东营市灌区信息自动化系统应用分析

2023-01-12张俊杰王萌萌

山东水利 2022年2期

关键词：测流东营市泵站

张俊杰，王萌萌

（东营市水利灌溉服务中心，山东东营 257091）

智慧水利是利用先进的信息技术，实现水利设施的智慧化管理和运行，是水利信息化发展的高级手段，是实现水利现代化的关键。

东营市深入贯彻落实上级有关水利精神，把智慧水利建设作为推进灌区现代化的着力点和突破口，利用现有信息化、市政务大数据平台，同步建设灌区信息化系统，及时纠正水资源浪费问题，提高用水管理效能。

东营市市属灌区主要包括曹店、麻湾、胜利、王庄、垦东5 个灌区，设计灌溉面积16.6 万hm2。主要承担着向黄水东调和全市2 县3 区34 个乡镇供水任务，供水时间长，供水任务重，逐步完善灌区信息化系统，实现智慧化管控势在必行。

1 存在的问题分析

1.1 自动测流设施缺乏

市属5 灌区共有400 个支级取水口，14 个干级取水口。只有曹店灌区安装干级测流设施1处，支级测流、计量设施25 处。支门测流根据过闸方式和闸门的技术参数人工计算流量，受淤积和水位变化频繁的影响，误差较大；干渠测流用人工普通测流装置，由于断面宽度较大，无法同时测得渠道断面内不同位置的多点流速。

1.2 软件平台功能单一

东营市引黄灌区现有水价改革软件中的业务应用如基础信息管理系统、水量监测系统、视频监控管理系统、水价管理及收费系统、水权证管理系统、公众APP 服务系统等因前期开发使用要求比较低，开发程度不够，功能比较单一，无法满足东营市引黄灌区整体使用的需求。

1.3 管理效率低

灌区管理人员对渠道、支门、泵站的日常管理主要采用人工巡视，经常出现问题发现不及时、上报问题描述不清，导致指挥人员决策滞后或决策不科学的情况；各灌区骨干渠道上大部支门分未接入市政电源，主要采用人工或移动发电机启闭闸门，节制闸均有市政电源接入，但也需要管理人员到现场控制启闭，无法对上级的调度命令快速执行，管理效率普遍较低。

1.4 水利设施遭受破坏

东营市属灌区干渠全长超过280 km，管理线长，点多，面广，难度大。各灌区干渠沿线以灌溉泵站为主，大部分归属于当地村庄、乡镇（街道），且灌溉季节周边用水需求集中，用水量大。同时，还存在私自开泵提水，机电设备被偷盗和破坏的现象。

2 建设目标

项目以灌区业务为核心，运用先进的信息采集技术、自动监控技术、通信和计算机网络技术、信息应用与管理技术，建设一个灌区立体感知体系，以通信网络系统为纽带，以自动化监控系统和调度运行管理应用系统为核心的信息自动化系统，可以实时掌握调灌区骨干渠道沿线各控制性建筑物（泵站、闸站等）、控制断面的水量、水位、水质、工程运行工况等调水信息，实现对灌区骨干渠沿线的泵站、闸站等的远程监控，为灌区管理部门合理有效的调度管理水资源，提供科学依据和技术支持，为工程运行、维护、管理提供决策会商支撑环境及各种信息服务，为日常管理提供电子化办公环境，实现市管灌区的现代化管理。

3 建设内容

3.1 视频监控系统

在市属灌区干渠上设置的3 处测流桥式流速仪测流车、2 处缆索式流速仪测流车、86 处明渠流量计、18 处非满管流量计、30 处一体化测控智能闸门等测流设施，并设置视频监控系统，监视设备的运行状况及安防情况。

在重要的交通路口、节制闸、引黄泵站设置智能视频监控系统44 处，实时监控渠道运行状态及过往人员、车辆，并通过4G 方式将视频信息上传至管理站、管理所、及综合调度中心。管理人员可远程通过调节球机的方向和焦距，实现监测断面周围状况的监视，及时了解路口的情况。在市属灌区渠首引黄泵站处设置视频监控系统，能够实现对引黄泵站站前黄河水情及站后出水情况实时监测。

3.2 智能安防系统

在市属灌区干渠的102 处泵站、221 处支门及节制闸设置远程控制和以视频监控系统为主的智能安防系统，控制和监视设备的运行状况及安防情况。远程控制主要是通过可编程控制器来实现远程对闸门、泵站进行启闭（停）操作；泵站、支门、节制闸的智能安防系统主要由视频监控系统、自动语音警告装置、远程语音警告装置、门禁报警系统及存储设备定位系统组成。

