吳玉潔 江蘇省淮沭新河管理處

水利工程的自動(dòng)化建設(shè)主要是指采用現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)水利工程中水資源信息的自動(dòng)化采集以及自動(dòng)化控制，自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)是整個(gè)水利建設(shè)工程中的靈魂工程。為此本次研究主要是針對(duì)我國(guó)目前水利工程自動(dòng)化建設(shè)中存在的問(wèn)題和現(xiàn)有可靠的自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)水利工程各項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的各個(gè)模塊進(jìn)行了規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并提出了可實(shí)施且可靠的改進(jìn)措施。

1.我國(guó)水利工程自動(dòng)化建設(shè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析

1.1 現(xiàn)狀分析

我國(guó)水利工程自動(dòng)化建設(shè)可分為三個(gè)階段，第一個(gè)階段為70年代，第二階段為80年代，第三階段為90年代，在第三階段之前我國(guó)水利工程自動(dòng)化建設(shè)都是依靠傳統(tǒng)式、封閉式的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)升級(jí)非常麻煩。隨著近年計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的飛速發(fā)展，在建設(shè)水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)人們已經(jīng)開(kāi)始形成了“開(kāi)放系統(tǒng)”這個(gè)概念，也被大部分計(jì)算機(jī)廠商和用戶所接受，在新時(shí)期背景下，水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)容問(wèn)題基本得到了解決，目前已經(jīng)完全可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)取代之前的傳統(tǒng)式控制系統(tǒng)了。

1.2 存在主要問(wèn)題分析

1.2.1 缺乏統(tǒng)一規(guī)劃

由于目前我國(guó)各大水利工程開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)化建設(shè)的時(shí)間還較短，因此，多年以來(lái)很多水利工程工作人員都習(xí)慣了使用傳統(tǒng)的工作方式進(jìn)行工作，不愿意接受改動(dòng)的新工作模式，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性認(rèn)知不夠，沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的指揮建設(shè)機(jī)制，也沒(méi)有明確未來(lái)的發(fā)展方向及目標(biāo)，整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)缺乏有序性和全局觀。另外因?yàn)橛?jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展速度驚人，但水利工程自動(dòng)化建設(shè)工程工期又比較長(zhǎng)，在不同時(shí)期，其設(shè)備和技術(shù)都存在很大差距，給自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。

1.2.2 監(jiān)測(cè)、管理手段落后

目前我國(guó)很多水利工程存在很多安全隱患問(wèn)題，究其根本在于監(jiān)測(cè)手段和管理模式較為落后，尤其在大壩、閘門(mén)、水文以及雨情等安全信息方面缺乏先進(jìn)的預(yù)警和警報(bào)系統(tǒng)。

1.2.3 自動(dòng)化系統(tǒng)不能形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)

通常情況下，一個(gè)水閘涉及到的信息種類有很多，比如流量、水質(zhì)、水位以及水能等等，在新時(shí)代背景下，雖然大多數(shù)水利工程都安裝了自動(dòng)化系統(tǒng)，但很多還是采取的分別管理和分割管理模式，因此導(dǎo)致水閘中水資源信息數(shù)據(jù)冗余，很難實(shí)現(xiàn)信息共享目的，對(duì)統(tǒng)一配置、調(diào)動(dòng)、管理工作也帶了困難。

2.水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

2.1 水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)總體框架

要建設(shè)一個(gè)較為完善的水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)，其根本技術(shù)在于在線自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、圖像監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)，利用這些信息技術(shù)可以做到“無(wú)人值班有人看護(hù)”的系統(tǒng)運(yùn)行，建設(shè)完成后也基本不需要運(yùn)行管理人員，水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)總體框架以及涉及使用到的自動(dòng)化技術(shù)、設(shè)備如表1所示。

表1 水閘自動(dòng)化系統(tǒng)總體框架

2.2 閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)

閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)所需要監(jiān)控的對(duì)象主要有供水閘、泄洪道以及泄洪閘，而閘門(mén)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)可采用組屏方式進(jìn)行安全監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)對(duì)涵閘現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集、處理、顯示以及上傳工作，當(dāng)?shù)夭僮魅藛T也可以通過(guò)調(diào)度中心發(fā)送各種控制命令來(lái)對(duì)閘門(mén)進(jìn)行啟閉自動(dòng)化控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)造

