陳乃庚

(安徽省臨淮崗洪水控制工程管理局,安徽 合肥 230088)

水利信息化可以提高信息采集、傳輸?shù)臅r(shí)效性和自動(dòng)化水平，同時(shí)提高數(shù)據(jù)分析、處理、展示能力，是水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和重要標(biāo)志。為適應(yīng)國(guó)家信息化建設(shè)、信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、流域和區(qū)域管理的要求，大力推進(jìn)水利信息化的進(jìn)程，全面提高水利工作科技含量，是保障水利與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的必然選擇。

1 臨淮崗洪水控制工程的水利信息化

臨淮崗洪水控制工程通過(guò)水利信息化技術(shù)的實(shí)施，能夠?qū)崟r(shí)掌控有關(guān)工程部位的工情、水情等情況；對(duì)水情、工情信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)換、分析處理和展示，既能夠滿足工程管理需求，也能夠?qū)λこ淘O(shè)施設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)地、遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班，少人值守”的功能要求。同時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及異地會(huì)商系統(tǒng)的運(yùn)用，為臨淮崗洪水控制工程管理提供現(xiàn)代化管理手段。

近年來(lái)，工程管理局加大了水利信息化項(xiàng)目的投入運(yùn)用，在主要系統(tǒng)方面進(jìn)行了改造建設(shè)和探索，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，主要系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 臨淮崗洪水控制工程水利信息化建設(shè)拓?fù)鋱D

2 臨淮崗洪水控制工程水利信息化

水利信息化系統(tǒng)說(shuō)明如下：

(1) 網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)建設(shè)是信息化建設(shè)的基礎(chǔ)。管理局原有網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)雜亂無(wú)章、各管理單位及工程部位通訊不暢、網(wǎng)絡(luò)信息安全性差，無(wú)法滿足工程運(yùn)行管理和遠(yuǎn)程調(diào)度需求，更不適應(yīng)信息化發(fā)展的需要。

為滿足水利信息化發(fā)展的需求，省臨淮崗洪水控制工程管理局實(shí)施了局合肥管理本部、局臨淮崗管理現(xiàn)場(chǎng)、工程部位3地的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項(xiàng)目。通過(guò)計(jì)算機(jī)專線網(wǎng)絡(luò)，分別鏈接到互聯(lián)網(wǎng)、水利專網(wǎng)、臨淮崗工程現(xiàn)場(chǎng)專網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。局臨淮崗管理現(xiàn)場(chǎng)與船閘、淺孔閘、深孔閘、姜唐湖進(jìn)洪閘等工程部位通過(guò)光纖通訊以局域網(wǎng)的形式進(jìn)行通訊，與局合肥管理本部通過(guò)水利專網(wǎng)進(jìn)行通訊。最終形成以辦公、業(yè)務(wù)、管理、指揮為一體的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)系統(tǒng)集成、功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成和軟件應(yīng)用集成等多種集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合信息集成系統(tǒng)。

為解決臨淮崗洪水控制工程現(xiàn)地多源異構(gòu)參數(shù)測(cè)量問(wèn)題，現(xiàn)地采用了最新的自組織物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)地各類信號(hào)測(cè)量以及數(shù)據(jù)的多路徑采集，時(shí)延低、可靠性高。

(2)水閘自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。淺孔閘、姜唐湖進(jìn)洪閘等自動(dòng)化系統(tǒng)同樣基于物聯(lián)網(wǎng)及相應(yīng)的測(cè)控平臺(tái)，構(gòu)建水利信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水閘的自動(dòng)化監(jiān)視和監(jiān)控，提高了水閘檢測(cè)、運(yùn)行和管理的整體運(yùn)作水平，極大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。系統(tǒng)采用以云平臺(tái)服務(wù)器為支撐、終端計(jì)算機(jī)或手持機(jī)為前端、其它常規(guī)設(shè)備為輔的監(jiān)控方式，具備了“無(wú)人值守、少人值班、隨處監(jiān)控”的能力。其系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)框圖

