Automated dam monitoring systems - Guidelines and case histories PDF

Preview

Summary

AUTOMATED DAM MONITORING SYSTEMS Guidelines and case histories SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE DES BARRAGES Recommandations et exemples Bulletin 118 SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE DES BARRAGES AUTOMATED DAM MONITORING SYSTEMS INTERNATIONAL COMMISSION ON LARGE DAMS COMMISSION INTERNATIONALE ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Automated dam monitoring systems - Guidelines and case histories Ayoub Ayoub

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

CONT RÔLES SISMIQUES DANS LE CADRE DE LA SÉCURIT É DES BARRAGES Manuel G. Membrillera Ort uño

La surveillance en exploit at ion des enceint es de confinement et des aéroréfrigérant s à t irage nat urel … Alexis Court ois Educat ion and Research in Acquisit ion and Processing of Geomat ics Dat a Rock Sant erre, Alain Viau

AUTOMATED DAM MONITORING SYSTEMS Guidelines and case histories

SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE DES BARRAGES

INTERNATIONAL COMMISSION ON LARGE DAMS COMMISSION INTERNATIONALE DES GRANDS BARRAGES 151, boulevard Haussmann - 75008 Paris - France Téléphone : (33) 01 53 75 16 52 - Fax : (33) 01 40 42 60 71 http://www.icold-cigb.org./

118

AUTOMATED DAM MONITORING SYSTEMS SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE DES BARRAGES

Recommandations et exemples

2000

Bulletin 118

The cover illustration is reproduced from Fig. 2 – Appendix D. 5 – of the Bulletin : AEM-4 Dams (Italy) – ADAS (Automatic Data Acquisition System) configuration. L’illustration de couverture est extraite de la Fig. 2 – Annexe D. 5 – du Bulletin : 4 Barrages AEM (Italie) – Configuration du SAAD (Système d’Acquisition Automatique de Données).

Original text in English French translation by Y. Le May Texte original en anglais Traduction en français par Y. Le May

AUTOMATED DAM MONITORING SYSTEMS Guidelines and case histories

SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE DES BARRAGES Recommandations et exemples

Commission Internationale des Grands Barrages - 151, bd Haussmann, 75008 Paris Tél. : (33-1) 53 75 16 52 - Fax : (33-1) 40 42 60 71 E-mail : [email protected] - Site : www.icold-cigb.org.

1

COMMITTEE ON AUTOMATED MONITORING OF DAMS AND THEIR FOUNDATIONS COMITÉ DE L’AUSCULTATION AUTOMATIQUE DES BARRAGES ET DE LEURS FONDATIONS (1993-2000) Chairman/Président U S A /États-Unis

R. P. SHARMA *

Vice-Chairman/Vice-Président Spain/Espagne

M.A. PEREZ-SAIZ *

Members/Membres Argentina/Argentine Australia/Australie Austria/Autriche Cameroon/Cameroun Canada/Canada For. Yug. Rep. of Macedonia/ Ex-Rép. Youg. de Macédoine France/France Germany/Allemagne Iran/Iran Italy/Italie Japan/Japon Korea (Rep. of)/Corée (Rép. de) Norway/Norvège Portugal/Portugal Romania/Roumanie Switzerland/Suisse

A. PUJOL * N.K. MORRISON (1) I. LANDON-JONES (2) R. MELBINGER * A. NBAZO (3) J. LAMPA * (4) D. MOORE * (5) A. DELOV (6) M. POUPART * R. WOLF (7) H.R. TAMANNAI (8) P. BONALDI * I. SHIBATA * (9) Y. MORI * (10) Seok-Ku KO * E. DIBIAGIO * A. SILVA GOMES * D. HULEA * W. HAUENSTEIN * (11) L. MOUVET (12)

(*)Co-authors of the Bulletin/Coauteurs du Bulletin (1) Member until 1996/Membre jusqu’en 1996 (2) Member since 1998/Membre depuis 1998 (3) Member since 1997/Membre depuis 1997 (4) Member until 1999/Membre jusqu’en 1999 (5) Member since 1999/Membre depuis 1999 (6) Member since1995/Membre depuis 1995

(7) Member until 1997/Membre jusqu’en 1997 (8) Member since 1998/Membre depuis 1998 (9) Member until 1999/Membre jusqu’en 1999 (10) Member since 1999/Membre depuis 1999 (11) Member until 1999/Membre jusqu’en 1999 (12) Member since 1999/Membre depuis 1999

