水利工程管理自動化淺析

萬偉+++郭健

摘 要：在現(xiàn)代的水利工程管理中，自動化控制系統(tǒng)的廣泛應用，使得管理水平得到了很大程度的提高，促進了水利工程管理的進一步發(fā)展。文章首先闡述了水利工程管理方式的發(fā)展過程，其次，論述了水利工程管理中存在的問題，最后，從軟件和硬件兩方面，提出了提高水利工程管理水平的措施。

關鍵詞：水利工程；管理；自動化；措施

引言

水利工程是我國農業(yè)的命脈，特別是對于現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展，有著至關重要的作用，因此，要實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化信息化的轉型，就必須提高水利工程建設。在水利工程建設中，根本是建設，關鍵是管理，要保證水利工程的建設質量，就要采取措施，解決水利工程管理方面存在的問題。

1 水利工程管理方式的發(fā)展

隨著時代的變化和社會的發(fā)展，水利工程的管理方式、管理內容和方法在不斷改進。在古代，唐代頒發(fā)執(zhí)行的水利工程管理法規(guī)是《水部式》，它對分水比例、灌溉制度、管理行政和工程維修等各方面都有明確規(guī)定[1]。50年代初，新建成的水利工程，都建立了相應的管理機構，使得水利工程管理的工作有正規(guī)化的條例[2]。1954年，開始選擇一些標志型水利工程，制定管理規(guī)范，其他水利工程參照此規(guī)范制定適合的管理規(guī)范，并對管理人員進行培訓，進一步提高管理工作水平[3]。1956年，為了水利工程便于分級管理，劃分了水庫、水閘的等級標準。70年代初，國際組織力量治理永定河官廳水庫的水質污染問題，保護水質成為了水利工程管理工作中的新內容。70年代末至80年代初，規(guī)定水利工程的管理任務為“安全、效益、綜合經營”，水電站的任務為“安全、經濟、多發(fā)多供”[5]。1983年，制定了“加強經營管理，講究經濟效益”的水利工作方針，把水利工作的重心轉移到提高經濟效益上來，要求對現(xiàn)有的水利工程進行技術改造，加強經營管理，以此提高經濟效益[4]。80年代后，計算機和短波、微波通訊開始被使用在防汛和調度系統(tǒng)中，部分大型的水利工程采用優(yōu)化調度方式，工程較多的水電站實行聯(lián)合優(yōu)化調度[5]，河流泥沙多的水庫中采用“蓄清排渾”[6]的調度方式，以此延長水庫壽命。隨著我國自動化信息化技術的不斷發(fā)展，水利現(xiàn)代化建設進程的不斷加快，水利工程建設管理由傳統(tǒng)的經驗管理，開始轉換為現(xiàn)代化、自動化、智能化的管理。

2 水利自動化工程管理存在的問題

現(xiàn)如今，雖然我國的水利自動化信息化技術發(fā)展得越來越成熟，但依舊存在一些問題，主要有以下幾點：（1）缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。我國水庫存在的最大的問題便是缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，我國水利系統(tǒng)的自動化技術建設起步比國外晚很多，大多水利工程管理人員習慣性遵循傳統(tǒng)的運營模式，就難以形成統(tǒng)一的規(guī)劃，無法實現(xiàn)水庫的聯(lián)網管理[7]。（2）監(jiān)測手段和管理模式相對落后。目前，我國已建的一些大型水庫，大都建筑于年降水量較大的地區(qū)，梅雨季節(jié)的水量難以控制，在水災時期存在著安全隱患，極易引發(fā)安全事故[8]，要提高我國的水庫對水位、雨情的監(jiān)測能力，消除安全隱患。（3）水庫綜合自動化系統(tǒng)不能形成統(tǒng)一的網絡。水庫涉及水量、水質、水情等信息，信息量大，水庫對這些信息沒有一個統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，也沒有能夠形成統(tǒng)一的網絡管理，就無法實現(xiàn)信息共享，從而給水資源的調度、統(tǒng)一配置和管理造成了困難[9]。

3 提高水利工程管理水平的措施

水利工程管理是一項系統(tǒng)長久的工作，為了保證水利工程高效安全的運行，提高水利工程的管理水平，需要從加強軟件要求和注重硬件建設這兩方面入手。

3.1 建立服務于水利工程管理的信息化、數(shù)字化、智能化的軟件系統(tǒng)

在實際的水利工程中，一般將可編程序控制器PLC和組態(tài)軟件相結合，設計水利工程的控制系統(tǒng)，它能夠有效地提高水利多閘門管理的自動化水平。水利工程管理軟件會涉及到大量數(shù)據(jù)的存儲與處理，要實現(xiàn)自動化管理，就要建設基礎的數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)信息的共享。自動化控制中，必然少不了使用新技術，隨著信息技術的發(fā)展，現(xiàn)如今應用廣泛的新技術主要有如下幾個方面：（1）數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)庫就是指數(shù)據(jù)的集合，用來描述一個或者多個相關組織的活動。它不僅可以實現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理有關的功能，還能夠實現(xiàn)地圖、空間數(shù)據(jù)、多媒體、矢量信息數(shù)據(jù)的存儲和管理，采用分布式數(shù)據(jù)庫技術，從兩點數(shù)據(jù)分步式共享到多點數(shù)據(jù)分步式共享。（2）視頻監(jiān)控技術。視頻監(jiān)控主要用來監(jiān)視和控制遠程地點或者重要區(qū)域，通過視頻采集設備實時采集視頻文件，并同時傳輸給監(jiān)控中心，實時動態(tài)地報告被監(jiān)測點的情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行處理，視頻監(jiān)控技術在水利自動化工程中得到了廣泛的應用[10]。（3）空間信息技術。空間信息技術包括航天航空遙感、衛(wèi)星通信、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等專業(yè)技術領域，航天航空遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)被統(tǒng)稱為3S，技術它以地理信息系統(tǒng)為核心，對空間數(shù)據(jù)進行實時采集、處理、分析等。

3.2 合理選用信息化、自動化硬件設備

PLC是自動化系統(tǒng)的基礎，在水利工程自動化控制系統(tǒng)的設計中，一般采用可編程序控制器（PLC）、上位機組態(tài)軟件和現(xiàn)場檢測儀表結合的模式，PLC的編程軟件采用西門子公司的STEP7-Micro/WIN32編程軟件，上位機軟件采用組態(tài)王和WinCC相結合的模式。

以實際工程為例，基于DSP的水利工程閘門自動化管理系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。

合理配置技術與設備，盡量選用國產信息化和自動化設備，現(xiàn)代國產設備的功能、穩(wěn)定性和可靠性都比較好，可以滿足自動化控制系統(tǒng)的需要，采用國產設備能夠有效地降低投資費用，以及運行維修的成本，不僅提高了系統(tǒng)的性價比，也提高了我國的自動化信息化水平。

4 結束語

現(xiàn)如今，我國已建水利工程眾多，為了提高水利工程的管理水平，需要不斷加強軟件要求，建立用于水利工程管理的智能化的軟件系統(tǒng)，同時注重硬件建設，合理選用自動化、信息化的硬件設備，設計人員也需要不斷學習新技術，將新興的信息技術應用于水利工程中，不斷提高水利工程的自動化管理水平。

參考文獻

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[10]黃凱奇，陳曉棠，康運鋒.智能視頻監(jiān)控技術綜述[J].計算機學報，2015（6）.

作者簡介：萬偉（1993-），碩士研究生，主要從事水利工程綜合自動化與信息化系統(tǒng)方面的研究。