烏金塘水庫除險加固綜合自動化管理系統(tǒng)設計淺析

1、<p>　　烏金塘水庫除險加固綜合自動化管理系統(tǒng)設計淺析</p><p>　　摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水庫在防洪及經(jīng)濟建設中的地位和作用越來越突出，根據(jù)新時期的治水理念，實現(xiàn)人、水和諧，建設水庫綜合自動化管理系統(tǒng)，提高水庫自動化管理水平，是新時期治水的發(fā)展方向。本文對烏金塘水庫綜合自動化管理系統(tǒng)做了簡要介紹，以供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水庫除險加固自動化 &l

2、t;/p><p>　　Abstract: With the development of society and economy, the status and role of reservoirs in flood control and economic development in the increasingly prominent, according to the new era of water man

3、agement concept, the realization of people, water harmony, building reservoirs integrated automation management system to improve reservoir management automation level, is the development direction of the new era flood c

4、ontrol. In this paper, Ugyen pond reservoir integrated automation management syst</p><p>　　Keywords: reservoir reinforcement automation </p><p>　　中圖分類號：C931.9文獻標識碼：A </p><p>　　1、水庫原

5、系統(tǒng)概述 </p><p>　　烏金塘水庫原自動化管理系統(tǒng)非常落后，只有雨量自動采集外，其它都為人工操作，在多年的運用中主要體現(xiàn)在預報精度不夠，預報頻率低；水庫溢洪道現(xiàn)有閘門5孔，輸水洞進出口閘門2孔，啟閉方式為現(xiàn)場電動和手動控制；大壩安全監(jiān)測為人工監(jiān)測，且監(jiān)測點設施、設備損壞嚴重，已經(jīng)不能滿足水庫現(xiàn)代化管理需求；建立一套能夠滿足水庫管理的自動測報系統(tǒng)勢在必行。 </p><p>　　2、

6、工程任務和規(guī)模 </p><p>　　烏金塘水庫綜合自動化管理系統(tǒng)以建立防洪調(diào)度中心為主，系統(tǒng)下設閘門監(jiān)控子系統(tǒng)、水文自動測報子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)和大壩安全監(jiān)測子系統(tǒng)，建成二級工水情局域網(wǎng)絡，建設工程管理信息中心及各專業(yè)系統(tǒng)中心，建設烏金塘水庫管理局計算機局域網(wǎng)，具有Internet接口，工水情局域網(wǎng)與管理局計算機局域網(wǎng)絡互聯(lián)，各具獨立性。設置一臺網(wǎng)絡交換機，一臺數(shù)據(jù)庫服務器和一臺網(wǎng)絡管理服務器，構(gòu)成客戶機/服

7、務器工作模式，各子系統(tǒng)建立實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)共享。水庫管理人員能實時查詢前方各子系統(tǒng)運行狀況，防洪調(diào)度中心設有大屏幕，在大屏幕上通過視頻監(jiān)控子系統(tǒng)觀看現(xiàn)場情景，以便市防作出調(diào)度決策。 </p><p>　　3、閘門監(jiān)控子系統(tǒng) </p><p>　　3.1、溢洪道、輸水洞閘門控制采用手動和自動兩種控制方式，在現(xiàn)地每孔閘門設置一臺控制屏，手、自動控制設備安裝在控制屏內(nèi)，在控制屏面板上

8、設置現(xiàn)地、遠程轉(zhuǎn)換開關(guān)，遠程控制設置在調(diào)度中心。 </p><p><b>　　3.2、系統(tǒng)功能 </b></p><p>　　3.1.1、 在調(diào)度中心完成閘門啟閉控制，包括現(xiàn)地控制和遠程控制，通過高度指示器完成閘門開度自動化測量，具有閘門啟、閉限位保護功能，對各閘門升、降、停以及預置位控制，打印各種測量數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)報表，事件記錄等。 </p><

