曹居峰

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

禹门口灌区工程信息化建设简述

曹居峰

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

介绍了禹门口灌区基本情况，分析了灌区信息化建设的必要性，从五方面简要阐述了禹门口灌区工程信息化系统建设内容，并对系统站点构成、系统功能和调度运行管理等方面进行了论述，为同类工程信息化建设提供借鉴。

信息化建设；组网；禹门口灌区

禹门口灌区西起河津市黄河滩地，东至新绛县南社乡店头庄，南界汾河以北三级台地边缘，北沿吕梁山坡脚。设计灌溉面积3.321万hm2，属大（二）型续建配套灌区。灌区由枢纽工程和灌溉工程组成。枢纽工程由一级泵站、沉沙池、一级干渠、二级泵站和110 kV变电站及输电线路组成。灌溉工程由72.276 km二级干渠、支渠、8座再扬水泵站、斗渠和若干条农、毛各级渠道及其建筑物组成。

1 信息化建设必要性

禹门口灌区工程信息化建设是提高工程现代化管理水平、提高效率和降低管理成本的重要手段。通过信息网络平台实现信息的发送、传输和存储，使各级管理部门能及时、准确了解灌区沿线的水情、水质信息以及工程运行状况，提高安全运行可靠度及事故处理能力，实现合理调度运行，为水资源的调度控制提供服务。

2 信息化建设内容

禹门口灌区工程信息化系统建设是一个多任务、多单元、多功能的综合系统工程。各个单元在信息化工程中担负不同的任务。工程任务是完善信息中心设备以及监控网络建设，分中心的接入网络，信息采集系统，闸门监控、泵站监控、视频监视、大屏幕显示系统、数据库系统、水资源调度决策支持系统、移动综合应用系统、水资源管理系统、事务管理及公共服务系统、局机关局域网建设等。

2.1 信息化站点构成

禹门口灌区是一个长距离引水灌溉工程，连接枢纽一级泵站、沉砂池、一级干渠、枢纽二级泵站、二级干渠以及灌区内的8座扬水泵站和渠道沿线分水闸阀等。工程具有供水线路长、监控站点多、站点环境差别大的特点。按照信息化控制原则，将沿线站点分为三类：一是有人值班，有人值守。承担整个工程的运行和管理，特指调度中心和分控制中心。二是有人值班，无人值守。沿线关键线路上的重要站点或配置管理站的闸阀站。主要有枢纽一级泵站、枢纽二级泵站、新绛一二级泵站、张家堡泵站、稷山一二级泵站、宁翟泵站等。三是无人值班，无人值守。沿线无人安全监测站点、不重要的闸站和分水口。主要有沿线36处分水闸室和全线安全监测站点。

2.2 信息化组成

该信息化系统建设内容包括如下几个子系统：信息采集系统、闸门监控系统、泵站自动化监控系统、视频监视系统、通信传输及监控网络系统、数据库系统、事务管理及公共服务系统、综合管理信息系统、移动综合应用系统、地理信息系统、调度语音系统、视频监视系统、电视电话会议系统、多媒体会议室系统、沙盘演示系统以及调度中心供电和防雷系统等。

工程具有建设范围广、协调难度大等特点，在建设过程中，按照规程规范，统筹规划系统建设过程中的各种资源，有效实现通信系统、采集系统、应用系统之间的协调一致，使整个系统集成为一个有机整体。

3 信息化设计

3.1 设计思路

考虑到禹门口灌区信息化建设和工程运行的实际情况，设计按照“统一设计、集中实施”的要求进行。采用先进、成熟的现代信息技术，使其具有先进性和较长的生命周期，既保证系统的开放性和兼容性，同时为系统技术更新、功能升级留有余地。

监测站采用RTU+传感器技术，监控站采用PLC监控单元+传感器技术，通过有线或无线传输方式传输到调度中心、分控制中心及相应水管所。

调度中心、分控制中心采用组建局域网方式实现对数据的监测和传输。

通过信息采集、传输与控制，全面快速收集灌区水资源信息，为水资源调度管理提供有力保障，解决传统人工调度的时效性慢、准确性差问题。

3.2 设计方法

本系统中各子系统相互独立的同时还彼此相关，可以将本系统划分为若干个子系统，分别进行设计，各系统通过数据库系统联系在一起。

信息采集中的水位、雨情信息采集分系统采取独立设计，各采集点均独立建设，通过采集软件统一入库。各采集点的设备相互独立，每个点均组成一个独立的小系统，在采集软件上可随时添加和去除站点。