計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、多媒體圖像等最新交互式測(cè)控成果的運(yùn)用，提高了臨淮崗洪水控制工程的信息化及管理水平。淺孔閘、姜唐湖進(jìn)洪閘等閘門自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用，更為臨淮崗洪水控制工程防汛系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化建設(shè)進(jìn)行了有益的探索，為同類工程建設(shè)管理提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

淺孔閘、姜唐湖進(jìn)洪閘等自動(dòng)化系統(tǒng)的建成，將操作方式從原來(lái)的現(xiàn)地手動(dòng)操作轉(zhuǎn)變成云端監(jiān)控、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作、現(xiàn)地自動(dòng)操作、現(xiàn)地手動(dòng)操作相結(jié)合的操作方式，尤其閘門測(cè)控實(shí)現(xiàn)了成組控制、精準(zhǔn)控制，既提高了閘門運(yùn)行的安全性和可操作可追溯性，又極大提高了工作效率，并促進(jìn)水閘信息化向前邁進(jìn)了一步。

(3)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及異地遠(yuǎn)程會(huì)商系統(tǒng)。工程管理局建設(shè)了覆蓋工程管理核心區(qū)域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括臨淮崗工程主壩、姜唐湖進(jìn)洪閘、淺孔閘、深孔閘、臨淮崗船閘、城西湖船閘及城西湖退水閘等工程部位的視頻監(jiān)測(cè)分中心。同時(shí)完成了管理局視頻會(huì)商系統(tǒng)的改造升級(jí)，新建了局臨淮崗管理現(xiàn)場(chǎng)中心、各閘管理處、大壩管理處、局合肥本部分中心會(huì)商系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通的視頻會(huì)商功能。視頻和會(huì)商數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)管理局/處/所的會(huì)議核心服務(wù)器匯集上網(wǎng)后，鏈接到局臨淮崗管理現(xiàn)場(chǎng)機(jī)房的流媒體服務(wù)器，再通過(guò)水利專網(wǎng)接到省水利廳和局合肥管理本部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和視頻會(huì)商的目標(biāo)。

(4) 配電房智慧機(jī)房系統(tǒng)建設(shè)。由于臨淮崗洪水控制工程管理范圍廣，工程部位配電房分布分散，為對(duì)各配電房重要設(shè)備進(jìn)行更加高效的監(jiān)測(cè)、運(yùn)維和管理，信息化系統(tǒng)為所有配電房部署了智慧機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，為操作和管理人員提供方便、實(shí)時(shí)查看各設(shè)備或子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)設(shè)備有異常時(shí)也能及時(shí)接收到相關(guān)警情信息，系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)和數(shù)據(jù)具體包括：①市電配電監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。通過(guò)電量?jī)x采集市電情況，通過(guò)配電開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)儀采集開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信號(hào)，并在監(jiān)控系統(tǒng)以動(dòng)態(tài)方式顯示；②房?jī)?nèi)空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)。通過(guò)安裝空調(diào)控制器監(jiān)測(cè)空調(diào)參數(shù)并遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)機(jī)、模式轉(zhuǎn)換； ③溫濕度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。通過(guò)在配電房及機(jī)柜內(nèi)安裝帶液晶顯示的溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)配電房?jī)?nèi)溫濕度的數(shù)值，以監(jiān)測(cè)配電房的環(huán)境安全程度并能及時(shí)反饋空調(diào)工作狀態(tài)的信息；④全景視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。在配電房重點(diǎn)部位安裝高清、網(wǎng)絡(luò)全景攝像機(jī)，采集、存儲(chǔ)、發(fā)布有關(guān)視頻圖像，監(jiān)控系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)查詢到實(shí)時(shí)視頻圖像； ⑤煙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。通過(guò)煙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(或消防控制器提供的干接點(diǎn))實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電房火災(zāi)預(yù)警，達(dá)到及時(shí)報(bào)警采取防火措施，減少火災(zāi)損失，避免重大事故的發(fā)生；⑥紅外監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。通過(guò)紅外監(jiān)測(cè)獲取配電房人員出入情況，確保配電房的運(yùn)行安全管理。

