探討現(xiàn)代化技術(shù)在水閘工程運行管理中的應(yīng)用

孫大旺 胡 璟 沈 儉

洪澤湖水利工程管理處 江蘇 淮安 223300

現(xiàn)代化技術(shù)在現(xiàn)在各行各業(yè)中已經(jīng)變得非常常見，我們在具體的水閘工程運行管理中還需要應(yīng)用一定的現(xiàn)代化技術(shù)，這對提高水閘工程運行的效率有著深刻的意義，目前使用的現(xiàn)狀來看，水閘的應(yīng)用工程還沒有進(jìn)行完備的現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用缺乏一定的評價體系。

1.現(xiàn)在自動化監(jiān)控系統(tǒng)在水閘運行管理中的應(yīng)用

現(xiàn)在的自動化監(jiān)控系統(tǒng)有很多種，但是按照種類的不同，主要可以分為通信網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控，主機，監(jiān)控程序等不同的部分。不管是哪個部分，通信網(wǎng)絡(luò)都有不同的以太網(wǎng)建構(gòu)，這些建構(gòu)類型的不同，我們要對這些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行認(rèn)真分析，通常都是用網(wǎng)絡(luò)來幫助我們實現(xiàn)監(jiān)控主機和運行管理系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)。在不同的網(wǎng)絡(luò)總線連接過程中，水閘運行管理系統(tǒng)和這些自動化的設(shè)備，都要依靠一定的傳感器才能夠連接控制監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)的管理，其中也包含了數(shù)據(jù)處理和計算分析。從另外的監(jiān)控系統(tǒng)來看，還有數(shù)據(jù)陳醋和備份的部分自動化運行系統(tǒng)，要對每個記錄進(jìn)行優(yōu)化儲存。因此，監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)良性是非常重要的。在實際使用的過程中，我們要對自動化系統(tǒng)運行的各種記錄進(jìn)行存儲。另外這個系統(tǒng)也是自動監(jiān)控的核心，主要承擔(dān)著水閘各種數(shù)據(jù)的采集，并且要把這些采集過的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，進(jìn)一步明確下一步的控制操作。在實際使用的過程中，自動化監(jiān)控系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和優(yōu)化。然后整個設(shè)備的運行狀態(tài)也需要監(jiān)控和預(yù)警。水閘工作設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)，數(shù)據(jù)通信等不同的功能。根據(jù)這些水閘管理系統(tǒng)的不同，我們要對數(shù)據(jù)通訊的功能進(jìn)行優(yōu)化處理[1]。

1.1 水閘數(shù)據(jù)的采集處理

在這個階段中，水閘數(shù)據(jù)需要我們進(jìn)一步進(jìn)行初步處理，主要依靠系統(tǒng)功能來實現(xiàn)。從現(xiàn)在的使用過程來看，水閘管理系統(tǒng)需要對水位進(jìn)行初步測量，然后對水位的具體情況進(jìn)行錄入，根據(jù)系統(tǒng)的原則對這些水閘管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，然后根據(jù)水閘系統(tǒng)的不同，進(jìn)一步明確監(jiān)控主機的使用過程，然后幫助監(jiān)控主機實現(xiàn)優(yōu)化的處理。在這個過程中，監(jiān)控主機要對開關(guān)進(jìn)行捕捉，及時收集實時的數(shù)據(jù)，并且在很短的時間以內(nèi)傳送數(shù)據(jù)，盡可能避免水閘運行系統(tǒng)出現(xiàn)風(fēng)險漏洞[2]。

1.2 信號值狀態(tài)設(shè)定

在整個工作的過程中，信號設(shè)備容易出現(xiàn)故障，我們需要高度引起重視，特別是在關(guān)鍵的時候人工對這些信號進(jìn)行設(shè)定，提前判斷可能出現(xiàn)的風(fēng)險問題。風(fēng)險控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)一起幫助操作人員進(jìn)一步找到風(fēng)險漏洞所在，然后依照操作人員的主觀經(jīng)驗對這些主流的數(shù)值進(jìn)行處理，幫助計算機對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化監(jiān)控，根據(jù)這些水閘管理系統(tǒng)的不同，我們能夠?qū)Ω鞣N信息進(jìn)行優(yōu)化處理，對水位的應(yīng)急管理情況及時作出判斷，設(shè)置提前報警系統(tǒng)。

