水閘工程系統(tǒng)有什么作用

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　　水閘信息化的實(shí)現(xiàn)是水利行業(yè)的進(jìn)入全面信息化的重要標(biāo)志。本文通過對(duì)水閘信息化中常見的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)地控制系統(tǒng)、水工情觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行描述。水閘信息化的建設(shè)對(duì)于水閘單位管理能力的提升、反應(yīng)速度的提升等方面做了分析，為下一步水閘信息化的發(fā)展建設(shè)作為參考意見。

　　一、水閘工程發(fā)展現(xiàn)狀

　　1、全國(guó)水閘、堤防基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫尚未建立，水利工程底數(shù)不清、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完整。

　　2、水利工程安全監(jiān)管和運(yùn)行管理手段落后，信息化水平低、水雨情監(jiān)測(cè)和工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)施不健全、監(jiān)測(cè)預(yù)警能力不足。

　　3、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及更多類數(shù)據(jù)采集和關(guān)聯(lián)并未進(jìn)行。已有的信息化各類信息難以整合和數(shù)據(jù)共享。缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，使得各子系統(tǒng)整合難度大;缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，各子系統(tǒng)兼容性差，易造成信息孤立。

　　4、水資源綜合調(diào)度效果及調(diào)度機(jī)制待完善。調(diào)度工作還存在局部調(diào)度死角，流域和區(qū)域的水情和工情處于動(dòng)態(tài)變化之中，水資源調(diào)度方案也需進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，調(diào)度的方向、頻次、控制條件、控制指標(biāo)以及調(diào)度的效果分析還有待進(jìn)一步研究 。

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以及水利事業(yè)的不斷發(fā)展，低集成性的自動(dòng)化控制技術(shù)，各自獨(dú)立運(yùn)行的運(yùn)行管理模式，陳舊的管理運(yùn)行方式越來越不能滿足實(shí)際工作需求，亟須改變[3]。

　　二、水閘工程發(fā)展的探索

　　對(duì)水閘等水利工程進(jìn)行信息化管理，高度整合水利信息資源，通過物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計(jì)模擬分析和智能優(yōu)選能力的水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水利信息資源共享的智慧管理和智能管理。構(gòu)建思路如下：

　　1、一個(gè)平臺(tái)

　　流域內(nèi)的各個(gè)水利設(shè)施的水雨情、墑情、工情、管理、視頻、會(huì)商集成在GIS系統(tǒng)上展示。該平臺(tái)更具集成性和整合性，可以在一個(gè)平臺(tái)上查找多種數(shù)據(jù)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間形成較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，也能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

　　2、一張網(wǎng)絡(luò)

　　借助與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展和即將到來的5G時(shí)代，推動(dòng)水利工程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)開展。該數(shù)據(jù)傳輸通道可以是有線網(wǎng)也可以是無線網(wǎng)絡(luò)(如GPRS、基站、微波等)，各類數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，這也對(duì)網(wǎng)絡(luò)有較高的要求，需要其具備安全穩(wěn)定、容量大、快速等特征。

　　3、一張地圖

　　在計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的支持下，對(duì)整個(gè)流域或者整個(gè)區(qū)域地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。主要針對(duì)地理信息管理，如河流、坐標(biāo)、地形地貌、交通信息等;水利信息展示(如水閘、水庫、大壩等分類別，分圖層展示);GIS系統(tǒng)與各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互等系統(tǒng)集成處理(如水雨情、視頻系統(tǒng)、決策系統(tǒng)的集成)等。

　　4、一個(gè)中心

　　可以建立一個(gè)數(shù)據(jù)中心，更便捷的是云中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)管理和決策支持等。同時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定、高效利用。具體表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)入庫：對(duì)于通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來的三類數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，讓這些不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)存放數(shù)據(jù)庫中;

　　三、泛普閘門集中控制系統(tǒng)功能

　　1、網(wǎng)絡(luò)安全

　　水利系統(tǒng)中要進(jìn)行跨地域的集中調(diào)度，水閘上級(jí)管理單位需要采集閘門的工情水情數(shù)據(jù)及控制權(quán)限等，數(shù)據(jù)經(jīng)過VPN接入互聯(lián)網(wǎng)專線。從信息安全角度評(píng)估，不同的水閘單位出現(xiàn)信息泄露及黑客攻擊的危險(xiǎn)所造成的后果嚴(yán)重程度差異性，評(píng)定信息安全保護(hù)等級(jí)。網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備保障信息數(shù)據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)的安全，根據(jù)需求的填補(bǔ)信息系統(tǒng)的漏洞。

　　2、通訊網(wǎng)絡(luò)

　　在本地的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，從成本考慮，很難將不同內(nèi)容的信息系統(tǒng)(如視頻系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、權(quán)限控制)分別建設(shè)不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般的做法是劃分不同的VLAN，每個(gè)VLAN中進(jìn)行各自信息的通訊，即邏輯隔離非物理隔離的方式。

　　3、服務(wù)器存儲(chǔ)系統(tǒng)

　　現(xiàn)地水閘監(jiān)控系統(tǒng)和水閘上級(jí)單位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均應(yīng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，對(duì)采集及處理過的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中任何一個(gè)實(shí)時(shí)模擬量數(shù)據(jù)(原始輸入信號(hào)或中間計(jì)算值)和開關(guān)量進(jìn)行連續(xù)記錄。記錄的時(shí)間間隔(分辨率)可以根據(jù)需要設(shè)置，最小時(shí)間間隔可達(dá)到毫秒級(jí)。記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)支持實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線顯示，能夠在實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線上選擇顯示任何一個(gè)點(diǎn)的數(shù)值和時(shí)間標(biāo)簽。水閘上級(jí)單位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)建立歷史數(shù)據(jù)庫，能夠存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要的輸入信號(hào)(模擬量和開關(guān)量)以及重要的中間計(jì)算數(shù)據(jù)。

　　4、控制及展示系統(tǒng)

　　操作員在中控臺(tái)的操作員站進(jìn)行水閘的提升操作，切換需要查看的視頻信息作為開關(guān)閘門輔助信息，操作員的操作權(quán)限和操作記錄也同時(shí)記錄在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中供分析查詢。大屏顯示可以更直觀的查看到管理信息畫面。

　　在國(guó)家層面，由于南方海拔比北方低，所以水流總體從北方流向南方，故南方的水量充足，北方則相對(duì)干旱。南水北調(diào)工程，以及作為其中重要組成部分的引江濟(jì)淮工程，主要原理就是通過水閘單位以及水泵站的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)水流從低處水量充分地域流向高處水量不充分地域。傳統(tǒng)的水利工作中，往往存在“養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)”的現(xiàn)象，信息化系統(tǒng)保障優(yōu)先級(jí)并不靠前。這是由于水閘管理工作長(zhǎng)期處于各自為戰(zhàn)的狀態(tài)，水閘的開啟關(guān)閉調(diào)度可以通過本地低壓電氣柜直接手動(dòng)啟動(dòng)單個(gè)閘門實(shí)現(xiàn)。但隨著信息化的全名推進(jìn)，水閘的調(diào)度頻率增加，水閘調(diào)度反應(yīng)時(shí)間的縮短，要實(shí)現(xiàn)水利統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)全面的水利信息化，水閘信息化的建設(shè)已經(jīng)成為其中重要的環(huán)節(jié)。