水利信息化技术在临淮岗洪水控制工程上的应用

2020-10-13陈乃庚

安徽水利水电职业技术学院学报 2020年2期

陈乃庚

(安徽省临淮岗洪水控制工程管理局,安徽合肥 230088)

水利信息化可以提高信息采集、传输的时效性和自动化水平，同时提高数据分析、处理、展示能力，是水利现代化的基础和重要标志。为适应国家信息化建设、信息技术发展趋势、流域和区域管理的要求，大力推进水利信息化的进程，全面提高水利工作科技含量，是保障水利与国民经济发展相适应的必然选择。

1 临淮岗洪水控制工程的水利信息化

临淮岗洪水控制工程通过水利信息化技术的实施，能够实时掌控有关工程部位的工情、水情等情况；对水情、工情信息进行实时采集转换、分析处理和展示，既能够满足工程管理需求，也能够对水工程设施设备进行现地、远程的自动控制，实现“无人值班，少人值守”的功能要求。同时视频监控系统及异地会商系统的运用，为临淮岗洪水控制工程管理提供现代化管理手段。

近年来，工程管理局加大了水利信息化项目的投入运用，在主要系统方面进行了改造建设和探索，取得了良好的经济效益和社会效益，主要系统拓扑图如图1所示。

图1 临淮岗洪水控制工程水利信息化建设拓扑图

2 临淮岗洪水控制工程水利信息化

水利信息化系统说明如下：

(1) 网络通讯系统。网络通讯系统建设是信息化建设的基础。管理局原有网络通讯系统杂乱无章、各管理单位及工程部位通讯不畅、网络信息安全性差，无法满足工程运行管理和远程调度需求，更不适应信息化发展的需要。

为满足水利信息化发展的需求，省临淮岗洪水控制工程管理局实施了局合肥管理本部、局临淮岗管理现场、工程部位3地的网络建设项目。通过计算机专线网络，分别链接到互联网、水利专网、临淮岗工程现场专网等多种网络，实现了异构网络互联。局临淮岗管理现场与船闸、浅孔闸、深孔闸、姜唐湖进洪闸等工程部位通过光纤通讯以局域网的形式进行通讯，与局合肥管理本部通过水利专网进行通讯。最终形成以办公、业务、管理、指挥为一体的信息网络系统，并在此基础上通过系统集成、功能集成、网络集成和软件应用集成等多种集成技术，实现综合信息集成系统。

为解决临淮岗洪水控制工程现地多源异构参数测量问题，现地采用了最新的自组织物联网技术，能够实现对现地各类信号测量以及数据的多路径采集，时延低、可靠性高。

(2)水闸自动化监控系统。浅孔闸、姜唐湖进洪闸等自动化系统同样基于物联网及相应的测控平台，构建水利信息化系统，实现了水闸的自动化监视和监控，提高了水闸检测、运行和管理的整体运作水平，极大提高了系统运行的安全性和可靠性。系统采用以云平台服务器为支撑、终端计算机或手持机为前端、其它常规设备为辅的监控方式，具备了“无人值守、少人值班、随处监控”的能力。其系统拓扑图如图2所示。

图2 闸门自动化监控系统框图

计算机通信技术、多媒体图像等最新交互式测控成果的运用，提高了临淮岗洪水控制工程的信息化及管理水平。浅孔闸、姜唐湖进洪闸等闸门自动化监控系统的运用，更为临淮岗洪水控制工程防汛系统的自动化、信息化建设进行了有益的探索，为同类工程建设管理提供了宝贵的经验。

浅孔闸、姜唐湖进洪闸等自动化系统的建成，将操作方式从原来的现地手动操作转变成云端监控、计算机远程操作、现地自动操作、现地手动操作相结合的操作方式，尤其闸门测控实现了成组控制、精准控制，既提高了闸门运行的安全性和可操作可追溯性，又极大提高了工作效率，并促进水闸信息化向前迈进了一步。