1.3 控制調(diào)節(jié)作用

在整個自動化系統(tǒng)的運行過程中，人工可以對這些水流值進(jìn)行控制，我們進(jìn)一步提高了自動化的水平。在使用過程中還需要對自動化技術(shù)深入分析，加強自動化系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)。在使用這些自動化系統(tǒng)的時候，依靠計算機系統(tǒng)的不同工作內(nèi)容有很多個工作的方面。比如要對水流的情況進(jìn)行預(yù)測，自動對水閘進(jìn)行開關(guān)。要根據(jù)事先設(shè)定的水流數(shù)據(jù)，自動進(jìn)行水閘的信息處理。除此以外，還可能對其他的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，自動進(jìn)行報警[3]。

1.4 運行監(jiān)視

監(jiān)控系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢就是讓監(jiān)控人員通過系統(tǒng)的日期對水閘工程能夠明確運行狀態(tài)，實現(xiàn)實時的操控，在這個過程中，系統(tǒng)依靠工作人員的操作經(jīng)驗，進(jìn)一步提高了優(yōu)化管理的水平，并且能夠在實際施工過程中明確設(shè)備的運行操作。通過這些隱形的參數(shù)，全部人員及時查看監(jiān)控的數(shù)據(jù)，然后對操作的設(shè)備進(jìn)行分析[4]。

1.5 操作提示

自動監(jiān)控系統(tǒng)可以對這些不同的畫面進(jìn)行自動監(jiān)控，通過現(xiàn)代化不得展示，把監(jiān)控中的數(shù)據(jù)及時進(jìn)行分析，然后按照自動化系統(tǒng)的不同，根據(jù)工作人員的操作經(jīng)驗，針對水閘系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，部分畫面即時顯示這些故障的位置，然后依靠這些水閘的操作過程及時顯示在屏幕上，讓操作人員根據(jù)系統(tǒng)的報告來操作。通過這種直觀展示的方法，操作人員也進(jìn)一步看到了各種畫面。根據(jù)這些圖片的不同，我們可以找到直觀的工作方法，進(jìn)一步提高了自身的工作效率，滿足監(jiān)控人員的各種要求[5]。

1.6 遠(yuǎn)程訪問

遠(yuǎn)程訪問是自動化系統(tǒng)的一大特色，通過和國家水利網(wǎng)互相聯(lián)通，可以實現(xiàn)水閘運行管理的遠(yuǎn)程訪問，在這個過程中操作的工作人員必須經(jīng)歷嚴(yán)格的身份認(rèn)證，然后管理部門按照特定的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)水閘的遠(yuǎn)程管理。在這個過程中，遠(yuǎn)程系統(tǒng)具有高效的工作水平，進(jìn)一步提高了自身的優(yōu)化管理系統(tǒng)，直觀查看現(xiàn)場的監(jiān)控畫面，及時了解設(shè)備的運行情況。

2.現(xiàn)代化技術(shù)在水閘工程運行管理中的應(yīng)用

2.1 現(xiàn)代化數(shù)字管理系統(tǒng)

現(xiàn)在換數(shù)字管理系統(tǒng)是一個綜合的過程，不僅包含了文本的部分，還有圖像和視頻展示的部分。這些不同的數(shù)字可以讓工作人員進(jìn)一步優(yōu)化水閘工程的管理工作。在現(xiàn)代管理系統(tǒng)的幫助之下，非常高效的實現(xiàn)閘門的自動開啟和關(guān)閉。現(xiàn)在優(yōu)化管理系統(tǒng)是一個快速發(fā)展的過程，在現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，現(xiàn)在數(shù)字管理系統(tǒng)能對現(xiàn)場的水流進(jìn)行監(jiān)控，及時監(jiān)測流量的水壓，通過數(shù)字化管理系統(tǒng)，水閘的管理變得更加安全[6]。

