邯郸市跃峰灌区信息化建设应用分析

□赵建光

灌区信息化是利用现代通讯、计算机网络等信息技术，达到监控、监测、监视、调度、调控的目的，提升灌区管理效率，完善调度手段，强化执行力，实现智慧水利，信息化管理。邯郸市跃峰灌区设计控制灌溉涉县、磁县、武安市、峰峰矿区、复兴区农田64 万亩，灌区主体工程包括引渠、总干渠、主干渠和5 条分干渠，全长244.98km。灌区自2017 年始开始实施信息化工程建设，从硬件着手，沿渠线敷设专用光纤，建立独立的内网系统，在此基础上，布置视频监控点、水情和雨情监测点，实施闸门远程控制，建设调度中心和分中心，逐步实现了渠道全线无盲点监控，水雨量自动量测，启闭闸人工和远程同步、实现了由信息采集到传输、存储、处理的系统化操作平台，达到了预期目的。

1.以独立运行的内网系统为提前，夯实硬件基础

由于信息化建设中要安装的视频采集点密布，如果租用外网，则网速、容（流）量无法保证信息传输的及时、同步，项目出现信号中断。建设独立运行的网线传输通道是确保信息传输的基本前提，也是日后信息化设备扩容增效、软件升级、设备加密等后续可持续发展的前提，必须建立独立、高效不受外界干扰的通信系统，才能保证信息传输的快速及时。为此，自渠首开始，在渠墙上剔缝开槽敷设光纤，然后用混凝土填实。并排敷设GYTA53 型24 芯光缆两根，一根作为各分中心辖段内所有设备数据传输使用，另一根将数据传输到处机关中心总站，建成自成一体，冗量绰绰有余的专用局域环网，专用光纤连接下辖的各管理所、现场闸站、各水位雨量测点、视频监测点，确保信息传输同步不滞后，实现了通讯的自我保障。

同时，为保证意外情况时光纤出现断点情况，专门租用2 条外部网络运营商互联网专线，采用固定IP专线网络与管理处中心站通信，使光纤即使有中断情况，也能保证信号正常传输到处中心总站，提升系统运转保证率，确保意外情况发生时系统正常运转不瘫痪，起到双保障的作用。

在建设好网络的基础上，建设调度中心和分中心，在处机关设1 个调度中心站，下属所站建设9 个调度分中心。根据灌区管理需要，确定监测监控等设备安装位置，累计安装视频监控262 个（球机113 个、枪机149 个），10 处视频会议系统，13 座闸门远程控制系统，33处水雨情自动采集系统，3 处电站运行监视系统，9 处远程警示喊话系统，建成渠系各摊点内部语音系统（内线电话）等，初步建成较完整的硬件系统。

2.立足灌区实际，建设可操作性和实用性强的软件系统暨灌区信息综合管理应用系统

硬件系统是信息化建设的骨架，软件系统是信息化建设的终极目标，是内涵和灵魂。软件系统的总思路是在信息采集的基础上，以监测和自动控制为手段，以数据库为核心，以软件建设为媒介平台，构成信息采集、信息处理、信息展示、信息交互等全方位的信息化应用系统，全面及时采集数据，快速及时进行数据传输、存储和处理，最终实现远程调度控制、引输水管理、监控监测等目标。

2.1 建立界面友好直观的操作平台

灌区信息化平台操作界面设立了综合监控、综合数据、地理信息、水资源调度、工程信息、水电站管理、气象信息7 大项，下设25 个子项，各项操作链接即点即开，保证可操作性和实用性。

整个软件系统采用分布式系统结构，工业级千兆光纤局域环网，由数字会议系统、专业扩声系统、信号切换系统、远程视频系统及显示系统组成。建设内容及设备配置主要包括：服务器、工作站、移动维护计算机、网络设备、机柜、存储设备、UPS 设备等硬件设备和机房装修工程。在机房布置与装修方面考虑防静电地板的敷设和隔断、机房综合布线和防雷接地系统。同时，安装内线电话105 部（IP 电话28 部、模拟电话77 部）。内部办公电话调度系统：共计安装105 部电话，其中IP 电话28 部，模拟电话77 部。

2.2 视频监控系统设计

跃峰灌区汇流渠黄龙口段太阳能板视频监控

灌区视频监控系统是灌区信息化系统的重要组成部分，常年过水段渠道，尤其是沿线节制闸泄水闸、渡槽、管理摊点等全部实现无盲点视频监控。各监控点供电方式根据现场实际，具备电网供电条件的用电网供电，不具备电网条件的以太阳能板供电。整个视频监控系统力求做到：一是针对性强，针对灌区实际需求，能够实时查看渠道情况、观测闸室情况等实际需求；二是扩展性好，可通过增加终端设备扩展系统，无需改动系统结构；三是灵活性强，可将视频图像实时嵌入操作平台其他功能界面，亦可以单独成为监控系统。

2.3 闸门自动化控制系统设计

闸门控制系统由现场控制机和远程处理软件模块组成。现场控制机主要由逻辑控制部分（PLC）、执行部分（电机保护器、相序保护器、过载保护器、交流接触器、数显闸位计、电压变动器、电流变送器、防卡死限制器）、通信部分（以太网、GPRS、RW485）共3 部分组成。现场控制机支持螺杆式、卷扬式、斜拉式等闸门类型，支持单孔闸和多孔闸的接入。

2.4 水雨情监测及预警系统设计

水情监测及水位预警系统是灌区信息化建设的重要内容之一。水情监测系统主要包括：雨情监测、水情监测、工业用水监测、水位预警。水情、雨情监测系统，共建设水位监测点10 个，雨情监测点5 个，采用翻斗式雨量计和RTU 组成雨情遥测站，进行雨情信息的采集。工业用水要求计量精度较高，数据采集采用流量计测量。跃峰灌区水位预警系统，设计水情信息点12 个，分别为渠首、干渠节泄闸、隧洞、渡槽等节点，保证水情监测上下段的连续性。

2.5 灌区信息综合管理应用系统建设与集成

跃峰灌区信息化应用平台操作界面

跃峰灌区水利信息综合管理系统分为4 个层次，即信息采集层、数据层、应用层、人机交互层。各个层次相对独立又相互紧密结合；每个层次有其重点职能，同时与其它层次通过通讯网络或数据交换接口紧密联系。

3.运行效果及后续管理

跃峰灌区有百余里渠道地处太行山腰，地势险峻，信息化建设减轻了一线职工的巡渠工作量，视频监控和沿渠巡护相结合，使工作效率有了质的提高。渠道引水量和沿渠降雨量能够第一时间自动显示在应用平台上，闸门远程实时控制，提高了调度效率，对汛期工程引输水调度，渠道安全运行起到了重要作用，使灌区管理由传统管理向现代化管理迈出了重要一步。

软件操作系统需要不断完善，与时俱进。灌区信息综合应用平台充分考虑后续发展需要，充分考虑操作界面间的兼容性、互补性，需要在运行过程中逐步完善，建设招标过程中应充分考虑到后续软件使用提升，确保信息化建设与时俱进。

信息化建设对于灌区属于新兴事物，需要建立严格的信息化管理制度，明确关键环节如闸门远程控制的管理权限，明确专人专责。信息存储加强制度化管理，保证信息查阅追溯期。信息化应用平台的查看权限等都需有明确界定，避免多头操作，保证安全运行。□