博斯腾湖多泵站集控系统浅析

2017-03-08廉娟

地下水 2017年1期

关键词：博斯腾湖泵站监控

廉娟

(新疆塔里木河流域管理局信息中心，新疆库尔勒 841000)

博斯腾湖多泵站集控系统浅析

廉娟

(新疆塔里木河流域管理局信息中心，新疆库尔勒 841000)

随着信息技术的发展，大型泵站的集控已成为趋势，在地广人稀且经济欠发达、吸引人才相对困难的南疆地区，泵站集控建设已变得极为迫切。根据博斯腾湖东、西泵站调度管理的需要，对泵站集控一体化系统进行分析研究，提出设计思路、建设在线监测、采集分析、系统调控为一体的多泵站集控系统，基于该系统，实现多泵站远程管理可视化。将会使运行管理和领导在决策中随时全面了解各站点情况、掌握准确信息。

水利信息化；泵站；集控

当今的计算机技术使得我们所生存的社会正在产生质的变化，用数字化手段来处理我们周围的世界，最大限度的利用资源，实现海量数据的集成、模型与数据的结合、各种信息的共享与传播、决策支持方法的应用等，使水利信息化的应用成为水利事业发展的必然趋势。新疆博斯腾湖泵站集控系统建设的提出正是顺应当前信息化发展的潮流，是开都-孔雀河流域治理从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变的一个重要举措，将流域治理和开发提高到了一个新的台阶。

1 建设任务

1.1 实施背景

博斯腾湖东、西泵站扬水工程位于博斯腾湖东侧，距新疆库尔勒市约65 km，隶属于塔里木河流域管理局管理。目前两座泵站基本沿袭传统泵站运行管理模式，各配备相应的运行人员，在各自的中控室值班，采用传统的现地手动控制或现地自动控制方式。两座泵站监控系统各自独立运行，相互之间基本没有联系，形成信息孤岛，因此科学统筹不同类型、不同阶段、不同性质的各项水利工程需要强有利的现代化手段。塔里木河流域管理局决定拟在库尔勒市塔里木河流域巴音郭楞管理局建设集控中心。

巴音郭楞管理局集控中心综合自动化系统采用统一设计、统一规划的综合一体化思路，从全局高度对泵站的所有自动化系统的资源进行整合，以改变传统自动化系统“各自为阵”，在不了解其它系统的情况下为了满足自身的功能要求，在数据层和应用功能模块等方面进行重复建设与实现，导致无法确保数据和业务处理的一致性和延续性、系统间独立运行、数据监控采集标准众多、数据源分散、数据存储与数据处理等缺少统一设计，系统的整体性差、结构不合理、安全防护能力弱、横向集成和纵向贯通困难，难以进行统一管理和智能联合调度等高级应用功能的开发问题。通过采用基于统一平台的应用系统，可以对系统积累的历史数据进行统一整理、分析和挖掘，建立高效的智能辅助决策系统，提升泵站生产、管理和决策能力。

博湖东、西泵站扬水工程远离库尔勒市，交通、通讯、生活均不太方便，从事泵站综合自动化和无人值班管理又需要高素质的管理、技术人员。集中控制管理可使泵站人员工作、生活向大城市相对集中，有利于留住，吸引人才，保持职工队伍稳定。

同时东、西泵站采用传统的现地手动控制或现地自动控制方式，调度及操作不能同步，现场信息及调度决策信息需分级反映及回馈，过程较长，无法及时、有效地对泵站进行控制，管理效率低，运行安全没有可靠保证。调控一体化将完成调管泵站“无人值班”(少人值守)的设备改造，大幅提高泵站的自动化水平和安全生产管理水平，全面提高泵站的调度控制水平有利于更好地服务于现场生产设备的巡视维护、运行分析和突发事件处理；全面提升调度系统管理能力和技术水平，促进调度管理规范化、标准化，提高工作效率和事故应急响应处理能力。

1.2 建设任务

实现博斯腾湖东、西泵站中控室内上位机系统平台远程自动控制，实现无人值班，少人值守，利用视频监控系统，实现在库尔勒集控中心，对泵站远程管理可视化，提高泵站运行可靠性，提高信息化、自动化水平。

