大慶地區(qū)防洪工程閘位遙測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)構(gòu)想

王彧坤

(黑龍江省水文局，哈爾濱150001)

1 工程簡介

大慶地區(qū)防洪工程位于松嫩平原嫩左地區(qū)中部，北起雙陽河，南抵松花江，東至明水、青岡縣城以東的分水嶺，西至大慶“八三”管堤。包括安肇新河和肇蘭新河。安肇新河由王花泡、北二十里泡、中內(nèi)泡、七才泡、老江身泡、庫里泡等滯洪區(qū)，108.1 km的河道及明青截流溝組成，工程跨經(jīng)齊齊哈爾、大慶、安達(dá)、青岡、明水、林甸、依安、肇州、肇源等市縣的一部分或大部分地區(qū); 肇蘭新河由青肯泡滯洪區(qū)、污水庫和93 km的河道以及10.7 km新開挖段組成，工程跨經(jīng)肇東、呼蘭等地。

2 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

大慶地區(qū)防洪工程自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要包括明青坡地水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和大慶地區(qū)防洪工程主要滯洪區(qū)雨量遙測(cè)系統(tǒng)。大慶地區(qū)防洪工程水位遙測(cè)系統(tǒng)正在建設(shè)中。

2.1 明青坡地水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是監(jiān)測(cè)、采集明青坡地來水的遙測(cè)雨量自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。明青坡地水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)由1 處中心站、2 處中繼站和21 處遙測(cè)雨量站組成。

2.2 大慶地區(qū)防洪工程主要滯洪區(qū)雨量遙測(cè)系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是監(jiān)測(cè)大慶地區(qū)防洪工程主要滯洪區(qū)的雨情。同明青坡地水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)使用同一個(gè)中心站。該系統(tǒng)包括2個(gè)中繼站和5個(gè)雨量站。

2.3 大慶地區(qū)防洪工程主要滯洪區(qū)水位遙測(cè)系統(tǒng)

大慶地區(qū)防洪工程水位遙測(cè)系統(tǒng)擬建5個(gè)水位站，2個(gè)中繼站，1個(gè)中心站，現(xiàn)仍在建設(shè)中。

目前，大慶地區(qū)防洪工程水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要是雨量和水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，缺少閘位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。建設(shè)閘位遙測(cè)系統(tǒng)，可極大的提高水情系統(tǒng)采集傳輸?shù)臅r(shí)效性，處防汛領(lǐng)導(dǎo)小組可以根據(jù)水情及時(shí)進(jìn)行科學(xué)調(diào)度，在抗洪減災(zāi)中將發(fā)揮重要作用。因此，建設(shè)閘位遙測(cè)系統(tǒng)是十分必要的。

3 大慶地區(qū)防洪工程閘位遙測(cè)系統(tǒng)

3.1 建設(shè)目標(biāo)

按照國家對(duì)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，對(duì)閘位信息進(jìn)行自動(dòng)采集、傳輸和處理。并且水情信息自動(dòng)傳輸至中心站。

具體目標(biāo)為: ①實(shí)現(xiàn)閘位信息的自動(dòng)采集、傳輸及現(xiàn)場固態(tài)存儲(chǔ);②系統(tǒng)遙測(cè)站的閘位信息自動(dòng)傳輸?shù)街行恼荆瑪?shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行處理保存，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式按照國家防總制定的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行;③系統(tǒng)應(yīng)與原已建設(shè)的水情中心實(shí)現(xiàn)無縫接入，提供完整的接入方案。

3.2 建設(shè)原則

按照“經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、先進(jìn)開放”的建設(shè)原則，力求以最少的工程投資，達(dá)到最佳的整體功能效益。

1) 經(jīng)濟(jì)實(shí)用:設(shè)施建設(shè)和設(shè)備配置應(yīng)滿足系統(tǒng)各類站點(diǎn)的實(shí)際需求。

2) 穩(wěn)定可靠:應(yīng)保證設(shè)備能在惡劣的工作環(huán)境下穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

3) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范:設(shè)施布設(shè)、設(shè)備選型以及軟件的配置和開發(fā)均應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

4) 先進(jìn)開放:在經(jīng)濟(jì)合理的前提下，盡量選用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，并可為今后系統(tǒng)功能的擴(kuò)展留有空間。

3.3 總體結(jié)構(gòu)

閘位遙測(cè)系統(tǒng)由閘位監(jiān)測(cè)站和中心站組成。

中心站設(shè)于大慶地區(qū)防洪工程調(diào)度中心，遙測(cè)站采用GPRS/GSM 相結(jié)合的通訊方式，將各遙測(cè)站自動(dòng)采集的閘位信息自動(dòng)傳輸?shù)街行恼?。中心站?duì)所接收的水情信息經(jīng)處理后存入數(shù)據(jù)庫。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息的自動(dòng)采集、傳輸、接收和處理。