2

SOMMAIRE

CONTENTS

AVANT-PROPOS

FOREWORD

1. INTRODUCTION

1. INTRODUCTION

2. GLOSSAIRE ET LISTE DE SIGLES

2. GLOSSARY AND LIST OF ABBREVIATIONS

3. AUSCULTATION REMARQUES GÉNÉRALES

3. MONITORING – GENERAL REMARKS

4. APPLICATION DE SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE

4. APPLICATION OF AUTOMATED MONITORING SYSTEMS

5. DESCRIPTION DE SYSTÈMES D’AUSCULTATION

5. DESCRIPTION OF MONITORING SYSTEMS

6. CONSIDÉRATIONS SUR LA CONCEPTION D’UN SYSTÈME

6. SYSTEM DESIGN CONSIDERATIONS

7. TRAITEMENT, ANALYSE, INTERPRÉTATION DES DONNÉES ET PRÉSENTATION DE RAPPORTS

7. DATA PROCESSING, ANALYSIS, INTERPRETATION AND REPORTING

8. ACQUISITION DES ÉLÉMENTS D’UN SYSTÈME D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE

8. PROCUREMENT OF AMS COMPONENTS

9. INSTALLATION DU SYSTÈME

9. SYSTEM INSTALLATION

10. EXPLOITATION ET ENTRETIEN

10. OPERATION AND MAINTENANCE

11. PERSONNEL D’EXPLOITATION

11. OPERATING PERSONNEL

12. ÉVOLUTION FUTURE DES SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE

12. TRENDS IN FUTURE AUTOMATIC MONITORING SYSTEMS

13. LEÇONS TIRÉES

13. LESSONS LEARNED

14. BIBLIOGRAPHIE

14. BIBLIOGRAPHY APPENDICES

ANNEXES

3

TABLE DES MATIÈRES AVANT-PROPOS ..................................................................................................................................................................

12

1. INTRODUCTION ........................................................................................................................................................

14

..............................................................................................................................................................

14

..................................................................................................................................................................

16

1.1 Généralités 1.2 Historique

1.3 Terminologie et objet du Bulletin

..................................................................................................

1.4 Principaux éléments des systèmes d’auscultation automatique 2. GLOSSAIRE ET LISTE DE SIGLES

...................

22

................................................................................................

24

3. AUSCULTATION – REMARQUES GÉNÉRALES 3.1 Objectifs

18

.....................................................

34

.......................................................................................................................................................................

34

3.2 Types de mesures

..............................................................................................................................................

36

3.3 Principes généraux de conception ..................................................................................................

40

3.4 Traitement des données .............................................................................................................................

40

4. APPLICATION DE SYSTÈMES D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE

......................................................................................

42

4.1 Nécessité d’automatisation .....................................................................................................................

42

4.2 Nombre d’appareils à automatiser

................................................................................................

44

.........................................................................................................

44

............................................................................................................................................

46

4.3 Barrages existants et nouveaux 4.4 Inspection visuelle

4.5 Avantages et limitations

............................................................................................................................

5. DESCRIPTION DE SYSTÈMES D’AUSCULTATION

............................................

5.1 Description générale d’un système d’auscultation automatique

46 52

................

52

5.2 Configuration d’un système d’auscultation automatique .................................... 5.2.1 Système centralisé d’acquisition de données .................................................... 5.2.2 Système réparti d’acquisition de données ............................................................ 5.2.3 Comparaison des différentes configurations de systèmes .................. 5.2.4 Emplacement du système de contrôle central de réseau et du système de traitement de données ................................................................

54 54 56 58

5.3 Description des éléments du système .......................................................................................... 5.3.1 Appareils de mesure automatiques ............................................................................. 5.3.2 Unités d’auscultation locales et à distance .......................................................... 5.3.3 Système de contrôle central de réseau ......................................................................

62 62 64 64

4

60

TABLE OF CONTENTS FOREWORD

...........................................................................................................................................................................

1. INTRODUCTION

13

.....................................................................................................................................................

15

1.1

General .......................................................................................................................................................................

15

1.2

Background

.........................................................................................................................................................

17

1.3

Terminology and scope of Bulletin .............................................................................................

19

1.4

Major elements of automated monitoring systems ..................................................

23

2. GLOSSARY AND LIST OF ABBREVIATIONS ................................................................

25

3. MONITORING – GENERAL REMARKS...................................................................................

35

3.1

Objectives .................................................................................................................................................................

