物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在犬木塘水庫(kù)工程中的應(yīng)用

陽(yáng)建平，劉佳偉

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

1 犬木塘水庫(kù)工程項(xiàng)目介紹

犬木塘水庫(kù)工程樞紐位于邵陽(yáng)市境內(nèi)資水中上游，水庫(kù)總庫(kù)容為1.4 億m3，興利庫(kù)容為3 600 萬(wàn)m3。設(shè)計(jì)灌溉面積為121.7 萬(wàn)畝，年均引水量為3.16 億m3。項(xiàng)目總投資103 億元，是目前湖南省投資最大的公益性水利工程。

犬木塘水庫(kù)工程是國(guó)家172 項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一，也是解決衡邵干旱走廊水資源短缺問(wèn)題的關(guān)鍵工程。該工程以灌溉為主，結(jié)合城鄉(xiāng)供水，兼顧灌區(qū)水生態(tài)環(huán)境改善以及航運(yùn)、發(fā)電等綜合利用。工程投用后，將有效發(fā)揮提洪屯蓄、調(diào)峰補(bǔ)枯的作用，潤(rùn)澤分流至衡邵干旱走廊地帶，惠及邵陽(yáng)、衡陽(yáng)、永州、婁底4市9 個(gè)縣區(qū)，將產(chǎn)生良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

犬木塘水庫(kù)工程項(xiàng)目的建設(shè)管理和運(yùn)營(yíng)等工作由湖南省水利發(fā)展投資有限公司負(fù)責(zé)，經(jīng)過(guò)前期的協(xié)調(diào)推進(jìn)，該項(xiàng)目已于2020 年5 月18 日正式批復(fù)投建，規(guī)劃建設(shè)總工期為60 個(gè)月。目前犬木塘工程樞紐項(xiàng)目正有序推進(jìn)，二期圍堰工程已順利完成合龍等任務(wù)，見(jiàn)圖1。

圖1 犬木塘水庫(kù)樞紐工程效果圖

2 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基礎(chǔ)分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)總體介紹

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在智慧水利中得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是基于數(shù)據(jù)的感知、數(shù)據(jù)的傳輸基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、處理、管理以及對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的智能管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)不同的水利場(chǎng)景下數(shù)據(jù)的精細(xì)化管理和設(shè)備的智能控制，極大地提高了水利信息化水平。

具體來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)起著承上啟下的聯(lián)接“紐帶”作用。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向下聯(lián)結(jié)海量設(shè)備，具備數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量、處理異常數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)上報(bào)數(shù)據(jù)等功能；向上聯(lián)接系統(tǒng)端，通過(guò)調(diào)用API 將指令下發(fā)至設(shè)備端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制設(shè)備的功能。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能介紹

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要功能包括數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、運(yùn)行運(yùn)維、遠(yuǎn)程操作、報(bào)文管理等功能。通過(guò)對(duì)水資源、防汛、水質(zhì)、河長(zhǎng)制等不同監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接收，對(duì)數(shù)據(jù)接收協(xié)議和相關(guān)傳輸協(xié)議的約定，對(duì)數(shù)據(jù)解析進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)不同廠家、不同數(shù)據(jù)協(xié)議下數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接收、存儲(chǔ)及入庫(kù)，便于用戶(hù)快速、準(zhǔn)確查詢(xún)到水位、流量、水質(zhì)、地下水、水閘等數(shù)據(jù)的上報(bào)情況、及時(shí)展開(kāi)對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)的召測(cè)、實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制等目的。

數(shù)據(jù)查詢(xún)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備工況和原始報(bào)文進(jìn)行查詢(xún)的功能；數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)對(duì)接入數(shù)據(jù)量的統(tǒng)計(jì)、異常數(shù)據(jù)處理等功能；運(yùn)行運(yùn)維實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的分析、對(duì)運(yùn)維單位的統(tǒng)計(jì)分析、對(duì)運(yùn)維工單的管理等功能；遠(yuǎn)程操作實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)站遠(yuǎn)程控制和操作等功能；報(bào)文管理實(shí)現(xiàn)對(duì)原始報(bào)文及對(duì)應(yīng)上報(bào)時(shí)間、測(cè)站名稱(chēng)、測(cè)站編碼等進(jìn)行管理的功能，見(jiàn)圖2。

3 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在犬木塘水庫(kù)工程中的應(yīng)用構(gòu)想

目前犬木塘水庫(kù)工程已開(kāi)展了安全方面的監(jiān)測(cè)工作，涉及多個(gè)廠家和各種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)設(shè)備，在犬木塘水庫(kù)工程實(shí)現(xiàn)智慧管理和智慧運(yùn)維的過(guò)程中，還將涉及水情、雨情、水質(zhì)等多個(gè)方面的監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、監(jiān)測(cè)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制是非常必要且可行的。

3.1 犬木塘水庫(kù)工程物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)揮的作用

本次構(gòu)想建設(shè)的犬木塘水庫(kù)工程物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基于水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開(kāi)發(fā)，可滿足犬木塘水庫(kù)工程水位、雨量、流量、含沙量等多類(lèi)監(jiān)測(cè)信息的接入、采集、傳輸、處理、入庫(kù)，并具備數(shù)據(jù)兼容和擴(kuò)容的能力。

