伍升權(quán)

貴州新中水工程有限公司，貴州貴陽 550000

水利信息自動化涉及信息管理、水利政務、工程設計、水利建設及運行管理等多方面內(nèi)容，通過采集各類信息，開發(fā)相關業(yè)務的系統(tǒng)軟件，構(gòu)建信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)對水利工程信息的自動化管理。水利信息自動化是自動化工程的組成部分，與自動化監(jiān)控技術、計算機信息技術、自動化集成技術以及數(shù)據(jù)庫技術之間存在密切聯(lián)系，其主要目的是服務于水利事業(yè)，實現(xiàn)水利業(yè)務工作質(zhì)量與工作效率的提升。在水利信息自動化建設階段，技術是前提，管理是保障。

1 水利信息自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能

1.1 灌區(qū)各級水利調(diào)度中心

灌區(qū)管理局及其下屬總站設置各級水利調(diào)度中心，加快水利信息自動化建設，利用自動化調(diào)度手段取代原有的水利調(diào)度方式，做到無人值守。在水利調(diào)度中心設置以下系統(tǒng)：水情采集系統(tǒng)、水費計收系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和閘門監(jiān)控系統(tǒng)等。負責以下工作：手氣灌區(qū)用戶的用水費用；實施監(jiān)控渠道流量、水位和污泥厚度，并將其準確顯示出來；自動控制閘門，監(jiān)控水利工程的重點部位；定期備份各項信息數(shù)據(jù)，為水利管理工作提供參考。

1.2 現(xiàn)地 PLC 控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)具有操作簡單、方便擴展、運行安全可靠等特點，并且能有效抵抗各種干擾，具備優(yōu)良的通訊性能，因此在許多行業(yè)中得到了廣泛應用。現(xiàn)階段，許多水利工程采取現(xiàn)地可編程控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在每個閘房中進行安裝固定，通過相關控制程序遠程控制水利閘門。由于可編程控制器具備控制程序，能夠有效連接啟閉機電氣控制柜。在這種情況下，只需對調(diào)度中心的閘門控制軟件進行設置，即可遠程控制各級閘門。此外，各級閘房中會設置遠程現(xiàn)地轉(zhuǎn)換開關，通過對開關進行設置，調(diào)度人員能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場控制和遠程操作之間的切換，大大提高了閘門控制的靈活程度，一旦出現(xiàn)緊急情況，利用現(xiàn)地PLC控制系統(tǒng)能夠進行及時處理[2]。

1.3 水情、水文數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

通過采集各種水情數(shù)據(jù)和水文數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r監(jiān)測渠道水位及流速，同時這些數(shù)據(jù)還能在其他工作中得到應用。在測流橋、測井等需要實施監(jiān)測的位置安裝流速儀、水位傳感器、超聲波污泥厚度儀等儀器設備，有效采集流速、水位等數(shù)據(jù)信息，方便計算流量、收取水費以及自動控制閥門。閘門控制部位需要進行水位信息的采集，在測井中的測量筒內(nèi)部放置水位傳感器，結(jié)合實際情況對水位傳感器零點進行調(diào)整，從而提高水位測量數(shù)據(jù)的精確程度。水位傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)模擬信號向電壓（電流）信號的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號傳遞至PLC控制系統(tǒng)，然后經(jīng)過通訊設備傳遞至調(diào)度中心，調(diào)度中心就會顯示出各項數(shù)據(jù)。灌區(qū)的水質(zhì)比較復雜，要想提高渠道流量計算的準確性，還可以配備超聲波污泥厚度儀、流速儀等，方便開展淤泥清理工作。

1.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及傳感技術、網(wǎng)絡技術、電視技術、自動控制技術和通訊技術等多方面內(nèi)容，屬于一種新型多媒體技術。該系統(tǒng)包括總線結(jié)構(gòu)和模塊結(jié)構(gòu)，通過計算機網(wǎng)絡技術實現(xiàn)了多媒體視頻管理系統(tǒng)的有機組合，具有較強的綜合性能和較高的智能化程度，能夠?qū)⒂嬎銠C功能充分發(fā)揮出來，便于實際操作。如果條件允許，可以將視頻監(jiān)控點設置在灌區(qū)的重點部位。對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說，在灌溉期間內(nèi)往往需要全天候監(jiān)控，通過紅外一體網(wǎng)絡攝像機可以完成這項任務。紅外一體網(wǎng)絡攝像機具備優(yōu)越的性能，能夠全天候、全方位監(jiān)控重點部位，具備實時的圖像采集功能?？刂浦行牡墓芾砣藛T能夠及時獲取相關圖像信息，便于作出正確判斷和科學決策。作為水利信息自動化系統(tǒng)的重要功能，遠程監(jiān)控與圖像數(shù)據(jù)共享在水利管理工作中發(fā)揮著不可替代的作用。前端攝像機負責模擬信號的采集，編解碼器則負責對數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理，數(shù)字信號能夠通過通信線路向調(diào)度中心傳輸，調(diào)度中心的視頻監(jiān)控軟件能夠有效記錄歷史圖像和現(xiàn)場圖像，為水利管理工作的開展提供全面、可靠的資料數(shù)據(jù)[3]。

1.5 現(xiàn)代通信系統(tǒng)

