水利泵站运行智能化技术研究

魏 顺

（肇庆市景福围工程管理处， 广东 肇庆 526040）

0 引言

随着科技的不断发展，智能化技术在各行各业的应用越来越广泛，其中水利泵站的运行智能化技术也不例外。该技术不仅可以提高水利泵站的运行效率和稳定性，还可以有效地减少人为操作和维护成本。然而，在应用过程中也存在一些问题和挑战，如技术成本高、运维难度大、安全隐患等。因此，本文将针对这些问题提出相应的对策，以期能够更好地推进水利泵站运行智能化技术的发展和应用。

1 水利泵站运行智能化技术的应用价值

随着科技的不断发展，水利泵站运行智能化技术的应用已经成为了现代水利工程发展的趋势。这项技术的应用可以提高泵站运行的安全性、稳定性和效率，使得泵站的运行更加智能、高效和可靠。其一，水利泵站运行智能化技术的应用可以使得泵站运行更加智能化，实现对泵站设备的全面监测和控制，从而保证泵站的稳定性和安全性。例如，利用智能化系统可以实时监测泵站设备的状态，及时发现设备故障，提高设备的可靠性和维护效率。其二，通过引入智能化系统，可以实现对泵站运行的自动控制，对泵站的各项指标进行实时监测和调整，从而提高泵站的运行效率。例如，利用智能化系统可以对泵站运行数据进行实时采集和分析，优化泵站的运行方案，提高泵站的水量和输水效率。其三，降低运行成本和提高经济效益，通过水利泵站运行智能化技术的应用，可以降低运行成本，提高经济效益。例如，利用智能化系统可以对泵站运行数据进行分析，减少能源的浪费，优化泵站的运行方案，降低泵站的维护成本。总的来说，水利泵站运行智能化技术的应用，可以提高泵站的智能化水平，提高泵站的运行效率，降低运行成本和提高经济效益。在今后的水利工程建设和运营中，水利泵站运行智能化技术的应用将会成为一项重要的发展趋势。

2 水利泵站运行智能化技术的具体应用

随着科技的不断发展，水利泵站运行智能化技术的应用越来越广泛。本文将以某水利泵站的实际案例为例，介绍其所采用的具体技术和应用情况。

2.1 案例介绍

这个水利泵站位于江苏省南通市海门区，是该地区灌溉农田和供应城市的重要设施之一。由于该泵站的管道较长，操作难度大，加上其已经运行多年，设备老化严重，曾经频繁出现故障和停机现象，这给当地农民和居民的生产和生活带来了很大的不便。为了解决这些问题，该水利泵站开始采用水利泵站运行智能化技术，以提高泵站的运行效率和稳定性。

2.2 技术应用

1）物联网技术。江苏省南通市海门区是一个水资源相对匮乏的地区，在没有应用物联网智能化技术之前，无法实时、准确、全面地监测水源地、取水户、排污口、监测井等的情况，难以掌握水资源的分布、利用和保护状况，影响水资源的高效利用和合理匹配。为了更好地利用有限的水资源，该地区的水利部门在水利泵站的管理和运行方面采用了物联网技术。物联网技术是一种先进的智能化技术，可以将多种设备和物品通过互联网连接在一起，形成一个智能化的网络系统。在该地区的水利泵站中，物联网技术被广泛应用。通过物联网技术，水利部门可以实时监测水利泵站的各项参数，如水位、流量、压力等，将数据传输至数据中心，进行处理和分析。同时，水利泵站的设备也可以通过物联网技术进行远程控制，进行自动化运行和维护。具体来说，水利泵站的传感器和监测设备通过物联网连接到云平台，数据经过处理后可以实现对水利泵站的全面监测和管理。例如，当泵站的水位超出设定范围时，系统会立即发出警报并通过智能控制系统进行调节。当设备发生故障时，系统也会自动发送警报信息，方便相关人员进行及时的维修和处理。