2.3 電力自動(dòng)化系統(tǒng)

在很多水利工程建設(shè)中，比如長(zhǎng)期運(yùn)行的水閘會(huì)設(shè)計(jì)水力發(fā)電站，以此為工程周邊的居民區(qū)和商業(yè)區(qū)提供電力服務(wù)，因此為了保障供電的可靠性，需要保障電力、機(jī)械以及水利等設(shè)備正常運(yùn)行，也需要將水電站和胚胎設(shè)施納入到自動(dòng)化監(jiān)控之中。電力自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及使用到的信息技術(shù)如下表3所示。

表3 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.4 水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用技術(shù)如表4所示。

表4 水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

2.5 水閘水位安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水閘水位安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用技術(shù)如表5所示。

表5 水閘水位安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.6 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)自動(dòng)化建設(shè)中作用重大，要真正實(shí)現(xiàn)水利工程的“無(wú)人值班，無(wú)人或少人值守”的目標(biāo)，就需要使用到數(shù)字硬盤(pán)錄像模式以及視頻矩陣，具體的構(gòu)成如表6所示。

表6 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

3.水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)管理問(wèn)題改進(jìn)策略

雖然可以通過(guò)上述的信息技術(shù)應(yīng)用來(lái)構(gòu)建水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)，但目前我國(guó)的信息化建設(shè)正處于發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，仍然需要投入大量的技術(shù)型人才來(lái)提高整體的自動(dòng)化水平，但我國(guó)在這方面還存在諸多問(wèn)題，可以通過(guò)如下幾點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

3.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思想觀念

目前我國(guó)的水利工程建設(shè)工作已然步入了信息化時(shí)代，自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)也在逐漸完善，但管理人員的思想觀念顯然還跟不上這種發(fā)展變化，因此需要加強(qiáng)管理人員自身的技術(shù)水平，才能將現(xiàn)代化設(shè)備的作用發(fā)揮到最大。

3.2 重視網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)

自動(dòng)化系統(tǒng)是依托于網(wǎng)絡(luò)的高科技工程，網(wǎng)絡(luò)在其中能夠起到整體效能，因此一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了任何問(wèn)題，那么都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)法正常安全的運(yùn)行。所以需要將網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全的運(yùn)行安全放在首先位置，并在日常作業(yè)中注意對(duì)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)以及機(jī)房的安全進(jìn)行強(qiáng)化管理。

3.3 做好資料管理工作

在水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)建成之后，要按照國(guó)家對(duì)水利建設(shè)項(xiàng)目的基本要求進(jìn)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和管理，管理秉持分項(xiàng)管理原則，根據(jù)各地工程的實(shí)際情況和特點(diǎn)，將各類文件、圖表上傳到官方網(wǎng)絡(luò)上供群眾查詢。

3.4 加強(qiáng)培訓(xùn),提高運(yùn)行管理人員素質(zhì)

計(jì)算機(jī)的運(yùn)用可以擴(kuò)大整個(gè)水利工程自動(dòng)化的監(jiān)管面積,并且還可以提升設(shè)備的運(yùn)行效能和效率，因此需要一些具有高素質(zhì)和高技能的管理人員來(lái)進(jìn)行設(shè)備管理。所以各水利工程建設(shè)單位需要在安排管理人員上崗前對(duì)其開(kāi)展對(duì)應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)，投入相應(yīng)資金為管理人員提供更多學(xué)習(xí)和提高自身技術(shù)水平的機(jī)會(huì)，以此來(lái)保證管理人員可以在微機(jī)監(jiān)管過(guò)程中充分發(fā)揮自動(dòng)化設(shè)備的監(jiān)控作用，進(jìn)一步提高水利工程的整體效益。

4.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的水利工程自動(dòng)化建設(shè)在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中想要穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，必須要重視職工的技能水平，同時(shí)也要充分將信息化、自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分利用起來(lái)，這樣才能為水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。