9、;p>　　3.1.2、 集中控制系統(tǒng)應用軟件主要由以下模塊組成： </p><p>　　SCADA軟件、圖形軟件LAN管理軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、HMI軟件、電子報表軟件、作圖編輯、保護信息處理軟件、通信軟件，界面友好易操作。 </p><p>　　4、視頻監(jiān)控子系統(tǒng) </p><p>　　為了實現(xiàn)系統(tǒng)管理人員能夠?qū)崟r、直觀的了解和掌握現(xiàn)場情況，便于安全管理，并

10、能通過錄像記錄現(xiàn)場情況及以后查詢，在工程建筑的關(guān)鍵部位安裝了攝像頭。 </p><p><b>　　4.1、系統(tǒng)設計 </b></p><p>　　本系統(tǒng)監(jiān)控中心設在水庫調(diào)度中心，前端設備以監(jiān)控水庫建筑物和庫區(qū)全貌為布設原則，系統(tǒng)通過前端攝像設備捕獲現(xiàn)場畫面，通過視頻信號線將各視頻模擬信號送入矩陣，經(jīng)過硬盤錄像機，對前方攝像單元進行控制，控制三可變鏡頭的變焦、聚焦和光

11、圈，控制電動云臺的上、下、左、右運動。視頻信號和控制信號采用光纜進行傳輸，并把信號組網(wǎng)。管理人員可通過大屏幕清晰掌握現(xiàn)場設備的運行狀況，并可與調(diào)度中心進行會商。 </p><p><b>　　4.2、系統(tǒng)功能 </b></p><p>　　4.2.1多畫面監(jiān)視 </p><p>　　1/4/6等畫面分割模式，支持不規(guī)則畫面分割，可以通過簡單操作

12、實現(xiàn)放大、還原、全屏、圖像交換操作，可以通過拖放攝像機圖標實現(xiàn)對不同攝像機圖象的監(jiān)視，簡單易用，并且可以拍照、設置圖像循環(huán)播放等。 </p><p>　　4.2.2、錄象和回放 </p><p>　　自動錄象是指在軟件中設置服務器的錄象時間段，當客戶端軟件所運行的電腦系統(tǒng)時間進入設定的時間段后，自動把這一時間段的圖象記錄下來。 </p><p>　　4.2.3、動態(tài)

13、IP功能 </p><p>　　當用戶使用ADSL等動態(tài)IP接入INTERNET時，只要輸入指定域名即可管理瀏覽前端視頻服務器 </p><p>　　4.2.4、斷電后自動連接功能 </p><p>　　當軟件處在播放或者錄像狀態(tài)時，如果此時視頻服務器停止供電，那么軟件將停止播放圖象同時也停止錄像，但是如果視頻服務器正常供電后，軟件將自動連接服務器，同時恢復原來的播

14、放及錄像，無須人工干預。 </p><p>　　4.2.5、遠程配置 </p><p>　　遠程登錄到服務器上，配置服務器的各項參數(shù)，如修改用戶名，密碼，IP地址，調(diào)節(jié)碼流等。對服務器，遠程升級，遠程重啟等。 </p><p>　　4.2.6、防病毒侵入 </p><p>　　系統(tǒng)前端設備采用嵌入式技術(shù)，操作系統(tǒng)固化在芯片之中，不易受目前網(wǎng)絡

15、中爆發(fā)病毒的侵害。 </p><p>　　5、水文自動測報系統(tǒng) </p><p>　　5.1、雨量站布設 </p><p>　　為了便于烏金塘水庫能夠及時收集有關(guān)水情、雨情信息，準確地掌握水庫上游的水情變化，盡早作出水庫調(diào)度預案，提高水庫管理調(diào)度水平，建立了水庫自己的水情自動測報系統(tǒng)。按照現(xiàn)有的現(xiàn)狀站網(wǎng)狀況，經(jīng)分析確定，在延用原有5個站點的基礎(chǔ)上新增加3個遙測雨量站