2）人工智能技术。在过去的时间里，江苏省南通市海门区对水处理工艺、设备健康、漏损控制和节能等方面的优化存在局限性，影响水资源的合理配置和利用，而且无法对水环境质量和水位流速等参数进行合理且实时监测和预警，严重影响该地区供水系统的效率和安全。而在采用了人工智能技术对其进行管理和控制以后，通过对水位、压力、流量等多种参数的实时监测和分析，实现对泵站运行的自动控制和优化。同时，该系统还能够通过对历史数据和实时数据的分析，对未来的运行情况进行预测，进一步提高泵站的稳定性和效率。通过运用人工智能技术，该泵站的管理和控制实现了自动化和智能化，有效提高了泵站的运行效率和管理水平。同时，该系统也能够及时发现泵站的故障和异常情况，保证了泵站的安全运行。

3）云计算技术。在江苏省南通市海门区的一个水利泵站，运用了云计算技术，将泵站数据上传到云端进行分析和处理。具体应用体现在以下几个方面：首先，该水利泵站采用了云计算技术的智能化水位监测系统，通过传感器等设备实时监测泵站的水位，将数据上传到云端进行分析和处理。在云端，通过大数据分析、机器学习等技术，可以对泵站的运行情况进行预测和评估，提前发现异常情况并及时进行调整和处理，保证泵站的稳定运行。其次，该水利泵站还应用了云计算技术的智能化故障预警系统。系统会对泵站各项数据进行监测，并对异常数据进行分析和判断，发现故障情况时，系统会立即向泵站管理员发送预警信息，同时将故障信息上传到云端进行分析，方便工作人员进行故障排查和修复。另外，该水利泵站还运用云计算技术进行数据存储和共享。通过云端存储，可以实现数据的长期保存和备份，同时也方便不同工作人员之间的数据共享和协同工作[1]。

4）数据采集技术。数据采集技术是现代水利泵站运行智能化技术中不可或缺的一部分，它能够帮助水利泵站进行全面、准确、及时的数据采集和分析。江苏省南通市海门区水利泵站采用了先进的数据采集技术，对泵站各项参数进行实时监测，如水位、流量、温度、压力等等，采集到的数据通过网络传输到数据中心，进行分析处理，为泵站的运行和维护提供有力支持。具体来说，该泵站采用了高精度、高灵敏度的传感器和采集设备，将泵站各项参数实时采集并传输到数据中心。通过数据采集软件进行数据分析和处理，实现泵站的自动化运行，为操作人员提供精准的数据支持和实时的运行状态反馈。同时，采集到的数据也能够用于泵站的故障诊断和预测，实现故障预警和及时维修。此外，该泵站还采用了云端存储技术，将数据中心建设在云端平台上，实现数据的共享和安全存储，避免了数据丢失和泄露的风险。同时，云端存储技术也可以实现数据的远程访问和共享，方便了泵站管理和维护人员的工作。以下为该泵站在采用智能化技术前后的年度水利工程效益数据（表1）和该泵站采用智能化技术前后的故障次数对比（表2）。

表1 该泵站在采用智能化技术前后的年度水利工程效益数据对比表格

表2 该泵站采用智能化技术前后的故障次数对比表格

以上两个表格直观地展示了该水利泵站在应用智能化技术前后的水利工程效益和故障情况的对比情况。从表1 可以看出，该泵站应用智能化技术后，灌溉面积、灌溉水量和产出值均呈现逐年增长的趋势，产出值增长率高达41.86%。表2 显示，在应用智能化技术后，该泵站的故障次数大幅降低，降幅达到82.35%。这两个表格表明，应用智能化技术可以有效地提升水利泵站的效益和运行稳定性。

3 现阶段水利泵站运行智能化技术在应用过程中存在的不足

3.1 技术成本高

在水利泵站运行智能化技术的应用过程中，技术成本高是一项常见的问题。其主要原因是智能化技术需要较高的研发成本、设备成本和维护成本，导致整个项目的成本较高。具体来说，首先智能化技术的研发需要较高的投入。例如，开发智能化自动控制系统需要涉及软件设计、硬件开发和系统集成等方面，这些都需要专业的技术人员和大量的研发投入。其次，智能化设备的采购成本也比较高。例如，传感器、控制器和通信设备等，需要较高的设备成本。最后，智能化技术的维护成本也较高。由于技术更新换代较快，智能化设备需要定期维护和升级，这会增加系统的维护成本和人力成本。