2 总体设计

2.1 总体设计思路

实现库尔勒扬水管理处集控中心，西泵站控制中心内上位机系统平台远程自动控制，实现无人值班，少人值守，利用视频监控系统，实现在库尔勒集控中心，对泵站远程管理可视化，提高泵站运行可靠性，现场留少量值守人员，使泵站人员的工作、生活向城市相对集中，有利于留住、吸引人才，保持队伍的稳定。

采用一体化应用平台技术设计思路，即采用统一的数据采集、数据管理和应用支撑平台，实现不同业务的整体设计，达到资源有效整合、信息高度共享的目标。即采用一个平台实现对监控、监测、监视等不同业务的统一管理，避免不同业务之间的条块分割，有效提高系统的运行效率。

根据系统分层分区的网络结构，在库尔勒扬水管理处调度中心，东、西泵站中控室配置控制网、管理网、外网交换机，构建本地局域网，并接入站内通信系统，分层分区网络结构，保证系统安全。

2.2 总体框架

通过系统需求分析，根据系统总体方案的基本设计思路，借鉴目前国内外同类系统开发经验，对系统开发建设采用先进的、科学的信息技术，搭建系统总体框架，尽可能地避免未来的重复建设，为系统开发建设和运行维护打下坚实的基础。系统逻辑构成包括：应用系统、应用支撑平台、数据资源管理平台、数据采集及交换平台、计算机网络系统、通信系统、安全体系、标准规范体系、建设运行管理体系、系统实体运行环境等十部分，系统总体框架如图1所示。

2.3 系统总体划分

根据本工程信息自动化系统的建设目标与任务，系统主要由以下部分组成如图2所示。

图1 博斯腾湖泵站远程监控系统总体框架示意图

图2 博湖泵站自动化系统主要组成结构

1)基础支撑系统

包括电源与接地防雷、机房实体环境。

2)现地监测监控系统

现场监测监控系统包括：泵站现地监控系统、振动摆渡及测流、工程安全监测信息采集系统、视频图像采集系统、动环监测系统。

3)通信网络系统

包括东西泵站、巴管局集控中心通信传输系统与计算机网络系统。

4)应用系统

应用系统包括闸门计算机监控、安全监测等测控类应用系统；视频图像监控应用系统；

2.4 系统总体网络

整个系统采用纵向分层、横向分区的体系结构。

1) 纵向分层

分为现地级(即东、西泵站现地控制单元)、西泵站集控分中心及中心级(集控中心)

2) 横向分区

按安全等级的不同分为内网和外网，内网在逻辑上进一步划为管理区和控制区。

内网的管理区内分布的是本工程生产管理类的业务应用，而内网的控制区内分布的则是本工程运行监控类的生产应用，后者的安全级别高于前者，因此两区需通过物理隔离装置进行隔离，以避免低安全区系统影响高安全区系统的正常运行。

在内网控制区设控制专网，用于承载实时性要求最强、安全性要求最高的闸/泵站监控信息、水情测报信息、工程安全监测信息。

在内网管理区设信息内网，用于承载工程管理、综合办公、视频会议、决策支持、WEB发布等相关的各项业务应用系统的信息。考虑到信息内网上承载的部分的业务系统需要与控制专网上承载的闸/泵站监控系统信息进行一定的数据交互，因而在控制专网与信息内网之间通过单向隔离设备进行联通，严格控制区间流量的信息交换，保证控制安全。

信息外网主要提供互联网接入业务，用于日常办公下载文件、网上信息查询等。纵向各级用户通过建管局提供的Internet三层交换机访问互联网，外网与内网的管理区接口，但通过配置防火墙等设备，以确保各类监控系统的安全。Internet接口由巴管局集控中心统一接入。

图3 系统总体网络

2.5 系统功能

(1)实现泵站、安全监测、动环等的综合监视与控制；

(2)实现东、西泵站重要部位的视频图像远程采集与实时监控；

(3)实现泵站、安全监测、视频、动环等各业务信息的综合展示与信息服务；

(4)实现日常业务处理；

(5)实现工程安全分析与评估。

实现东、西泵站主体结构的工程安全分析评估。以安全监测自动化和安全管理信息系统为基础，由分析建模和安全评估两大功能模块构成，对长期监测资料进行处理计算、定量分析、比较判断和综合统计，实现从监测数据到监测部位的异常告警，并在此基础上对整个工程的安全状况做出综合评估，对异常现象给出可能的原因以供进一步检查确认，针对发生异常的原因提供一些处理措施或方案以供参考。

(6)实现工程移动巡检、办公自动化及门户网站等工程辅助应用服务。