一體化測控智能閘門在灌區中的應用

鄭少慧

摘 要：現階段，隨著社會的發展，我國的科學技術的發展也有了很大的提高，對現代化建設的發展也有了很大的推動作用。一體化測控智能閘門是集精確計量、精準控制、遠程實時管控于一體的自動化計量灌溉設備。為增強渠道和口門智能化控制能力，提高灌區信息化管理水平，在兩處閘站分水洞試點安裝了一體化測控智能閘門，經過功能測試，閘門性能良好、安全可靠。這一試點，對推進灌區地處偏遠、條件較差的口門實現“可視、可傳、可量、可控”的規劃要求和推動灌區管理機制改革、水價綜合改革具有重要意義。

關鍵詞：一體化測控;智能閘門;灌區;應用

引言

控制系統的性能評價是近年來的研究熱點之一。如何合理地評價一個工程控制系統的性能，對控制系統進行合理的維護是十分有意義的。1989年Harris提出了用最小方差控制（MVC）來評價單回路控制系統的性能，即通過比較當前控制系統輸出響應的方差與理想的最小方差，來判定控制系統性能的優劣。

1系統研究內容概述

灌區管理信息系統實現的研究內容有：

1） 數據采集與監控系統建設：對信息采集系統的完善與整合，提高時效、增強能力、豐富內容、提高系統整體利用率，形成綜合信息采集系統;

2） 網絡與通信系統建設：在現有基礎上，進一步完善覆蓋灌區的骨干網絡，進一步加大帶寬，更新網絡傳輸設備，建成符合實際需要的、高效的、實時的信息傳輸通道，為各類應用系統提供可靠的基礎數據傳輸保證。擴充網絡覆蓋面和傳輸能力以適應大容量高速率的信息傳輸要求，特別是多媒體信息的傳輸要求;遠期隨著技術的進步，不斷擴充網絡的覆蓋面，優化網絡結構，提升網絡的傳輸能力、可靠性和安全性，使其能全面滿足灌區信息自動化的實際傳輸需求;

3） 數據中心建設：基本完成數據中心的建設，將所有灌區信息數據統一存儲，真正實現數據資源的共享，為各類應用子系統提供可靠的數據支撐，建設內容主要包括數據庫部署、數據庫管理系統、數據維護系統等建設;進一步完善數據中心建設，完成數據目錄服務體系、數據訪問中間件和數據交換系統的建設;最終全面完成數據中心建設，為灌區信息自動化提供全面支撐;

4） 業務應用系統建設：以灌區綜合數據庫建設為重點，初步滿足業務應用需求;進一步完善已建系統，全面開展其他各類業務應用系統建設，基本建成各類業務應用;以全面實現灌區信息自動化管理為目標，全方位提高灌區信息自動化水平。

2灌區現代化建設的基本原則

現代化灌區建設要找準中心，盡管各個灌區之間灌區建設發展方向的訴求有所不同，但是現代化灌區建設要抓住“現代化”這個中心。要提高灌區整體建設標準，提高灌區水資源利用率。通過整合水利資金投入，平整灌區土地、優化灌區渠道，配套灌區調水配水量水建筑物，提高設計標準，調整治水思路，全面推進水利科技含量，以水利信息化促進水利現代化，加強體制創新配套，在管理手段等各個方面實現質的飛躍。

建設現代化灌區要與當地的社會經濟發展進程向適應協調，當地經濟社會實現現代化是灌區實現現代化的基礎，培養適應灌區現代管理的人才隊伍實現灌區現代化才有保障。整體推進，突出重點，在整體推進灌區現代化進程的同時，突出利用物聯網、新材料等技術手段，在灌區調配水方面實現一個突破，以點帶面達到灌區現代化的整體實現。循序漸進，適度超前，隨著社會經濟的發展，灌區現代化是個循序漸進的過程，在這個基礎要，灌區的設計與建設要適度超前，具有一定的預見性，既滿足當前的實際，又要兼顧長遠。