3.3 信息化管理平台

建设覆盖市属灌区的干渠各量测水设施、泵站、支门信息化系统、管理站、管理所信息化平台等的网络传输系统。根据光纤传输、租用电信公网组建、4G 通信等各种传输方式的特点、各系统数据量的大小，结合东营市各市属灌区项目范围广，监测及控制点位分散，及周边可用有线网络少的特点，确定工程以4G 无线传输为主的通信方案，同时所有物联网卡组建流量池，统一管理使用本项目的所有流量，部分靠近电信公网的水闸、泵站采用租用普通电信公网，管理所、市级管理平台采用电信专用公网。

建立以东营市水利灌溉管理处为一级调度中心，各灌区管理所为二级调度中心，各灌区管理站为三级调度中心的灌区，建设各级调度中心共20 处。同时将管理平台接入市水务局智慧水务系统，并对市水务局调度平台进行接入改造。

4 实现功能

4.1 对全市引黄灌区统一调度与管理

东营市引黄灌区管理系统主要具备两部分功能：一是作为东营市市属灌区的管理平台，对市属灌区进行直接管理调度；二是作为东营市所有引黄灌区的统一调度平台，可以对各县区、开发区、农高区管理范围内的引黄灌区的管理平台数据进行读取、汇总、整理、分析，从市级层面对灌区进行统一调度管理，形成支撑全市引黄灌区调度管理的业务应用系统。同时，东营市引黄灌区管理平台接入东营市智慧水务系统，实现东营市水务系统统筹管理。

4.2 基础信息的集中展示和管理

通过对整个系统的数据采集与分析，在大数据模块和灌区基础信息模块进行集中展示，主要包括量测水与计费的统计信息、泵站开启次数信息、水质检测及报警信息、支门与泵站的数量、量测站与水质检测的数量、设备使用频率及各市管灌区站所基本信息、视频监控等。

4.3 闸门和泵站远程控制

可通过远程电脑PC 端或手机APP，实现远程对闸门、泵站进行按需精准开启、关闭和暂停等操作，支持定时启停设备的功能，支持通过设置高度、开度、流量、时间段等方式远程控制闸门的运行，支持通过设置流量、时间段等方式远程控制泵站的运行。并对灌区内水位、水量、总用水量等进行超阈值预警。

4.4 量测水数据实时处理

通过开发实现对各市管灌区实时采集所有量测站的实时数据并上传，数据包括渠道水位、流速流量、数据的汇总与分析、设备运行实时状态、历史数据的备份与查询等。并根据定制化统计数据要求，使用柱状图、曲线图、扇形图等统计形式对系统数据进行统计并生成报表，按定制化需求展示年月日等时间的查询。统计系统所有数据进行分析整理，并根据要求进行表格模板定制化，交互丰富。

4.5 视频监控和报警功能

通过实现远程对站所的情况进行实时在线监控、云台控制、录像保存与回放等，同时当有非法人员入侵时，软件平台自动弹出报警信息，并具有远程喊话开启功能；支持人脸识别并拍照上传、门禁报警、非法入侵预警、存储设备定位追踪、太阳能供电系统异常与故障报警等信息的上传与管理；还具有向管理者手机发送短信信息的功能，并可根据用户需求设置短信内容。

4.6 水质检测和预警

通过对现场水温、PH 值、化学需氧量、悬浮物、电导率、溶氧、COD、氨氮等参数的数据采集，集中展示各水质检测的当前状态，实现各站点数据的实时监测，用户可以进行实时查看。并通过设置水质各个参数的标准值及上下限，支持数据超限时给相关的工作人员发送短信或是微信报警提醒等功能。

4.7 水价管理及计费

通过开发实现计费单价具有用户自定义功能，根据站点的不同和用水用途的不同，对各量测站的用水计费进行多类别管理。计费系统采用按日、月、年的统计方式对收费进行核算与汇总，支持历史数据的备份与查询，实现科学用水、精细化用水及合理调配用水与节水的目的，同时提高用水管水能力。

4.8 手机移动终端APP

通过开发实现在手机APP 端可以具备项目中大部分功能和要求，包括GIS 地图操作，量测水与计费，水质检测，统计报表，一键闸泵开启、暂停、关闭及精准控制，预报预警信息接收；预报预警方案展示；重大、异常预警信息提示，调度指令接收确认；调度指令执行确认；调度指令执行反馈，系统内群组通讯，包括：视频通话、文字、图片传输；人员上线、定位、上岗提示、状态异常提示；人员运动轨迹查询和回放等。

该系统还可实现综合办公、系统权限设置与管理、操作日志、设备运维、数据库管理、灌区巡检、水权证管理等功能。