(3)视频监控系统及异地远程会商系统。工程管理局建设了覆盖工程管理核心区域的视频监控系统，包括临淮岗工程主坝、姜唐湖进洪闸、浅孔闸、深孔闸、临淮岗船闸、城西湖船闸及城西湖退水闸等工程部位的视频监测分中心。同时完成了管理局视频会商系统的改造升级，新建了局临淮岗管理现场中心、各闸管理处、大坝管理处、局合肥本部分中心会商系统，实现了互联互通的视频会商功能。视频和会商数据经相应管理局/处/所的会议核心服务器汇集上网后，链接到局临淮岗管理现场机房的流媒体服务器，再通过水利专网接到省水利厅和局合肥管理本部，进而实现远程监控和视频会商的目标。

(4) 配电房智慧机房系统建设。由于临淮岗洪水控制工程管理范围广，工程部位配电房分布分散，为对各配电房重要设备进行更加高效的监测、运维和管理，信息化系统为所有配电房部署了智慧机房监控系统，为操作和管理人员提供方便、实时查看各设备或子系统的运行参数和运行状态，同时设备有异常时也能及时接收到相关警情信息，系统现场采集信号和数据具体包括：①市电配电监测子系统。通过电量仪采集市电情况，通过配电开关监测仪采集开关的状态信号，并在监控系统以动态方式显示；②房内空调监控子系统。通过安装空调控制器监测空调参数并远程控制开关机、模式转换； ③温湿度监测子系统。通过在配电房及机柜内安装带液晶显示的温湿度传感器监测配电房内温湿度的数值，以监测配电房的环境安全程度并能及时反馈空调工作状态的信息；④全景视频监控子系统。在配电房重点部位安装高清、网络全景摄像机，采集、存储、发布有关视频图像，监控系统能够动态查询到实时视频图像； ⑤烟感监测子系统。通过烟感监测系统(或消防控制器提供的干接点)实时监测配电房火灾预警，达到及时报警采取防火措施，减少火灾损失，避免重大事故的发生；⑥红外监测子系统。通过红外监测获取配电房人员出入情况，确保配电房的运行安全管理。

配电房监控主机在进行现场监控的基础上能够实现远程监控，在电脑端同步实现不同环境下的集中监控。

智慧机房信息化系统采用系统工程的观点对配电房的环境结构、服务需求、设备内容和管理模式等四个基本要素以及它们的内在联系进行优化组合，从而提供一个高度集成、稳定可靠、高效方便、信息安全的管理局配电房环境监控系统。

(5)其它子系统主要有①网络安全。随着水利信息化建设越来越成熟，互联网作为信息化的载体，网络安全就显得尤为重要。临淮岗信息化工程建设有健全的网络防御体系，具有强有力的防火墙设计及病毒防范策略，极大减少来自网络外部的攻击和安全威胁，确保信息化技术高效发挥作用。② 工程安全监测。临淮岗工程安全事关重大，对工程的安全检测是了解和掌握工程运行状态并确保工程发挥作用的重要手段。由于临淮岗工程建筑物分散，测点多分布广，手工测量工作量大、误差大、数据处理分析复杂。因此通过信息化手段，借助支持自组织物联网的传感器，解决异构数据采集，实现安全监测现场数据自动采集及分析，从而大大降低人工观测的劳动强度，提高工作效率。③ 坝体视频监控系统。科学技术的发展为水利的信息化建设带来了崭新的发展阶段，尤其是视频监控技术的成熟稳定为环境监控提供了可靠的手段。实施工程主副坝视频监控系统是远程防汛指挥调度以及日常管理上最直观、最直接、最有效的辅助措施，坝的视频监控系统的建设能有效地降低人工劳动强度、提高监控实时性、减少劳动过程损耗，更降低了工作过程中的物质损耗，极大提高工作的可靠性和效率。