3應用措施分析淺析

3.1國內外智能閘門對比

根據灌區建設需求，對國內外一體化智能閘門進行了調研對比。總的看，國外農業灌溉已經廣泛應用物聯網技術，管理理念先進，技術先進，設備先進，部分灌區已經實現了數字化管理。如果采用國外設備，將面臨設備價格高、供貨周期長、后期配套服務跟不上等問題。同時，要將關系國計民生的農業生產數據的管理、存儲、分析依托國外，由此帶來極高的安全風險。近幾年，國內一體化智能閘門技術飛速發展，科技水平、智能管理等已經達到或接近國際水平。

3.2JSP技術介紹

JSP是SUN公司于1996年6月推出的新技術，是基于Java Servlet以及整個Java體系的Web開發技術，是Servlet API的擴展。JSP是當前應用最多的開發動態網頁交互的Web應用技術之一，利用JSP技術可以建立先進、安全和跨平臺的動態網站，JSP的最新版本為2.1。JSP支持XML標準，它為創建顯示動態生成內容的Web頁面提供了一個簡潔而快速的方法。JSP技術使構造基于Web的應用更加容易和快捷，并且這些應用能夠與各種Web服務器、應用服務器、瀏覽器和開發工具共同工作。

3.3GIS地理信息系統

GIS地理信息作為一種基礎的空間信息在灌區信息自動化過程中有迫切需求。灌區的信息自動化是在一定的地理環境下進行的，需要以基礎地理信息和電子地圖為基礎。基礎地理信息主要包括電子地圖、數字地形、數字地名、大地數據、數字高程模型和遙感影像等，以多尺度、多數據源、多時態空間覆蓋基礎地理信息。

灌區GIS地理信息系統主要利用WebGIS和模型實現對灌區信息數據基于地圖和地理位置進行查詢、統計、匯總等，并能進行對各種數據分析計算，并將結果可視化表達和以表格、圖形方式輸出;可以根據業務規則，對超過正常范圍的信息，發出預警消息，通過圖像閃爍、聲音等途徑對預警信息進行特殊展示，為領導及時有效地做出正確的決策提供輔助支持。

WebGIS系統采用了ESRI公司的ArcGIS Server作為GIS服務器平臺。ArcGIS Server是一個發布企業級GIS應用程序的綜合平臺，提供了創建和配置GIS應用程序和服務的框架，可以滿足各種客戶端的各種需求。

3.4實現辦公自動化，使灌區管理工作正統化、高效化、節約化

此外，為實現灌區渠系量水、動態配水以及水費征收等用水管理信息自動化，首先需要利用計算機及網絡系統，分析采集到的土壤、氣象、作物需用水狀況等信息，結合灌區蓄水、配水、輸水能力等方面，制定作物灌溉制度和用水計劃。在實施灌溉的過程中，管理系統還應該根據采集到的各項信息的變化及時調整用水計劃。進而實現對灌區水源及土壤分布、作物需水量、渠系配水結構等進行合理配置，優化調度。由于許多灌區設施安裝在野外，地理環境、氣象環境對設備的要求較高，尤其對防雨、防雷、防冰、防沙等環節尤為多加考量。所以，設備需要簡潔、實用、抗破壞等特性。例如，對大量偏遠測流點，需實現水位的采集與存儲，考慮環境的限制（主要包括交通和能源等方面），記錄儀表需具備無電工作狀態，以便完成長時間對灌溉用水計量統計的工作;對有電力供應的重要閘口，需實現渠道過流量的實時傳送，根據實際部署，多利用網絡技術、VPN技術、加密防病毒技術等，使系統具備實時、安全、開放、可靠、易擴展等特點。

結語：

本文就我國灌區灌溉管理和信息化建設的現狀，灌區管理信息系統的設計，灌區管理信息系統的實現，并以江蘇省淮安洪金灌區為例做論述。在灌區管理中實現信息化、自動化、智能化管理，是時代的要求，也是推動水利事業的信息化發展。灌區管理信息化已經得以應用實現，但是其中還有些環節不夠完善，有待改進的地方依然存在，隨著技術的發展，網絡的普及，以及使用者的要求的提高，在今后的工作中，還需要進一步完善系統，擴大系統功能，提高開發效率，降低開發的成本。實現對水的合理利用，避免不必要的浪費，做好為人們服務工作。

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