陳乃庚

(安徽省臨淮崗洪水控制工程管理局,安徽 合肥 230088)

水利信息化可以提高信息采集、傳輸?shù)臅r效性和自動化水平，同時提高數(shù)據(jù)分析、處理、展示能力，是水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和重要標志。為適應(yīng)國家信息化建設(shè)、信息技術(shù)發(fā)展趨勢、流域和區(qū)域管理的要求，大力推進水利信息化的進程，全面提高水利工作科技含量，是保障水利與國民經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)的必然選擇。

1 臨淮崗洪水控制工程的水利信息化

臨淮崗洪水控制工程通過水利信息化技術(shù)的實施，能夠?qū)崟r掌控有關(guān)工程部位的工情、水情等情況；對水情、工情信息進行實時采集轉(zhuǎn)換、分析處理和展示，既能夠滿足工程管理需求，也能夠?qū)λこ淘O(shè)施設(shè)備進行現(xiàn)地、遠程的自動控制，實現(xiàn)“無人值班，少人值守”的功能要求。同時視頻監(jiān)控系統(tǒng)及異地會商系統(tǒng)的運用，為臨淮崗洪水控制工程管理提供現(xiàn)代化管理手段。

近年來，工程管理局加大了水利信息化項目的投入運用，在主要系統(tǒng)方面進行了改造建設(shè)和探索，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，主要系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示。

圖1 臨淮崗洪水控制工程水利信息化建設(shè)拓撲圖

2 臨淮崗洪水控制工程水利信息化

水利信息化系統(tǒng)說明如下：

(1) 網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)建設(shè)是信息化建設(shè)的基礎(chǔ)。管理局原有網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)雜亂無章、各管理單位及工程部位通訊不暢、網(wǎng)絡(luò)信息安全性差，無法滿足工程運行管理和遠程調(diào)度需求，更不適應(yīng)信息化發(fā)展的需要。

為滿足水利信息化發(fā)展的需求，省臨淮崗洪水控制工程管理局實施了局合肥管理本部、局臨淮崗管理現(xiàn)場、工程部位3地的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目。通過計算機專線網(wǎng)絡(luò)，分別鏈接到互聯(lián)網(wǎng)、水利專網(wǎng)、臨淮崗工程現(xiàn)場專網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。局臨淮崗管理現(xiàn)場與船閘、淺孔閘、深孔閘、姜唐湖進洪閘等工程部位通過光纖通訊以局域網(wǎng)的形式進行通訊，與局合肥管理本部通過水利專網(wǎng)進行通訊。最終形成以辦公、業(yè)務(wù)、管理、指揮為一體的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上通過系統(tǒng)集成、功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成和軟件應(yīng)用集成等多種集成技術(shù)，實現(xiàn)綜合信息集成系統(tǒng)。

為解決臨淮崗洪水控制工程現(xiàn)地多源異構(gòu)參數(shù)測量問題，現(xiàn)地采用了最新的自組織物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)地各類信號測量以及數(shù)據(jù)的多路徑采集，時延低、可靠性高。

(2)水閘自動化監(jiān)控系統(tǒng)。淺孔閘、姜唐湖進洪閘等自動化系統(tǒng)同樣基于物聯(lián)網(wǎng)及相應(yīng)的測控平臺，構(gòu)建水利信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)了水閘的自動化監(jiān)視和監(jiān)控，提高了水閘檢測、運行和管理的整體運作水平，極大提高了系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。系統(tǒng)采用以云平臺服務(wù)器為支撐、終端計算機或手持機為前端、其它常規(guī)設(shè)備為輔的監(jiān)控方式，具備了“無人值守、少人值班、隨處監(jiān)控”的能力。其系統(tǒng)拓撲圖如圖2所示。

圖2 閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)框圖

計算機通信技術(shù)、多媒體圖像等最新交互式測控成果的運用，提高了臨淮崗洪水控制工程的信息化及管理水平。淺孔閘、姜唐湖進洪閘等閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運用，更為臨淮崗洪水控制工程防汛系統(tǒng)的自動化、信息化建設(shè)進行了有益的探索，為同類工程建設(shè)管理提供了寶貴的經(jīng)驗。

淺孔閘、姜唐湖進洪閘等自動化系統(tǒng)的建成，將操作方式從原來的現(xiàn)地手動操作轉(zhuǎn)變成云端監(jiān)控、計算機遠程操作、現(xiàn)地自動操作、現(xiàn)地手動操作相結(jié)合的操作方式，尤其閘門測控實現(xiàn)了成組控制、精準控制，既提高了閘門運行的安全性和可操作可追溯性，又極大提高了工作效率，并促進水閘信息化向前邁進了一步。

(3)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及異地遠程會商系統(tǒng)。工程管理局建設(shè)了覆蓋工程管理核心區(qū)域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括臨淮崗工程主壩、姜唐湖進洪閘、淺孔閘、深孔閘、臨淮崗船閘、城西湖船閘及城西湖退水閘等工程部位的視頻監(jiān)測分中心。同時完成了管理局視頻會商系統(tǒng)的改造升級，新建了局臨淮崗管理現(xiàn)場中心、各閘管理處、大壩管理處、局合肥本部分中心會商系統(tǒng)，實現(xiàn)了互聯(lián)互通的視頻會商功能。視頻和會商數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)管理局/處/所的會議核心服務(wù)器匯集上網(wǎng)后，鏈接到局臨淮崗管理現(xiàn)場機房的流媒體服務(wù)器，再通過水利專網(wǎng)接到省水利廳和局合肥管理本部，進而實現(xiàn)遠程監(jiān)控和視頻會商的目標。

