新疆YE調(diào)水工程水調(diào)系統(tǒng)總體方案研究設(shè)計

赤磊 新疆水利水電勘測設(shè)計研究院

1.概述

本調(diào)水工程是一項跨流域、長距離調(diào)水工程，工程等別為Ⅰ等，工程規(guī)模為大（1）型工程，調(diào)水距離392.27km。主要建筑物有1座攔河引水樞紐、1座水庫、1座泵站、2座輸水隧洞、1 座分水閘以及壓力管道、埋涵和閥井等附屬建筑物。水調(diào)系統(tǒng)按照“無人值班”(少人值守)的思想進行總體設(shè)計，下設(shè)五級運行管理機構(gòu)，層次由低至高分別為：管理所、管理站、管理處、管理局以及領(lǐng)導(dǎo)小組。水調(diào)系統(tǒng)內(nèi)自動化監(jiān)測信息等最終上傳至工程調(diào)度中心，由調(diào)度中心對輸配水進行統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮和統(tǒng)一管理。

2.水調(diào)系統(tǒng)總體設(shè)計思路

本水調(diào)系統(tǒng)站位工程全局，著手于工程細節(jié)，依據(jù)工程建設(shè)總體原則，以節(jié)省運行維護成本為導(dǎo)向進行總體設(shè)計，具體設(shè)計思路如下：

（1）采用全線遠程自動控制，實現(xiàn)全線現(xiàn)場少人值守。在工程現(xiàn)場配置相應(yīng)的閘門監(jiān)控系統(tǒng)、水情采集系統(tǒng)，對其原始數(shù)據(jù)進行全面采集、實現(xiàn)全線遠程控制。為保證遠程控制的可靠性，在現(xiàn)場設(shè)置視頻圖像采集、動力環(huán)境監(jiān)測、電源等輔助支撐系統(tǒng)。

（2）采用統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)的綜合利用。本系統(tǒng)按照統(tǒng)一綜合管控平臺進行設(shè)計，應(yīng)用功能不同的模塊，對工程監(jiān)測系統(tǒng)、計算機監(jiān)控以及水情測報的數(shù)據(jù)，在同一計算機上或不同計算機上進行交互。該平臺上同樣可發(fā)布全景WEB、工程分析評估等各類信息及應(yīng)用。最大實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、減少運行維護人員的工作量。

（3）建設(shè)專用通信網(wǎng)絡(luò)，保障信息暢通與網(wǎng)絡(luò)安全。本水調(diào)系統(tǒng)要實現(xiàn)全線水量自動化調(diào)度，必須保障數(shù)據(jù)傳輸及時、信息暢通，且各閘站監(jiān)控信息及控制指令瞬時性要求高，為實現(xiàn)這一目標，設(shè)計采用高性能的專用通信傳輸系統(tǒng)。

3.水調(diào)系統(tǒng)總體框架

系統(tǒng)以現(xiàn)地測控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將綜合信息采集與分發(fā)平臺作為紐帶，及時、全面地采集所需數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)一處理，存入綜合數(shù)據(jù)庫；并構(gòu)建數(shù)據(jù)資源管理平臺，進行數(shù)據(jù)存儲管理；通過應(yīng)用支撐平臺為數(shù)據(jù)資源管理平臺和統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)提供全面、可靠的支撐與交互服務(wù)。在統(tǒng)一綜合應(yīng)用平臺上實現(xiàn)綜合監(jiān)視、綜合報警、綜合信息統(tǒng)計與查詢和遠程控制。并通過強有力的基礎(chǔ)支撐和安全防護管理及標準規(guī)范體系，實現(xiàn)調(diào)水過程的自動化和全線調(diào)水安全要求。水調(diào)系統(tǒng)的邏輯構(gòu)成如圖1所示。

4.水調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）縱向設(shè)計：本水調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計時根據(jù)工程管理機構(gòu)設(shè)置，在縱向分為四級。第一級為中心級，即調(diào)度中心，設(shè)置在省會城市；第二級為分中心級，即工程管理處，設(shè)置在地級市；第三級為管理站級，即1號管理站、2號理站和3號管理站，分別設(shè)置在工程相應(yīng)的調(diào)水區(qū)域；第四級為現(xiàn)地級，即沿線各現(xiàn)地監(jiān)控監(jiān)測站。

調(diào)度中心功能描述：調(diào)度中心掌握水量調(diào)度權(quán)和水量調(diào)度監(jiān)督權(quán)，對水量進行分配與監(jiān)管分配的執(zhí)行，特殊情況下直接控制工程調(diào)度。本項目中，調(diào)度中心對工程總體進行監(jiān)測、監(jiān)視，并對具備遠程自動控制功能的設(shè)備（節(jié)制閘、退水閘、分水閘等）進行遠程自動控制，并設(shè)置控制權(quán)限的優(yōu)先等級。

分中心功能描述：分中心為調(diào)度中心的直屬機構(gòu)，行使其管轄區(qū)域內(nèi)的水量調(diào)度權(quán)，對水量進行分配并監(jiān)管分配的執(zhí)行。主要負責所轄工程范圍內(nèi)數(shù)據(jù)匯集、存儲和分發(fā)。

