無線通訊技術在水利水電自動化系統中的科學運用

楊超

[摘? ? 要]水利水電自動化系統的基本功能是自動監測水利水電設施運行，對于水利水電基礎設施的運行數據信息進行實時的反饋處理，充分保證水利水電基礎設施的功能得以實現。目前無線通訊的自動化技術手段已經被廣泛運用于水利水電系統工程，體現了無線通訊技術在節約水利水電系統運行資源、降低水利水電工程事故隱患以及提升水利水電基礎設施運行效益層面上的必要性。因此，目前針對水利水電自動化系統應當予以完善調整，結合無線通訊的網絡信息化手段來改進水利水電項目的自動化運行管理方式。

[關鍵詞]無線通訊技術;水利水電自動化系統;科學運用要點

[中圖分類號]TM76;TP18 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

Scientific Application of Wireless Communication Technology?in Water Conservancy and Hydropower Automation System

Yang Chao

[Abstract]The basic function of a water conservancy and hydropower automation system is to automatically monitor the operation of water conservancy and hydropower facilities， and to perform real-time feedback processing on the operation data information of the water conservancy and hydropower infrastructure to fully ensure the good use of the water conservancy and hydropower infrastructure. Under the current status quo， the automation technology of wireless communication has been widely used in water conservancy and hydropower system engineering， reflecting the use of wireless communication technology in saving water conservancy and hydropower system operating resources， reducing hidden dangers of water conservancy and hydropower engineering accidents， and improving the efficiency of water conservancy and hydropower infrastructure operations. On the necessity. Therefore， the current water conservancy and hydropower automation system should be perfected and adjusted， combined with wireless communication network information means to improve the automatic operation and management of water conservancy and hydropower projects.

[Keywords]wireless communication technology;water conservancy and hydropower automation system;key points of scientific application

無線通訊技術的關鍵特征就是運用無線通訊網絡來連接各個系統組成部分，進而達到準確與實時傳遞無線網絡通訊數據的目標，對于傳輸與處理通訊數據的資源成本進行有效的節約。水利水電自動化系統具有連接水利水電基礎設施各個部位的重要功能，自動化的設備運行管理系統可以將實時的水利水電工程運行數據傳輸給網絡控制中心，以便于工程管理部門給出準確與科學的管理決策。由此能夠得出，水利水電工程的自動化系統依靠無線通訊設施用于系統運行支撐，旨在合理節約水利水電工程通訊成本，改進水利水電自動化系統的運行功能。

1 無線通訊技術的特征與種類

1.1 無線網橋與擴頻微波技術

無線網橋通訊技術結合了有線網橋以及無線射頻兩種關鍵傳輸技術模式，無線網橋的信息傳輸模式是運用點對點地傳輸遠距離數據方式來保證網絡通訊過程暢通，因此在根本上優化了有線網橋的傳統通訊傳輸模式^[1]。無線網橋技術的運行實現過程并不需要配備天線，其主要依靠自動式的轉發數據以及存儲數據設備來進行全過程的遠程數據傳輸處理操作，從而表現出優良的網絡傳輸抗干擾特性^[2]。

擴頻微波無線通訊傳輸模式屬于非常關鍵的網絡傳輸輔助技術手段，擴頻微波的無線傳輸平臺基本特征就是多地址傳輸，有效保證了多路徑的干擾波能夠被抵抗，并且可以達到優良的組網性以及數據保密性。在目前的技術演進與轉型背景下，擴頻微波網絡已經覆蓋于較廣的范圍面積，尤其適合戶外空曠區域的數據信息傳輸。

1.2 數傳電臺技術

數傳電臺無線通訊手段比較適合運用于多點通訊的特殊網絡通訊環境，在連接網絡傳輸通訊終端的前提下運用標準接口來傳遞數據，確保實現傳輸過程的透明化與實時性目標。現階段的數傳電臺無線通訊系統平臺已經延伸至30km的信息傳輸距離，確?？刂圃? 300 kbit的信號傳輸速度范圍內，因此達到了縮小電臺裝置體積、提升接收信息敏銳程度以及增強網絡抗干擾性的目標。

1.3 短波通訊技術

對于30MHz以內波段的較短無線電波在進行傳輸與接收的全過程中，技術人員目前重點選擇運用短波通訊處理技術。作為遠程通訊網絡中的關鍵通訊手段，短波通訊技術可以覆蓋于戈壁地區、山區丘陵地帶以及海洋地區，有效彌補了超短波的傳輸數據模式缺陷。并且，短波通訊方式不會受到有源傳輸樞紐的限制與約束，即便在突發災害的情況下也可正常實現通訊傳輸操作。

1.4 衛星通訊技術

衛星通訊技術的重要特征就是運用衛星中繼系統來連接各個無線通信站點，充分保證了無線通訊系統達到較大的網絡信息傳輸容量，并且確保了可靠與穩定的通訊數據信號傳輸效果。早在20世紀末，衛星通訊平臺技術手段就已得到推廣普及，現階段的衛星通訊網絡平臺已經趨向于成熟，能夠連接多個不同區域地點的網絡通訊地址^[3]。

2 水利水電自動化系統的無線通訊總體結構設計

對于水利水電大型基礎設施系統來講，自動化控制系統的總體設計思路在于實時監測水質數據與水情信息，并且將以上數據與信息準確反饋給大型基礎設施的網絡控制終端，確保工程值守人員能全面掌控水利水電基礎設施的安全運行狀況^[4]。具體在針對無線通訊系統的總體網絡結構進行設計時，主要應當將無線通訊系統劃分為遠程閘門控制系統、數據傳感與自動采集系統、監測水庫運行狀況的系統、監控防汛工作狀況的系統等。

