信息技術(shù)在察爾森水庫(kù)工程管理中的應(yīng)用

劉廣杰，劉永權(quán)

（松遼委察爾森水庫(kù)管理局，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400）

1 概況

察爾森水庫(kù)始建于1973年，位于嫩江右岸一級(jí)支流洮兒河中游，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的大（1）型水利樞紐，總庫(kù)容12.53億m3，水庫(kù)工程管理中信息技術(shù)的應(yīng)用主要集中在防洪調(diào)度、運(yùn)行管理、經(jīng)營(yíng)管理等幾個(gè)方面，下面重點(diǎn)對(duì)主要的6個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)述

2．1 水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

察爾森水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是1994年由松遼水利委員會(huì)通訊遙感中心設(shè)計(jì)，管理局自行施工安裝，系統(tǒng)于1996年正式投入運(yùn)行，經(jīng)過(guò)不斷的升級(jí)改造，日臻完善。特別是在“98”大水的調(diào)度過(guò)程中起到了決定性作用。

根據(jù)暴雨洪水特性和系統(tǒng)配置預(yù)報(bào)方案對(duì)水情雨情的要求，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)及技術(shù)論證自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)共設(shè)測(cè)站14個(gè)，其中雨量遙測(cè)站10個(gè)，水文遙測(cè)站1個(gè)(索倫)，水位遙測(cè)站3個(gè)(壩上、壩下和察爾森鎮(zhèn))。在大壩現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置了自動(dòng)測(cè)報(bào)中心站。4處中繼站，利用超短波電路將14個(gè)測(cè)站的水情數(shù)據(jù)傳送到中心站，由中心站計(jì)算機(jī)進(jìn)行整理、存儲(chǔ)、建庫(kù)并完成水文預(yù)報(bào)作業(yè)。該系統(tǒng)選擇了超短波電路的通訊設(shè)計(jì)，遙測(cè)站—中繼站—中心站均為單工，通訊頻率采用230MHZ-300 MHZ范圍，無(wú)線通道及電路技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。軟件基于MS-DOS系統(tǒng)環(huán)境，Turboc語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件。包括：遙測(cè)數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)軟件、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件、歷史資料處理軟件、預(yù)報(bào)作業(yè)軟件、顯示打印繪圖軟件。

2．2 洪水調(diào)度系統(tǒng)

察爾森水庫(kù)洪水調(diào)度系統(tǒng)是國(guó)家防辦試點(diǎn)水庫(kù)洪水調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，在國(guó)家防辦領(lǐng)導(dǎo)下，由管理局利用水利建設(shè)基金，委托大連理工大學(xué)研制開(kāi)發(fā)完成。系統(tǒng)具有信息查詢、交互式洪水預(yù)報(bào)、交互式洪水調(diào)度方案生成、交互式洪水調(diào)度方案評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等子功能。實(shí)現(xiàn)了綜合多種信息實(shí)時(shí)修正洪水預(yù)報(bào)過(guò)程、水庫(kù)洪水系統(tǒng)可行調(diào)度方案快速生成、多階段多目標(biāo)水庫(kù)洪水系統(tǒng)調(diào)度方案優(yōu)選模型和水庫(kù)調(diào)洪演算的數(shù)值解法等關(guān)鍵技術(shù)。

2．3 工程圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

建立了松遼委主控中心、水庫(kù)管理局分控中心和水庫(kù)工地值班室三級(jí)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)采集、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)顯示和遙控，支持多工作站同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)視頻圖像。系統(tǒng)采集模擬視頻信號(hào)，通過(guò)光纖傳輸，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視器為模擬視頻圖像，十六畫(huà)面處理器將模擬信號(hào)送到視頻服務(wù)器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后存儲(chǔ)，通過(guò)2M專(zhuān)線將經(jīng)過(guò)壓縮處理的數(shù)字視頻信號(hào)傳送給遠(yuǎn)端控制中心。

2．4 水庫(kù)大壩滲流自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

該系統(tǒng)1991年開(kāi)始實(shí)施，經(jīng)過(guò)了多次改造，先后應(yīng)用了壓力傳感器和電容傳感器，到現(xiàn)在正在應(yīng)用的振弦式傳感器，目前應(yīng)用的是南京水文自動(dòng)化研究所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的DG2000型分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)行至今效果良好。大壩共有73個(gè)測(cè)點(diǎn)(3個(gè)環(huán)境量)，由6個(gè)MCU控制，MCU之間采用RS-422通訊，通過(guò)光纖傳送到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中心的計(jì)算機(jī)。汛期每天巡回觀測(cè)一次，為大壩安全實(shí)時(shí)分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2．5 大壩安全實(shí)時(shí)分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)

2003年管理局與南京水利科學(xué)研究院合作，針對(duì)察爾森水庫(kù)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一套實(shí)用性較強(qiáng)的系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，及時(shí)對(duì)大壩安全性態(tài)作出綜合評(píng)價(jià)，系統(tǒng)充分利用了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合了安全監(jiān)控理論和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，遵循有關(guān)規(guī)范，對(duì)大壩進(jìn)行科學(xué)的安全分析與管理。該系統(tǒng)使用Delphi7．0開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)為SQL2000。

圖1 集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.6 閘門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)

系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制閘門(mén)的啟閉操作，計(jì)算機(jī)通過(guò)485串行通訊方式與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，PLC根據(jù)控制邏輯向現(xiàn)場(chǎng)控制部件發(fā)出控制信號(hào)，達(dá)到控制閘門(mén)的目的。軟件分為中心站監(jiān)控軟件和PLC控制軟件，可靠性較高。

3 水庫(kù)信息管理集成系統(tǒng)

水利事業(yè)正在由傳統(tǒng)的工程水利向現(xiàn)代水利邁進(jìn)，為了適應(yīng)現(xiàn)代水利對(duì)水利工程管理的發(fā)展要求，工程管理的各個(gè)子系統(tǒng)集成為水庫(kù)信息管理平臺(tái)。以W eb GIS技術(shù)為主，建設(shè)新一代的水庫(kù)信息平臺(tái)，界面友好、技術(shù)上乘、安全可靠，相對(duì)來(lái)說(shuō)3S技術(shù)是新平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)。集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

這次系統(tǒng)集成并不是簡(jiǎn)單的合并界面，而是一種新的工程管理理念的開(kāi)端。集成后的系統(tǒng)將以全新的內(nèi)涵，為水庫(kù)管理的決策提供科學(xué)的、全面的、實(shí)時(shí)的支持。