(4) 配電房智慧機房系統(tǒng)建設(shè)。由于臨淮崗洪水控制工程管理范圍廣，工程部位配電房分布分散，為對各配電房重要設(shè)備進行更加高效的監(jiān)測、運維和管理，信息化系統(tǒng)為所有配電房部署了智慧機房監(jiān)控系統(tǒng)，為操作和管理人員提供方便、實時查看各設(shè)備或子系統(tǒng)的運行參數(shù)和運行狀態(tài)，同時設(shè)備有異常時也能及時接收到相關(guān)警情信息，系統(tǒng)現(xiàn)場采集信號和數(shù)據(jù)具體包括：①市電配電監(jiān)測子系統(tǒng)。通過電量儀采集市電情況，通過配電開關(guān)監(jiān)測儀采集開關(guān)的狀態(tài)信號，并在監(jiān)控系統(tǒng)以動態(tài)方式顯示；②房內(nèi)空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)。通過安裝空調(diào)控制器監(jiān)測空調(diào)參數(shù)并遠程控制開關(guān)機、模式轉(zhuǎn)換； ③溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)。通過在配電房及機柜內(nèi)安裝帶液晶顯示的溫濕度傳感器監(jiān)測配電房內(nèi)溫濕度的數(shù)值，以監(jiān)測配電房的環(huán)境安全程度并能及時反饋空調(diào)工作狀態(tài)的信息；④全景視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。在配電房重點部位安裝高清、網(wǎng)絡(luò)全景攝像機，采集、存儲、發(fā)布有關(guān)視頻圖像，監(jiān)控系統(tǒng)能夠動態(tài)查詢到實時視頻圖像； ⑤煙感監(jiān)測子系統(tǒng)。通過煙感監(jiān)測系統(tǒng)(或消防控制器提供的干接點)實時監(jiān)測配電房火災(zāi)預(yù)警，達到及時報警采取防火措施，減少火災(zāi)損失，避免重大事故的發(fā)生；⑥紅外監(jiān)測子系統(tǒng)。通過紅外監(jiān)測獲取配電房人員出入情況，確保配電房的運行安全管理。

配電房監(jiān)控主機在進行現(xiàn)場監(jiān)控的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控，在電腦端同步實現(xiàn)不同環(huán)境下的集中監(jiān)控。

智慧機房信息化系統(tǒng)采用系統(tǒng)工程的觀點對配電房的環(huán)境結(jié)構(gòu)、服務(wù)需求、設(shè)備內(nèi)容和管理模式等四個基本要素以及它們的內(nèi)在聯(lián)系進行優(yōu)化組合，從而提供一個高度集成、穩(wěn)定可靠、高效方便、信息安全的管理局配電房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

(5)其它子系統(tǒng)主要有①網(wǎng)絡(luò)安全。隨著水利信息化建設(shè)越來越成熟，互聯(lián)網(wǎng)作為信息化的載體，網(wǎng)絡(luò)安全就顯得尤為重要。臨淮崗信息化工程建設(shè)有健全的網(wǎng)絡(luò)防御體系，具有強有力的防火墻設(shè)計及病毒防范策略，極大減少來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊和安全威脅，確保信息化技術(shù)高效發(fā)揮作用。② 工程安全監(jiān)測。臨淮崗工程安全事關(guān)重大，對工程的安全檢測是了解和掌握工程運行狀態(tài)并確保工程發(fā)揮作用的重要手段。由于臨淮崗工程建筑物分散，測點多分布廣，手工測量工作量大、誤差大、數(shù)據(jù)處理分析復(fù)雜。因此通過信息化手段，借助支持自組織物聯(lián)網(wǎng)的傳感器，解決異構(gòu)數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)安全監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)自動采集及分析，從而大大降低人工觀測的勞動強度，提高工作效率。③ 壩體視頻監(jiān)控系統(tǒng)?？茖W技術(shù)的發(fā)展為水利的信息化建設(shè)帶來了嶄新的發(fā)展階段，尤其是視頻監(jiān)控技術(shù)的成熟穩(wěn)定為環(huán)境監(jiān)控提供了可靠的手段。實施工程主副壩視頻監(jiān)控系統(tǒng)是遠程防汛指揮調(diào)度以及日常管理上最直觀、最直接、最有效的輔助措施，壩的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)能有效地降低人工勞動強度、提高監(jiān)控實時性、減少勞動過程損耗，更降低了工作過程中的物質(zhì)損耗，極大提高工作的可靠性和效率。

3 尚需研究的內(nèi)容

將已建成的信息化各子系統(tǒng)進一步完善，整合成一個一體化管理平臺，實現(xiàn)具有數(shù)據(jù)融通、信息集成、安全高效、功能完備的水利信息化管理系統(tǒng)。

隨著水利信息化技術(shù)的發(fā)展，自動化程度的不斷提升，信息采集和數(shù)據(jù)分析的能力不斷的加大，繼續(xù)深化信息技術(shù)與各項水利工作的融合，積極推進大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術(shù)應(yīng)用。繼續(xù)加強信息化對水利各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的服務(wù)與支撐，推進各類信息化資源整合共享，最大程度發(fā)揮水利信息化資源的效率。

4 結(jié)束語

臨淮崗洪水控制工程通過近幾年水利信息化技術(shù)的建設(shè)和應(yīng)用，極大提高了工程的自動化水平、管理的信息化水平以及對水資源的調(diào)控能力水平，顯著推進了水利工程運行管理方式的轉(zhuǎn)變，促進了臨淮崗洪水控制工程管理局的可持續(xù)發(fā)展，為水利治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設(shè)提供了堅實支撐。