王桂平

随着信息技术的快速发展，水利工程建设过程中要求将安全监测、水情测报、水质监控、闸门监控、视频监控等专业信息系统进行有效集合与管理，构建整体的信息管理系统，实现对各个子系统的实时监测与安全数据的有效分析，实现洪水预报、闸门调度计算以及监测资料分析等多个功能，因此自动化综合系统的设计与运用在水利工程管理过程中起到显著作用。

一、水利工程自动化综合系统设计的功能分析

针对水利工程设计自动化信息管理系统，要求能够满足用户的使用需求，能够利用现代公共电信网络，加强对水利信息的自动化建设，提升水利工程信息网络管理效率。在对水利综合信息进行自动化监控过程中,要求对水利工程的运行进行有效的信息管理，能够与水利工程具体实际情况相结合，加强对工程运行监控、水文测报、办公政务系统检测、防汛抗旱信息检测等多项系统数据体系的建设与运用，要求内部数据信息的建设层面具有良好的可操作性与共享性，在系统内部设计良好的人机交互界面。

二、优化水利工程自动化综合系统的总体设计

在自动化综合系统的总体设计过程中要求能够考虑到多个层面，结合水利工程的多项工作流程，见图1。建立通信网络层、业务应用层、信息采集层、综合数据层等多项体系结构，加强对系统的优化设计与开发，要求系统设计能够满足国家有关的标准体系与安全保障，设计良好的操作界面，提升系统设计的有效集成性，为信息系统设计提供良好的信息共享机制与统一管理机制。

在自动化综合系统中从控制角度来说，将其分为RTU、LCU、MCU 等现地控制单元、远程控制端、手动控制端与现地控制中心等，运用远程控制端建立对控制中心的授权控制，构建系统控制逻辑结构，见图2。

三、水利工程信息自动化综合系统的功能设计

水利工程自动化信息系统的功能设计过程中要求运用系统控制逻辑，能够有效监控现地控制单元、手动控制端、现地控制中心、远程控制端，对水利工程运行的多个层面进行监控，实现对信息数据的有效集合管理。同时针对信息数据建立自动搜集功能，实现对传感器的有效加工与传送作业，对系统中的数据库设备功能进行有效强化，以此实现对水利信息的统一综合有效管理。为信息系统的运行建立统一的数据库、操作平台与操作界面，加强各个子系统之间的有效合成，实现各项水利信息资源的共享与统一，为水利系统运行提供必要支持。

在软件系统设计过程中要求设计出丰富的表格界面与图形表现形式，为用户操作提供便利，为系统运行设计良好的可扩展性，充分利用网络技术、传感器、电子等对水利工程大坝进行全方位监测，针对水情测报与闸门控制等信息建立自动化监控管理系统，通过软件的统一管理与设置进行信息资源的统一调度，管理人员不需要对软件信息进行单独操作。通过这种操作方式使得水利工程达到良好的工程管理效益。

四、水利工程自动化综合系统运用

1.工程概况

将自动化综合系统运用到某水利工程之中，某水利工程建设内容主要有左干渠龙海段、中干渠进水闸、南北港2 座拦河闸、节制闸、船闸等，在运用自动化综合系统中主要进行闸门监控，并检测流域水情、流量以及水质情况。水利工程的自动化综合系统运用过程中要求建立工程系统、发布WEB 信息、设计系统数据库、代码实现、建立数据通信的交换形式，为水利工程运行提供必要的支撑。

2.建立工程系统

该水利工程系统设计过程中主要内容包括设计流域水情系统、安全监测系统、水质自动测报系统、闸门监控系统、工业电视系统。在水利工程管理过程中，在信息管理系统中要求能够涵盖这六个子系统，构成一套完整的自动化信息管理系统。要求结合用户的需要，开发J2EE 语言、模块开发技术、SQLServer2005 数据库，针对信息数据建立采用C/S 结构，实时测控子系统，同时能够分析计算水闸监测资料，并计算分析闸门调度方案与洪水预报，对水利工程的相关运行情况进行数据分析与统计。B/S 结构的运用能够促进管理人员借助于综合自动化信息管理系统，向外界提供信息浏览与查询服务，实现对水利工程的有效运营管理。

图1 系统总体结构图

图2 系统控制逻辑结构图

综合信息管理系统运行过程中要求设计统一的数据接口，实现对数据的有效采集与处理，针对水库的水情、水质以及大坝安全监测等内容建立有效的数据接收体系。为系统运行提供统一的综合数据管理库，实现对各个子系统控制主机的现场更新，同时建立各个系统的测站配置、数据召测等多项功能。为降低故障率，采用模块化的设计方式，模块代码独立与核心代码公用的处理方式，某一模块发生故障并不会影响其他模块的正常运行。使用VB 语言编写综合信息管理软件。

3.发布WEB 信息

发布WEB 信息采用的是J2EE 结构，在对水利工程各项信息的采集与处理层面上主要是运用业务逻辑层、浏览器、数据层、表示层等结构。用户可以在WEB 页面进行信息查询与展示，为管理人员提供有效的信息操作方式，加强管理人员对大量信息的可视化与人性化管理。

4.设计系统数据库

在对信息数据的实时查询、成果展示与数据信息利用方面主要是通过系统数据库来实现的，重点体现在闸门运行调度、水情水质、水库调度、水文水资源、计算方法、安全监测、模型、工程基础等多种层面的数据库。要求在数据库设计过程中采用统一的数据管理方式，签订命令交换协议，同时针对数据管理方式建立实时数据交换平台，建立专用数据的接口程序。以此实现对实时数据的交换、存储以及查询，实现水库信息数据的共享，提升信息管理效率。

5.代码实现

运用模块化方式进行综合信息管理软件设计，采用模块代码独立设计与核心代码公用的设计方式，建立不同模块之间独立的运行方式，确保各个故障之间互不影响，以此降低故障发生率。为此在综合信息管理体系中运用VB 语言编写，采用B/S 结构与C/S 结构，以此优化系统信息的有效管理控制。

6.建立数据通信的交换形式

水利工程运行过程中建立测站和中心现地计算机的交换形式，此外还包括数据交换平台、现地与数据库的服务器、现地计算机、数据交换平台与客户端。针对数据管理建立有效的实时信息交换、入库机制，针对数据流制定严格的命令交换协议与规范的管理流程。采用专项开发的数据交换平台，使得各类实时数据能够交换完成。采用专用的数据接口程序进行雨量、水位的安全检测，建立数据信息的有效收集机制，并将收集到的数据信息录入到系统之中，对大量的数据信息进行即时更新，将其体现在历史数据库之中。

使用数据库进行数据查询、信息发布，即时存储各种基础信息、成果，按照水利部或者国家有关部门的相关标准建立包涵水文水资源、工程基础、水情水质等多种信息资源的数据库，发挥数据库对信息资源的支持作用。

7.系统运行效益

该水利工程运用自动化综合系统之后，对水利工程的实际运行情况提供了有效的数据理论支持，实现了对水利相关数据的有效分析与运用。经过4年多的运行之后，在水利工程内部提升了其信息化管理水平，实现了对水利工程的实时监管，促进水利工程达到了良好的管理水平。

五、结语

综合自动化管理系统在水利工程中的运用，实现了将各专业系统集合在统一的信息平台之上。为实现有效的信息共享，要求解决通讯规约协调难与系统硬件接口差异的技术问题，从技术层面上优化水利工程管理，建立了良好有效的管理平台，优化了水利工程运行，增加了水利工程的实用效益■