管理站功能描述：管理站是最靠近工程現(xiàn)場的遠程管理站點，接受分中心、調(diào)度中心的調(diào)度指令，按照調(diào)水工程運行規(guī)范進行控制并完成調(diào)度任務(wù)。同樣具備數(shù)據(jù)匯集、存儲和分發(fā)的功能。

術(shù)后疼痛直接關(guān)系到患者的轉(zhuǎn)歸與預(yù)后。加速康復(fù)外科(enhanced recovery after surgery，ERAS)是目前國內(nèi)外備受推崇的先進醫(yī)療理念，良好的術(shù)后鎮(zhèn)痛是有效實施ERAS的前提條件。術(shù)后疼痛問題得不到解決，與ERAS相關(guān)的其他工作則基本上無從談起。而術(shù)后鎮(zhèn)痛恰恰是麻醉醫(yī)生的本職工作，也是麻醉醫(yī)生所擅長的工作，因此，麻醉醫(yī)生在術(shù)后鎮(zhèn)痛工作中責無旁貸。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成圖

現(xiàn)地站功能描述：各現(xiàn)地閘站，接受管理站、分中心、調(diào)度中心的調(diào)度指令，按照輸水工程運行規(guī)范進行控制，保證滿足調(diào)度任務(wù)?，F(xiàn)地站是指現(xiàn)地閘門、安全監(jiān)測系統(tǒng)，現(xiàn)地監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)能分別對所轄范圍內(nèi)的主要建筑物、機電設(shè)備、水情、工情進行監(jiān)測、監(jiān)視，并對其中具備現(xiàn)地自動控制功能的設(shè)備進行現(xiàn)地自動控制，其閘（閥）門控制權(quán)最高。

（2）橫向設(shè)計，因安全等級的得因數(shù)，分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，并將內(nèi)網(wǎng)在邏輯上又劃為管理區(qū)和控制區(qū)。

內(nèi)網(wǎng)管理區(qū)內(nèi)主要承擔生產(chǎn)管理類的業(yè)務(wù)，控制區(qū)主要承擔運行監(jiān)控類的業(yè)務(wù)。兩者的安全級別后者較高，因此為避免低安全區(qū)系統(tǒng)影響高安全區(qū)系統(tǒng)，故在兩區(qū)之間通過物理隔離裝置進行隔離。

內(nèi)網(wǎng)控制區(qū)主要負責閘/泵站監(jiān)控信息、工程安全監(jiān)測信息和水情測報信息等，實時性要求和安全性要求最高，故在設(shè)計時采用控制專網(wǎng)。

內(nèi)網(wǎng)管理區(qū)主要負責綜合辦公、視頻會議、工程管理、決策支持、WEB發(fā)布等，有部分業(yè)務(wù)與控制專網(wǎng)上部分信息要進行一定的數(shù)據(jù)交互，故兩者之間設(shè)置單向隔離設(shè)備進行聯(lián)通，嚴格控制網(wǎng)間信息交換的流量，保證控制安全。

信息外網(wǎng)提供互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)，用于日常辦公、網(wǎng)上等?？v向用戶通過調(diào)度中提供的Internet三層交換機訪問互聯(lián)網(wǎng)，內(nèi)、外網(wǎng)無任何物理連接，確保了各類監(jiān)控系統(tǒng)的安全。外網(wǎng)也為三級網(wǎng)絡(luò)是獨立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，Internet接口由調(diào)度中心統(tǒng)一接入。

5.水調(diào)系統(tǒng)總體功能設(shè)計

（2）實現(xiàn)節(jié)制閘、退水閘、分水閘等閘門，視頻攝像機，動環(huán)設(shè)備的遠程自動控制。

（3）實現(xiàn)閘控、水情、安全監(jiān)測、視頻、動環(huán)等各類業(yè)務(wù)的報表統(tǒng)計與查詢。

（4）綜合發(fā)布實現(xiàn)閘控、水情、安全監(jiān)測、視頻、動環(huán)等各類信息的綜合發(fā)布。

（5）實現(xiàn)閘控、水情、安全監(jiān)測、視頻、動環(huán)等各類信息綜合統(tǒng)計與查詢。

（6）實現(xiàn)長距離供水調(diào)度決策支持。

（7）實現(xiàn)事故應(yīng)急預(yù)案與決策支持。

事故應(yīng)急預(yù)案與決策支持系統(tǒng)為本工程提供安全支持和事故應(yīng)急處理，當水文條件、工程安全性狀或閘門監(jiān)控系統(tǒng)等出現(xiàn)超限險情或異常等事故時，通過綜合事故報警避免事故發(fā)生或減小事故造成的損失，對工程的安全運行起到重要預(yù)警、指導(dǎo)、保護作用。

6.結(jié)束語

本工程是新疆調(diào)水工程的前端工程，其后續(xù)配套調(diào)水工程連同本工程承載著未來新疆的長久發(fā)展和經(jīng)濟民生，是新疆騰飛的重要基石。在國務(wù)院、水利部、自治區(qū)領(lǐng)導(dǎo)們的指導(dǎo)和幫助下，本工程屆時將打造為國內(nèi)標志性工程。故在水調(diào)自動化設(shè)計時打破常規(guī)思維，既有繼承、又有創(chuàng)新，采用最先進的設(shè)計理念、最可靠的設(shè)備、最科學(xué)的管理進行設(shè)計，也為后續(xù)工程提供了經(jīng)驗和參考價值。