信息化监管在南水北调中线工程的应用实践

石文明 符 鹏

(中国南水北调集团中线有限公司，河南 郑州 450001)

南水北调中线干线工程，是国家南水北调工程的重要组成部分，是缓解我国黄淮海平原水资源严重短缺、优化配置水资源的重大战略性基础设施，是关系到受水区河南、河北、天津、北京等省市经济社会可持续发展和子孙后代福祉的百年大计。中线总干渠特点是规模大、渠线长、建筑物样式多、交叉建筑物多，总干渠呈南高北低之势，具有自流输水和供水的优越条件，以明渠输水方式为主，局部采用管涵过水。由于输水线路长，输水运行安全风险因素繁多，为保证工程安全平稳运行，中线建管局在持续推进“两个所有”，进一步固化机制，推动“两个所有”向纵深发展的同时，使用信息化监管手段进一步加强了工程实体及设备设施的安全监管力度。

1 南水北调中线工程信息化系统的主要设备

1.1 闸站监控系统

闸站监控系统(见图1)是南水北调工程进行自动化调度运行的关键，系统在通信和计算机网络系统建设的基础上，采用先进成熟的计算机、自动控制和传感器技术，通过现地监测、控制等自动化设施，实现对控制性建筑物水量调度信息和运行状态的监测和控制。闸站监控系统主要的控制对象包括南水北调工程沿线的节制闸、控制闸、分水口及退水闸等输水建筑物的闸门、液压系统及卷扬启闭机系统等，监控的主要内容包括闸门状态、控制方式、闸门开度、水位、水深、流速及液压启闭机的电流、电压、油温、系统压力等运行参数，且通过系统可对历史数据进行查看。

图1 闸站监控系统

1.2 闸站视频监控系统

闸站视频监控系统(见图2)主要通过安装在输水建筑物设备间内部及园区的高清摄像头，完成对输水建筑物内设备设施及周边环境的实时监控，利用设备间内的摄像头可查看柴油发电机、高低压配电设备、自动化机房、启闭机室及闸门等设备设施的工作情况，园区摄像头可对控制性建筑物降压站及分水口、退水闸周边情况进行监控，且闸站视频监控系统可进行视频回放，用于查看复核设备工作运行情况。

图2 闸站视频监控系统

1.3 消防远程监控系统

消防远程监控系统(见图3)结合当代最先进的火灾报警技术、信息通信及网络技术、计算机控制技术和多媒体显示技术，通过公用(单位)电话网络、局域/广域网络、无线GPRS/CDMA网络等多种传输方式，实时采集监控现场的各类报警信号、故障信号、图像信息，并及时可靠地将上述信息传送到远程报警检测中心的设备。

在中心可完成对联网单位的报警信息显示、电子地图操作、数据查询检索、远程音视频传送、应急预案管理、短信息订制和发送等工作。通过大屏幕、滚动屏、模拟盘等多媒体设备了解所有联网单位的状况。

1.4 安防视频监控系统

南水北调中线工程投入使用的安防系统包含智能电子围栏系统和视频监控系统。智能电子围栏利用先进的物联网技术结合监视区域的隔离网，在沿线渠道两侧及重要设施区域布设安防振动光缆，形成输水线路沿线外部入侵自动感知，经语音告警系统传导至终端，提示管理者及早发现入侵并采取措施。视频监控系统由前端视频采集、语音告警、音视频传输光纤网络、后台视频数据存储、显示控制和音视频管理等软硬件组成，在沿线平均每500m左右布设一个高清视频监控摄像机、扩音喇叭，形成输水线路全线覆盖的监控网络。智能电子围栏遭到外部侵入而使终端平台告警时，

图3 消防远程监控系统接警平台

管理者通过视频监控系统可直接调取该部位视频监控或视频影像，确认外部侵入后，通过扩音喇叭喊话，阻止侵入。

1.5 工程巡查系统

南水北调中线干线工程巡查涉及信息机电、安全监测、土建绿化、水质安全、调度运行、防汛应急、安全保卫和安全生产8大类30个专业。工程巡查系统为解决信息传递慢、统计查询难、巡查维护工作不易监管等问题，研发了一套适合巡查实时监管的数字化、智能化管理系统，系统基于南水北调中线干线工程设施设备标准化、规范化制度体系，采用IT技术、移动终端APP、GIS技术、工作流引擎、机器学习等信息化手段进行开发。

系统主要功能包括人员管理、任务管理、问题管理等。运行流程可简化为：各专业巡查维护标准导入系统→绑定设施设备标准→规划巡查路线制定巡查计划→系统将巡查任务推送至执行人员→巡查发现问题→处理问题→统计分析。

1.6 安全监测自动化系统

南水北调中线干线工程安全监测自动化系统服务于中线局、分局、管理处三级用户，能为管理处用户提供管辖范围内安全监测数据采集(数据管理)、建筑物安全状态分析(数据分析)、实时状态监控、报警管理、地图监测显示、报表报告、数据对比工具、文档资料、台账及基础信息管理等服务。