16、， </p><p>　　5.2、 洪水預報方案 </p><p>　　5.2.1、降雨徑流預報模型 </p><p>　　降雨徑流預報模型選用在我省渾河流域應用較好的以超滲產(chǎn)流為主要機制的大伙房產(chǎn)流模型，匯流計算采用單位線法，用實測降雨資料推算出各年的洪水過程。本次根據(jù)實測10場洪水的降雨徑流洪水預見期的分析，雨峰出現(xiàn)時間和洪峰出現(xiàn)的時間差最小為3小時，最大為10

17、.8小時，發(fā)生較多的時間為4小時左右，經(jīng)過上述分析，本次降雨徑流預報的預見期初步采用4小時。 </p><p>　　5.2.2、系統(tǒng)功能 </p><p>　　本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式采用遙測式，遙測站網(wǎng)應具有如下功能： </p><p>　　5.2.2.1、遙測站自動實時采集、存儲和發(fā)送水文數(shù)據(jù)傳給中心站。 </p><p>　　5.2.2.2、

18、中心站主機對原始資料有采集功能，并能對這些資料進行處理、檢索和糾錯。根據(jù)系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)，作出洪水預報，并顯示打印和繪制各類水文圖表。 </p><p>　　5.2.2.3、預報軟件能根據(jù)所收集的水文資料進行洪水預報并作為調(diào)度決策的依據(jù)，預報精度滿足規(guī)范要求， </p><p><b>　　5.3、通信組網(wǎng) </b></p><p>　　本系

19、統(tǒng)測站位于遼寧西部山區(qū)，原超短波系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸效果不好， GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)實時性強，可靠性高，無需建設中繼站，運行成本低，因此本次組網(wǎng)選擇GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，系統(tǒng)工作體制選擇自報式。 </p><p>　　6、大壩安全監(jiān)測子系統(tǒng) </p><p><b>　　6.1、系統(tǒng)設計 </b></p><p>　　本次除險加固工程對原有大壩安全監(jiān)測改造

20、為自動化無線傳輸系統(tǒng)。大壩安全監(jiān)測：共設32個水平位移監(jiān)測點，32個垂直位移觀測點，31個壩基滲流觀測點，24個浸潤線監(jiān)測點，8個饒滲流監(jiān)測點，滲壓計為通氣型，選用震弦式數(shù)據(jù)采集儀。系統(tǒng)的建成明顯提高了水庫工情信息的自動采集、傳輸、處理，工程指標可以數(shù)字化、圖表化。及時準確地反映了工程運行情況。 </p><p>　　6.2、工程監(jiān)測資料和分析 </p><p>　　滲流觀測設備采用新建立

21、的大壩滲流安全監(jiān)測系統(tǒng)進行監(jiān)測。 </p><p>　　除險加固施工期間滲流觀測采用自動監(jiān)測和人工觀測兩種方式同時進行，自動監(jiān)測按照每日采集一次；人工觀測為每月10日觀測一次。平時人工觀測數(shù)據(jù)與自動監(jiān)測所采集的數(shù)據(jù)進行對比，核對顯示自動監(jiān)測數(shù)值與人工測量數(shù)值基本吻合（整體趨勢相同）。由此說明自動監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠真實的反映大壩測管水位的真實情況。通過滲流觀測管過程線可以看出，繞壩觀測管水位受庫水位影響不大，滲流穩(wěn)定；通

22、過對大壩水平及垂直位移觀測，大壩無異常，變化較小，運行安全正常。 </p><p><b>　　7、結(jié)語 </b></p><p>　　烏金塘水庫綜合自動化管理系統(tǒng)建成后，通過兩年來的運行，對水庫工程管理及防洪調(diào)度上新臺階提供了有力保障，同時，對水庫增加經(jīng)濟效益，確保水庫安全運行及人民生命財產(chǎn)安全作用明顯，未來的烏金塘水庫將為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供有力的水資源保證，為地區(qū)經(jīng)

23、濟發(fā)展做出更大貢獻。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　索麗生《水利技術(shù)標準匯編》中國水利水電出版社【2002】 </p><p>　　高波《水利工程建設標準條文》水利部國際合作與科技司【2004】 </p><p>　　楊軍 烏金塘水庫除險加固水庫工程建設初步設計 遼寧省水利勘測設