35

3.2

Types of measurements.............................................................................................................................

37

3.3

Global design principles ...........................................................................................................................

41

3.4

Data processing ..................................................................................................................................................

41

4. APPLICATION OF AUTOMATED MONITORING SYSTEMS ................................................................................................................................

43

4.1

Need for automation ....................................................................................................................................

43

4.2

Number of instruments to be automated ..............................................................................

45

4.3

Existing and new dams ..............................................................................................................................

45

4.4

Visual inspection ...............................................................................................................................................

47

4.5

Advantages and limitations ..................................................................................................................

47

5. DESCRIPTION OF MONITORING SYSTEMS ....................................................................

53

5.1

General description of an automated monitoring system..................................

53

5.2

Configuration of an automated monitoring system .................................................. 5.2.1 Centralized data acquisition system........................................................................ 5.2.2 Distributed data acquisition system ........................................................................ 5.2.3 Comparison of different system configuration ........................................... 5.2.4 Central network monitor and data processing system location

55 55 57 59 61

5.3

Description of system components .............................................................................................. 5.3.1 Automated instruments ........................................................................................................ 5.3.2 Remote and local monitoring units ......................................................................... 5.3.3 Central network monitor.....................................................................................................

63 63 65 65

5

5.3.4 Système de transmission de données........................................................................... 5.3.5 Système de traitement et de gestion de données .........................................

68 70

5.4 Systèmes spéciaux d’auscultation ..................................................................................................... 5.4.1 Systèmes d’auscultation sismique .................................................................................. 5.4.2 Systèmes de contrôle des accès et d’alarme anti-intrusion ...............

72 72 76

6. CONSIDÉRATIONS SUR LA CONCEPTION D’UN SYSTÈME

...............

80

6.1 Considérations générales sur la conception ........................................................................ 6.1.1 Considérations environnementales et disposition générale ............ 6.1.2 Précision du système de mesure ...................................................................................... 6.1.3 Fiabilité du système ....................................................................................................................... 6.1.4 Souplesse du système .................................................................................................................... 6.1.5 Entretien .....................................................................................................................................................

80 80 82 82 82 82

6.2 Conditions requises pour les éléments du système ...................................................... 6.2.1 Unités d’auscultation locales ou à distance ........................................................ 6.2.2 Système de contrôle central de réseau ..................................................................... 6.2.3 Système de traitement et de gestion des données ....................................... 6.2.4 Système de transmission des données ...................................................................... 6.2.5 Compatibilité électromagnétique .................................................................................. 6.2.6 Alimentation du système en énergie ..........................................................................

84 84 86 88 88 90 90

7. TRAITEMENT, ANALYSE, INTERPRÉTATION DES DONNÉES ET PRÉSENTATION DE RAPPORTS .........................................................................................

92

7.1 Généralités .................................................................................................................................................................

92

7.2 Traitement en ligne des données ..................................................................................................... 7.2.1 Caractéristiques générales ...................................................................................................... 7.2.2 Validation des données et actions consécutives ............................................. 7.2.3 Stockage des données .................................................................................................................. 7.2.4 Entrée manuelle et édition des données ................................................................ 7.2.5 Gestion des alarmes et anomalies .................................................................................

92 92 94 96 100 100

7.3 Analyse, interprétation des données et présentation de rapports ............. 7.3.1 Analyses basées sur des modèles statistiques et déterministes .... 7.3.2 Analyse basée sur une nouvelle technologie .................................................... 7.3.3 Présentation de rapports sur les données .............................................................

102 102 104 106

7.4 Logiciel ..........................................................................................................................................................................

108

8. ACQUISITION DES ÉLÉMENTS D’UN SYSTÈME D’AUSCULTATION AUTOMATIQUE ......................................................................................

110

8.1 Acquisition, procédure et listes de contrôle .........................................................................

110

8.2 Spécifications ..........................................................................................................................................................

110

6

5.3.4 5.3.5

Data transmission system.................................................................................................... Data processing and management system .......................................................

69 71

Special monitoring systems ................................................................................................................... 5.4.1 Seismic monitoring systems .............................................................................................. 5.4.2 Access control and anti-intrusion alarm systems .....................................

73 73 77

6. SYSTEM DESIGN CONSIDERATIONS .......................................................................................

81

5.4

6.1

Design concept .................................................................................................................................................... 6.1.1 Environmental conditions and layout........