邯鄲市躍峰灌區(qū)信息化建設(shè)應(yīng)用分析

□趙建光

灌區(qū)信息化是利用現(xiàn)代通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，達到監(jiān)控、監(jiān)測、監(jiān)視、調(diào)度、調(diào)控的目的，提升灌區(qū)管理效率，完善調(diào)度手段，強化執(zhí)行力，實現(xiàn)智慧水利，信息化管理。邯鄲市躍峰灌區(qū)設(shè)計控制灌溉涉縣、磁縣、武安市、峰峰礦區(qū)、復(fù)興區(qū)農(nóng)田64 萬畝，灌區(qū)主體工程包括引渠、總干渠、主干渠和5 條分干渠，全長244.98km。灌區(qū)自2017 年始開始實施信息化工程建設(shè)，從硬件著手，沿渠線敷設(shè)專用光纖，建立獨立的內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，布置視頻監(jiān)控點、水情和雨情監(jiān)測點，實施閘門遠程控制，建設(shè)調(diào)度中心和分中心，逐步實現(xiàn)了渠道全線無盲點監(jiān)控，水雨量自動量測，啟閉閘人工和遠程同步、實現(xiàn)了由信息采集到傳輸、存儲、處理的系統(tǒng)化操作平臺，達到了預(yù)期目的。

1.以獨立運行的內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)為提前，夯實硬件基礎(chǔ)

由于信息化建設(shè)中要安裝的視頻采集點密布，如果租用外網(wǎng)，則網(wǎng)速、容（流）量無法保證信息傳輸?shù)募皶r、同步，項目出現(xiàn)信號中斷。建設(shè)獨立運行的網(wǎng)線傳輸通道是確保信息傳輸?shù)幕厩疤?，也是日后信息化設(shè)備擴容增效、軟件升級、設(shè)備加密等后續(xù)可持續(xù)發(fā)展的前提，必須建立獨立、高效不受外界干擾的通信系統(tǒng)，才能保證信息傳輸?shù)目焖偌皶r。為此，自渠首開始，在渠墻上剔縫開槽敷設(shè)光纖，然后用混凝土填實。并排敷設(shè)GYTA53 型24 芯光纜兩根，一根作為各分中心轄段內(nèi)所有設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸使用，另一根將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教帣C關(guān)中心總站，建成自成一體，冗量綽綽有余的專用局域環(huán)網(wǎng)，專用光纖連接下轄的各管理所、現(xiàn)場閘站、各水位雨量測點、視頻監(jiān)測點，確保信息傳輸同步不滯后，實現(xiàn)了通訊的自我保障。

同時，為保證意外情況時光纖出現(xiàn)斷點情況，專門租用2 條外部網(wǎng)絡(luò)運營商互聯(lián)網(wǎng)專線，采用固定IP專線網(wǎng)絡(luò)與管理處中心站通信，使光纖即使有中斷情況，也能保證信號正常傳輸?shù)教幹行目傉荆嵘到y(tǒng)運轉(zhuǎn)保證率，確保意外情況發(fā)生時系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)不癱瘓，起到雙保障的作用。

在建設(shè)好網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建設(shè)調(diào)度中心和分中心，在處機關(guān)設(shè)1 個調(diào)度中心站，下屬所站建設(shè)9 個調(diào)度分中心。根據(jù)灌區(qū)管理需要，確定監(jiān)測監(jiān)控等設(shè)備安裝位置，累計安裝視頻監(jiān)控262 個（球機113 個、槍機149 個），10 處視頻會議系統(tǒng)，13 座閘門遠程控制系統(tǒng)，33處水雨情自動采集系統(tǒng)，3 處電站運行監(jiān)視系統(tǒng)，9 處遠程警示喊話系統(tǒng)，建成渠系各攤點內(nèi)部語音系統(tǒng)（內(nèi)線電話）等，初步建成較完整的硬件系統(tǒng)。

2.立足灌區(qū)實際，建設(shè)可操作性和實用性強的軟件系統(tǒng)暨灌區(qū)信息綜合管理應(yīng)用系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)是信息化建設(shè)的骨架，軟件系統(tǒng)是信息化建設(shè)的終極目標(biāo)，是內(nèi)涵和靈魂。軟件系統(tǒng)的總思路是在信息采集的基礎(chǔ)上，以監(jiān)測和自動控制為手段，以數(shù)據(jù)庫為核心，以軟件建設(shè)為媒介平臺，構(gòu)成信息采集、信息處理、信息展示、信息交互等全方位的信息化應(yīng)用系統(tǒng)，全面及時采集數(shù)據(jù)，快速及時進行數(shù)據(jù)傳輸、存儲和處理，最終實現(xiàn)遠程調(diào)度控制、引輸水管理、監(jiān)控監(jiān)測等目標(biāo)。

2.1 建立界面友好直觀的操作平臺

灌區(qū)信息化平臺操作界面設(shè)立了綜合監(jiān)控、綜合數(shù)據(jù)、地理信息、水資源調(diào)度、工程信息、水電站管理、氣象信息7 大項，下設(shè)25 個子項，各項操作鏈接即點即開，保證可操作性和實用性。

