摘要:东武仕水库工程管理自动化系统通过计算机技术、网络技术、软件工程技术、自动化技术将各自动化子系统纳入其中,并充分利用子系统对水库雨、水情、工程进行实时监控,保障了水库的安全运行,提高办公效率。
　　关键词:自动化;水情测报,安全监测;闸门监控
　　
　　一、工程概况
　　
　　邯郸市东武仕水库是一座防洪和供水为主,兼顾灌溉、发电等综合利用的大型水利枢纽工程。位于邯郸市西南30公里处的滏阳河上游,控制流域面积340平方公里,总库容1.81亿立方米。东武仕水库保障着邯郸市区、磁县等城镇及沿滏阳河250多万人口、200多万亩农田及京广铁路、107国道、京深高速公路的防洪安全,担负着邯郸市工业用水及下游64万亩农田灌溉任务是邯郸的“屏障工程”和“生命工程”,在邯郸市社会和经济发展中发挥着重要作用。
　　东武仕水库地处太行山转向华北平原的出口处,上游坡度陡,植被较差,河道流程短,一遇暴雨,形成洪峰快,水流急,从降雨、产流到汇流形成洪水,一般只有2—3个小时。因此,及时掌握上游雨情、水情,作好洪水预报和调度尤为重要。
　　为充分发挥水库在防洪工程中的重要作用,提高水库防洪调度的现代化水平,最大限度地发挥水库的防洪效益,建立水库综合自动化系统,是实现水库科学运行数字化、信息化、现代化管理必不可少的手段和平台。通过选取性能可靠的软硬件和系统开发,采用现代计算机监控的各项技术手段,对大坝安全监测、水雨情、闸门监控、视频监控、办公自动化各子系统进行有机集成,实现资源共享、科学调度,合理利用水资源,充分发挥水库最大的经济和社会效益。
　　
　　二、系统建设
　　
　　东武仕水库综合自动化系统集成方案由大坝安全自动化监测系统、水情自动测报系统、洪水预报和调度系统、局域网办公和投影会商系统、大坝及闸门安全监控系统等五个子系统组成。
　　
　　1　大坝安全自动化监测系统
　　本系统为分布式网络结构。主要由前置机、现场测量控制单元、传感器及通讯网络组成。中央控制器放置在观测房内,与传感器联接,前置机作为网络中心节点,由总线与各个现场测量控制单元联接,完成子系统运行控制以及与上一级网络系统的联接工作。
　　系统中测量控制单元按预先设置的定时时间,自动对传感器执行定时数据采集,将采集的数据发送给前置机同时保存。系统操作员在调度中心工作站可任意查看当前或历史数据,利用图形、报表或分析软件等工具对大坝的性态做出进一步分析处理。
　　
　　2　水情自动测报系统
　　该系统由一个中心站和六个遥测站组成,其中杜庄、王看、峰峰、老刁沟为雨量站,坝上为雨量水位站,黑龙洞为雨量流量站,还有市防办一个远程客户站。
　　系统采用超短波通讯,采用自报/查询兼容的工作方式。中心站前置机为台湾研华工控机,运行安全、稳定、可靠。中心站接收各个遥测站发送来的实时采集的各种水情参数。中心站软件具有实时数据采集处理,实时监测和报警,系统遥测站管理,数据库管理,数据查询,打印输出,水文资料整编等功能。软件全部采用图形化交互界面,简单易于操作。
　　遥测站实行有人看护,无人值守的管理方式。采用蓄电池组供电,太阳能电池板浮充的供电方式。每当雨量变化1毫米,或水位变化1厘米且与上次发送间隔大于15分钟,向中心站发送当前数据。如果数值突变,降雨量超过4毫米,自动增加发送次数。如果数值没有变化,每6小时向中心站发送当前数据,以示平安。传输内容有自身站号,当前雨量累计值,当前瞬时水位和遥测站设备状态等。在汛期运行中,中心站和遥测站设备基本无任何故障,传输信号正常稳定,接收界面清晰,畅通率大于99%,误码率小于10~4。
　　
　　3　洪水预报和调度系统
　　该软件设计开发合理,洪水预报模型符合实际,提供的洪水预报成果基本符合实际。并能根据假拟降雨作洪水预报,根据洪水预报成果生成交互式洪水调度方案。建立了东武仕水库查询系统页面,可在网上查询水库概况,实时雨情、水情及其报表统计与输出,工情信息等。该软件功能强大,功能齐全,能满足信息查询、洪水预报、洪水调度、数据库管理和成果上传等功能。
　　由于近年汛期没有大的降雨过程,没有形成入库洪水,因此也没有做洪水预报。
　　东武仕水库洪水调度系统的建成,使水库的防汛工作如同有了“千里眼”和“顺风耳”,能及时了解上游雨情、水情,预测未来天气变化,做出洪水预报和调度方案,通过大屏幕投影显示,经过专家会商,制定出调度方案,为防汛指挥部门提供决策依据。4　局域网办公和投影会商系统
　　东武仕水库局域网采用星型拓扑结构,共设39个信息端口,采用双绞线为传输介质,客户机——服务器工作方式。该系统总体布局合理,信息传输畅通,工作状态稳定。
　　根据水库各办公室职能分配其各自权限,分别进行水库信息化信息系统中共享数据的查询。并通过局域网共享系统外设资源,如打印机、扫描仪等,实现文件共享服务、网络信息发布、局域网通讯服务等,可按信息化建设进程分步实现财务电算化、人事劳资管理、物资管理、公文流转、财务电算化等。
　　局域网通过宽带连接至国际互联网。投影会商系统以局域网为支撑,通过网络可以将东武仕水库的实时采集的水情、雨情、工情信息,上传到上级防汛指挥部门进行处理、分析,通过专家会商,制定合理的调度方案,为防汛指挥部门提供决策依据。
　　
　　5　大坝及闸门安全监控系统
　　该系统是采用先进的电子科技手段,对远端场景进行图像传输,图像记录的安全技术防范和管理系统,达到能够在监控中心远程通过实时图像直观了解大坝、闸门、渠道的运行工况以及周围环境。计算机数字监视系统是监控报警业界的新型产品,它采用视频图像数字化压缩记录的形式,采用高性能的工业计算机,增加摄像机图像输入路数,提高多画面图像的显示速率、增加对云台和镜头的控制等功能,配之以良好的人机交互界面,便构成了以计算机为核心的数字式监视报警系统。
　　
　　三、结语
　　
　　东武仕水库自动化管理系统高效和适用的建设,有利于集中形成专业化的管理模式,有利于集中提高专业技术水平,提高工作效率,实现优化工作流程。
　　
　　作者简介:
　　闫明江,男,现任职于邯郸市东武仕水库管理处,电子工程专业,助理工程师。1999年7月大专毕业于河北职工大学计算机应用专业;2006年6月本科毕业于河北省科技大学计算机及应用专业。
　　户冬荣,女,现任职于邯郸市东武仕水库管理处,农田水利专业,助理工程师。1998年7月中专毕业于永年职业技术教育学校农田水利专业;2002年7月大专毕业于河北省工程大学水文水资源专业;2004年12月本科毕业于河北省科技大学计算机及应用专业并取得学士学位。