自動化系統在現代水庫工程管理中的應用

□車 偉（信陽市鲇魚山水庫管理局）

1.水庫概況

鲇魚山水庫是以防洪、灌溉為主，結合發電、養殖、多種經營等綜合利用的大Ⅱ型水庫，擔負著灌河下游及淮河干流的防洪保護任務。水庫的安危關系著下游商城、固始十余座城鎮和沿淮兩岸近百萬人民的生命財產安全，以及312國道、滬陜高速公路、寧西鐵路的安全，因此，水庫的防汛工作十分重要。目前水庫已初步建立防汛通訊與水情預報系統等設施，在水庫防洪調度中，對水情處理、洪水預報，能夠較快而準確地向有關部門上報汛情資料，發揮了巨大的作用。

2.系統建立的必要性與可行性

2.1 系統建立的必要性

鲇魚山水庫主要建筑物有：主壩、27座副壩、溢洪道、泄洪洞、電站等。主壩長1475.6m，最大壩高38.5m；副壩總長3908.5m，最大壩高27m，溢洪道4孔12m×11m，最大泄量5100m3/s,泄洪洞最大泄量560m3/s，電站裝機1.25萬kW。建立健全大壩安全監測、大壩及重點附屬建筑物的視頻監控系統工程顯得尤為重要。

水庫自動化系統主要是對主壩、溢洪道、泄洪洞、電站等重要部位進行實時監測、監控。管理人員在中控室操作也可在各監測站進行人工數據采集、顯示，能實時直觀地了解和掌握主壩、溢洪道、泄洪洞、電站的現場情況，并能通過現場數據采集記錄以作資料進行分析使用。數據采集監測站分別布置在主壩左右岸的觀測房中，自動化監控中心布置在局辦公樓的中控室。中控室可同時對現場儀器進行遠程自動化數據監測、分析、圖表繪制及資料整編。通過網絡連接局領導及上級領導可遠程對自動系統的運行狀態、監測數據、圖表實時瀏覽。

2.2 系統建立的可行性

水庫始建于文革時期，受當時條件限制，存在不少安全隱患，目前，雖然對庫區水文水情遙測、防汛會商實行了自動化，但根據水庫在防洪調度、工程管理中的實際需求，經過專家的研究論證，利用已成熟的現代化技術對水庫主要的生產、調度過程實行自動化管理是完全可行的。

3.建立系統的功能實現

為加強水庫的運行管理，在觀測站與中控室組成RS-485網絡進行遠距離傳輸大壩運行的全部數據和圖像，實現遠程視頻監控。建立基于Internet網絡系統，大壩安全監測、視頻監控、閘門啟閉運行、庫區水文水情、工管調度等數據均可通過該線路得到高保真傳輸，并可通過水利系統內廣域網遠傳信息至省市水利主管部門，使上級及局工作人員能隨時掌握水庫的運行狀況，加強對水庫的管理和調度。水庫自動化系統由大壩安全監測、大壩視頻監控和計算機網絡系統等組成。

3.1 大壩安全監測

大壩安全監測系統監控中心設在水庫調度樓中控室，主要設備為工控計算機、服務器、交換機、采集軟件、管理軟件、通訊軟件、打印機等。監控主機負責采集與通訊，同時為考慮主管上級能及時瀏覽，另配網絡遠程傳輸設備，方便、靈活。另考慮系統的安全操作、運行，系統監控操作采用分級權限制。數據采集單元設在觀測站，由各類傳感器、數據采集單元、RS485網線、UPS，隔離變壓器、過電壓保護等設備組成。采集單元網絡為分布式+RS-485網絡結構，連接自動化監測儀器，通過光端機將數據傳至控制中心。

3.2 大壩視頻監控

大壩視頻監控系統采用光纖傳輸完成水庫大壩與中控室間的監控。監控中心接收各監測站傳送的攝像機視頻信號，視頻、控制電信號通過光端機變成光信號進行傳輸，再經監控中心的光端機變成電信號進行處理，經處理還原成圖像。監控中心主控設備由錄像機、視頻監視器、視頻編碼器、視頻服務器、視頻分配器、視頻光端機、監控軟件、系統電源組成。前端設備包括一體化高速球機、解碼器、光端機和電源等設備,一體化高速球機安裝在溢洪道上下游、泄洪洞、主壩左右連接壩段、辦公區，監視大壩、閘門、庫區等實時運行情況。

3.3 計算機網絡

3.3.1 現狀分析

市水利局與水庫間距離較遠，尤其近年來生產、辦公業務量的不斷增大，為提高信息傳遞效率，降低資源消耗，建立一套高效的遠程網絡系統，以滿足與上級水利部門間信息傳遞需求。在原則上不增加系統投資的情況下，采用當今先進的網絡技術，開發出滿足水庫生產和辦公需求的網絡軟件系統。按照水庫防汛調度需求，實現大壩安全監測、水文水情遙測、視頻監控、閘門遠程控制和辦公自動化等的信息實時傳輸、管理、綜合處理功能。

3.3.2 結構與配置

本計算機網絡系統由市水利局和水庫管理局兩個局域網（LANa和LANb），經過網絡通信線路連接而成。網絡系統基于系統內部互聯網，在100MBps的高速信息交換的管理信息系統下工作。LANa和LANb均配置網絡服務器、數據庫服務器、交換機、調制解調器、網卡、掃描儀、打印機和UPS電源等。數據庫管理系統為SQL Server，客戶端平臺為中文版Windows 2003 Server和WinXP。

4.結語

水庫自動化系統采用當前國際上先進的自動化管理技術，設備性能優良、功能完善、穩定可靠，在節約及降低成本的前提下，使系統發揮最大的作用。整個監測系統操作靈活簡便、易于掌握，操作人員方便使用與維護。且該系統采用模塊式結構，預留有與其他系統的接口，可隨時增加其他控制模塊。該系統的建立，對保證水庫安全運行和經濟效益發揮十分必要。