大藤峡水利枢纽工程船闸监控系统

张显伟，余志刚，张轶臣

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

1 工程概况

大藤峡水利枢纽工程位于珠江流域西江水系的黔江河段末端，坝址在广西桂平市黔口彩虹桥上游6.6 km 处，是红水河梯级规划中最末一个梯级。枢纽工程单级船闸布置在左岸，由上游引航道、上闸首、闸室、下闸首和下游引航道组成，船闸线路总长3 497.0 m。主体段长385.0 m，上游引航道长1 215.0 m，下游引航道长1 897.0 m。

船闸闸室有效尺度为280.0 m×34.0 m（长×宽），槛上最小水深5.80 m。在船闸上闸首人字闸门上游侧设置了1 道平面事故闸门，由上闸首桥机进行操作。黔江船闸的上、下闸首两侧各设1 个液压启闭机房，采用液压直联式启闭机分别操作上、下闸首的人字闸门。

2 系统设计

2.1 控制系统

船闸配置1 套用于船闸的集中监控和运行管理的集中监控系统设备，系统采用分层分布式结构，分为现地控制层、集中监控层和调度管理层。实现对船闸的机电设备、控制设备、网络设备和船闸运行的自动化、信息化的控制和管理。

现地控制层主要由船闸上闸首机房、下闸首机房内的控制设备组成，分手动控制、自动控制两种操作方式。船闸下左闸首由1 套带双CPU 模块、双电源模块、双通信模块的双机热备PLC 系统、远程RIO、触摸式显示屏及现地控制柜组成，相应上左闸首、上右闸首、下右闸首及辅助泄水阀门室等各由1 套现地控制柜及远程RIO 组成。

集中控制层由操作员工作站、数据服务器、WEB 服务器、综合管理服务器、打印机工作站、大屏幕、网络设备、电源装置等组成。此层主要完成对船闸的过闸作业集中控制、集中操作、照明控制、PLC 系统编程、功能组态、控制参数在线修改和设置及打印、故障报警等功能，通过大屏幕或操作员工作站的显示屏，可直观地显示船闸各工艺流程段的实时工况、各工艺参数的趋势画面，使操作人员及时掌握船闸的运行情况。

调度管理层一方面可以接收集中控制层传送来的各种实时数据和历史数据，以便各部门管理人员随时了解船闸运行的各类实时运行状况和历史数据，对数据进行管理，形成报表，将报表情况及时通过网络系统上传上级管理部门；另一方面，它还承担着整个船闸的调度管理。

2.2 通航指挥信号灯控制系统

图1 船闸计算机监控系统网络结构图

通航指挥信号灯控制系统是辅助调度指挥系统，是指导船只进出船闸、航道锚地的保障设施。通航指挥信号系统设置有远程信号、进闸信号和出闸信号，远程信号装置设置在船闸上游和下游引航道口门区附近，进闸和出闸信号装置设置在上闸首和下闸首上。进闸信号和出闸信号的控制能在控制室和信号装置处现地操作，并能进行程序控制和手动控制。

船闸通航指挥信号灯共10 套，进出船闸信号灯分别设置在船闸上闸首内外侧、船闸下闸首内外侧，共8 套；进入航道信号灯在上游导航墙、下游导航墙各设置1 套。通航指挥信号灯选用红、绿两色LED 交通信号灯。

2.3 视频监视系统

船闸设置1 套视频监视系统，由视频监视中心、前端设备和传输网络组成。视频监视中心由视频服务器、以太网交换机、网络硬盘录像机、监视终端等组成，前端设备由高清摄像头、云台、解码器、支架等组成，传输网络由电缆、光缆、光端机组成。

中心设备布置在船闸控制室内，监视终端分别布置在船闸控制室和安防控制室内。前端设备分别布置在上下游航道、上游闸门门体、上下游靠船墩、启闭机房、检修泵房、变电所和船闸控制楼等部位，对船闸区域建筑物状况、人字门、输水阀门及其启闭设备运行状态、闸室和上下游引航道的船舶行驶状态进行监视。

船闸视频监视系统对监控区域内的人员和船只出入的活动情况和治安秩序进行24 h 视频监控并录像，完成视频安全监控系统功能。

2.4 信息系统

船舶的过闸是一个非常复杂的过程，由船舶过闸申报和登记、计划编制、锚地停泊、船舶发航、闸室排挡及船舶过闸等众多环节构成，同时，这些环节还受到地质、水文、气象、运行设备和航道内通行船舶的影响，所以调度人员需要全面及时地了解船闸、航道和船舶的动态信息。

系统主要完成信息采集、数据处理、调度决策及应急预案等功能，由数据服务器、数据存储设备、网络设备等组成。工程信息系统主要配置了综合信息处理、联合调度决策、应急预案管理、专家辅助决策等应用，每个应用下又包含若干个子模块。

3 结语

大藤峡水利枢纽工程黔江船闸控制系统还包括设备在线监测系统、广播系统、安全防范系统、照明控制系统及通信系统等。拥有世界单体最大的人字门的大藤峡船闸现已通航运行。目前系统采集的信息全面、数据准确，各系统设备运行稳定，由于整个枢纽工程还未全部竣工，船闸也还是试通航阶段，船只过闸还未达到设计能力，作业流程和部分具体运行参数还需根据实际通航情况进行调整。从总体上看船闸控制系统的设计是合适的。