杜 巍

(安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 蚌埠 233000)

水閘自動化系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程自動監(jiān)控，可以顯著提高水閘管理效果，在信息化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)運用過程中，完成水閘無人自動值守、少人值守的目的。近些年，我國新修建或新加固改建的水閘中大部分已配置自動化系統(tǒng)，大幅提升水閘管理質(zhì)量[1]。水閘自動化系統(tǒng)可以分為兩部分，即視頻監(jiān)控和微機監(jiān)控，其中前者具備即時監(jiān)控、遠(yuǎn)程錄像回放等功能，可以全方位監(jiān)控現(xiàn)場狀況，如船只、漂浮物、水位、流速、工作人員在崗情況；后者具備測控、自動運算、記錄歸檔、實時查詢、遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ堋?/p>

1 水閘自動化系統(tǒng)存在的安全問題

1.1 設(shè)計方案上的不足

近年來水閘系統(tǒng)化設(shè)計不科學(xué)的情況屢有發(fā)生，這也是水閘面臨安全隱患的一項主要原因。水閘自動化可以滿足少人值守或無人值守的需要，能夠為水閘管理降低成本支出，但同時該模式需要以智能化技術(shù)為基礎(chǔ)，這就需要在自動化系統(tǒng)設(shè)計過程中保持謹(jǐn)慎性、規(guī)范性和精確性，規(guī)避可能產(chǎn)生的各項差錯。但現(xiàn)階段國內(nèi)關(guān)于水閘自動化系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未完善，這也導(dǎo)致在實際系統(tǒng)設(shè)計時出現(xiàn)不合理之處，應(yīng)首先關(guān)注整體設(shè)計框架是否滿足該水域?qū)嶋H情況，重點考慮安全冗余量等，考慮配置何種規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的自動化設(shè)備，掌握水域相關(guān)參數(shù)，如水位高低、水域面積、漲落潮等[2]。但目前不少設(shè)計部門并無此理念，在參數(shù)統(tǒng)計時缺乏信息整合分析，造成系統(tǒng)整體構(gòu)建缺少科學(xué)性、點位采集較少，對水域環(huán)境缺少了解，導(dǎo)致水閘自動化系統(tǒng)未能充分發(fā)揮自身功能。

1.2 硬件設(shè)備不完善

從整體角度而言，水閘自動化系統(tǒng)具備較高復(fù)雜性，包括眾多設(shè)備儀器，且引入多項先進(jìn)技術(shù)工具，當(dāng)前硬件設(shè)備不完善是影響水閘自動化管理效果提升的一項原因。水閘自動化系統(tǒng)硬件主要包括主機服務(wù)器、交換機、編碼設(shè)備、監(jiān)控儀器等，但國內(nèi)企業(yè)對這些硬件的生產(chǎn)制造能力相對不高，不少內(nèi)部零件需通過進(jìn)口方式完成購買，而不同設(shè)備制造商的材料選用、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量存有一定差別，對應(yīng)的內(nèi)置系統(tǒng)也并不相同，因此在組裝時容易出現(xiàn)不兼容的情況，對系統(tǒng)使用安全性、穩(wěn)定性造成影響[3]。在系統(tǒng)硬件配置過程中，需對設(shè)備設(shè)施所使用的具體環(huán)境也形成一定要求，若濕度較大、電磁波動、雷擊、漲落潮等現(xiàn)象存在，也會對設(shè)備性能使用形成影響，但目前國內(nèi)水閘管理系統(tǒng)技術(shù)人員綜合能力不足，在硬件設(shè)備篩選、評估、檢修開展過程中暴露出專業(yè)技術(shù)不扎實、處理經(jīng)驗欠缺等問題，也較少按照環(huán)境特征作出硬件選擇，致使硬件使用壽命短、故障多，不光導(dǎo)致成本浪費，也對系統(tǒng)運行造成安全隱患。

