水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在喀河下游站應(yīng)用分析

吾爾古麗·吐送尼亞孜

【摘要】本文闡述了水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)的必要性，結(jié)合塔里木河流域水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的搭建構(gòu)架，分析了喀河下游站應(yīng)用水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)例，指出了該系統(tǒng)對(duì)于加強(qiáng)喀河下游的水量監(jiān)督管理意義，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理水量調(diào)度的作用。

【關(guān)鍵詞】喀河；水量調(diào)度；遠(yuǎn)程控制；應(yīng)用分析

我國是一個(gè)江河眾多、水量豐富的國家，水資源總量居于世界第五位，水能蘊(yùn)藏量巨大。水能作為一種清潔的可再生能源，具有巨大的使用空間和前景。近年來，隨著我國民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人們對(duì)能源的需求量越來越大，對(duì)資源利用效率要求也越來越高。目前，我國在水利工程建設(shè)方面已取得很大成就，但相比發(fā)達(dá)國家而言仍有很大的差距。此外，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，環(huán)境惡化、生態(tài)危機(jī)與人類對(duì)能源需求量的增大等危機(jī)將持續(xù)存在，如何科學(xué)管理和調(diào)配水資源，充分利用水能，是當(dāng)前我們亟需解決的問題。

1、水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)的必要性

現(xiàn)階段，我國擁有眾多水庫、渠道以及以三峽為代表的重大水利工程，這些工程在很大

程度上為科學(xué)合理調(diào)配水資源提供了條件，并且在保障水利正常持續(xù)發(fā)電以及抗旱防洪防汛等工作上發(fā)揮了重要作用。目前，我國水利樞紐地理位置相對(duì)分散，且大多在偏遠(yuǎn)山區(qū)，條件極其惡劣。隨著社會(huì)的進(jìn)步和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，通過網(wǎng)絡(luò)通信以及自動(dòng)化檢測(cè)等技術(shù)可以對(duì)水利工程進(jìn)行精準(zhǔn)可靠監(jiān)測(cè)和控制，為資源的管理工作提供參考數(shù)據(jù)?？梢哉f，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)重大工程項(xiàng)目的遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)試工作，將是我國未來水利工程建設(shè)和運(yùn)行的發(fā)展趨勢(shì)。

2、水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的基本功能

水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是水量調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分，要想完全掌握水量調(diào)度遠(yuǎn)程控

制系統(tǒng)的建設(shè)機(jī)理，我們首先要了解該系統(tǒng)的功能和作用。其中，水量調(diào)度總系統(tǒng)的主要功能包括：調(diào)度計(jì)劃的制定、突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)、水量計(jì)算調(diào)節(jié)及使用管理、調(diào)度業(yè)務(wù)運(yùn)行處理和調(diào)度結(jié)果預(yù)測(cè)及分析等。水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的基本功能主要包括以下三個(gè)方面：（1）監(jiān)控功能：該系統(tǒng)能夠?qū)λこ痰倪h(yuǎn)程啟閉操作進(jìn)行控制，以便提高水量管理水平；此外，該系統(tǒng)對(duì)自身的安全運(yùn)行狀況也具有監(jiān)控功能，以保證該系統(tǒng)的安全。（2）監(jiān)測(cè)功能：該系統(tǒng)可以對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，并依據(jù)控制流域的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)提供給用戶和相關(guān)部門。（3）運(yùn)行維護(hù)管理功能：通過上述功能，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，之后該系統(tǒng)還可以對(duì)設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這樣便可做到遠(yuǎn)程管理和維護(hù)。

3、水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與架構(gòu)

目前，水量調(diào)度系統(tǒng)已被廣泛使用，系統(tǒng)技術(shù)及架構(gòu)特點(diǎn)大致相同。以塔里木河流域水

量調(diào)度系統(tǒng)為例，塔里木河流域水量遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)大體分為現(xiàn)地監(jiān)視系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。其中，現(xiàn)地監(jiān)視及監(jiān)控系統(tǒng)是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源和指令執(zhí)行者；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可分為流域管理局、用水單位、工程現(xiàn)場(chǎng)、各管理單位、視頻服務(wù)及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控服務(wù)幾個(gè)部分。根據(jù)總體框架結(jié)構(gòu)，不同的遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，且都分布在監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)之上，并依靠監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)的支持。監(jiān)控服務(wù)的重點(diǎn)是監(jiān)控的對(duì)象，其分布于關(guān)鍵監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)節(jié)點(diǎn)之上。此外，各監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)會(huì)相互負(fù)責(zé)與監(jiān)控每個(gè)平臺(tái)的對(duì)象，以便于更好地為遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)提供監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)和控制服務(wù)。圖1為塔里木河流域水量調(diào)度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)圖。

4、水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在喀河下游站應(yīng)用

4.1 部分設(shè)備操作說明。在喀河中，水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要包括水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、閘門控制系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)及大屏幕顯示系統(tǒng)等。

水位監(jiān)控系統(tǒng)可以測(cè)出該河多處水情數(shù)據(jù)，并通過GPRS回傳數(shù)據(jù)?？忧椎乃檫b

測(cè)數(shù)據(jù)通過超短波的方式傳送到閘旁監(jiān)控室的數(shù)傳儀上，再通過備用通道回傳數(shù)據(jù)到管理局機(jī)房的水情服務(wù)器上。

通過數(shù)傳儀實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)的查看流程：首先按“顯示”按鈕，顯示屏顯示當(dāng)前時(shí)間；再按顯示按鈕，顯示屏顯示當(dāng)前數(shù)傳儀編號(hào)；再按一次“顯示”按鈕，顯示屏可顯示當(dāng)前水情的數(shù)據(jù)值；若接著按“顯示”按鈕則重復(fù)上述步驟。值得注意的是，當(dāng)數(shù)據(jù)儀接收或發(fā)出數(shù)據(jù)時(shí)，收信或發(fā)信指示燈變亮，數(shù)據(jù)傳輸完成后，指示燈熄滅。