3.2 运维难度大

运维难度大是指水利泵站在运行智能化技术的过程中，对于技术人员的运维难度较大，难以实现有效的监控和管理。其主要原因是因为智能化技术相对于传统技术来说更为复杂，需要专业的技术人员进行操作和维护。而在水利泵站运行过程中，由于泵站所处环境和工作条件较为恶劣，技术人员需要经常进行巡检和维护，增加了工作难度和风险。同时智能化技术的运维需要实时监测和数据分析，对于技术人员的专业素质和操作能力有一定的要求。而现实情况是，水利泵站的技术人员普遍水平较低，缺乏相关的技能和经验，难以胜任智能化技术的运维工作。并且智能化技术的运维需要依赖于完善的管理体系和配套设施，如远程监控系统、数据存储和处理系统等。然而，目前大多数水利泵站的管理体系和配套设施较为薄弱，无法满足智能化技术的运维需求。

3.3 安全问题存在隐患

在水利泵站智能化技术的应用过程中，安全问题是一大难点，存在隐患。其主要原因首先是智能化技术需要运用到大量的信息和数据，包括水位、压力、流量、电量等等。而这些信息往往都是敏感的，一旦泄露或被攻击，就会导致泵站运行数据被窃取、恶意破坏等问题，给泵站运行带来巨大的隐患。其次，水利泵站智能化技术的应用需要联网，这也会给泵站带来一定的安全风险。例如，泵站网络遭到黑客攻击，就会导致泵站的设备瘫痪，甚至造成人身伤亡和财产损失等严重后果。安全问题存在隐患对水利泵站的运行和维护带来了不良影响。泵站一旦发生安全事故，不仅会造成设备和财产的损失，更会影响水利工程的稳定性和可持续发展[2]。

4 优化提升水利泵站运行智能化技术主要途径

4.1 降低技术成本

随着现代技术的不断发展和进步，各种新型技术不断涌现，这也让水利泵站运行智能化技术不断升级和改进。然而，在技术成本问题上，智能化技术在水利泵站应用过程中仍然存在着一定的挑战。为了降低技术成本，我们需要引进国内外先进技术，加强技术交流和合作。借鉴和吸收国外先进的技术和管理经验，与国内的相关机构和企业开展技术合作和交流，将有助于推动技术降本增效。在技术交流和合作中，要注重知识产权的保护和合理利用，避免技术成本问题的重复建设和浪费。培育本土技术创新，支持高新技术企业发展。鼓励和支持高新技术企业积极投入智能化技术的研发和创新，提高技术的自主研发和创新能力。同时，通过优化产业结构，加强政策支持和金融扶持，营造良好的技术创新氛围，为技术成本的降低提供有力保障。加强智能化技术的推广和应用，在实践中不断探索智能化技术的应用和优化，根据实际需求和应用场景，精准匹配技术和应用，降低技术成本，提高智能化技术的效益和社会价值。同时，要注意技术推广和应用过程中的安全问题和知识产权保护等问题，为智能化技术的应用提供全面的技术支持和保障。

4.2 提高运维效率

在实际的水利泵站运行中，可以采用智能化运维平台，实现自动化巡检、监测和控制，减少人为操作，提高运维效率。运维人员的培训和技能提升，是提高运维效率和降低成本的重要手段之一。我们可以通过举办培训班、邀请专家进行指导、加强团队合作等方式，提高运维人员的技术水平和运维能力。另外，还可以采用岗位轮换、交流学习等方式，让运维人员更好地了解泵站的工作原理和故障排除方法，从而更好地应对突发事件。智能化运维平台的使用，可以有效提高运维效率。该平台可以实现自动巡检、监测和控制，减少人为干预，从而减少了出错的机会，也减轻了运维人员的工作负担。在实际应用中，智能化运维平台还可以通过数据分析和挖掘，及时发现和解决潜在问题，提高泵站运行的安全性和稳定性。

5 结语

水利泵站运行智能化技术是提高水利工程效益和运维效率、降低人工成本和提高安全性的重要手段。在应用过程中，虽然存在一些问题，如技术成本高、运维难度大和安全问题存在隐患，但可以通过引进先进技术、加强人才培养、采用智能化运维平台、完善安全保障体系等措施来解决。以江苏省南通市海门区水利泵站为例，展示了物联网、人工智能、云计算和数据采集技术在水利泵站运行智能化方面的具体应用。这些技术的综合运用为水利泵站的安全、稳定运行提供了有力支撑，也为推动水利行业智能化发展注入了新的动力。