上海城區防汛泵站自動化運行的發展與趨勢

祝子玥　張永華

摘要：用機器生產取代人力生產，用自控運行取代繁瑣重復的人力勞動，把人解放出來從事思考與創新，這是社會發展的趨勢，而這個趨勢將是不可逆轉的。現階段我公司正在實施防汛泵站的自動化運行改造，在此我分析下現狀與今后要解決的問題，為今后的防汛泵站自動化運行與改造提供一定的參考。

關鍵詞：就地控制;遠程集中控制;自動化運行

中圖分類號：TV675

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0165-02

0引言

目前排水公司泵站有361座，計劃從2016-2020年五年時間內計劃全部實施自動化改造，目前時間將近已有一半以上的防汛泵站已經實行了自動化遠程控制的改造，這次自動化運行是基于電信VPN虛擬局域網技術、綜合監控信息平臺技術、數據庫技術，構建整個信息平臺，構建連接泵站、分公司平臺，總公司中心的整體網絡系統。各泵站層由自動化監控系統、視頻監控系統、圍界系統、門禁系統、感煙報警系統、安全報警系統、緊急報警系統、智能照明系統、智能語音系統等所構成，可在無人員值守情況下為中心，對泵站運行管理、安全防范提供各類信息及控制手段甲。

現階段已經建成防汛雨水的泵站正在從傳統二十四小時有人值的就地控制向泵站減員、流動巡檢與遠程集中控制相結合的運行方式轉變，不久之后將向泵站完全自動化轉化。

1泵站遠程控制改造中遇到主要問題

1.1設施設備問題

上海中心城區防汛泵站絕大多數在10-20多年建成，由于當時設計過程中設備就沒有考慮自動化，很多設備沒有達到自動化控制要求，現場工況條件也限制簡單的改造，在自動化改造過程中一般分成兩種做法，①達到更新年限統一更新為符合自動化運行的設備。②有改造基礎的在原有控制回路增加遠控方式和新增傳感器等，暫時達到簡單的自控要求。通過這次自動化改造讓我們在今后的設備設施采購和更新中統一新增進行自動化控制要求，對不符合自動化控制要求的設備一律不作考慮。有些設備市場上就沒有自動化的產品，這樣的設備要進行部分改造與創新，來達到泵站自動化控制的要求2]。

1.2網絡問題

部分泵站雖然在市中心但是附件沒有電信資源，而且申請VPN沒有施工條件，大大限制了部分區域泵站組網，現階段用4G網絡代替VPN，有網絡不穩定反應不及時和流量費用過大的劣勢，并且無法實現一點對多點傳送信號，預計在5G推廣之后，可以得到根本性解決。

2現階段遠程控制泵站的優缺點

已建成的自動化改造的防汛泵站，在控制中心監控操作工遠程點動控制，當突發在降雨時候，監控操作工通過觀察液位、視頻后手動開啟或者停止各個防汛泵站每臺雨泵和設備，對現場數據傳輸的準確性要求極高。其優點①一個人可以控制多個泵站，減少了人力成本。②由于集中調度可以根據根據整個地區的雨量水位的情況運行設備，減少了中間調度環節，響應更及時，控制更精確。缺點①萬一普降暴雨的情況下，每個人同時控制6個泵站已是極限，萬一出現意外情況效率往往會更低，對操作人員要求極高。②網絡一旦出現延遲和問題，應急響應要求極高3防汛泵站自動化運行的方向

遠程控制泵站是防汛泵站自動化運行的第一步，但是絕對不是防汛泵站自動化運行的目標，今后的防汛泵站則是完全自主運行基本無需人為操作，根據大數據自動最優化運行方式并且在泵站發生問題以后能夠自動判斷故障原因以及自動運行配合。

4防汛泵站自動化運行需要解決的問題

防汛泵站確保城市正常運行的重要設施，如果發生降雨以后，由于人為原因或應急響應沒有到位使防汛泵站沒有正常運行而導致的市區內澇，造成的社會影響是巨大，防汛泵站水泵流量極大，萬一降雨很小或者沒有降雨防汛泵站自動運行造成河道污染，同樣也會造成巨大的環境影響。但這些問題不是阻礙防汛泵站自動運行的原因，而是要為了實行自動化運行所要解決的問題。為了實項防汛泵站完全自動化運行，目前我認為還有以下幾點要做。

4.1每個泵站必要獨立自動化

控制中心作為大腦是監控設備自動運行的手段，能根據特殊時期特殊要求來改變各個泵站自動化運行的方式，但是作為各個器官的防汛泵站必須能夠做到脫離網絡做到自我判斷，自我運行。就像一個人在醒著時候大腦調節各個器官協調工作，在大腦休息時各個必要的器官一樣要運行。而且要把啟動和停止水泵運行的必要監測設備做到一用一備或者多種設備相互配合，做到設備運停萬無一失。這樣既可以做極大減少控制人員的勞動強度，而且在VPN網絡故障時防汛泵站也有最后一道運行底線。

4.2站自動化運行程序模塊選擇化

現階段防汛泵站根據環保要求運行水位有了很大變化，降雨開車條件一直在變，導致雨水泵自動化運行工藝一直沒有落地，我認為防汛泵站自動化運行模式可以進行模塊化設置，不同天氣、不通時期，不同的防汛泵站，可以模塊化選擇，通過控制中心隨時改變防汛泵站的運行的水位和運行方式。這樣控制中心操作人員就可根據近期的要求進行設置控制程序，到達精確調度。這樣防汛泵站自動化運行，中間過程無需人為參與，除非有個別泵站出現故障切換到遠程手動控制。

4.3設備故障報警智能化

設施設備的故障報警要智能化，不能只上報一個故障信號，設施設備今后要通過后臺增加自檢程序，或者在設備更新后要求設備要有自檢功能，當設備在運行時發生故障與異常以后要自動分析上傳報錯，使報警功能盡量精確化，并且通過后臺根分析故障原因與解決方法，使普通控制中心的操作員工根據設備分析的故障與原因判斷是巡檢人員維修還是專業人員進行維修。

4.4泵站運行模型化

排水公司對每個防汛泵站有著近15年的運行數據，這些運行數據包括著每場雨的雨型與雨量，包括每場雨的水位變化，也包括水泵啟動后的水位變化，這是通過這些大數據建立泵站運行建模的最好基礎，我們通過數據建模然后就可以給出數據進行迭代分析，這樣只要天氣預警信息能夠預測出大致的雨量與時間，我們就可以根據模型預測出每個泵站水位變化和那些泵站在這次降雨中需要運行幾臺水泵，方江量是多少，耗電量是多少。通過運行信息可以精確指導我們防汛泵站的自動化運行。

5結束語

隨著城市的發展，城市對防汛泵站要的要求越來越高，我們不能再用傳統的運行方式來解決現在的問題，這需要我們通過不斷用新的技術、新的思路不斷融入到我們的生產中來解決今后遇到的問題。

參考文獻

[1]周建新，孫小冬.防汛泵站集控系統的技術創新[J].數碼世界，2018（12）：230.

[2]陳興，曹衛，楊鵬，等.大型泵站管理信息系統的設計與實現[J].排灌機械，2002（2）：26-29.

[3]陳健，楊玉嶺.淺談電氣自動化技術在閘門及水庫調度中的應用[J].中國水運（下半月），2015，15（6）：102-103.