在建設(shè)過(guò)程中，除了對(duì)已有的數(shù)據(jù)接收約定、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)解析協(xié)議等進(jìn)行完善，還可對(duì)多種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)展示，實(shí)現(xiàn)對(duì)犬木塘水庫(kù)工程多類(lèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接收管理。

3.2 犬木塘水庫(kù)工程物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的功能和界面設(shè)計(jì)

犬木塘水庫(kù)工程物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)由數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、運(yùn)行運(yùn)維、遠(yuǎn)程操作、基礎(chǔ)信息等模塊組成。

3.2.1 數(shù)據(jù)查詢(xún)

數(shù)據(jù)查詢(xún)可提供犬木塘水庫(kù)水位、流量、水質(zhì)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢(xún)功能，工作人員可根據(jù)測(cè)站名稱(chēng)、承建單位、時(shí)間點(diǎn)等關(guān)鍵信息的檢索，查詢(xún)到當(dāng)前測(cè)站的承建商、測(cè)站名稱(chēng)、測(cè)站編碼、水位、流量、水質(zhì)以及數(shù)據(jù)最新更新時(shí)間等信息，見(jiàn)圖3。

圖3 數(shù)據(jù)查詢(xún)界面圖

3.2.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量

數(shù)據(jù)質(zhì)量包括數(shù)據(jù)到報(bào)統(tǒng)計(jì)、異常數(shù)據(jù)處理等功能，其中數(shù)據(jù)到報(bào)統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)上報(bào)日期、應(yīng)報(bào)記錄數(shù)、實(shí)報(bào)記錄數(shù)、到報(bào)率等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息，異常數(shù)據(jù)處理提供監(jiān)測(cè)站編碼、監(jiān)測(cè)站名稱(chēng)、監(jiān)測(cè)站異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)信息，方便管理者和工作人員及時(shí)了解測(cè)站數(shù)據(jù)的傳輸情況以及傳輸數(shù)據(jù)的正確率等，見(jiàn)圖4。

圖4 數(shù)據(jù)質(zhì)量界面圖

3.2.3 運(yùn)行運(yùn)維

運(yùn)行運(yùn)維可以實(shí)現(xiàn)對(duì)犬木塘水庫(kù)工程所有測(cè)站運(yùn)行和維護(hù)的全面管理，具體包括運(yùn)維工單管理、運(yùn)維記錄查詢(xún)、運(yùn)維單位統(tǒng)計(jì)分析等模塊。其中運(yùn)維工單管理可提供異常測(cè)站名稱(chēng)以及對(duì)應(yīng)異常測(cè)站編碼、故障類(lèi)型、運(yùn)維單位、最新故障時(shí)間、工單狀態(tài)等數(shù)據(jù)；運(yùn)維記錄查詢(xún)可提供異常測(cè)站名稱(chēng)以及對(duì)應(yīng)異常測(cè)站編碼、故障類(lèi)型、運(yùn)維單位、運(yùn)維次數(shù)、運(yùn)維時(shí)間等數(shù)據(jù)；運(yùn)維單位統(tǒng)計(jì)分析可提供監(jiān)測(cè)點(diǎn)名稱(chēng)及對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)編碼、運(yùn)維單位、統(tǒng)計(jì)時(shí)間、實(shí)報(bào)數(shù)、應(yīng)報(bào)數(shù)、上報(bào)率等數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖5。

圖5 運(yùn)行運(yùn)維界面圖

3.2.4 遠(yuǎn)程操作

通過(guò)遠(yuǎn)程控制指令的設(shè)置、指令的下達(dá)，遠(yuǎn)程操作可實(shí)現(xiàn)對(duì)犬木塘水庫(kù)所有測(cè)站的遠(yuǎn)程操作和管理的功能。可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)查看到要管理的測(cè)站名稱(chēng)及對(duì)應(yīng)的測(cè)站編碼、行政區(qū)、承建單位、在線狀態(tài)等數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖6。

圖6 遠(yuǎn)程操作界面圖

3.2.5 原始報(bào)文

原始報(bào)文提供所在測(cè)站名稱(chēng)、報(bào)文上報(bào)時(shí)間以及報(bào)文具體內(nèi)容等數(shù)據(jù)信息，供工作人員快速了解到所要查找報(bào)文的相關(guān)信息，見(jiàn)圖7。

圖7 原始報(bào)文界面圖

4 結(jié) 語(yǔ)

本文初步構(gòu)想了物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在犬木塘水庫(kù)工程中的應(yīng)用，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)如何在水利工程中發(fā)揮其紐帶作用進(jìn)行了闡述，并重點(diǎn)從功能應(yīng)用入手，將數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程控制等功能進(jìn)行了詳細(xì)的闡釋。在未來(lái)的建設(shè)過(guò)程中，還可進(jìn)行更多的探索和嘗試，以期更好地服務(wù)于犬木塘水庫(kù)工程，實(shí)現(xiàn)其智慧水利工程建設(shè)的目標(biāo)。