任國峰，靳秀玲，甘立記

（安陽市萬金渠管理處，河南 安陽 455004）

1 灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水信息化改造的意義

當前，進行灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水信息化改造具有重要意義，而信息技術也在改造過程中發(fā)揮著重要價值。首先，進行節(jié)水信息化改造有利于增強灌區(qū)運行的安全性。在進行信息化改造時，改造人員會對渠道病險建筑物以及險工險段進行加固處理，可避免灌區(qū)出現安全事故。其次，有利于提升農田灌溉能力，提高灌溉水利用系數，為當地的農業(yè)生產提供灌溉保障。再次，有利于提高水資源利用率。在長期運行過程中，灌區(qū)存在跑水、漏水、滴水等問題，降低了水資源利用率，而加強節(jié)水改造可以提高水資源利用率。此外，有利于降低灌區(qū)的運維成本，提高灌區(qū)的服務能力。

2 智能化背景下的灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水信息化改造策略

2.1 改造原則

首先，設計人員在設計信息化系統(tǒng)時無論是布設信息采集點還是選擇技術方案都需要全面規(guī)劃，科學選擇。其次，應堅持先進性與經濟性原則，在提升系統(tǒng)智能化水平的同時降低運維成本。同時，應堅持高效可靠原則。第三，應堅持安全性原則，做好設備防盜與防破壞工作。此外，應堅持全面規(guī)劃，分步實施的原則，即根據總體的建設思路分步實施信息化改造工作；并堅持設備擴展性與兼容性原則，嚴格按照國家技術標準要求選擇硬件，并保障軟件具有較強的兼容性與可擴展性。

2.2 系統(tǒng)總體設計

在進行灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水信息化改造工作時，需綜合分析漳南灌區(qū)的管理情況，合理開發(fā)管理系統(tǒng)，確保系統(tǒng)具有水量報告、水情監(jiān)測、水泵與閘門遠程控制等功能，提高管理效率，因此需以物聯(lián)網架構為基礎進行灌區(qū)信息化系統(tǒng)的設計（如圖1所示）。

圖1 灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水信息化系統(tǒng)圖

2.2.1 加強數據采集控制設計

數據采集是重要環(huán)節(jié)，只有加強數據采集才能夠為后續(xù)工作奠定基礎，因此需要加強節(jié)制閘、分水閘、水閘控制系統(tǒng)、雷達流速儀以及視頻監(jiān)控建設，從而完善信息化終端感知系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)，同時進行水情信息的提供與閘門控制的協(xié)調工作。

2.2.2 加強數據傳輸設計

設計人員可以利用千兆光纖進行管控中心的數據接入，即將閘站、提水泵站、視頻監(jiān)控站等終端設備與光纖結合起來，為數據傳輸提供支持。

2.2.3 加強云平臺設計

云平臺是灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水信息化系統(tǒng)的關鍵，優(yōu)化云平臺設計可以根據實際需求進行服務器存儲、網絡與計算資源的擴展，利用云平臺進行數據信息的存儲與傳輸。設計人員需要根據各個子系統(tǒng)的資源需求進行存儲資源與計算資源的劃分，從而提高服務器硬件的利用率。

2.2.4 加強監(jiān)控中心設計

構建統(tǒng)一的監(jiān)控中心可以對灌區(qū)的調水情況、水工建筑等各個方面進行實時監(jiān)控，因此需優(yōu)化監(jiān)控中心的設計。

2.2.5 加強應用系統(tǒng)設計

設計人員需要根據灌區(qū)信息化使用功能與信息化應用系統(tǒng)構建綜合灌區(qū)管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)當中應用獨立式的模塊設計，降低模塊之間的耦合，提高數據之間的耦合，確保各個子系統(tǒng)之間相互獨立，但是系統(tǒng)之間可以進行信息共享。

2.3 系統(tǒng)分項設計

2.3.1 數據采集控制

首先，需做好閘門控制設計工作。漳南灌區(qū)在進行信息化灌區(qū)管理時十分注重閘門的自動控制，在設計時需在現地控制層與遠程控制層的基礎上完善控制體系架構，利用以太網技術以及PLC技術完善控制功能，充分發(fā)揮計算機軟硬件技術、傳感技術、網絡通信技術以及自動化控制技術等先進技術在無人值守中的作用，明確閘門控制的功能要求。其次，需做好量水監(jiān)測設計工作，通過流速面積法與水力學法進行灌區(qū)渠道截面面積、水位高度與水流速度的監(jiān)測。通過雷達流速儀、超聲波多通道明渠側流箱、電磁流量計、太陽能電池板、光伏智能控制器等設備完善雷達流量監(jiān)測站的建設。第三，完善視頻監(jiān)測站設計，利用室內高清網絡攝像機、電源模塊、AI智能球形網絡攝像機、光纖收發(fā)器、4G網絡硬盤錄像機等設備增強自動監(jiān)測站點的實用性。第四，完善提水泵站控制設計，通過斷路器、PLC、中間繼電器、接線端子等設備完善提水泵站的控制功能。

2.3.2 數據傳輸

數據傳輸設計的主要內容有共用網絡通信建設、VPN虛擬網絡建設、數據傳輸組成等。公用網絡通信是由接入層與核心層共同構成；VPN虛擬網絡應用了加解密技術、隧道技術、身份認證技術以及密鑰管理技術等技術，具有較高安全性；數據傳輸設備是由路由器、核心交換機、防火墻以及交換機共同構成。

2.3.3 云平臺

云平臺設計包括服務器資源用量計算、服務器資源配置要求、云平臺構成設備以及服務器技術參數等?？梢岳肙penStack技術設計云平臺，并配備網絡硬盤，從而滿足資源要求，完善云平臺的鏡像管理功能、調度功能。

2.3.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心的設計內容較多，例如：需明確監(jiān)控中心的功能要求與組成設備，明確高清拼接屏顯示單元技術參數與連接屏控制器技術參數、監(jiān)控工作站技術參數等。監(jiān)控中心具有顯示效果清晰；實現單屏顯、整屏顯、組合顯的結合；節(jié)能調度與管理等要求，需配備LED高清拼接顯示單元、拼接屏控制器、高清顯示線纜、拼接屏支架等設施。

2.3.5 綜合應用系統(tǒng)

在進行綜合應用系統(tǒng)設計時，設計人員應綜合分析應用系統(tǒng)的功能、引調水功能的要求、用水計量的要求、安全監(jiān)控與危險報警的要求。

2.4 完善系統(tǒng)保障體系

為了保障節(jié)水信息化系統(tǒng)的正常運行，提高系統(tǒng)的智能化水平，應完善保障體系。首先，應構建完善的運維體系，完善運維工作機制、貫徹落實運維經費、構建運維長效機制；其次，應加強人才隊伍建設并對管理人員進行智慧灌區(qū)培訓。

3 結語

灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水信息化設計是灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目的子項目，也是重點工程，影響節(jié)水改造的信息化與智能化水平。為提高灌區(qū)運行的節(jié)水能力，應堅持科學規(guī)劃、先進性、經濟性、安全性、可靠性等原則，做好節(jié)水信息化系統(tǒng)的總體設計工作與分項設計工作，并構建信息化系統(tǒng)運維體系，加強系統(tǒng)宣傳，充分發(fā)揮節(jié)水信息化系統(tǒng)作用。