集中值守模式在船閘管理中的應(yīng)用

陳思宇

淮陰船閘管理所,江蘇 淮安 223001

集中值守模式在船閘管理中的應(yīng)用

陳思宇

淮陰船閘管理所,江蘇 淮安 223001

本文通過對已經(jīng)竣工并投入使用的淮陰一號船閘集中值守改造工程的系統(tǒng)闡述，詳細(xì)介紹了集中值守的項目背景、設(shè)計思想、改造方案、和試運行現(xiàn)狀。

淮陰船閘；集中值守；應(yīng)用

1 項目背景

淮陰一線船閘于1968年建成，規(guī)模為21×230×5.0（m）（口門寬×閘室長×檻上最小水深）?；搓幰惶柎l原有的電器控制分散控制系統(tǒng)為一道船閘需要2-3人來操作運行，人為因素影響較大。為體現(xiàn)智能化管理，減少人員投入，合理配置人員，使船閘運行管理更加人性化。擬通過完善一號閘的電氣操作系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到在總調(diào)室集中控制、操作的目的。通過對一號閘集中值守研究，為將來實現(xiàn)3閘聯(lián)控積累經(jīng)驗，使得船舶進(jìn)出閘更加安全快捷。

2 設(shè)計思想

方案設(shè)計遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮運行現(xiàn)場的維護(hù)及操作因素，并將為今后的系統(tǒng)發(fā)展、擴(kuò)建、改造、升級等因素留有擴(kuò)充和的余地。其具有以下原則：

2.1 科學(xué)性與適用性

系統(tǒng)的技術(shù)性能和質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)滿足船閘運行現(xiàn)場使用要求；同時，系統(tǒng)的安裝調(diào)試、管理軟件操作使用又應(yīng)簡便易行，容易掌握，適合船閘集中值守模式的特點。該系統(tǒng)體現(xiàn)了當(dāng)前計算機(jī)控制技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展水平，采用先進(jìn)的H.264視頻壓縮算法，具有最佳的清晰度、較小的系統(tǒng)容量占用、完全實時以及良好的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，以滿足船閘運行現(xiàn)場的管理需求。本系統(tǒng)是面向各級管理層次使用的，所以系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級操作系統(tǒng)和直觀的操作界面，其功能的配置能給用戶提供舒適、安全、方便、快捷為準(zhǔn)則，其操作應(yīng)簡便易學(xué)，對設(shè)備的維護(hù)工作也十分方便。

2.2 經(jīng)濟(jì)性與實用性

充分考慮實際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢，根據(jù)運行現(xiàn)場管理環(huán)境，設(shè)計選用功能和適合運行現(xiàn)場情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案，通過嚴(yán)密、有機(jī)的組合，實現(xiàn)最佳的性價比，以便節(jié)約工程投資，同時保證系統(tǒng)功能實施的需求，經(jīng)濟(jì)實用。本系統(tǒng)能對各監(jiān)控點進(jìn)行實時的監(jiān)控錄像，采用數(shù)字水印技術(shù)的錄像文件不能被修改，充分利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，使監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)成本極大的減少；

2.3 可靠性與安全性

系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，系統(tǒng)采用最新壓縮技術(shù)，并具備迅速恢復(fù)的功能，同時系統(tǒng)還具有一整套完成的系統(tǒng)管理策略，可以保證系統(tǒng)的運行安全。

2.4 開放性

以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對象設(shè)計，同時還考慮到船閘運行現(xiàn)場信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢，可以與報警、遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)等系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，具有網(wǎng)絡(luò)通訊接口，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.5 可擴(kuò)充性

系統(tǒng)設(shè)計中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級的可能。并根據(jù)今后業(yè)務(wù)管理工作的實際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能，同時，本方案在設(shè)計中留有冗余，以滿足今后的發(fā)展要求。在設(shè)備的控制、存儲等容量上保留一定的余地，以便在系統(tǒng)中添加新的控制點。

2.6 提高監(jiān)管力度與綜合管理水平

通過對視頻監(jiān)系統(tǒng)的使用，加強(qiáng)了設(shè)備控制的效率、準(zhǔn)確及可靠，系統(tǒng)大大減少了勞動強(qiáng)度，減少了設(shè)備運行維護(hù)人員，從而提高了船閘運行現(xiàn)場監(jiān)管力度與綜合管理水平。

2.7 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)針對船閘運行現(xiàn)場管理區(qū)域進(jìn)行24小時不間斷攝、錄像監(jiān)控，為船閘運行現(xiàn)場提供實時圖像以便管理人員進(jìn)行管理，對于突發(fā)事件能夠做到及時記錄、備案，以便進(jìn)行處理。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案必須以船閘運行調(diào)度管理為中心，依照船閘運行調(diào)度管理的基本需求，從架構(gòu)合理、安全可靠、產(chǎn)品主流、低成本、低維護(hù)量作為出發(fā)點，為船閘運行調(diào)度管理提供高安全、高效率地視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案。