1.3 軟件設(shè)備不完善

水閘自動化系統(tǒng)中的硬件一般為零部件設(shè)備等，而軟件則主要包括系統(tǒng)內(nèi)置的操作軟件等。自動化系統(tǒng)具備較高智能性和科學(xué)性，對系統(tǒng)運行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息作出整理、分析和傳輸?shù)F(xiàn)階段國內(nèi)所開發(fā)的水閘自動化系統(tǒng)軟件普遍存在智能化、標(biāo)準(zhǔn)化不足的情況，兼容水平也較低，在開展軟件開發(fā)與編程時，容易出現(xiàn)內(nèi)置軟件不夠完善、執(zhí)行程序閉合效果差、系統(tǒng)效能較低、安全系數(shù)不高等問題，在系統(tǒng)運行階段面臨穩(wěn)定性不佳、系統(tǒng)崩潰頻率高的情況，甚至引發(fā)硬件系統(tǒng)受損等，不僅導(dǎo)致修復(fù)成本增加，也對水閘自動化管理工作開展造成影響。

1.4 運行管理過程存在弊端

在新社會環(huán)境下，水閘自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)變了過往水閘管理模式，但同時也對工作人員操作理念、技術(shù)運用、知識補充提出較多要求，由于現(xiàn)階段工作人員專業(yè)知識結(jié)構(gòu)不完善、水閘管理體系也存在缺陷，導(dǎo)致在實際系統(tǒng)運行時面臨較多問題。當(dāng)前國內(nèi)缺少水閘管理人才，大部分員工年齡較大，傳統(tǒng)管理理念較難轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)新技術(shù)的積極性也較弱[4]。此外水閘管理機構(gòu)在內(nèi)部規(guī)章制定過程中對自動化系統(tǒng)運行缺少關(guān)注，未形成詳實的崗位說明書。因此國內(nèi)水閘自動化系統(tǒng)盡管得到廣泛普及，但在軟件運行、系統(tǒng)修復(fù)、硬件更新時往往面臨較多困難，這也造成系統(tǒng)安全性下降，容易產(chǎn)生各項故障。

2 提升水閘自動化系統(tǒng)質(zhì)量的建議

為全方位展現(xiàn)水閘自動化系統(tǒng)作用，突出其社會效益和經(jīng)濟效益，可以從整體設(shè)計、硬軟件配置、員工管理等方面提升其安全性，確保系統(tǒng)運行處于可靠、穩(wěn)定、高效的環(huán)境下。

2.1 完善設(shè)計方案

隨著技術(shù)進(jìn)步和自動化系統(tǒng)運用范圍擴大，設(shè)計人員需積極提高自身專業(yè)水準(zhǔn)，不斷完善與自動化系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)計技能水平。目前水閘自動化系統(tǒng)基于少人值守或無人值守的原則開展各項工作，因此需要將提高設(shè)備自動化能力、減少人工參與作為主要目標(biāo)，這就需要系統(tǒng)具備較高安全性和穩(wěn)定性。因此設(shè)計崗位人員在系統(tǒng)構(gòu)建中，需根據(jù)水閘當(dāng)?shù)貙嶋H參數(shù)，結(jié)合具體環(huán)境和水域要求，既要滿足實用性要求，也要具備足夠的安全性。一般在通訊組網(wǎng)設(shè)計時，選用環(huán)狀結(jié)構(gòu)以便于信號接發(fā)。在實施前階段材料信息收集時，可考慮對材料參數(shù)作出分析，并結(jié)合模型演進(jìn)和仿真模擬，確保各點位信息得到充分采集，使得系統(tǒng)具有足夠數(shù)據(jù)加以分析。

2.2 做好硬件設(shè)備的選擇工作

在進(jìn)行水閘自動化系統(tǒng)硬件選擇時，可考慮選用穩(wěn)定性出色、性能齊全、安全參數(shù)高的設(shè)備，同時也需要關(guān)注設(shè)備之間的兼容性、環(huán)境要求和使用壽命要求等。電氣設(shè)備繼電保護(hù)器一般需要滿足過載、過壓等要求，通過迅速斷電的方式提高安全性，通常可以配置機械連鎖或電氣連鎖，避免由于誤操作引發(fā)安全隱患。在硬件配置中，可在遠(yuǎn)程控制室內(nèi)布置“急停”操作按鈕，確保在自動控制出現(xiàn)失靈時，可通過人工操作的方式完成操控[5]。自動監(jiān)控系統(tǒng)在配備時，需根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息需要，設(shè)定儀器種類，選用合適的傳感器，通常上述設(shè)備自身的穩(wěn)定性和有效性直接關(guān)乎自動化系統(tǒng)整體安全性，例如閘位儀靈敏度、電流表精準(zhǔn)度等。完善的接地系統(tǒng)可以為自動化系統(tǒng)提供安全環(huán)境，同時需配置防雷擊、防浪涌等專用設(shè)備。在硬件配置和檢查過程中，需關(guān)注限位開關(guān)有效性，定期作出檢修，及時更換失靈開關(guān)，并配置備用控制器。卷揚式啟閉機在配置和使用時，需確保安全開度，并設(shè)定最高限位；螺桿式啟閉機可設(shè)定最低限制和最高限位；也可采取脫口保護(hù)的方式提高機械保護(hù)效果。

