分析水利工程智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容及效果

施麗明

摘 要 在信息技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，信息化技術(shù)被廣泛應(yīng)用到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。水利工程智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控在工程運(yùn)營(yíng)中具有重要作用，開(kāi)始朝著遠(yuǎn)程信息化與智能化方向發(fā)展。此次研究聯(lián)合某地區(qū)的實(shí)際工程案例，分析水利工程智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容，同時(shí)驗(yàn)證系統(tǒng)的應(yīng)用效果，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞 水利工程;智能化技術(shù);遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng);建設(shè)內(nèi)容

某地區(qū)防洪管理部門負(fù)責(zé)排漬站的運(yùn)行與維護(hù)工作，排漬站負(fù)責(zé)城市防洪排澇工作，總裝機(jī)功率為7334kW，排漬站運(yùn)行效益對(duì)地區(qū)發(fā)展影響非常大。在項(xiàng)目改造之前，排漬站的基礎(chǔ)設(shè)施陳舊，且控制技術(shù)不佳，為了全面滿足排漬站管理要求，必須針對(duì)控制系統(tǒng)做好信息化處理與改造，采用微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以此確保關(guān)鍵設(shè)備的控制操作效益和保護(hù)效益。

1智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

①站閘室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。在原有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，添加操作人員站、工程師站，采用網(wǎng)線連接數(shù)據(jù)模塊和視頻模塊;水利專線與調(diào)度中心，可以將工作站狀態(tài)發(fā)送給調(diào)度中心，同時(shí)可以接受調(diào)度中心的指令。②PLC控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)構(gòu)成包含中央處理器主站、Profinet IO從站。可以自動(dòng)化控制低壓電機(jī)水泵機(jī)組、高壓配電、電能水位等儀器設(shè)備，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集與處理。增加外河水位與進(jìn)水池的智能儀器，將自排閘轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄荛l門，增設(shè)上下限位保護(hù)器、閘門開(kāi)度儀等。采用無(wú)線通信傳輸，可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)中。③電氣控制系統(tǒng)改造。原有排漬站、閘室的設(shè)備電氣控制檢查與改造，注重新增設(shè)備的安裝與調(diào)試，信息系統(tǒng)集成與調(diào)試等，同時(shí)做好項(xiàng)目建設(shè)的改造措施。④視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以利用光纖、網(wǎng)線、視頻電纜，將視頻圖像傳輸給控制主機(jī)，之后由控制主機(jī)將視頻信號(hào)分配給不同錄像設(shè)備和監(jiān)視器，語(yǔ)言信號(hào)也可以錄入到錄像機(jī)內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)緊急問(wèn)題時(shí)，例如外河排水口存在安全隱患時(shí)，可以利用控制主機(jī)，向外部安裝的報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警處理。⑤架設(shè)通信系統(tǒng)。不同排漬站和閘室都需要架設(shè)通信系統(tǒng)，主要是采集和傳輸數(shù)據(jù)信息，將其傳輸?shù)秸{(diào)度中心。通信系統(tǒng)主要包含數(shù)據(jù)采集、路由器、數(shù)據(jù)交換機(jī)、核心視頻、物聯(lián)網(wǎng)卡、無(wú)線傳輸裝置等，同時(shí)包含水利的專用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[1]。⑥建設(shè)調(diào)度中心。在調(diào)度中心中，包含路由器、數(shù)據(jù)交換機(jī)、防火墻和核心視頻。同時(shí)涉及專線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、微模塊機(jī)房、工程師站、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和流媒體服務(wù)器等。對(duì)于中心軟件建設(shè)來(lái)說(shuō)，包含通信服務(wù)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、調(diào)度管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)預(yù)警系統(tǒng)等。同時(shí)可以對(duì)接開(kāi)發(fā)上下級(jí)系統(tǒng)，網(wǎng)頁(yè)客戶端、APP程序，確保軟件部署和實(shí)施的有效性。

2遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng)的功能

①?gòu)?qiáng)化安全預(yù)警效果，減少人力資源投入。在建設(shè)該信息系統(tǒng)后，能夠?qū)崿F(xiàn)一體化監(jiān)控與管理，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化值班模式，降低人力資源成本和費(fèi)用成本，有助于提升排漬站的運(yùn)行與管理效益。此外，通過(guò)該系統(tǒng)還可以掌握排漬站設(shè)備數(shù)據(jù)參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)時(shí)畫(huà)面等。提前預(yù)警和記錄潛在安全事故，及時(shí)采取遠(yuǎn)程控制措施予以處理。②完善數(shù)據(jù)更新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，可以全面建立“互聯(lián)網(wǎng)+水利”模式，確保系統(tǒng)運(yùn)行安全、技術(shù)先進(jìn)性的同時(shí)，全面發(fā)揮出大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息價(jià)值，以此建立水利信息標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)。聯(lián)合水利工程管理實(shí)際，在開(kāi)展水利普查數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)化和完善數(shù)據(jù)內(nèi)容，確保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)建立數(shù)據(jù)更新機(jī)制，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化管理和數(shù)據(jù)更新，在管理期間注重?cái)?shù)據(jù)更新，并且采用統(tǒng)一的接口，確保數(shù)據(jù)匯聚到水利數(shù)據(jù)中心，以此建立數(shù)據(jù)共享體系。③聯(lián)合地理信息系統(tǒng)，準(zhǔn)確識(shí)別信息數(shù)據(jù)。將地圖作為信息展示平臺(tái)，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)、管理硬件數(shù)據(jù)、工程信息、圖片數(shù)據(jù)和重要信息等都匯集到地圖上，確保用戶在滿足實(shí)際需求的同時(shí)，能夠采用地理信息系統(tǒng)對(duì)不同信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)[2]。④注重監(jiān)控管理實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。該信息系統(tǒng)可以準(zhǔn)確采集排漬站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)據(jù)，同時(shí)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)內(nèi)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示出各類數(shù)據(jù)和信息，同時(shí)制作信息圖標(biāo)，發(fā)揮出計(jì)算與控制功能。聯(lián)合水位、工情、視頻和流浪等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，為觀測(cè)人員提供數(shù)據(jù)參考，借助于數(shù)據(jù)記錄功能，可以隨時(shí)查詢和統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。信息系統(tǒng)按照設(shè)定的預(yù)警參數(shù)，當(dāng)超出預(yù)警設(shè)定值時(shí)，則可以利用預(yù)警模塊，將預(yù)警信息發(fā)送給排漬站人員。⑤實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。按照上級(jí)調(diào)度端指令，可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)和控制排漬站設(shè)備。利用監(jiān)控系統(tǒng)的控制層設(shè)備，可以自動(dòng)化控制排漬站。利用內(nèi)河水位高度，可以自動(dòng)化控制泵組開(kāi)停機(jī)。

3遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng)的運(yùn)行效果

通過(guò)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)效果可以看出，該信息系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，準(zhǔn)確輸入設(shè)備維保信息，以此提醒運(yùn)維人員及時(shí)檢修和維護(hù)設(shè)備，同時(shí)更換老舊元器，避免由于管理能力不足，導(dǎo)致設(shè)備處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，從而加大水利部門的經(jīng)濟(jì)損失。

通過(guò)分析排漬站運(yùn)行與管理效益能夠看出，該信息系統(tǒng)能夠及時(shí)明確電排出水口狀態(tài)，防止由于系統(tǒng)原始化、檢測(cè)技術(shù)落后等問(wèn)題，引發(fā)人身安全事故。通過(guò)分析系統(tǒng)擴(kuò)展性與兼容性可知，該系統(tǒng)可以聯(lián)合抗洪防汛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警和各級(jí)聯(lián)動(dòng)，提升抗洪防汛工作的智能化和現(xiàn)代化水平，提出科學(xué)的決策依據(jù)，全面維護(hù)人身與財(cái)產(chǎn)安全[3]。

通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行效益可知，運(yùn)行成本至少可以降低500萬(wàn)元/年。然而由于該系的管理水平低，再加上系統(tǒng)處于原始化狀態(tài)，所以會(huì)增加運(yùn)行成本和管理人員費(fèi)用。需要注意的是，系統(tǒng)改造可以優(yōu)化水泵運(yùn)行狀態(tài)，可以降低檢修維護(hù)費(fèi)用和電費(fèi)，費(fèi)用節(jié)約達(dá)到150萬(wàn)元/年。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)應(yīng)用智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng)，能夠處理機(jī)電排澇設(shè)施的運(yùn)行問(wèn)題，確保水利部門實(shí)時(shí)掌握機(jī)電設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，為排澇防汛工作部署提供決策依據(jù)，全面加強(qiáng)管理效率與效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王麗梅.水利工程運(yùn)行管理中遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的有效應(yīng)用研究[J].農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備，2019，25（12）：142，172.

[2] 周開(kāi)欣，康彬彬.基于施耐德電氣EcoStruxure Plant水利物聯(lián)網(wǎng)解決方案應(yīng)用[J].自動(dòng)化博覽，2019，20（6）：46-48.

[3] 魏一，馬天明，夏翌佳.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大型輸水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，20（5）：16.