智慧泵站平臺在水利工程中的應用

劉 威

（深圳市廣匯源環境水務有限公司，廣東 深圳 518000）

搭建智慧泵站平臺不僅能對水資源進行有效的調節，還能對一定范圍內的水資源容量、泵站附近的水質信息以及泵站的運行狀態進行實時監控，保障泵站周圍的基礎設施處于較好的運行狀態，提高區域內對水資源的管理能力，更好地發揮水利工程的作用。智慧泵站平臺的出現能夠對水資源實現更為精細化的管理。

1 水利工程管理中構建智慧泵站平臺的必要性

我國水資源豐富，但我國人均水資源占有量相對較低，且我國因為水資源調配不合理導致的水患也相對較多。人們在生活和工作的過程中缺乏節約用水的意識，使得可利用的水資源不斷被浪費。隨著當前我國經濟快速發展，對水資源的開發越來越多，所以迫切地需要相關部門加強對水資源的保護。

我國當前已經建設了一定規模的水利工程設施，初步具備對水資源加強管理的條件，能較好地協調區域內的水資源。水利工程的管理分為水資源的管理和人力資源的管理。同時，群眾積極參與水利工程的管理也尤為重要。加強對水資源的精細化管理，提高有關部門在水資源管理上決策的有效性，就需要實時獲取水資源的各項數據。智慧泵站是水資源各類數據采集平臺，通過搭載許多傳感器和攝像頭來收集數據，確保能夠將人、物進行連接，搭建一個泵站管理物聯網平臺。各個泵站之間可以通過互聯網系統實現數據交換，上位機對關鍵的數據進行實時監測，獲取到真實的數據，一旦出現數據異常會在第一時間進行報警，確保能夠獲取到水資源流量等各項參數。

2 水利工程管理中構建智慧泵站平臺的優勢

2.1 能夠做好水利工程的日常維保

通過智慧泵站平臺能夠明確區域內所有水利工程的各項信息，將水利工程項目的責任人和使用人及時公布，在具體的泵站做到責任劃分，提高對泵站的管理能力。在當前市場經濟不斷快速發展的過程中，發揮水利工程最大的價值，推動區域經濟的發展。存在著由鄉鎮或者是村委直接管理的水利工程項目，由于鄉鎮和村委對水利工程的日常維護認知不足，導致很多水利工程項目沒有按照既定的維保方案進行維修和保養，使得許多水利工程的設備處于超負荷工作狀態，很容易導致設備出現故障。這不僅會使水利工程無法正常地使用，還會嚴重縮短水利工程設備的使用壽命。

2.2 做好區域內水資源調度，發揮水資源的價值

由于農村的水利工程項目分布較為分散，并且各個區域內的信息無法及時傳播，使各個區域的水利信息數據不能實現共享，將不利于區域內的水資源的調度。傳統的水利工程項目監管相對較難，所需要投入的費用相對較多，在搭建智慧泵站平臺以后，可以將區域內的水利工程項目進行統一管理，確保區域內的水利工程保持有效的運行。通過對各個區域的水利工程項目的信息收集，能充分地了解各個區域內在不同時間的用水情況以及水位情況，通過對預判區域用水情況和儲備情況，及時地做好區域內水資源的調度，保障區域內水資源的充沛，避免區域內水資源過多或過少的現象，這對發揮水資源的經濟價值有著很大的幫助。

3 水利工程管理中構建智慧泵站平臺的意義

智慧泵站平臺能夠實現各個泵站之間的數據實時交互，提高區域泵站對水資源管理的效率，準確及時地收集到水資源的各項參數。各個區域的泵站通過互聯網進行數據交換，可以充分地了解各個區域的水位及水質信息，從而提高工作人員管理水資源的能力。

全新的水資源管理工具將會不斷改變工作人員的管理思想，提高對水資源的管理效率，推動區域內水資源的現代化管理進程，使得水利工程能夠發揮更大的經濟價值。智慧泵站平臺能夠將各個泵站的數據進行及時的交互，為管理人員進行水資源管理提供數據支撐，提高各個泵站之間的相互協調能力。通過各個區域泵站數據的反饋，能夠及時地調整區域內的水位深淺，提高水資源管理的精細化程度，一旦出現水位異常的情況，可以通過智慧泵站管理平臺及時地實施應急預案，做好區域內的抗洪搶險工作和水資源協調工作。

