水利工程综合自动化信息管理系统的应用研究

肖清平 蒋为洲 唐建洲

水利工程综合自动化信息管理系统的应用研究

肖清平 蒋为洲 唐建洲

水利工程综合自动化信息管理系统是将水利工程的水情测报、水质监控、安全监测、闸门监控、视频监控等各专业系统综合集成在一个系统信息平台上进行管理，采用C/S结构完成各个子系统的实时测控、大坝安全监测资料分析、洪水预报和闸门调度的计算分析等，采用B/S结构对外提供信息浏览与查询，通过统一数据库、操作系统平台和操作界面，将各个子系统集成在一起，从而有效实现信息共享和统一管理。本文就水利工程综合自动化信息管理系统的应用进行讨论。

一、系统功能分析

开发综合自动化信息管理系统， 应该满足用户需求，可以利用现代公共电信网，实现水利综合信息网的建设，有效发挥地方电信通道潜力，并且在信息管理自动化中，还应该确保信息网络管理的运行效率。水利综合信息管理系统建设，不仅要可以实现水利工程对综合信息的自动化监控，还应该实现对水利工程运行信息的管理，使其可以满足实际的使用需求，在综合信息网建设中，可以包括水文测报、防汛抗旱信息检测、工程运行监控、办公政务系统检测等，同时确保系统内数据信息的共享和可操作性，为客户提供有效友好的人机界面。

二、系统总体结构

根据水利工程综合自动化信息管理系统的业务流程和信息流程，体系结构分为信息采集层、通信网络层、综合数据层、业务应用层4部分，另外还包含标准规范和安全保障部分。系统总体结构如图1所示。

图1 系统总体结构图

系统结构中，从控制角度可分为远程控制端、现地控制中心、现地控制单元（LCU、RTU、 MCU等）和手动控制端。系统控制逻辑结构如图2所示。

图2 系统控制逻辑结构

在上述4层结构中，远程控制端经现地控制中心授权后，采用互斥的机制，可以将操作请求发送给现地控制中心。在上图中，下一层的命令优先级高于上一层，且可以取消上一层的命令。

三、系统功能设计

在水利工程的综合自动化信息管理系统设计中，对于其功能的实现，可以在基于系统控制逻辑基础上，在远程控制端、现地控制单元、现地控制中心、以及手动控制端，实现对系统的综合监控，有效实现系统的集合管理计划。同时，还要针对数据自动搜集功能，依据多种传感器的加工、传送作业，强化系统内的数据库设备功能， 实现对水利信息的统一综合管理。并且还要通过统一数据库、统一操作系统平台以及统一操作界面，将各个子系统有效集成在一起，方便实现水利信息资源的共享与统一。

在软件设计中，要确保其具有丰富的图形以及表格界面，方便用户操作，同时也要提高系统的可扩展性，利用电子、传感器以及网络技术，实现对水利工程大坝安全的监测，确保闸门控制以及水情测报等自动化监控管理系统的独立与集成。实现每个系统不再需要管理人员一个个进行操作，而是通过综合自动化信息管理系统软件的统一调度，就可以充分发挥水利工程管理效益。

四、系统软件设计

综合信息管理应用软件采用统一的数据接口，实现数据采集、处理，从水情、水质、大坝安全监测等模块接收数据，由各子系统控制主机更新现场和自动化系统的综合数据库，实现各类数据的召测、测站配置等功能。综合信息管理软件采用模块化设计，实现核心代码公用和模块代码独立，降低了系统故障率，同时各模块间的故障不相互影响。综合信息管理软件采用VB语言编写。

WEB信息发布：WEB信息发布采用J2EE结构，通过浏览器、表示层以及业务逻辑层、数据层传输数据信息，实现WEB页面查询、展示，方便管理人员的操作，为管理人员提供可视化、人性化的人机界面。

系统数据库设计：综合信息管理系统的数据库用于存储系统实时、成果和基础数据，满足数据的查询、利用和自动化系统的信息发布，包括工程基础、水情水质、水文水资源、安全监测、闸门运行调度、水库调度、计算方法及模型等数据库。系统数据库设计中，采用统一的数据、命令交换协议，并开发实时数据交换平台，根据专用数据接口程序，对水利工程中的实时数据完成交换存储及查询操作，不仅可以确保水库信息的共享，也能有效提高水利工程管理效率。

代码实现：综合信息管理软件中，采用模块化的设计方式，以核心代码公用、模块代码独立的软件设计方案，确保各模块间故障不相互影响，有效降低系统故障的发生率。 综合信息管理软件设计中， 采用VB语言编写，采用C/S结构以及B/S结构，实现系统信息化管理控制。

五、综合自动化信息管理系统的应用

1.工程介绍

某水利工程主要由南北港2座拦河闸、左干渠（龙海段）、船闸、中干渠进水闸以及节制闸组成。应用综合自动化信息管理系统，主要是为了实现对引水工程水闸的安全监测以及流域水情、水质、流量的检测和闸门监控。

2.系统实现

该工程的综合自动化信息管理系统设计，主要包括安全监测系统的设计、流域水情系统的设计、水质自动测报系统的设计、流量监测系统的设计、闸门监控系统的设计、工业电视系统的设计。对于水利工程中的这六个子系统，可以按统一数据格式将其融合到当前的信息管理系统中，使其成为综合一体的自动化信息管理系统。根据用户需求，采用面向对象模块开发技术、J2EE语言及SQLServer2005数据库，并采用C/S结构，实现对子系统的实时测控，以及对水闸监测资料进行分析计算，并且也可以实现对洪水预报和闸门调度方案的计算分析；同时应用B/S结构，使管理人员可以通过综合自动化信息管理系统，随时对外提供信息浏览及查询服务，方便水利工程的运营管理。

3.应用系统后的效益

该水利工程综合自动化信息管理系统的应用，不仅提高了水利工程信息化管理水平，实现了对水利工程的实时监管，同时也提高了水利工程管理水平。

总之，水利工程综合自动化信息管理系统的应用，不仅可以将水利工程所遇到的各专业系统综合集成在一个系统信息平台上进行管理，从而实现信息共享，解决了系统硬件接口及通讯规约协调难的问题。而且给运行管理单位提供功能丰富、高效先进的管理平台，最终提高了系统的实用效益。

（作者单位：肖清平 蒋为洲，盐城市废黄河立交工程管理所；唐建洲，盐城市大套第二抽水站管理所）