2.2 數(shù)字管理系統(tǒng)的模塊

數(shù)字管理系統(tǒng)是一個多模塊的綜合系統(tǒng)，主要來說包含了不同的基本模塊。比如基本的水域信息模塊，水閘基礎(chǔ)設(shè)施模塊，還有水閘運行管理模塊。在工程領(lǐng)域方面，包含了水閘安全模塊睡著工程運行的規(guī)章制度。這些不同的模塊可以讓工作人員進(jìn)一步提高自身的素質(zhì)，按照系統(tǒng)模塊的劃分，操作人員只需要在各自的模塊中找到對應(yīng)的功能，就能夠迅速進(jìn)行瀏覽和查詢。為了進(jìn)一步提高數(shù)字管理系統(tǒng)的效率，工作人員還可以在設(shè)置系統(tǒng)中隨意增加一些模塊，并且增加用戶權(quán)限，進(jìn)一步提高了自身的工作效率。除此以外，數(shù)字管理系統(tǒng)還具有了一些主要的功能[7]。

2.3 數(shù)字管理系統(tǒng)的功能

首先，數(shù)字管理系統(tǒng)可以對水閘的基礎(chǔ)信息進(jìn)行保障，至于收集的數(shù)字管理系統(tǒng)信息，這些管理系統(tǒng)能夠迅速的找到工作環(huán)節(jié)，然后對這些巡查的范圍進(jìn)行預(yù)測，提前做好水閘的日常檢查和報告工作。在數(shù)字管理系統(tǒng)的運行過程中，水閘能夠快速找到基本運行的特點，根據(jù)對不同部分的調(diào)查取樣，真正了解了各個部分的安全情況，實現(xiàn)了數(shù)字管理系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)。

其次，數(shù)字管理系統(tǒng)可以快速保存技術(shù)檔案。在實際使用的過程中，數(shù)據(jù)庫整體導(dǎo)入，幫助數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)高效的記錄，這些不同的數(shù)據(jù)資料在經(jīng)過格式化以后都能夠快速轉(zhuǎn)成圖像和視頻資料，作為附件的形式存在處置管理系統(tǒng)之中。利用這種數(shù)字管理的模式，人員全面實現(xiàn)了優(yōu)化管理，對于將要查看的系統(tǒng)，可以快速找到系統(tǒng)的管理特征，然后把這些不同的部分進(jìn)行安裝。數(shù)字化管理系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于各項內(nèi)容都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化，從而讓工作人員快速進(jìn)行查詢。在這個過程中，工程的項目管理變得更加簡單，根據(jù)這些不同的資料，可以進(jìn)一步明確項目的實施方案。

2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算

目前，洪澇災(zāi)害、水污染、水資源短缺已成為我國的主要問題 阻礙經(jīng)濟(jì)增長和城市發(fā)展的問題。城市河網(wǎng)作為城市的水運載體，在城市發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。人們應(yīng)對水問題的挑戰(zhàn)。根據(jù)水閘優(yōu)化運行規(guī)律調(diào)整河網(wǎng)輸水，是防汛保水位、進(jìn)一步改善水質(zhì)的關(guān)鍵步驟。但由于閘群聯(lián)合、運行目標(biāo)多樣、水文條件復(fù)雜等不確定性因素的存在，使得河網(wǎng)閘群運行規(guī)則優(yōu)化問題成為一個典型的多約束多目標(biāo)優(yōu)化問題。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法難以解決這一問題因此，城市河網(wǎng)不僅影響著城市文明，而且影響著城市的日常生活。人類活動，如人口運輸、緩解水資源短缺和經(jīng)濟(jì)繁榮。許多河網(wǎng)由水閘控制，特別是在平原地區(qū)。事實上，物理過程的傳統(tǒng)建模被視為基于物理的建模（或知識驅(qū)動的建模），因為它旨在解釋底層過程。為防治內(nèi)河潛在洪水，維持內(nèi)河水位，改善內(nèi)河水環(huán)境，內(nèi)河河網(wǎng)調(diào)水經(jīng)常需要按照規(guī)劃的水閘優(yōu)化運行規(guī)則進(jìn)行。基于知識驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動的機制，為河網(wǎng)水閘提供合適的運行框架，以保證其運行狀態(tài)的優(yōu)化。模型由河網(wǎng)數(shù)學(xué)模型（RNMM）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）和遺傳算法（GA）組成，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）對河網(wǎng)中的流量變量進(jìn)行快速模擬，用RNMM訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，用遺傳算法（GA）構(gòu)造適應(yīng)度函數(shù)優(yōu)化水閘運行規(guī)則。

結(jié)束語：針對現(xiàn)在運行管理存在的問題，本文主要提出了現(xiàn)代化的應(yīng)用技術(shù)，對水閘管理的優(yōu)化起到一定的作用。