4 水利工程管理中構建智慧泵站平臺的應用

構建智能泵站平臺，需要傳感器、網絡設備、攝像頭等設備，把人與人、物與物、人與物互相聯系起來，構建成一物聯網，智能泵站平臺應用示意圖如圖1所示。

智能平臺分為現場控制層、傳輸層和應用層，各層功能不同。現場控制層是指各泵站的現場操作站，其主要功能是執行指令和數據傳輸。傳輸層是指云服務器，它是一種簡單、高效、安全可靠、處理能力強的技術服務器，它為用戶和企業提供基于互聯網的數據計算、存儲、在線備份等服務，將水文信息傳送到監控中心和調度中心，并將中心指令傳送到現場控制層。應用層包括企業遠程業務監控中心、企業控制中心、水利部門調度中心、工程師站和移動應用終端APP，主要實現遠程數據分析并給出相應的指令，要求界面友好，操作簡單。

圖1 智慧泵站平臺應用示意圖

現場操作站配置包括視頻監控系統、自動控制系統、水質監控系統、機組運行狀態監控系統等。通過移動APP登錄視頻監控系統，實時觀看現場。自動控制系統由下位機和上位機組成，上位機是操作層，下位機是執行層。上位機主要是組態界面，包括參數設置和操作按鈕、記錄報警和歷史數據以及水利工程3D模型，實時顯示泵站的運行情況。下位機的具體功能是控制相關的自動化設備，如閘門、電動閥、水泵等；傳輸各種傳感器信號，包括設備溫度（如定子溫度、軸承溫度）、上下游水位、流量、設備電壓等；啟動自動保護裝置，如超溫停機、過載停機等，實現閘門與泵的連鎖控制。水質監測系統可實時監測現有水質，實時提供區域水質狀況，并傳輸至智能平臺中心，實現區域調水，實現死水變活水。運行狀態監測系統主要監測水泵機組是否正常工作，實現預警功能，最大限度地減少損失，在每臺電機上安裝多個振動傳感器，采集機組的振動數據并傳送到平臺上，后臺對數據進行分析處理，并將結果反饋給現場上位機，管理者可以利用移動終端設備遠程監控水泵機組的運行狀態。智能泵站平臺實現人與人、物與物、人與物的連接，實現數據共享，提供實時數據與場景預測、異常預警與故障診斷、綜合調度、智能流量控制等參數，推進水利工程公眾參與和社會管理，實現決策公開、透明、科學。但目前許多水利工程設備陳舊，控制水平不高，如部分地區的電灌站尚未實現自動化控制，不能滿足農田灌溉自動化、信息化、智能化的發展需要。

在打造智慧泵站平臺系統時，應將水利工程的設備自動化控制等內容納入進來，實現從底層到應用層一條龍服務。例如在將農村電動灌溉站納入智慧泵站管理平臺時，應首先對泵站進行設備管理，裝上符合要求的傳感器以及網絡接收器等。但由于存在改造升級的費用相對較高，且當前智慧泵站的管理方式沒有得到普遍的認同，泵站的改造情況往往無法達到預期的效果，所以沒有真正得到落實。

各個區域的水利工程沒有引起足夠的重視以及對泵站的管理相對寬松，使得各個泵站連接成為一個網絡的難度相對較大，很難建立起統一的泵站監控中心。所以在推動智慧泵站平臺發展的時候，應當打造一個示范智慧泵站管理樣板，通過對該泵站進行智慧化改造，將改造以后的結果進行傳播，推動政府相關管理部門與企業相互聯手，打造區域的智慧泵站平臺，確保各個泵站的信息都能夠及時的相互傳遞，信息管理中心能夠通過對泵站反饋的數據進行水資源管控，實現區域內的水資源協調，在最大程度上發揮水資源的經濟價值。

5 結束語

搭建智慧泵站平臺對區域內的水資源進行管理是互聯網時代水利工程的現代化管理方向。便捷的通信技術為智慧泵站的搭建提供了技術支撐，通過智慧泵站平臺，工作人員可以便捷地獲取相應的數據，并對獲取的數據進行分析，提高管理的有效性，有針對性地解決當前水資源管理所存在的弊端。當前泵站的管理沒有引起有關部門的足夠重視，使得區域內的水資源往往無法有效地發揮作用，所以加強對水資源的精細化管理非常必要，需要在各個區域內搭建對應的泵站管理系統。將智慧泵站的管理優勢充分地展示出來，能夠有效帶動其他區域對泵站的管理。通過實現農田灌溉泵站自動化管理，搭建區域管理中心，實時了解區域內的水資源分布，及時向調度中心反饋用水需求，從而更好地發揮水資源的作用。