarilor hidrotehnice

FUZIBARFUZIBAR

ctr. nr. 705 / 2006

Cluj Napoca

20 martie 2007

Participanti

• IPA Cluj Ioan Stoian, Dorina Capatana, Istvan Kovacs, Alina

Calarasu, Ovidiu Dancea

• Universitatea Tehnica Cluj Napoca Mihaela Gordan

• ICI Bucuresti Theodor Popescu

• Universitatea Transilvania Brasov Radu Campeanu, Ioan Marginean

Obiectivele proiectului

• Crearea unui sistem inglobat de achiziţie a parametrilor care descriu starea barajelor (construcţiilor hidrotehnice) cu facilitati de transmisie rapidă a informatiei fara alterarea continutului acesteia

• Elaborarea şi implementarea unor metode matematice moderne de fuziune a informaţiilor multisenzoriale

• Elaborarea unor metode de modelare dinamică – modele de intrare ieşire – ale comportării barajelor şi predicţia unor mărimi de interes pe baza acestor modele

• Crearea unui sistem automat de tip expert care să minimizeze subiectivismul uman în interpretarea informaţiilor multisenzoriale şi în predicţia comportării structurilor hidrotehnice

• Crearea unui sistem de suport decizional, pe baza simulărilor off-line ale modelelor comportamentale ale barajelor - corelate cu factori externi: meteo şi geofizici care să ofere expertului uman posibilitatea predicţiei comportamentale a structurilor şi amenajărilor hidrotehnice şi interacţiunii acestora cu mediului înconjurător.

Etapa 2 - Activitati (31 mai 2007)

• Definirea arhitecturii si functiilor sistemului integrat; Stabilirea arhitecturii globale a sistemului si a modului de interconectare a subistemelor componente– IPA: Stabilirea arhitecturii si functiilor subsistemului de achizitie a

imaginilor in domeniul vizibil, infrarosu, ultrasonic. Stabilirea arhitecturii si functiilor subsistemului de comunicatie. Stabilirea arhitecturii si functiilor sistemului de asistare a deciziei

– UT Cluj: Stabilirea functiilor subsistemului de analiza a imaginilor in domeniul vizibil, infrarosu, ultrasonografic sau sonar. Stabilirea arhitecturii si functiilor componentei sistem expert din cadrul sistemului de asistare a deciziei; Stabilirea arhitecturii bazei de cunostinte a sistemului expert din sistemul de asistare a deciziei

– ICI: Stabilirea functiilor subsistemului de modelare si predictie a comportarii barajelor

– UT Brasov: Stabilirea arhitecturii si functiilor subsistemelor de achizitie cu senzori activi, pasivi sau hibride

Etapa 2 - Activitati (31 mai 2007)

• Proiectarea componentelor sistemului– IPA: Proiectare module software si hardware pentru

achizitie, transmisie si stocare a informatiilor multisenzoriale; Proiectarea interfetelor sistemului de asistare a deciziei

– UT Cluj: Proiectare module de analiza de imagini; Proiectare module de fuziune a informatiilor multisenzoriale; Proiectarea componentei sistem expert a sistemului de asistare a deciziei

– ICI: Proiectare componenta de modelare dinamica si predictie

Etapa 2 - Activitati (31 mai 2007)

• Stabilirea fluxului informational al sistemului– IPA: Analiza fluxului de date vehiculate in sistemul

integrat si stabilirea protocoalelor de comunicatie; Specificatii privind interfetele utilizator ale sistemului

– UT Cluj: Stabilirea procedurilor de organizare conceptuala a informatiilor necesare pentru construirea bazei de cunostinte a sistemului expert din cadrul sistemului de asistare a deciziei

– ICI: Estimarea necesarului de date istorice si masuratori pentru construirea modelului dinamic initial al comportarii barajului

– UT Brasov: Specificatii de interfatare a sistemelor multisenzoriale cu sistemul informatic