闸门监控除基础信息送到数据库外，其他的图形化显示和控制命令的下发由闸门监控系统独立完成。PLC构成每个闸控站的现场监控站，操作人员通过计算机操作组态软件远程控制闸门启闭。

视频监视系统相对于其他系统独立性更强，将视频数据写入独立的视频服务器中，不同权限的用户可通过视频服务器浏览实时图像。

通信传输子系统是一个综合的通信平台，能在调度中心、分控制中心、现场监控站、监视站、监测站之间实现文件、图像、视频、控制命令等实时数据的传输。

3.3 设计原则

该系统采取总体设计、分布实施的设计原则。总体设计中包含各个子系统，各子系统根据对总体的依赖关系分步建设。信息采集系统、通信传输与网络系统和应用软件系统分批建设。同一子系统的框架建成后，用户可根据需要随时添加和删除站点。

4 信息化系统功能

信息化系统由相对独立的子系统组成。

信息采集系统实现采集水位和雨情信息，并将采集到的信息存入到综合数据库。

闸门监控系统实现调度方案在分中心管理站对辖区的闸门远程控制，管理局可对配水闸门进行远程控制，闸控系统的工况信息汇聚到调度中心，存入到数据库。泵站是灌区调水引水的重要枢纽设施，通过灌区各级提水泵站的远程监控，实现管理局对灌区调水业务的统一管理。

视频监视系统实现在调度分中心管理处、管理局调度中心监视枢纽、输水渠的运行情况。视频信息汇聚到调度中心，存入到视频数据库。

通信传输及监控网络系统将调度中心、调度分中心、信息节点连成网络，建设一个可以传输数据、视频、话音的综合业务通信平台。

综合数据库系统是信息资源管理的工具，信息处理的核心。主要负责对灌区运行数据的输入、整理、归档、查询、打印进行统一管理，为灌区的安全运行和调度管理提供数据服务，以大幅提高灌区优化调度和经济运行等各项工作效率。

综合管理信息系统实现对灌区工情、水雨情信息，土壤墒情，蒸发数据，闸控运行数据，视频监控数据，洪水数据等信息的综合管理和应用。主要负责对灌区各类数据的录入、整理、归档、查询、统计分析及打印输出进行统一管理。

移动综合应用系统可随时对水情、雨情、工情信息等实时信息进行查询，随时与调度中心进行交互通讯，为防汛抗旱提供全方位的移动指挥办公手段。

业务应用系统可实现网上办公，提高办公效益。

水资源调度决策系统实现水量调度、决策支持和水资源管理。

各子系统之间通过数据库作为联系桥梁，各子系统仅对数据库进行操作，各子系统之间没有直接联系。

5 调度运行管理

为实现供水工程安全稳定输水，确保全线各机电设备和水工建筑物的安全经济运行，须对沿线各泵站、渠道、各闸室进行统一调度。调度操作权限分为三级，分别为调度级、站控级和现地手动级。其中，现地手动级为最高控制级别，其次为站控级，主要包括泵站后台监控主机、机组LCU、公用LCU自动级以及各个闸站的LCU，最后为远方调度级，由调度中心对全线自动化设备进行统一控制和管理。全线自动化的调度方式为调度控制中心集中监控、统一调度管理。

6 结语

禹门口灌区工程信息化系统的建设，应以全系统的安全、稳定和实用为目标。由于该系统是集计算机网络、数据库、地理信息系统、存储系统、安全系统、自动控制系统等为一体的多学科、多专业的复杂系统，为此应根据系统建设运行要求，保证相关技术、管理人才的引进、培养，建立一支有力的信息化人才队伍，同时加强各专业的技术培训，提高管理水平。

TP315

C

1004-7042（2016）03-0038-02

曹居峰（1972-），男，1996年毕业于太原重型机械学院电气自动化专业，工程师。

2016-01-16；

2016-02-19