2.3 提升軟件性能

在水閘自動化系統(tǒng)中，軟件應(yīng)用是重點組成部分，通常軟件系統(tǒng)不光需要滿足技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、穩(wěn)定性強、拓展效果好等特點，也需要符合易操作、易維護(hù)等要求。軟件安全具體包括系統(tǒng)自身安全和自動化系統(tǒng)的整體安全，其中前者主要指防病毒、防黑客，后者主要是指確保設(shè)備安全。

提升軟件性能需重點關(guān)注設(shè)備保護(hù)、安全管理等內(nèi)容，按照水閘自動化系統(tǒng)實際運行需要，在軟件應(yīng)用中強調(diào)工程檢測、限位保護(hù)、卡阻保護(hù)、故障報警等工作。在軟件設(shè)計和編程階段，需明確具體的方案框架，以目標(biāo)為導(dǎo)向布置模塊，并確定各項基礎(chǔ)參數(shù)和完善故障自檢能力，尤其需要關(guān)注如何提升系統(tǒng)安全性。

這是由于軟件系統(tǒng)開發(fā)結(jié)束并交付使用后，再進(jìn)行改動則較為困難。當(dāng)前軟件系統(tǒng)往往對過程監(jiān)控涉及較少，且缺少全面的故障報警功能。此外水閘自動化系統(tǒng)通常需配置網(wǎng)頁遠(yuǎn)程瀏覽功能，在外網(wǎng)防護(hù)效果不佳的情況下，部分防毒軟件會將正規(guī)控制程序視作病毒，并作出刪除處理，因此需配置合適科學(xué)的防侵軟件。

軟件系統(tǒng)在應(yīng)用階段可以作出完善和升級，通常自動化系統(tǒng)管理者在察覺系統(tǒng)不足或程序組件缺陷或需要更新時，需通知由原設(shè)計人員進(jìn)行解決。若由其他設(shè)計工作人員進(jìn)行處理，則可能會造成系統(tǒng)銜接不暢，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)運行混亂或引發(fā)崩潰。

水閘自動化系統(tǒng)管理人員需掌握軟件重裝、參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃寄?，按照操作環(huán)境需要作出系統(tǒng)升級后拓展，以提升系統(tǒng)使用安全性，為系統(tǒng)有序運行創(chuàng)造條件。

2.4 提升相關(guān)人員的管理水平

充分展現(xiàn)水閘自動化系統(tǒng)功效，離不開水閘管理單位提高工作人員專業(yè)水平。管理部門需健全管理規(guī)章、操作清單、監(jiān)護(hù)項目，及時進(jìn)行數(shù)據(jù)信息記錄、整合和傳輸，切實降低人為操作失誤。可安排專業(yè)人員進(jìn)行管理，同時投入資源落實員工在職培訓(xùn)，并明確系統(tǒng)操作權(quán)限。管理人員需提高巡查力度，定期對水閘自動化系統(tǒng)進(jìn)行檢修，及時察覺存在的安全隱患，并采取具有針對性的方式作出整修或升級，且需制定應(yīng)急預(yù)案，定期開展安全事故演練，確保在面臨突發(fā)事件時可以迅速、有效的完成應(yīng)對，將事故損失控制在最小范圍。在實際操作過程中應(yīng)盡可能選擇輸入閘門開度的控制模式，避免在開閉環(huán)節(jié)出現(xiàn)通訊中斷的情況。

3 結(jié) 語

水閘自動化系統(tǒng)近年來獲得社會各界關(guān)注，在智能化、高效化的控制模式下大幅提升工作效率，但同時也存在一定的安全隱患，需根據(jù)現(xiàn)有安全弊端作出有效處理，確保水閘自動化系統(tǒng)在運行時能夠處于安全、穩(wěn)定、高效的環(huán)境。