3 改造方案

3.1 照明改造

為使照明滿足船閘安全運行的需要和夜間監(jiān)視監(jiān)控的需要，需對目前船閘的照明系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。

1）增加照明密度，目前船閘照明燈桿的間距偏大，合理間距在26米左右，且不宜選用功率偏大的燈泡，便于夜間整體成像。

2）使用新型LED光源代替高壓鈉燈，高壓鈉燈啟動時間長、照度隨距離增加衰減大、成像效果差、抗眩光能力低、壽命相對較短、功耗大，新型LED照明色溫高，便于成像，適用船閘夜間監(jiān)視監(jiān)控。

3）改變船閘照明重點區(qū)域，船閘照明不同于公路照明，照明重點放在閘室水中間沒有任何意義，由于短廊道輸水方式的局限性，要求閘室墻系船柱和系船鉤附近要保證足夠的照度，便于船民夜間帶纜，保證船舶及船閘安全。因此，燈桿宜布置在系船設(shè)施附近，較為合理。

4）選擇的LED燈具照射角度要可以調(diào)節(jié)，并通過現(xiàn)場的調(diào)節(jié)后保證最佳的照度和滿足監(jiān)控畫面的需求。

5）合理布置攝像頭與照明燈桿的位置，將攝像頭與照明燈具的位置有效拉開，減小照明光源對監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)的干擾。

3.2 電氣改造

電氣控制系統(tǒng)繼續(xù)采用MODICON QUAUTUM系列PLC做為核心的控制設(shè)備，采用基于網(wǎng)絡(luò)的WEB ACCESS組態(tài)軟件開發(fā)操作應(yīng)用平臺，保證了船閘的安全高效運行，同時將船閘的實時運行狀態(tài)反饋給船閘工班人員。

控制設(shè)備具體的配置圖如下：

1）對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行升級。將之前部分沒有參與控制的信號（如水位計檢測的水位信號）加入系統(tǒng)參與控制；

2）增加“閘門對中視頻檢測”系統(tǒng)，并把檢測畫面介入電氣控制系統(tǒng)。在組態(tài)畫面實時彈出顯示，如在運行到閘門關(guān)閉的狀態(tài)下可自動彈出“閘門對中視頻畫面”，在閘門提到位后關(guān)閉監(jiān)控畫面，從而做到實時準(zhǔn)確的現(xiàn)實閘門對中情況，保證閘門運行的安全。

3）鋪設(shè)光纜，實現(xiàn)現(xiàn)場、遠(yuǎn)程“雙控”。在一號船閘機(jī)房與監(jiān)控機(jī)房之間鋪設(shè)400米左右的光纜，實現(xiàn)現(xiàn)場、遠(yuǎn)程的雙重控制。

4）增加遠(yuǎn)程廣播系統(tǒng)2套。采用現(xiàn)有的廣播系統(tǒng)+遠(yuǎn)程光纜音頻傳輸，上下游可分別廣播也可單獨廣播，遠(yuǎn)程和現(xiàn)場也可以進(jìn)行廣播。

5）為保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定，增加遠(yuǎn)程手動控制按鈕一套，采用控制電纜進(jìn)行信號傳輸，按鈕滿足應(yīng)急使用即可。

3.3 監(jiān)控改造。

1）在照明改造后，對現(xiàn)場再次進(jìn)行測試，根據(jù)測試結(jié)果確定在上下游機(jī)房、上下游閘首警戒線、閘室中間人行橋、上游引航道、下游引航道、上下游八字墻這12個位置進(jìn)行布點測試。

2）根據(jù)與運調(diào)部門功能需求，確定安裝點的攝像機(jī)配套設(shè)備選項分析，改造后全部使用強(qiáng)光抑制型攝像機(jī)。

3）對原有硬盤錄像機(jī)進(jìn)行硬盤升級，購置新硬盤錄像機(jī)1套，桌面系統(tǒng)1套；原有視頻矩陣配合視頻分割器介入電視墻進(jìn)行圖像輸出。

4）合理增加部分報警模塊，如機(jī)房闖入報警、引航道人員進(jìn)入報警提示和機(jī)房防火報警等。

4 試運行現(xiàn)狀

淮陰一號船閘集中值守改造到目前為止各設(shè)備均運行正常，達(dá)到了在設(shè)計之初通過完善一號閘照明系統(tǒng)、電氣操作系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，完成在總調(diào)室集中控制和操作的目的。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.21.069