玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统的建设与管理

蔡文英

(新疆维吾尔自治区水利厅玛河流域管理处, 新疆 石河子　832000)

玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统的建设与管理

蔡文英

(新疆维吾尔自治区水利厅玛河流域管理处, 新疆 石河子832000)

【摘要】本文详细介绍了玛纳斯河东岸闸群自动控制系统的建设内容、实施思路，及运行管理情况。该系统在前期已建成并运行多年的水情自动化测报系统的基础上，通过快速准确地控制各个分水闸门，实现了东岸大渠的高效安全运行，可为今后实现灌区总的联合调度控制起到示范作用。对此系统的介绍可为其他类似工程提供参考。

【关键词】闸群联合调度控制； 视频信息； 决策会商

新疆玛纳斯河流域位于天山北坡经济带核心地区，流域内有石河子市、农八师及所属14个大型团场、玛纳斯县及所属6个乡、沙湾县及所属5个乡、农六师的新湖总场和克拉玛依市的小拐乡。

目前，玛纳斯河东岸大渠上已建的枢纽有红山嘴引水枢纽(渠首泄洪闸)、第一总分水闸、九公里、十公里、十五公里、西调渠和十八公里共7个分水闸。该设计的闸群只对九公里和十五公里分水闸进行自动化改造建设，并在玛管处建设一套针对九公里和十五公里的闸群联合调度控制系统，下一步将对渠系闸群联合调度控制系统按照总体规划、统一实施、逐步完善的方针进行。

玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统建设的内容包括信息采集、群闸控制、通信链路、局域网络、应用软件以及与之相配套的工程建筑物和基础设施改造六个方面。系统建设从2010年开始，通过建立玛管处控制调度中心、三个闸门监控分中心、系统通信网络，并结合已建成的玛纳斯河灌区水情自动化测报系统，逐步建成玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统基础数据的采集、监控及存储。

1系统总体建设内容

根据总体规划，建设内容主要分为以下几部分：通信线路和局域网络的设计及建设；联合调度中心的设计及建设；九公里、十五公里两个闸站分中心的设计及建设；基础数据(流量、水位等)采集点的布设及建设；应用软件的设计及开发。

1.1通信线路铺设

玛管处至干渠各分中心站沿线已建有通信光缆，但因建设较早，当时所用的光缆为6芯光缆，不能满足现有系统的通信要求，新光缆的铺设继续使用原线路沿线的电线杆用于架设光缆，部分光缆改为地埋方式铺设。

1.2基础数据采集

该期系统项目共布设3处水位监测点。分别为九公里上游闸前水位和十五公里上、下游水位。水位监测点的水位数据上传至各站点的现地监控单元PLC上，经PLC采集整理后传送给监控主机。

对于渠道供水流量的采集，目前一直采用人工测量计算的方式，这种方式下管理和测量人员的工作强度较大，环境及测验人员的人为因素对测量结果的精度有很大影响。该期系统流量监测点选用的超声波流量计可以将渠内流量的测量值精确到2%，这样大大提升了渠道流量测量的准确性，也为闸门监控调度的精确程度提供了依据。流量监测点的数据通过RS-485通信方式上传至监控主机。

远期在可能的情况下，按需要可扩充流量监测点的布设，建立整个渠道完整的流量统计数据库。

1.3系统功能建设

玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统控制中心设在玛管处，控制中心分为机房和调度会商室两部分。系统各分中心通过交换机与中心站组成局域网。各分中心所有节点均汇集到各分中心的交换机上，再从各自分中心的主机汇集到中心交换机。控制中心通过网络对十五公里沿线闸门进行联合调度控制。调度会商室设有大屏幕会商系统，管理者可通过网络显示闸控及视频信息，供调度决策会商使用。

1.3.1信息调度中心

玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统调度中心分为本地调度中心(即分中心)和远程调度中心，本地调度中心设在各闸站管理所，远程调度中心设在上级管理单位——玛管处。信息调度中心具有信息采集、监测与控制的功能，在此基础上，建立灌区灌溉配水调度方案，并实现对配水方案的优化。

1.3.2本地调度中心(即分中心)

建立各自的闸门自动化监控系统和视频监视系统。闸门自动化监控系统能够在现地、分中心值班室以及远程调度中心实现闸门实时的自动化监控和调度，对实时数据和历史数据实现统计、查询、打印等功能；视频监视系统能够随时显示分中心各摄像点监视的视频信息，并在本地对视频信息录像存储，在本地和远程均能实现各个摄像点历史视频图像的回放。

