水利工程自動化綜合系統運用簡述

王桂平

隨著信息技術的快速發展，水利工程建設過程中要求將安全監測、水情測報、水質監控、閘門監控、視頻監控等專業信息系統進行有效集合與管理，構建整體的信息管理系統，實現對各個子系統的實時監測與安全數據的有效分析，實現洪水預報、閘門調度計算以及監測資料分析等多個功能，因此自動化綜合系統的設計與運用在水利工程管理過程中起到顯著作用。

一、水利工程自動化綜合系統設計的功能分析

針對水利工程設計自動化信息管理系統，要求能夠滿足用戶的使用需求，能夠利用現代公共電信網絡，加強對水利信息的自動化建設，提升水利工程信息網絡管理效率。在對水利綜合信息進行自動化監控過程中,要求對水利工程的運行進行有效的信息管理，能夠與水利工程具體實際情況相結合，加強對工程運行監控、水文測報、辦公政務系統檢測、防汛抗旱信息檢測等多項系統數據體系的建設與運用，要求內部數據信息的建設層面具有良好的可操作性與共享性，在系統內部設計良好的人機交互界面。

二、優化水利工程自動化綜合系統的總體設計

在自動化綜合系統的總體設計過程中要求能夠考慮到多個層面，結合水利工程的多項工作流程，見圖1。建立通信網絡層、業務應用層、信息采集層、綜合數據層等多項體系結構，加強對系統的優化設計與開發，要求系統設計能夠滿足國家有關的標準體系與安全保障，設計良好的操作界面，提升系統設計的有效集成性，為信息系統設計提供良好的信息共享機制與統一管理機制。

在自動化綜合系統中從控制角度來說，將其分為RTU、LCU、MCU 等現地控制單元、遠程控制端、手動控制端與現地控制中心等，運用遠程控制端建立對控制中心的授權控制，構建系統控制邏輯結構，見圖2。

三、水利工程信息自動化綜合系統的功能設計

水利工程自動化信息系統的功能設計過程中要求運用系統控制邏輯，能夠有效監控現地控制單元、手動控制端、現地控制中心、遠程控制端，對水利工程運行的多個層面進行監控，實現對信息數據的有效集合管理。同時針對信息數據建立自動搜集功能，實現對傳感器的有效加工與傳送作業，對系統中的數據庫設備功能進行有效強化，以此實現對水利信息的統一綜合有效管理。為信息系統的運行建立統一的數據庫、操作平臺與操作界面，加強各個子系統之間的有效合成，實現各項水利信息資源的共享與統一，為水利系統運行提供必要支持。

在軟件系統設計過程中要求設計出豐富的表格界面與圖形表現形式，為用戶操作提供便利，為系統運行設計良好的可擴展性，充分利用網絡技術、傳感器、電子等對水利工程大壩進行全方位監測，針對水情測報與閘門控制等信息建立自動化監控管理系統，通過軟件的統一管理與設置進行信息資源的統一調度，管理人員不需要對軟件信息進行單獨操作。通過這種操作方式使得水利工程達到良好的工程管理效益。

四、水利工程自動化綜合系統運用

1.工程概況

將自動化綜合系統運用到某水利工程之中，某水利工程建設內容主要有左干渠龍海段、中干渠進水閘、南北港2 座攔河閘、節制閘、船閘等，在運用自動化綜合系統中主要進行閘門監控，并檢測流域水情、流量以及水質情況。水利工程的自動化綜合系統運用過程中要求建立工程系統、發布WEB 信息、設計系統數據庫、代碼實現、建立數據通信的交換形式，為水利工程運行提供必要的支撐。

