物联网平台在犬木塘水库工程中的应用

阳建平，刘佳伟

（湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司，湖南 长沙 410007）

1 犬木塘水库工程项目介绍

犬木塘水库工程枢纽位于邵阳市境内资水中上游，水库总库容为1.4 亿m3，兴利库容为3 600 万m3。设计灌溉面积为121.7 万亩，年均引水量为3.16 亿m3。项目总投资103 亿元，是目前湖南省投资最大的公益性水利工程。

犬木塘水库工程是国家172 项节水供水重大水利工程之一，也是解决衡邵干旱走廊水资源短缺问题的关键工程。该工程以灌溉为主，结合城乡供水，兼顾灌区水生态环境改善以及航运、发电等综合利用。工程投用后，将有效发挥提洪屯蓄、调峰补枯的作用，润泽分流至衡邵干旱走廊地带，惠及邵阳、衡阳、永州、娄底4市9 个县区，将产生良好的生态效益和经济效益。

犬木塘水库工程项目的建设管理和运营等工作由湖南省水利发展投资有限公司负责，经过前期的协调推进，该项目已于2020 年5 月18 日正式批复投建，规划建设总工期为60 个月。目前犬木塘工程枢纽项目正有序推进，二期围堰工程已顺利完成合龙等任务，见图1。

图1 犬木塘水库枢纽工程效果图

2 物联网平台基础分析

2.1 物联网平台总体介绍

随着物联网的快速发展，物联网平台在智慧水利中得到了广泛的应用和推广。物联网平台是基于数据的感知、数据的传输基础上，对数据进行监测、处理、管理以及对设备进行远程操作的智能管理平台，可实现不同的水利场景下数据的精细化管理和设备的智能控制，极大地提高了水利信息化水平。

具体来讲，物联网平台起着承上启下的联接“纽带”作用。物联网平台向下联结海量设备，具备数据采集监控、监控数据质量、处理异常数据、统计上报数据等功能；向上联接系统端，通过调用API 将指令下发至设备端，实现远程控制设备的功能。

2.2 物联网平台功能介绍

物联网平台主要功能包括数据查询、数据质量、运行运维、远程操作、报文管理等功能。通过对水资源、防汛、水质、河长制等不同监测数据的接收，对数据接收协议和相关传输协议的约定，对数据解析进行配置，实现不同厂家、不同数据协议下数据的统一接收、存储及入库，便于用户快速、准确查询到水位、流量、水质、地下水、水闸等数据的上报情况、及时展开对遥测数据的召测、实现对设备的远程控制等目的。

数据查询实现对监测数据、设备工况和原始报文进行查询的功能；数据质量实现对接入数据量的统计、异常数据处理等功能；运行运维实现对设备故障的分析、对运维单位的统计分析、对运维工单的管理等功能；远程操作实现对测站远程控制和操作等功能；报文管理实现对原始报文及对应上报时间、测站名称、测站编码等进行管理的功能，见图2。

3 物联网平台在犬木塘水库工程中的应用构想

目前犬木塘水库工程已开展了安全方面的监测工作，涉及多个厂家和各种类型的监测设备，在犬木塘水库工程实现智慧管理和智慧运维的过程中，还将涉及水情、雨情、水质等多个方面的监测工作，通过物联网平台的建设实现监测数据的统一管理、监测设备的远程控制是非常必要且可行的。

3.1 犬木塘水库工程物联网平台发挥的作用

本次构想建设的犬木塘水库工程物联网平台基于水利行业标准规范开发，可满足犬木塘水库工程水位、雨量、流量、含沙量等多类监测信息的接入、采集、传输、处理、入库，并具备数据兼容和扩容的能力。

在建设过程中，除了对已有的数据接收约定、数据传输协议、数据解析协议等进行完善，还可对多种监测数据进行分类展示，实现对犬木塘水库工程多类监测数据的统一接收管理。

3.2 犬木塘水库工程物联网平台的功能和界面设计

犬木塘水库工程物联网平台由数据查询、数据质量、运行运维、远程操作、基础信息等模块组成。

3.2.1 数据查询

数据查询可提供犬木塘水库水位、流量、水质等实时监测数据的查询功能，工作人员可根据测站名称、承建单位、时间点等关键信息的检索，查询到当前测站的承建商、测站名称、测站编码、水位、流量、水质以及数据最新更新时间等信息，见图3。

图3 数据查询界面图

3.2.2 数据质量

数据质量包括数据到报统计、异常数据处理等功能，其中数据到报统计提供数据上报日期、应报记录数、实报记录数、到报率等数据统计信息，异常数据处理提供监测站编码、监测站名称、监测站异常数据统计等数据信息，方便管理者和工作人员及时了解测站数据的传输情况以及传输数据的正确率等，见图4。

图4 数据质量界面图

3.2.3 运行运维

运行运维可以实现对犬木塘水库工程所有测站运行和维护的全面管理，具体包括运维工单管理、运维记录查询、运维单位统计分析等模块。其中运维工单管理可提供异常测站名称以及对应异常测站编码、故障类型、运维单位、最新故障时间、工单状态等数据；运维记录查询可提供异常测站名称以及对应异常测站编码、故障类型、运维单位、运维次数、运维时间等数据；运维单位统计分析可提供监测点名称及对应监测点编码、运维单位、统计时间、实报数、应报数、上报率等数据，见图5。

图5 运行运维界面图

3.2.4 远程操作

通过远程控制指令的设置、指令的下达，远程操作可实现对犬木塘水库所有测站的远程操作和管理的功能。可通过物联网平台实时查看到要管理的测站名称及对应的测站编码、行政区、承建单位、在线状态等数据，见图6。

图6 远程操作界面图

3.2.5 原始报文

原始报文提供所在测站名称、报文上报时间以及报文具体内容等数据信息，供工作人员快速了解到所要查找报文的相关信息，见图7。

图7 原始报文界面图

4 结 语

本文初步构想了物联网平台在犬木塘水库工程中的应用，对物联网平台如何在水利工程中发挥其纽带作用进行了阐述，并重点从功能应用入手，将数据管理、远程控制等功能进行了详细的阐释。在未来的建设过程中，还可进行更多的探索和尝试，以期更好地服务于犬木塘水库工程，实现其智慧水利工程建设的目标。