3.4 主要功能

3.4.1 遙測(cè)站功能

1) 自動(dòng)采集:能自動(dòng)采集閘位信息，采樣間隔可編程設(shè)置，并現(xiàn)場固態(tài)存儲(chǔ)。

2) 具有定時(shí)自報(bào)和自動(dòng)加報(bào)功能: 定時(shí)間隔、加報(bào)閥值可本地或遠(yuǎn)程修改。

3) 主備信道自動(dòng)切換功能。

4) 實(shí)時(shí)響應(yīng)功能: 可實(shí)時(shí)響應(yīng)中心站通過主/備信道對(duì)遙測(cè)進(jìn)行的召測(cè)命令，如顯示測(cè)站工況信息，讀取、校正實(shí)時(shí)閘位開度數(shù)據(jù)等。

5) 自維護(hù)功能:具有定時(shí)工況報(bào)告、低電壓報(bào)警、掉電保護(hù)等項(xiàng)自維護(hù)功能。

6) 工作環(huán)境: 能在雷電、暴雨、停電等惡劣條件下正常工作。

7) 具有測(cè)試工作狀態(tài)功能: 保證在檢修和維護(hù)過程中，水情測(cè)量數(shù)據(jù)不進(jìn)入固態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域。

8) 支持固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)批量傳輸功能:接收來自本地或遠(yuǎn)程的召測(cè)命令，根據(jù)命令要求將當(dāng)前值、過去的記錄值或所有存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過指定的信道或路徑發(fā)送。

3.4.2 中心站功能

1) 能實(shí)時(shí)接收全系統(tǒng)各遙測(cè)站的閘門運(yùn)行工況等數(shù)據(jù)，對(duì)接收的信息進(jìn)行合理性檢查處理后進(jìn)入數(shù)據(jù)庫保存，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式按照國家防總制定的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2) 能遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理各遙測(cè)站的運(yùn)行，對(duì)各遙測(cè)站進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、讀取信息以及批量數(shù)據(jù)下載。

3) 能對(duì)全系統(tǒng)各遙測(cè)站進(jìn)行統(tǒng)一校對(duì)時(shí)鐘，有超限告警功能。

4) 可進(jìn)行運(yùn)行工況等信息的查詢及圖表打印輸出;

5) 有安全、保密的數(shù)據(jù)維護(hù)功能，提供可自動(dòng)或人工進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。

6) 提供WEB 查詢、統(tǒng)計(jì)操作界面。

3.4.3 中心站軟件

系統(tǒng)軟件可與原調(diào)度中心軟件實(shí)現(xiàn)無縫接入，并提供完整的接入方案。

系統(tǒng)并入現(xiàn)有調(diào)度中心的遙測(cè)數(shù)據(jù)庫，形成統(tǒng)一的遙測(cè)數(shù)據(jù)庫支持實(shí)時(shí)水情信息查詢軟件系統(tǒng)，查詢軟件系統(tǒng)可查詢到新建和已建系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)。

3.5 通信方式

根據(jù)系統(tǒng)區(qū)域的通信資源情況，遙測(cè)站至中心站的通信組網(wǎng)采用GPRS 為主信道、GSM 為備用信道，主備信道自動(dòng)切換方式。

3.6 遙測(cè)站結(jié)構(gòu)

為保證系統(tǒng)可靠、有效地運(yùn)行并充分發(fā)揮其作用，系統(tǒng)必須應(yīng)用新的自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和遠(yuǎn)地編程控制技術(shù)，因此在各遙測(cè)站采用測(cè)、報(bào)、控一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由傳感器、遙測(cè)終端、通信終端和電源系統(tǒng)等4 部分組成。閘位遙測(cè)站由交流充電控制器浮充蓄電池供電。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

3.7 中心站結(jié)構(gòu)

中心站主要由數(shù)據(jù)接收通信終端、數(shù)據(jù)接收計(jì)算機(jī)( 包括數(shù)據(jù)接收處理軟件、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件) 、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器( 原始數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、WEB 數(shù)據(jù)查詢軟件) 、打印機(jī)、供電電源( UPS) 等組成。

圖2 中心站系統(tǒng)組成示意圖

4 結(jié) 語

大慶地區(qū)防洪工程閘位遙測(cè)系統(tǒng)一旦建成后，能夠極大提高水情的時(shí)效性，為防汛會(huì)商爭取了時(shí)間，為抗洪搶險(xiǎn)提供了保證。由于采用雙信道通信方式，大大提高了水情信息采集傳輸?shù)谋ＷC率，為大慶地區(qū)防洪工程安全度汛提供了有力的技術(shù)保證。

［1］崔永山，王延平，黨洪亮. 大慶地區(qū)明青坡地水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用［J］. 黑龍江水利科技，2001，29(1) :37－39.

［2］曹清海，劉飛，苗春雨. 大慶地區(qū)水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)剖析［J］.黑龍江水利科技，2011，39(1) :207－208.