東武仕水庫自動化管理系統綜述

閆明江　戶冬榮

摘要：東武仕水庫工程管理自動化系統通過計算機技術、網絡技術、軟件工程技術、自動化技術將各自動化子系統納入其中，并充分利用子系統對水庫雨、水情、工程進行實時監控，保障了水庫的安全運行，提高辦公效率。

關鍵詞：自動化；水情測報，安全監測；閘門監控

一、工程概況

邯鄲市東武仕水庫是一座防洪和供水為主，兼顧灌溉、發電等綜合利用的大型水利樞紐工程。位于邯鄲市西南30公里處的滏陽河上游，控制流域面積340平方公里，總庫容1.81億立方米。東武仕水庫保障著邯鄲市區、磁縣等城鎮及沿滏陽河250多萬人口、200多萬畝農田及京廣鐵路、107國道、京深高速公路的防洪安全，擔負著邯鄲市工業用水及下游64萬畝農田灌溉任務是邯鄲的“屏障工程”和“生命工程”，在邯鄲市社會和經濟發展中發揮著重要作用。

東武仕水庫地處太行山轉向華北平原的出口處，上游坡度陡，植被較差，河道流程短，一遇暴雨，形成洪峰快，水流急，從降雨、產流到匯流形成洪水，一般只有2—3個小時。因此，及時掌握上游雨情、水情，作好洪水預報和調度尤為重要。

為充分發揮水庫在防洪工程中的重要作用，提高水庫防洪調度的現代化水平，最大限度地發揮水庫的防洪效益，建立水庫綜合自動化系統，是實現水庫科學運行數字化、信息化、現代化管理必不可少的手段和平臺。通過選取性能可靠的軟硬件和系統開發，采用現代計算機監控的各項技術手段，對大壩安全監測、水雨情、閘門監控、視頻監控、辦公自動化各子系統進行有機集成，實現資源共享、科學調度，合理利用水資源，充分發揮水庫最大的經濟和社會效益。

二、系統建設

東武仕水庫綜合自動化系統集成方案由大壩安全自動化監測系統、水情自動測報系統、洪水預報和調度系統、局域網辦公和投影會商系統、大壩及閘門安全監控系統等五個子系統組成。

1大壩安全自動化監測系統

本系統為分布式網絡結構。主要由前置機、現場測量控制單元、傳感器及通訊網絡組成。中央控制器放置在觀測房內，與傳感器聯接，前置機作為網絡中心節點，由總線與各個現場測量控制單元聯接，完成子系統運行控制以及與上一級網絡系統的聯接工作。

系統中測量控制單元按預先設置的定時時間，自動對傳感器執行定時數據采集，將采集的數據發送給前置機同時保存。系統操作員在調度中心工作站可任意查看當前或歷史數據，利用圖形、報表或分析軟件等工具對大壩的性態做出進一步分析處理。

2水情自動測報系統

該系統由一個中心站和六個遙測站組成，其中杜莊、王看、峰峰、老刁溝為雨量站，壩上為雨量水位站，黑龍洞為雨量流量站，還有市防辦一個遠程客戶站。

系統采用超短波通訊，采用自報／查詢兼容的工作方式。中心站前置機為臺灣研華工控機，運行安全、穩定、可靠。中心站接收各個遙測站發送來的實時采集的各種水情參數。中心站軟件具有實時數據采集處理，實時監測和報警，系統遙測站管理，數據庫管理，數據查詢，打印輸出，水文資料整編等功能。軟件全部采用圖形化交互界面，簡單易于操作。

遙測站實行有人看護，無人值守的管理方式。采用蓄電池組供電，太陽能電池板浮充的供電方式。每當雨量變化1毫米，或水位變化1厘米且與上次發送間隔大于15分鐘，向中心站發送當前數據。如果數值突變，降雨量超過4毫米，自動增加發送次數。如果數值沒有變化，每6小時向中心站發送當前數據，以示平安。傳輸內容有自身站號，當前雨量累計值，當前瞬時水位和遙測站設備狀態等。在汛期運行中，中心站和遙測站設備基本無任何故障，傳輸信號正常穩定，接收界面清晰，暢通率大于99％，誤碼率小于10～4。

3洪水預報和調度系統

該軟件設計開發合理，洪水預報模型符合實際，提供的洪水預報成果基本符合實際。并能根據假擬降雨作洪水預報，根據洪水預報成果生成交互式洪水調度方案。建立了東武仕水庫查詢系統頁面，可在網上查詢水庫概況，實時雨情、水情及其報表統計與輸出，工情信息等。該軟件功能強大，功能齊全，能滿足信息查詢、洪水預報、洪水調度、數據庫管理和成果上傳等功能。

由于近年汛期沒有大的降雨過程，沒有形成入庫洪水，因此也沒有做洪水預報。

東武仕水庫洪水調度系統的建成，使水庫的防汛工作如同有了“千里眼”和“順風耳”，能及時了解上游雨情、水情，預測未來天氣變化，做出洪水預報和調度方案，通過大屏幕投影顯示，經過專家會商，制定出調度方案，為防汛指揮部門提供決策依據。

4局域網辦公和投影會商系統

東武仕水庫局域網采用星型拓撲結構，共設39個信息端口，采用雙絞線為傳輸介質，客戶機——服務器工作方式。該系統總體布局合理，信息傳輸暢通，工作狀態穩定。

根據水庫各辦公室職能分配其各自權限，分別進行水庫信息化信息系統中共享數據的查詢。并通過局域網共享系統外設資源，如打印機、掃描儀等，實現文件共享服務、網絡信息發布、局域網通訊服務等，可按信息化建設進程分步實現財務電算化、人事勞資管理、物資管理、公文流轉、財務電算化等。

局域網通過寬帶連接至國際互聯網。投影會商系統以局域網為支撐，通過網絡可以將東武仕水庫的實時采集的水情、雨情、工情信息，上傳到上級防汛指揮部門進行處理、分析，通過專家會商，制定合理的調度方案，為防汛指揮部門提供決策依據。

5大壩及閘門安全監控系統

該系統是采用先進的電子科技手段，對遠端場景進行圖像傳輸，圖像記錄的安全技術防范和管理系統，達到能夠在監控中心遠程通過實時圖像直觀了解大壩、閘門、渠道的運行工況以及周圍環境。計算機數字監視系統是監控報警業界的新型產品，它采用視頻圖像數字化壓縮記錄的形式，采用高性能的工業計算機，增加攝像機圖像輸入路數，提高多畫面圖像的顯示速率、增加對云臺和鏡頭的控制等功能，配之以良好的人機交互界面，便構成了以計算機為核心的數字式監視報警系統。

三、結語

東武仕水庫自動化管理系統高效和適用的建設，有利于集中形成專業化的管理模式，有利于集中提高專業技術水平，提高工作效率，實現優化工作流程。

作者簡介：

閆明江，男，現任職于邯鄲市東武仕水庫管理處，電子工程專業，助理工程師。1999年7月大專畢業于河北職工大學計算機應用專業；2006年6月本科畢業于河北省科技大學計算機及應用專業。

戶冬榮，女，現任職于邯鄲市東武仕水庫管理處，農田水利專業，助理工程師。1998年7月中專畢業于永年職業技術教育學校農田水利專業；2002年7月大專畢業于河北省工程大學水文水資源專業；2004年12月本科畢業于河北省科技大學計算機及應用專業并取得學士學位。