水利工程大多分布在偏遠地帶，尤其是中小型水利工程，其分布范圍廣、管理難度大。因此，利用現(xiàn)代通信系統(tǒng)能夠有效降低水利管理難度。通過水位差對閘門開度進行調(diào)節(jié)，以此實現(xiàn)水量調(diào)度目標。根據(jù)實際情況設計科學合理的自動化管理系統(tǒng)，利用光纜進行傳輸，在環(huán)境惡劣的區(qū)域也能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實施監(jiān)測和測量。此外，數(shù)據(jù)上傳即可通過數(shù)傳電臺，又可通過RTU通信模塊，僅需設置好數(shù)據(jù)信號類型、上傳時間即可，各種類型不同的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)同步長傳，大大降低了水利工程運行和管理成本。在水利工程管理工作中，水利信息自動化建設應當堅持經(jīng)濟合理、可靠性強、先進科學、便于操作和擴展等基本原則，有效完成數(shù)據(jù)采集、閘門控制等工作任務，推動水利事業(yè)向著現(xiàn)代化、規(guī)范化方向發(fā)展。

2 水利信息自動化建設的具體措施分析

現(xiàn)階段，國內(nèi)水利信息自動化建設存在許多尚未解決的問題，具體表現(xiàn)在以下方面：首先，當前國內(nèi)水利工程自動化管理體系不健全，缺乏科學理論的指導，許多部門在建設水利信息系統(tǒng)時只考慮自身需求，建設標準不統(tǒng)一。在這種情況下，許多部門的數(shù)據(jù)信息不能實現(xiàn)共享，存在許多重復建設現(xiàn)象；其次，國內(nèi)尚未建立起一個規(guī)范的信息技術體系模式，用于指導水利信息自動化建設工作的開展。盡管水利部門在管理過程中已經(jīng)認識到信息技術的重要性，但是并未深入研究水利工程信息自動化特性及共性，無法構(gòu)建健全的信息技術應用體系；最后，在制定水利信息自動化建設方案時，沒有考慮到全局。其主要原因是水利工程管理流程不規(guī)范、技術標準不統(tǒng)一，導致水利工程規(guī)劃建設方案得不到深入研究，缺乏前瞻性和指導性?；谝陨蠁栴}，在水利信息自動化建設中應采取以下措施。

2.1 充分利用現(xiàn)代化技術手段

水利信息自動化管理涵蓋管理現(xiàn)代化、信息現(xiàn)代化與技術現(xiàn)代化等方面內(nèi)容。利用現(xiàn)代信息技術對水利信息資源進行采集、應用，有效提高水利自動化信息系統(tǒng)的實用性，加快水利工程信息化建設，推動水利管理工作向著信息化、自動化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，有效提高水利建設事業(yè)的技術含量，降低能源消耗量，充分發(fā)揮水利建設的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益與社會效益。

2.2 構(gòu)建并完善信息共享體系

構(gòu)建水利工程自動化信息管理系統(tǒng)，能夠迅速匯總各類信息數(shù)據(jù)，對水利信息進行綜合性分析，提高信息數(shù)據(jù)處理的自動化程度，方便管理者作出科學、正確的決策，規(guī)范水利管理事業(yè)，提高水利管理工作效率及工作質(zhì)量。水利信息自動化建設離不開全國性數(shù)據(jù)庫及信息網(wǎng)絡的構(gòu)建，通過完善的框架體系提供準確、可靠、及時的信息服務。此外，構(gòu)建并完善水利信息共享體系，能夠促進各部門之間的交流合作，包括水土部門、水利政務部門、農(nóng)業(yè)水利部門、國家水資源管理部門和水質(zhì)監(jiān)測部門等，推動水利建設事業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。

2.3 有效處理信息資源

要想提高水利信息管理的科學性，必須有效分析各類信息資源。在水利工程建設過程中，既要關注工程實施，又要關注水土保護、移民安置等工作；在水利工程運維管理過程中，利用現(xiàn)代技術手段采集相關信息，對水利工程資源調(diào)配、工程進度、質(zhì)量控制等進行全面掌握，根據(jù)實際情況適當調(diào)整管理措施，實現(xiàn)管理效率的提升；在水資源開發(fā)利用過程中，由于各種數(shù)據(jù)資料能夠?qū)崿F(xiàn)共享，便于保護水源地，合理調(diào)配水資源。

2.4 重視人才培養(yǎng)

隨著水利事業(yè)蓬勃發(fā)展，相關部門必須轉(zhuǎn)變落后的管理理念和管理模式，在水利信息自動化建設階段，必須重視培養(yǎng)專業(yè)技術人體。水利工作者也要加強學習，不斷豐富自身理論知識和實踐應用，并將其合理應用到實際工作中，加快推進水利工程現(xiàn)代化建設和自動化管理。

3 結(jié)語

綜上所述，社會經(jīng)濟的發(fā)展帶動了水利建設事業(yè)發(fā)展。近年來，水利工程數(shù)量越來越多，分布越來越廣，并逐漸向著信息化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。加快水利信息自動化建設，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)管理效率的有效提升，還能節(jié)約水利工程運行、維護和管理成本，充分實現(xiàn)水利建設的經(jīng)濟效益。由于水利信息自動化系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)復雜、層次多、技術要求高等特點，需要相關部門給予必要重視，在管理工作中充分應用系統(tǒng)工程的管理理念，做到統(tǒng)籌兼顧，協(xié)調(diào)發(fā)展，對各方利益進行有效協(xié)調(diào)，不斷提高水利建設信息化和自動化水平，推動水利行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。