水利水電自動化系統中的無線通訊網絡重點應當包含自動監測水位、水質與雨量的網絡監測站點，并且還要包含自動監測大壩變形與大壩滲流的網絡站點。在視頻監測系統的動態控制作用下，無線通訊組網能夠確保完整覆蓋于水利水電大壩建筑部位，對于水質變化情況以及壩體損壞風險因素都能進行實時性的傳感監測工作，依靠遠程傳輸的路徑與方式來發送數據信息。

3 無線通訊技術在水利水電自動化系統中的具體運用實現要點

3.1 自動監控泵站與閘門運行

無線通訊網絡設有各個終端的無線通訊基礎設備模塊，運用網絡信息中心來連接各個不同區域的系統工作站。在此前提下，無線通訊的網絡智能化監測設備可以用來自動感知與探測水情信息，對于潛在性的水利水電基礎設施運行安全隱患都能準確進行識別，可據此給出可行的改進建議方案。具體針對水利水電基礎設施中的泵站系統以及閘門系統，在全面開展自動運行監測的實踐中，系統信息中心應當能夠實時接收來自于各個終端的泵站運行數據，及時查找存在運行安全風險因素的泵站系統組成部分，對此進行必要的維修與保養。

水利水電閘門的自動傳感監測系統具有實時監控閘門運行狀況的作用，對于水利水電的基礎設施閘門部位可以做到準確識別閘門功能失靈風險，提醒系統值守人員對此實施必要的維修。技術人員對于通訊傳感監測模式主要可以設計為GPRS模式，確保傳感系統模塊能自動感知閘門下降上升、閘門開啟與閉合的角度數據，以便于網絡監測中心給出合理的應對措施^[5]。

3.2 連接系統控制中心與監測站

閘門位置傳感器、水質與水位傳感器等關鍵性的系統監測模塊都要直接連接于系統控制中心，充分保證系統控制中心能夠實時接收全方位的傳感數據信息，據此給出水利水電項目的運行監管決策^[6]。為了實現以上的自動化監測功能與目標，那么最關鍵的無線通訊技術手段就是連接系統控制中心與各個監測站。系統控制中心在準確感知水利水電設施運行數據的前提下，系統監測站應當能夠給出節約系統運行資源以及延長水利水電設施使用年限的科學方案。

除此以外，全面連接系統控制中心與系統監測站的方式還能達到實時查找水利水電工程安全隱患的效果。例如，針對混凝土結構的水利水電基礎建筑設施而言，無線通訊系統的重要價值在于監測混凝土的安全性能缺陷。水利施工技術人員對于存在變化的空間環境因素應當運用信息化手段加以監測，從而選擇合理與科學的施工技術手段來進行應對。水利施工企業務必保證水利工程建筑達到建筑使用性能的良好程度標準，確保在根本上預防水利施工中的安全事故后果，督促水利施工人員嚴格遵守水利工程建筑安全施工準則?；炷亮芽p的誘發原因包含很多種，技術人員針對外界氣候的變化因素應當實時進行監測，準確傳遞數據與信息。水利施工技術人員針對水利工程項目在擴大建設施工規模的同時，應當嚴格防控外界氣候條件改變引發的混凝土水利水電基礎設施裂縫隱患。

3.3 全面采集視頻監控數據與信息

動態化與智能化的視頻監控技術手段應當完整貫穿于水利水電的基礎設施運行使用過程，切實保證水利水電的基礎設施運行數據與信息都能夠納入到視頻監控系統范圍內。水利水電自動化運行管理的負責人員應當準確判斷無線通訊數據內容，對于動態無線視頻通訊傳輸信息進行實時性的收集。系統管理人員只有做到了全面與完整地采集水利水電設施運行數據，才能有效查找水利水電大型設施各個部位的安全風險，及時調整現有的水利水電項目工程運行方式。近些年以來，工程管理人員針對水利工程灌區正在嘗試引進視頻數據采集與監控設施，旨在全面監測灌區水位波動情況。

例如，對于水利水電基礎設施的施工建設過程來講，運用無線通訊的自動化控制技術手段可以確保實時傳遞施工數據信息，切實杜絕水利水電的基礎設施存在工程質量缺陷。信息化技術平臺將會增進水利施工人員之間的交流溝通，有益于水利水電施工項目的順利推進。水利水電項目的監理部門以及施工企業都要積極運用信息技術平臺，運用立體化的信息技術模型來查找水利水電項目施工的安全隱患，及時彌補水利水電施工中的質量安全缺陷。工程監理部門應當運用信息化技術平臺來溝通與監督施工操作人員，培養水利水電施工人員的質量安全意識。水利水電施工建設項目具有復雜性與緊迫性的特征，水利水電施工企業務必做到正確認識水利水電施工質量保障的意義，避免水利水電項目施工企業存在過度重視水利施工工期以及施工成本的傾向。工程監理部門針對水利水電的大規模建設項目應當嚴格把控項目施工質量，認真督促水利水電施工負責人員履行工程質量保障的義務與責任。

4 結束語

經過分析可見，水利水電自動化系統重點應當包含無線網橋通訊技術、擴頻微波通訊技術、數傳電臺技術、短波通訊以及衛星通訊技術等?，F階段的水利水電大型公共基礎設施包含多層面的工程運行功能，水利水電項目建設與運行的基本宗旨在于保障供電安全，提升水利水電大型建筑設施的使用效益。在此基礎上，技術人員針對水利水電自動化的無線通訊系統必須要展開合理科學的系統優化設計，確保做到實時采集與監控水利水電通訊網絡數據，增強水利水電管理部門針對水利水電項目的運行使用全過程的監管控制能力。

參考文獻

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