整個軟件系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，工業(yè)級千兆光纖局域環(huán)網(wǎng)，由數(shù)字會議系統(tǒng)、專業(yè)擴聲系統(tǒng)、信號切換系統(tǒng)、遠程視頻系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)組成。建設(shè)內(nèi)容及設(shè)備配置主要包括：服務(wù)器、工作站、移動維護計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機柜、存儲設(shè)備、UPS 設(shè)備等硬件設(shè)備和機房裝修工程。在機房布置與裝修方面考慮防靜電地板的敷設(shè)和隔斷、機房綜合布線和防雷接地系統(tǒng)。同時，安裝內(nèi)線電話105 部（IP 電話28 部、模擬電話77 部）。內(nèi)部辦公電話調(diào)度系統(tǒng)：共計安裝105 部電話，其中IP 電話28 部，模擬電話77 部。

2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

躍峰灌區(qū)匯流渠黃龍口段太陽能板視頻監(jiān)控

灌區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是灌區(qū)信息化系統(tǒng)的重要組成部分，常年過水段渠道，尤其是沿線節(jié)制閘泄水閘、渡槽、管理攤點等全部實現(xiàn)無盲點視頻監(jiān)控。各監(jiān)控點供電方式根據(jù)現(xiàn)場實際，具備電網(wǎng)供電條件的用電網(wǎng)供電，不具備電網(wǎng)條件的以太陽能板供電。整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)力求做到：一是針對性強，針對灌區(qū)實際需求，能夠?qū)崟r查看渠道情況、觀測閘室情況等實際需求；二是擴展性好，可通過增加終端設(shè)備擴展系統(tǒng)，無需改動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；三是靈活性強，可將視頻圖像實時嵌入操作平臺其他功能界面，亦可以單獨成為監(jiān)控系統(tǒng)。

2.3 閘門自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

閘門控制系統(tǒng)由現(xiàn)場控制機和遠程處理軟件模塊組成。現(xiàn)場控制機主要由邏輯控制部分（PLC）、執(zhí)行部分（電機保護器、相序保護器、過載保護器、交流接觸器、數(shù)顯閘位計、電壓變動器、電流變送器、防卡死限制器）、通信部分（以太網(wǎng)、GPRS、RW485）共3 部分組成。現(xiàn)場控制機支持螺桿式、卷揚式、斜拉式等閘門類型，支持單孔閘和多孔閘的接入。

2.4 水雨情監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

水情監(jiān)測及水位預(yù)警系統(tǒng)是灌區(qū)信息化建設(shè)的重要內(nèi)容之一。水情監(jiān)測系統(tǒng)主要包括：雨情監(jiān)測、水情監(jiān)測、工業(yè)用水監(jiān)測、水位預(yù)警。水情、雨情監(jiān)測系統(tǒng)，共建設(shè)水位監(jiān)測點10 個，雨情監(jiān)測點5 個，采用翻斗式雨量計和RTU 組成雨情遙測站，進行雨情信息的采集。工業(yè)用水要求計量精度較高，數(shù)據(jù)采集采用流量計測量。躍峰灌區(qū)水位預(yù)警系統(tǒng)，設(shè)計水情信息點12 個，分別為渠首、干渠節(jié)泄閘、隧洞、渡槽等節(jié)點，保證水情監(jiān)測上下段的連續(xù)性。

2.5 灌區(qū)信息綜合管理應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)與集成

躍峰灌區(qū)信息化應(yīng)用平臺操作界面

躍峰灌區(qū)水利信息綜合管理系統(tǒng)分為4 個層次，即信息采集層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、人機交互層。各個層次相對獨立又相互緊密結(jié)合；每個層次有其重點職能，同時與其它層次通過通訊網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)交換接口緊密聯(lián)系。

3.運行效果及后續(xù)管理

躍峰灌區(qū)有百余里渠道地處太行山腰，地勢險峻，信息化建設(shè)減輕了一線職工的巡渠工作量，視頻監(jiān)控和沿渠巡護相結(jié)合，使工作效率有了質(zhì)的提高。渠道引水量和沿渠降雨量能夠第一時間自動顯示在應(yīng)用平臺上，閘門遠程實時控制，提高了調(diào)度效率，對汛期工程引輸水調(diào)度，渠道安全運行起到了重要作用，使灌區(qū)管理由傳統(tǒng)管理向現(xiàn)代化管理邁出了重要一步。

軟件操作系統(tǒng)需要不斷完善，與時俱進。灌區(qū)信息綜合應(yīng)用平臺充分考慮后續(xù)發(fā)展需要，充分考慮操作界面間的兼容性、互補性，需要在運行過程中逐步完善，建設(shè)招標(biāo)過程中應(yīng)充分考慮到后續(xù)軟件使用提升，確保信息化建設(shè)與時俱進。

信息化建設(shè)對于灌區(qū)屬于新興事物，需要建立嚴格的信息化管理制度，明確關(guān)鍵環(huán)節(jié)如閘門遠程控制的管理權(quán)限，明確專人專責(zé)。信息存儲加強制度化管理，保證信息查閱追溯期。信息化應(yīng)用平臺的查看權(quán)限等都需有明確界定，避免多頭操作，保證安全運行?！?/p>