自动化系统在现代水库工程管理中的应用

□车 伟（信阳市鲇鱼山水库管理局）

1.水库概况

鲇鱼山水库是以防洪、灌溉为主，结合发电、养殖、多种经营等综合利用的大Ⅱ型水库，担负着灌河下游及淮河干流的防洪保护任务。水库的安危关系着下游商城、固始十余座城镇和沿淮两岸近百万人民的生命财产安全，以及312国道、沪陕高速公路、宁西铁路的安全，因此，水库的防汛工作十分重要。目前水库已初步建立防汛通讯与水情预报系统等设施，在水库防洪调度中，对水情处理、洪水预报，能够较快而准确地向有关部门上报汛情资料，发挥了巨大的作用。

2.系统建立的必要性与可行性

2.1 系统建立的必要性

鲇鱼山水库主要建筑物有：主坝、27座副坝、溢洪道、泄洪洞、电站等。主坝长1475.6m，最大坝高38.5m；副坝总长3908.5m，最大坝高27m，溢洪道4孔12m×11m，最大泄量5100m3/s,泄洪洞最大泄量560m3/s，电站装机1.25万kW。建立健全大坝安全监测、大坝及重点附属建筑物的视频监控系统工程显得尤为重要。

水库自动化系统主要是对主坝、溢洪道、泄洪洞、电站等重要部位进行实时监测、监控。管理人员在中控室操作也可在各监测站进行人工数据采集、显示，能实时直观地了解和掌握主坝、溢洪道、泄洪洞、电站的现场情况，并能通过现场数据采集记录以作资料进行分析使用。数据采集监测站分别布置在主坝左右岸的观测房中，自动化监控中心布置在局办公楼的中控室。中控室可同时对现场仪器进行远程自动化数据监测、分析、图表绘制及资料整编。通过网络连接局领导及上级领导可远程对自动系统的运行状态、监测数据、图表实时浏览。

2.2 系统建立的可行性

水库始建于文革时期，受当时条件限制，存在不少安全隐患，目前，虽然对库区水文水情遥测、防汛会商实行了自动化，但根据水库在防洪调度、工程管理中的实际需求，经过专家的研究论证，利用已成熟的现代化技术对水库主要的生产、调度过程实行自动化管理是完全可行的。

3.建立系统的功能实现

为加强水库的运行管理，在观测站与中控室组成RS-485网络进行远距离传输大坝运行的全部数据和图像，实现远程视频监控。建立基于Internet网络系统，大坝安全监测、视频监控、闸门启闭运行、库区水文水情、工管调度等数据均可通过该线路得到高保真传输，并可通过水利系统内广域网远传信息至省市水利主管部门，使上级及局工作人员能随时掌握水库的运行状况，加强对水库的管理和调度。水库自动化系统由大坝安全监测、大坝视频监控和计算机网络系统等组成。

3.1 大坝安全监测

大坝安全监测系统监控中心设在水库调度楼中控室，主要设备为工控计算机、服务器、交换机、采集软件、管理软件、通讯软件、打印机等。监控主机负责采集与通讯，同时为考虑主管上级能及时浏览，另配网络远程传输设备，方便、灵活。另考虑系统的安全操作、运行，系统监控操作采用分级权限制。数据采集单元设在观测站，由各类传感器、数据采集单元、RS485网线、UPS，隔离变压器、过电压保护等设备组成。采集单元网络为分布式+RS-485网络结构，连接自动化监测仪器，通过光端机将数据传至控制中心。

3.2 大坝视频监控

大坝视频监控系统采用光纤传输完成水库大坝与中控室间的监控。监控中心接收各监测站传送的摄像机视频信号，视频、控制电信号通过光端机变成光信号进行传输，再经监控中心的光端机变成电信号进行处理，经处理还原成图像。监控中心主控设备由录像机、视频监视器、视频编码器、视频服务器、视频分配器、视频光端机、监控软件、系统电源组成。前端设备包括一体化高速球机、解码器、光端机和电源等设备,一体化高速球机安装在溢洪道上下游、泄洪洞、主坝左右连接坝段、办公区，监视大坝、闸门、库区等实时运行情况。

3.3 计算机网络

3.3.1 现状分析

市水利局与水库间距离较远，尤其近年来生产、办公业务量的不断增大，为提高信息传递效率，降低资源消耗，建立一套高效的远程网络系统，以满足与上级水利部门间信息传递需求。在原则上不增加系统投资的情况下，采用当今先进的网络技术，开发出满足水库生产和办公需求的网络软件系统。按照水库防汛调度需求，实现大坝安全监测、水文水情遥测、视频监控、闸门远程控制和办公自动化等的信息实时传输、管理、综合处理功能。

3.3.2 结构与配置

本计算机网络系统由市水利局和水库管理局两个局域网（LANa和LANb），经过网络通信线路连接而成。网络系统基于系统内部互联网，在100MBps的高速信息交换的管理信息系统下工作。LANa和LANb均配置网络服务器、数据库服务器、交换机、调制解调器、网卡、扫描仪、打印机和UPS电源等。数据库管理系统为SQL Server，客户端平台为中文版Windows 2003 Server和WinXP。

4.结语

水库自动化系统采用当前国际上先进的自动化管理技术，设备性能优良、功能完善、稳定可靠，在节约及降低成本的前提下，使系统发挥最大的作用。整个监测系统操作灵活简便、易于掌握，操作人员方便使用与维护。且该系统采用模块式结构，预留有与其他系统的接口，可随时增加其他控制模块。该系统的建立，对保证水库安全运行和经济效益发挥十分必要。