1.3.3系统功能概述

a.数据库服务器，主要功能包括：数据采集与通信、数据库存储及其管理、历史数据库及其管理、各种记录数据的计算和处理、各种记录及报表数据、历史数据和各种运行管理文档等的保存及查询以及与实时数据库接口，包括数据库创建、维护、备份、还原、整合等。数据库服务器还兼做综合自动化平台管理服务器，作为各项监测、监控、综合业务应用和高级应用软件的支撑平台。该服务器也可兼顾WEB信息发布，网络上的一般用户都可以通过IE浏览。

b.网管及防病毒服务器，在网管服务器上实现对整个计算机网络系统的管理。它能为网络管理员提供以下功能：自动识别网络拓扑结构、实现高级VLAN管理功能、实现网络性能和流量管理、设备设置和监视以及远程桌面管理功能等。在网管服务器上配备有一套网络版的防病毒软件，使其在服务器级别捕捉并清除病毒，安全地保护整个网络中的服务器，并通过局域网对网上终端使用者进行防毒管理。

c.视频服务器，该节点主要用于对整个枢纽工程运行状况和安全状况实行全方位的监视，为工程运行管理提供全面的、直观的监视手段。

d.防火墙，配置一台集成了路由、VPN、入侵检测等功能于一体的防火墙，完成管理终端网与外网之间的连接。

2系统遵循标准及实施思路

2.1遵循标准

该系统遵循国家对大型灌区的一系列指导意见，执行国家及行业相关标准和规范，保证了所建系统的实用性、先进性和标准化。遵循资源共享的原则，对灌区信息资源，如：取水、用水、墒情、水雨情等动态数据、灌区状态等工情信息进行统一管理，将已建成的玛纳斯河灌区水情自动化测报系统与该调度控制系统有机结合，实现水资源信息的共享。根据国家对信息化发展的总体思路，结合玛纳斯河灌区水管技术业务工作的实际需要，玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统规划编制按照近期与远期结合，继承与发展结合，信息化建设与续建配套节水改造结合，先进性与经济性结合，统一规划，分步实施。

2.2实施思路

本着“总体规划、统一实施、因地制宜”的实施思路，首先完成通信链路的改造工作，对玛管处至各分中心站的通信光缆进行了铺设，然后进行玛管处中心站的建设，随后进行干渠沿线九公里、十五公里的分中心站的建设。

玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统建设是信息技术在灌区业务中的实际应用，应用的最终目的一方面是为了实现需多少水，用多少水，根据气候及种植物结构，及时进行灌溉调配，以提高水资源的利用率，在节约用水的基础上，提高投入产出比；另一方面为使洪水期各渠道能够安全有效地调闸配水、防汛减灾，整个工程的经济效益和社会效益得到充分发挥。

2.3系统特点

软件系统采用分布式架构，数据库采用灌区信息化标准数据库，有利于与其他系统的数据共享、集成和对接；硬件接口符合水资源信息化建设通用接口标准要求，通讯方式与江苏省水资源信息传输方式相一致，由此保证整个系统的开放性和兼容性，为系统技术更新和升级留有余地。

3系统的运行管理

玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统建成并投入运行后，提高了灌区的管理水平，优化了水资源调配的能力，今后配合水资源项目的逐步实施，将进一步提升灌区的环境保护能力，促进生态平衡，使节水措施和工程改造对环境的影响作用得到最大的发挥。联合调度控制系统的建设主要体现在以下三个方面。

3.1实时掌握水情和工情信息，充分发挥工程效益

可以提高工程安全运行的保证率，有效地防止坍塌、溃堤、渠水翻岸翻桥等事故影响区内自然环境、生态环境及社会安定的突发性事件的发生。在不影响工程安全的前提下，尽可能加大东岸大渠满负荷运行的时间，多引水，安全引水，确保洪水期东岸大渠的满负荷运行。

3.2及时掌握灌区基本信息，为水资源调配创造条件

通过先进设备和技术保障，可以避免盲目、超量灌溉现象的发生，对节水增效、保持土壤环境产生有利的影响。联合调度信息系统为管理人员及时掌握灌区水资源状况、工程运行状况、作物生长状况和用水户对水资源的需求状况等创造了条件，使灌区水资源调配更具科学性和合理性。

3.3提升灌区的公众影响力

联合调度信息系统的建成应用，在提高灌区自身管理水平和工作效率，更好地服务于用水户的同时，使用水户通过信息查询了解灌区的工程建设、供水政策、水资源管理等情况，实现互动，提升灌区的公众影响力和用水户的参与积极性。

4结语

要充分发挥灌区的作用，管理是关键。根据玛河流域的特点，通过采用先进的技术实施对灌区灌溉和农作物需求、墒情、降雨等信息的采集和控制，可以逐步实现灌区闭环的监控和管理。玛纳斯河东岸大渠闸群自动控制系统，主要是解决东岸大渠各分水闸的安全调闸配水问题。该系统结合前期已建成并运行多年的水情自动化测报系统，通过快速准确地对各个分水闸门实行控制，实现了东岸大渠的高效安全运行。该期系统项目的实施可为今后实现玛河灌区总的联合调度控制起到示范作用。

Construction and management of automatic control system of

Manas River east bank big canal lock group

CAI Wenying

(ManasRiverBasinManagementOfficeofXinjiangUygurAutonomousRegionWaterResourcesBureau,

Shihezi832000,China)

Abstract：In the paper, construction content, implementation ideas and operation management condition of Manas River east bank big canal lock group automatic control system are introduced in detail. The system can control various water gates rapidly and accurately and realize efficient and safe operation of east bank big canal on the basis of water condition automatic measuring and reporting system which has been constructed in early stage and operated for many years. It can play a demonstration role for realizing general joint dispatching and control in irrigation area. Reference can be provided for other similar projects by the system introduction.

Key words：lock group joint scheduling control; video information; decision consultation

中图分类号：TV66

文献标志码：A

文章编号：1005-4774(2015)12-0044-03

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.12.012