配電房監(jiān)控主機(jī)在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，在電腦端同步實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的集中監(jiān)控。

智慧機(jī)房信息化系統(tǒng)采用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)對(duì)配電房的環(huán)境結(jié)構(gòu)、服務(wù)需求、設(shè)備內(nèi)容和管理模式等四個(gè)基本要素以及它們的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化組合，從而提供一個(gè)高度集成、穩(wěn)定可靠、高效方便、信息安全的管理局配電房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

(5)其它子系統(tǒng)主要有①網(wǎng)絡(luò)安全。隨著水利信息化建設(shè)越來(lái)越成熟，互聯(lián)網(wǎng)作為信息化的載體，網(wǎng)絡(luò)安全就顯得尤為重要。臨淮崗信息化工程建設(shè)有健全的網(wǎng)絡(luò)防御體系，具有強(qiáng)有力的防火墻設(shè)計(jì)及病毒防范策略，極大減少來(lái)自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊和安全威脅，確保信息化技術(shù)高效發(fā)揮作用。② 工程安全監(jiān)測(cè)。臨淮崗工程安全事關(guān)重大，對(duì)工程的安全檢測(cè)是了解和掌握工程運(yùn)行狀態(tài)并確保工程發(fā)揮作用的重要手段。由于臨淮崗工程建筑物分散，測(cè)點(diǎn)多分布廣，手工測(cè)量工作量大、誤差大、數(shù)據(jù)處理分析復(fù)雜。因此通過(guò)信息化手段，借助支持自組織物聯(lián)網(wǎng)的傳感器，解決異構(gòu)數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集及分析，從而大大降低人工觀測(cè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。③ 壩體視頻監(jiān)控系統(tǒng)?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展為水利的信息化建設(shè)帶來(lái)了嶄新的發(fā)展階段，尤其是視頻監(jiān)控技術(shù)的成熟穩(wěn)定為環(huán)境監(jiān)控提供了可靠的手段。實(shí)施工程主副壩視頻監(jiān)控系統(tǒng)是遠(yuǎn)程防汛指揮調(diào)度以及日常管理上最直觀、最直接、最有效的輔助措施，壩的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)能有效地降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高監(jiān)控實(shí)時(shí)性、減少勞動(dòng)過(guò)程損耗，更降低了工作過(guò)程中的物質(zhì)損耗，極大提高工作的可靠性和效率。

3 尚需研究的內(nèi)容

將已建成的信息化各子系統(tǒng)進(jìn)一步完善，整合成一個(gè)一體化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)具有數(shù)據(jù)融通、信息集成、安全高效、功能完備的水利信息化管理系統(tǒng)。

隨著水利信息化技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化程度的不斷提升，信息采集和數(shù)據(jù)分析的能力不斷的加大，繼續(xù)深化信息技術(shù)與各項(xiàng)水利工作的融合，積極推進(jìn)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)應(yīng)用。繼續(xù)加強(qiáng)信息化對(duì)水利各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的服務(wù)與支撐，推進(jìn)各類信息化資源整合共享，最大程度發(fā)揮水利信息化資源的效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

臨淮崗洪水控制工程通過(guò)近幾年水利信息化技術(shù)的建設(shè)和應(yīng)用，極大提高了工程的自動(dòng)化水平、管理的信息化水平以及對(duì)水資源的調(diào)控能力水平，顯著推進(jìn)了水利工程運(yùn)行管理方式的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了臨淮崗洪水控制工程管理局的可持續(xù)發(fā)展，為水利治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)支撐。