水利防汛智能化控制系統(tǒng)

張達(dá)東 錢剛 楊光艦

【摘要】一種水利防汛智能化控制系統(tǒng)，包括現(xiàn)場監(jiān)測模塊、監(jiān)測終端、監(jiān)測中心、控制中心和應(yīng)用中心，所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊、監(jiān)測終端、監(jiān)測中心、控制中心和應(yīng)用中心之間通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線依次連接，所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊包括水位檢測裝置和現(xiàn)場監(jiān)控裝置，所述應(yīng)用中心包括顯示模塊、報(bào)警模塊和閘門控制模塊。本實(shí)用新型的水利防汛智能化控制系統(tǒng)可用于水庫中，工作人員可在控制室內(nèi)觀看水庫內(nèi)水位、視頻的實(shí)時(shí)狀況，且能夠?qū)崿F(xiàn)險(xiǎn)情報(bào)警、閘門的自動控制，及時(shí)處理突發(fā)狀況。

【關(guān)鍵詞】水利防汛；智能化；控制系統(tǒng)

1、背景技術(shù)

我國是一個(gè)季風(fēng)性氣候的國家，在降雨量方面呈現(xiàn)出時(shí)間性和空間性的特點(diǎn)，一方面，由于我國地形因素影響，在地形劃分上，我國呈現(xiàn)三級階梯的地形特點(diǎn)，存在山地、丘陵、盆地等復(fù)雜地形，使得我國的降雨主要集中在東部和南方；另一方面由于熱帶季風(fēng)對我國的影響，我國的降雨量主要集中夏季，江淮流域甚至還有“梅雨”天氣，這使得我國在防汛工作中困難重重，洪澇災(zāi)害都集中在夏季。

水庫作為國家的重要資產(chǎn)，是一項(xiàng)重要的水利工程，除了發(fā)電、調(diào)節(jié)局部氣候的功能外，還有防汛泄洪的重要作用。隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和滿足地方性防汛抗旱的需求，水庫作為防汛抗旱中的重要手段發(fā)揮著它的巨大作用。在地形突出的山地地帶，水庫是保證上、下游人們生活重要依托，是人們在洪澇災(zāi)害面前生命財(cái)產(chǎn)的重要屏障。故而，現(xiàn)階段對水庫實(shí)行科學(xué)、安全、自動的管理，已是一個(gè)符合我國國情而又非常迫切的要求。

目前，大部分的水壩是通過人工現(xiàn)場監(jiān)控，且采用人工操作閘門的升降，通過這些方式很難達(dá)到良好的效果，且效率較低，不能完全保障大壩汛期的安全。

2、技術(shù)方案

本系統(tǒng)克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種水利防汛智能化控制系統(tǒng)，工作人員可通過監(jiān)測中心獲取水壩內(nèi)水位的現(xiàn)實(shí)狀況，在存在險(xiǎn)情的情況下，系統(tǒng)向外界發(fā)出警告，并實(shí)現(xiàn)對閘門控制，及時(shí)處理洪澇險(xiǎn)情。

一、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本系統(tǒng)采取的技術(shù)方案如下：

一種水利防汛智能化控制系統(tǒng)，包括現(xiàn)場監(jiān)測模塊、監(jiān)測終端、監(jiān)測中心、控制中心和應(yīng)用中心，所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊、監(jiān)測終端、監(jiān)測中心、控制中心和應(yīng)用中心之間通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線依次連接，所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊包括水位檢測裝置和現(xiàn)場監(jiān)控裝置，所述應(yīng)用中心包括顯示模塊、報(bào)警模塊和閘門控制模塊。

水位檢測裝置為超聲波水位計(jì)、雷達(dá)水位計(jì)或投入式水位計(jì)。

二、現(xiàn)場監(jiān)控裝置為工業(yè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)。

三、報(bào)警模塊包括報(bào)警燈和報(bào)警蜂鳴器。

四、閘門控制模塊包括閘門控制器和閘門。

水利防汛智能化控制系統(tǒng)，各部分的功能如下：所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊可獲取現(xiàn)場水位、視頻數(shù)據(jù)，所述監(jiān)控終端可采集現(xiàn)場監(jiān)測模塊獲得的數(shù)據(jù)和視頻信息，并傳送給檢測中心；所述監(jiān)控中心可對水位數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、生成必要的報(bào)表和曲線；所述控制中心當(dāng)水庫水位高于汛限水位時(shí)，可彈出提示框、顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)和視頻信息，向相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)，并通過閘門控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對閘門的自動控制。

3、有益效果

水利防汛智能化控制系統(tǒng)，適用于各種蓄水水庫，工作人員可直接獲取水壩內(nèi)水位、視頻等現(xiàn)場狀況，且該系統(tǒng)再高于汛限水位時(shí)會向外發(fā)出警告，并實(shí)現(xiàn)水庫閘門的自動控制，能及時(shí)處理突發(fā)狀況，可有效地控制水庫內(nèi)水位，保證水庫在汛期的安全。

4、推廣應(yīng)用

如圖所示，一種水利防汛智能化控制系統(tǒng)，現(xiàn)場監(jiān)測模塊、監(jiān)測終端、監(jiān)測中心、控制中心和應(yīng)用中心，現(xiàn)場監(jiān)測模塊、監(jiān)測終端、監(jiān)測中心、控制中心和應(yīng)用中心之間通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線依次連接。

現(xiàn)場監(jiān)測模塊可通過超聲波水位計(jì)和工業(yè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)獲取現(xiàn)場水位、視頻數(shù)據(jù)，所述監(jiān)控終端可采集現(xiàn)場監(jiān)測模塊獲得的數(shù)據(jù)和視頻信息，并傳送給檢測中心；所述監(jiān)控中心可對水位數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、生成必要的報(bào)表和曲線；所述控制中心當(dāng)水庫水位高于汛限水位時(shí)，可彈出提示框、顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)和視頻信息，啟動報(bào)警燈和報(bào)警蜂鳴器，向相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)，并通過閘門控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對閘門的自動控制。

目前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。水利系統(tǒng)的自動化控制還沒有推廣。此項(xiàng)技術(shù)可以推廣到水利各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，如防汛防旱、水土保持、農(nóng)田灌溉、水環(huán)境治理、水文預(yù)報(bào)、閘門起降、水利工程建設(shè)以及水利管理等。