Etapa 2 - Activitati(31 mai 2007)

• Masa rotunda - Difuzarea rezultatelor partiale ale cercetarii catre factorii de decizie direct implicati in dezvoltarea durabila a regiunii adiacente unei hidroamenajari– IPA: Organizator si coordonator intalnire; Prezentarea solutiilor

moderne adoptate in cadrul proiectului pentru supravegherea comportarii constructiilor hidrotehnice

– UT Cluj: Prezentarea avantajelor implementarii unor sisteme de suport decizional pentru managementul dezvoltarii durabile

– ICI: Prezentare solutii privind modelarea si predictia comportarii constructiilor hidrotehnice

– UT Brasov: Prezentarea solutiilor tehnice moderne de integrare a senzorilor inteligenti in sistemele existente de supraveghere a constructiilor hidrotehnice

Baza de date

FUZIBAR - Schema bloc

Sistem de suport decizional

Model

Sistem expert

Sisteme de achizitie

Fuziune informatii

Senzori pt monitorizarea barajelor de beton in arc

• Factori externi (tip cauzal)Aparatul de măsură Marime masurata

Telelimnimetru, mira hidrometrica

Nivel cota apa în lacul de acumulare

Termometrul Temperatura aerului

Pluviometru Cantitatea de precipitatii in zona barajului

Anemometru Directia si viteza vantului

Aparatul de măsură Marime masurata

Pendul direct, invers Deplasarea relativa/absoluta orizontala a sectiunilor barajului

Clinometru Rotatia sectiunilor barajului

Repere topometrice si statii de triangulatie

Deplasari pe trei directii ale sectiunilor barajului

Rocmetru Deplasari ale rocii de fundatie (tasari, alunecari)

Clema dilatometrica, jointmetru, dilatometru (discedimetru), bolturi deformetrice

Dilatarea rosturilor si a fisurilor

• Traductori de deplasare

• Senzori de presiuni, eforturi, tensiuni si deformatii specifice

Aparatul de măsură Marime masurata

Extensometru, teleformetru

Eforturi interioare

Presmetru, celula de presiune

Presiunea in talpa barajului

Piezometru (capsula de presiune interstitiala)

Presiunea in pori (in fundatia barajului si versanti)

Foraje piezometrice sau hidrogeologice

Subpresiune in fundatie sau nivelul apei subterane in versanti

• Senzori pentru infiltratii

Aparatul de măsură Marime masurata

Deversoare calibrate Debitul de apa infiltrat

Camere video – imagini in spectrul vizibil

Depunerile de calcita de pe fata uscata

Camera termica – imagini IR

Harta de umiditate si temperatura de pe fata uscata

• Senzori seismici

Aparatul de măsură Marime masurata

Accelerograf Acceleratia seismica

Seismograf Deplasari in urma seismului

• Alti senzori

Aparatul de măsură Marime masurata

Teletermetru Temperatura in beton (urmarirea reactiilor chimice in urma uscarii betoului, gradientul de temperatura)

Camere video, senzori chimici

Determinarea calitatii apei din lac

Debitmetre Masurarea debitelor captate, afluate, deversate si uzinate

Sistem de achiziţii date pentru monitorizarea barajelor, bazat pe automate programabile

SAAD01SSiemens 1

AddVW

CPU

De la traductoare

MUX32Modul

multiplexor analogic

1-8

RTD 4-20

AddDIS

SAAD01SSiemens N

AddVW

CPU

De la traductoare

MUX32Modul

multiplexor analogic

1-8

RTD 4-20

AddDIS

Nivel central de prelucrare

Nivel achiziţie date

Modem

GSM sau linie telefonică

Retea locală RS485

Nivel local

UPS

Modem

UPS

RS23/RS485

Arhitectura sistemului automat de monitorizare

a datelor bazat pe PLC

Perspective

• Valorificarea rezultatelor proiectului– barajul Dragan, barajul Tarnita