2.建立工程系統

該水利工程系統設計過程中主要內容包括設計流域水情系統、安全監測系統、水質自動測報系統、閘門監控系統、工業電視系統。在水利工程管理過程中，在信息管理系統中要求能夠涵蓋這六個子系統，構成一套完整的自動化信息管理系統。要求結合用戶的需要，開發J2EE 語言、模塊開發技術、SQLServer2005 數據庫，針對信息數據建立采用C/S 結構，實時測控子系統，同時能夠分析計算水閘監測資料，并計算分析閘門調度方案與洪水預報，對水利工程的相關運行情況進行數據分析與統計。B/S 結構的運用能夠促進管理人員借助于綜合自動化信息管理系統，向外界提供信息瀏覽與查詢服務，實現對水利工程的有效運營管理。

圖1 系統總體結構圖

圖2 系統控制邏輯結構圖

綜合信息管理系統運行過程中要求設計統一的數據接口，實現對數據的有效采集與處理，針對水庫的水情、水質以及大壩安全監測等內容建立有效的數據接收體系。為系統運行提供統一的綜合數據管理庫，實現對各個子系統控制主機的現場更新，同時建立各個系統的測站配置、數據召測等多項功能。為降低故障率，采用模塊化的設計方式，模塊代碼獨立與核心代碼公用的處理方式，某一模塊發生故障并不會影響其他模塊的正常運行。使用VB 語言編寫綜合信息管理軟件。

3.發布WEB 信息

發布WEB 信息采用的是J2EE 結構，在對水利工程各項信息的采集與處理層面上主要是運用業務邏輯層、瀏覽器、數據層、表示層等結構。用戶可以在WEB 頁面進行信息查詢與展示，為管理人員提供有效的信息操作方式，加強管理人員對大量信息的可視化與人性化管理。

4.設計系統數據庫

在對信息數據的實時查詢、成果展示與數據信息利用方面主要是通過系統數據庫來實現的，重點體現在閘門運行調度、水情水質、水庫調度、水文水資源、計算方法、安全監測、模型、工程基礎等多種層面的數據庫。要求在數據庫設計過程中采用統一的數據管理方式，簽訂命令交換協議，同時針對數據管理方式建立實時數據交換平臺，建立專用數據的接口程序。以此實現對實時數據的交換、存儲以及查詢，實現水庫信息數據的共享，提升信息管理效率。

5.代碼實現

運用模塊化方式進行綜合信息管理軟件設計，采用模塊代碼獨立設計與核心代碼公用的設計方式，建立不同模塊之間獨立的運行方式，確保各個故障之間互不影響，以此降低故障發生率。為此在綜合信息管理體系中運用VB 語言編寫，采用B/S 結構與C/S 結構，以此優化系統信息的有效管理控制。

6.建立數據通信的交換形式

水利工程運行過程中建立測站和中心現地計算機的交換形式，此外還包括數據交換平臺、現地與數據庫的服務器、現地計算機、數據交換平臺與客戶端。針對數據管理建立有效的實時信息交換、入庫機制，針對數據流制定嚴格的命令交換協議與規范的管理流程。采用專項開發的數據交換平臺，使得各類實時數據能夠交換完成。采用專用的數據接口程序進行雨量、水位的安全檢測，建立數據信息的有效收集機制，并將收集到的數據信息錄入到系統之中，對大量的數據信息進行即時更新，將其體現在歷史數據庫之中。

使用數據庫進行數據查詢、信息發布，即時存儲各種基礎信息、成果，按照水利部或者國家有關部門的相關標準建立包涵水文水資源、工程基礎、水情水質等多種信息資源的數據庫，發揮數據庫對信息資源的支持作用。

7.系統運行效益

該水利工程運用自動化綜合系統之后，對水利工程的實際運行情況提供了有效的數據理論支持，實現了對水利相關數據的有效分析與運用。經過4年多的運行之后，在水利工程內部提升了其信息化管理水平，實現了對水利工程的實時監管，促進水利工程達到了良好的管理水平。

五、結語

綜合自動化管理系統在水利工程中的運用，實現了將各專業系統集合在統一的信息平臺之上。為實現有效的信息共享，要求解決通訊規約協調難與系統硬件接口差異的技術問題，從技術層面上優化水利工程管理，建立了良好有效的管理平臺，優化了水利工程運行，增加了水利工程的實用效益■