1.7 人员进出管理系统

目前南水北调中线工程沿线大门锁具正在逐步更换为物联网智能锁，配套使用的系统为人员进出管理系统，人员进出管理系统WEB端和人员进出管理系统APP配合使用。用户主要在APP端通过用户名密码登录，录入进渠道记录，然后进行开关锁的操作。WEB端主要进行对门禁的实时状态、报警记录、门禁操作记录、人员进出记录的查看，用户门禁的授权及基础信息的维护。

2 信息化系统对监管的促进作用

利用目前南水北调中线工程已投入使用的信息化设备，可对现场工程实体、设备设施、维护作业情况等进行监管，信息化监管的方式主要分为两种，一种是“主动型”监管，一种是“被动型”监管。

“主动型”监管主要是工作人员利用摄像头或各类信息系统查看人员及工程设备的工作情况，例如使用闸站视频监控系统查看闸站或分水口的各类设备设施运行情况，查看值守人员是否在岗等；使用安防视频查看沿线渠道及各类建筑物进出口周边情况，查看工程设施是否完好或存在明显问题，对渠道范围内维护作业人员及巡查人员、安保人员等的工作情况进行跟踪，查看是否在作业维护过程中存在明显的违规行为；利用工程巡查系统查看自有员工在岗情况及工作期间的工作轨迹等。利用安全监测自动化系统可对管理处管辖范围的全部建筑物和监测站的安全状态进行查看，从宏观角度对全线安全信息进行掌握。同时也对监测数据采集状态、自动化设备运行状态进行实时监控，保障监测数据采集的稳定性、可靠性。

“被动型”监管主要利用信息化设备的主动报警功能实现，例如消防远程监控系统的火灾告警主机，可以通过消防联网主机将火情信息传输至管理处中控值班室；安防综合监控系统中的智能电子围栏利用先进的物联网技术结合监视区域的隔离网布设安防振动光缆，当有外部人员试图翻越隔离网或大门时，振动光缆会将告警信息直接传输至系统终端，光缆本身出现故障时，如发生断裂等，系统均能报警提示。闸站监控系统可以监控闸站的液压设备及闸门工作状态，当闸门、液压设备出现异常时，可将报警信息通过网络传输至中控值班室。

目前投入使用的信息化设备报警终端基本均已接入中控值班室各信息控制平台，值班室全天24h有人值守，对发现的告警信息及时进行确认处理，保证工程安全运行。

3 信息化与非信息化监管对比情况

随着各信息化管理系统的使用，信息化监督检查成为可能，随着科技发展、信息化管理程度的提高，信息化监督检查将会起到更重要的作用。信息化监督检查依托各信息化管理系统实现了远程监督检查，与传统监督检查相比有如下特点。

3.1 便捷、省工时

信息化监督检查方式便捷、省时、省力，可以通过远程设备全面掌握某一管理处或分局的相关运行数据和设备工作状态，而传统监督检查方式需要检查人员到每一处检查现场进行检查。信息化监督检查与传统监督检查对比见表1。

表1 信息化监督检查与传统监督检查对比

3.2 可查询、可追溯

信息化管理系统可在被查对象不知情的情况下随时对相关情况进行检查，不通知对方，具有隐藏和威慑性的特点。同时通过历史数据查询、视频回放等功能可以对相关质量缺陷、违规行为进行记录，充分利用信息化管理系统进行检查可以有效督促现场相关人员履行各自职责。

3.3 高效、预警

设备设施在运行过程中不可避免地会出现设施故障、异常等问题，如果单纯靠人工排查故障或异常情况，耗时耗力效率不高，且排查受维护人员本身专业技术水平及经验制约，如果设备故障及安全隐患长时间得不到解决，可导致其他严重后果发生。信息化监管技术的应用可以保证设备出现异常时快速预警并进行检测，有效地对故障进行定位，可以帮助维护人员快速确定问题所在，及时进行维护。

3.4 技术水平先进、维护成本较高

信息化监督检查主要以各种信息化管理系统为依托来实施，信息化系统或平台正常运行是保证监督检查的前提，而各种信息化系统涉及的关键技术种类繁多，科技含量及技术水平先进，运行维护成本较高，系统维护均需相关专业人员定期进行，例如管理处综合机房涉及的通信、网络、闸控、消防、安防等机柜，均需专业维护人员定期巡检，保证设备运行正常。

3.5 局限性

信息化监督检查也存在一定的局限性，如对未接入闸站监控系统的电动葫芦、移动台车等设备无法查询相关数据及设备状态；视频监控存 在一定死角，只局限于视频监控范围内的设备设施及运行管理情况的监督检查，且一般清晰度摄像头的监控视频放大后部分内容不能清晰显示；由于视觉角度差导致通过监控视频读取的部分数据不准确等问题。而传统检查方式可以直接面对各类设备，发现异常情况可根据实际情况详细查看相关设备的各部位或进行相关现场检测。

4 结 语

随着社会的发展和科学技术的不断进步，信息化建设及应用逐渐普及到各行各业中，信息化监管应用也会越来越广泛，搭设信息化监管平台的必要性显得尤为重要。信息化监管不仅是对传统监管模式的补充完善，它还具备特有的优势。因此，将传统监管模式与信息化监管相结合，进一步完善了工程监管体系，为南水北调中线工程平稳运行、减少事故发生率提供了坚实保障。通水六年来，工程安全平稳运行，供水量逐年递增，没有出现重大安全问题。