ND889A電臺(tái)使用過程如下：通好電后，在數(shù)傳儀上按下電源開關(guān)，進(jìn)入使用界面；在ND889A電臺(tái)面板區(qū)域，若TX/BUSY指示燈正常時(shí)，不亮；若周圍有強(qiáng)烈干擾因素時(shí)，指示燈變亮，因此應(yīng)當(dāng)注意旋轉(zhuǎn)SQL確保指示燈不亮。CHANNEL鍵表示當(dāng)前使用電臺(tái)頻道，經(jīng)相關(guān)部門批準(zhǔn)，喀河采用的是7頻道。此外，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看水情數(shù)據(jù)功能，并且目前我國的水情測(cè)報(bào)軟件已基本完成開發(fā)和部署，其使用方法如下：根據(jù)相關(guān)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)接口要求，在喀河遠(yuǎn)程監(jiān)控區(qū)域內(nèi)聯(lián)入電腦，并設(shè)置IP地址，輸入“172.16.32.9：8086HW.WEB/login.jsp”登錄，具體操作步驟可參照水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)相關(guān)培訓(xùn)教程。

數(shù)據(jù)采集終端機(jī)也是喀河水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的組成部分。其操作方式如下：按“進(jìn)入/退出”鍵，進(jìn)入菜單欄，將光標(biāo)指在“系統(tǒng)參數(shù)”菜單欄上；按下“確認(rèn)”按鈕，進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)配置列表；再按下“確認(rèn)”鍵，可以看到在“0”處出現(xiàn)閃爍光標(biāo)表示可進(jìn)入設(shè)置；按下“確認(rèn)”鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，通過上下左右按鍵即可完成最終參數(shù)設(shè)置和本站區(qū)號(hào)設(shè)置。另外，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)終端現(xiàn)象時(shí)，可以通過數(shù)據(jù)終端機(jī)的“端口采樣”及“人工置數(shù)”功能來檢測(cè)是否能正常保持通信和采集數(shù)據(jù)。具體操作流程為：首先進(jìn)入菜單界面，光標(biāo)指向系統(tǒng)檢測(cè)，確定后再將光標(biāo)移至“端口采樣”和“人工置數(shù)”之后，按鍵兩次啟動(dòng)即可檢測(cè)運(yùn)行和通信是否正常。

目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已基本建成，其中現(xiàn)地視頻工作站查看、控制視頻監(jiān)視情況的操作流程如下：喀河渠首主要設(shè)備IP為NVR-172.16.35.180，管理所監(jiān)控室視頻工作站IP為172.16.35.130，閘旁監(jiān)控室視頻工作站IP為172.16.35.131。

4.2 需要改進(jìn)的方面。筆者結(jié)合實(shí)際考察，發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)亟待改進(jìn)的地方：

首先，喀河在地理位置方面地勢(shì)較高、環(huán)境惡劣、周圍較空曠，加之水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)防雷措施相對(duì)不完善，使得設(shè)備故障損毀問題時(shí)常發(fā)生。因此，防止雷電和過電壓沖擊影響是保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)引起重視。同時(shí)，要在技術(shù)、資金和管理上加大投入力度，如完善外部防雷擊系統(tǒng)、配置過電壓保護(hù)裝置、加強(qiáng)工作人員的專業(yè)知識(shí)技能等。

其次，需要增加語言對(duì)講功能。當(dāng)進(jìn)行提閘操作時(shí)，可通過報(bào)警和語言警告的方式及時(shí)通知涵閘以及渠道內(nèi)的工作人員，以便于其盡快收到信息并轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域。這種語言對(duì)講功能方便實(shí)用，一旦發(fā)生事故可盡量避免因提閘引起的人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失。

最后，筆者建議監(jiān)控系統(tǒng)采用多級(jí)分布式服務(wù)器架構(gòu)的方式。目前各級(jí)用戶對(duì)視頻流的訪問直接面向視頻終端，這種方式能夠滿足于初始系統(tǒng)建設(shè)時(shí)期的需求，但是卻難以滿足當(dāng)下要求和需要。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)狀況，可采用多級(jí)式服務(wù)器架構(gòu)來防止網(wǎng)絡(luò)因視頻流量的增加而出現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)擁擠的情況，為整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障；同時(shí)，還可以防止因過多客戶端直接訪問視頻接入終端而引起的視頻接入終端死機(jī)等情況。

5、結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境污染已成為我國政府在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中極其重視的關(guān)鍵問題。

實(shí)踐證明，水量調(diào)度工程是整合河流資源、實(shí)現(xiàn)水資源高效合理利用的重要舉措。它真正體現(xiàn)了以人為本、科學(xué)管理水資源的可持續(xù)發(fā)展理念。而水量調(diào)度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)有效克服了我國眾多河流地理位置偏遠(yuǎn)，交通不便帶來的影響，減輕了工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，并使工作人員能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控各工程的運(yùn)行情況，及時(shí)掌握傳遞工程引水、防水等重要數(shù)據(jù)，為制定相應(yīng)決策、及時(shí)下達(dá)調(diào)度指令提供數(shù)據(jù)支撐。毫無疑問，未來我國水利工程建設(shè)也必將依賴于這些體系，因?yàn)橹挥腥绱朔侥鼙ＷC水利行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]廉娟.以水利信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化——塔里木河流域水量調(diào)度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)概述[J].中國西部科技，2011（15）：70-71.

[2]朱富春.調(diào)水工程水量調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].水電能源科學(xué)，2010（09）：128-130+92.