水利工程管理自動化分析

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水利工程管理自動化分析

摘要:

在現代的水利工程管理中,自動化控制系統的廣泛應用,使得管理水平得到了很大程度的提高,促進了水利工程管理的進一步發展。文章首先闡述了水利工程管理方式的發展過程,其次,論述了水利工程管理中存在的問題,最后,從軟件和硬件兩方面,提出了提高水利工程管理水平的措施。

關鍵詞:

水利工程;管理;自動化;措施

引言

水利工程是我國農業的命脈,特別是對于現代農業的發展,有著至關重要的作用,因此,要實現農業現代化信息化的轉型,就必須提高水利工程建設。在水利工程建設中,根本是建設,關鍵是管理,要保證水利工程的建設質量,就要采取措施,解決水利工程管理方面存在的問題。

1水利工程管理方式的發展

隨著時代的變化和社會的發展,水利工程的管理方式、管理內容和方法在不斷改進。在古代,唐代頒發執行的水利工程管理法規是《水部式》,它對分水比例、灌溉制度、管理行政和工程維修等各方面都有明確規定[1]。50年代初,新建成的水利工程,都建立了相應的管理機構,使得水利工程管理的工作有正規化的條例[2]。1954年,開始選擇一些標志型水利工程,制定管理規范,其他水利工程參照此規范制定適合的管理規范,并對管理人員進行培訓,進一步提高管理工作水平[3]。1956年,為了水利工程便于分級管理,劃分了水庫、水閘的等級標準。70年代初,國際組織力量治理永定河官廳水庫的水質污染問題,保護水質成為了水利工程管理工作中的新內容。70年代末至80年代初,規定水利工程的管理任務為“安全、效益、綜合經營”,水電站的任務為“安全、經濟、多發多供”[5]。1983年,制定了“加強經營管理,講究經濟效益”的水利工作方針,把水利工作的重心轉移到提高經濟效益上來,要求對現有的水利工程進行技術改造,加強經營管理,以此提高經濟效益[4]。80年代后,計算機和短波、微波通訊開始被使用在防汛和調度系統中,部分大型的水利工程采用優化調度方式,工程較多的水電站實行聯合優化調度[5],河流泥沙多的水庫中采用“蓄清排渾”[6]的調度方式,以此延長水庫壽命。隨著我國自動化信息化技術的不斷發展,水利現代化建設進程的不斷加快,水利工程建設管理由傳統的經驗管理,開始轉換為現代化、自動化、智能化的管理。

2水利自動化工程管理存在的問題

現如今,雖然我國的水利自動化信息化技術發展得越來越成熟,但依舊存在一些問題,主要有以下幾點:(1)缺乏統一規劃。我國水庫存在的最大的問題便是缺乏統一規劃,我國水利系統的自動化技術建設起步比國外晚很多,大多水利工程管理人員習慣性遵循傳統的運營模式,就難以形成統一的規劃,無法實現水庫的聯網管理[7]。(2)監測手段和管理模式相對落后。目前,我國已建的一些大型水庫,大都建筑于年降水量較大的地區,梅雨季節的水量難以控制,在水災時期存在著安全隱患,極易引發安全事故[8],要提高我國的水庫對水位、雨情的監測能力,消除安全隱患。(3)水庫綜合自動化系統不能形成統一的網絡。水庫涉及水量、水質、水情等信息,信息量大,水庫對這些信息沒有一個統一的管理系統,也沒有能夠形成統一的網絡管理,就無法實現信息共享,從而給水資源的調度、統一配置和管理造成了困難[9]。

3提高水利工程管理水平的措施

水利工程管理是一項系統長久的工作,為了保證水利工程高效安全的運行,提高水利工程的管理水平,需要從加強軟件要求和注重硬件建設這兩方面入手。

3.1建立服務于水利工程管理的信息化、數字化、智能化的軟件系統

在實際的水利工程中,一般將可編程序控制器PLC和組態軟件相結合,設計水利工程的控制系統,它能夠有效地提高水利多閘門管理的自動化水平。水利工程管理軟件會涉及到大量數據的存儲與處理,要實現自動化管理,就要建設基礎的數據庫與數據中心,實現信息的共享。自動化控制中,必然少不了使用新技術,隨著信息技術的發展,現如今應用廣泛的新技術主要有如下幾個方面:(1)數據庫與數據倉庫。數據庫就是指數據的集合,用來描述一個或者多個相關組織的活動。它不僅可以實現與數據處理有關的功能,還能夠實現地圖、空間數據、多媒體、矢量信息數據的存儲和管理,采用分布式數據庫技術,從兩點數據分步式共享到多點數據分步式共享。(2)視頻監控技術。視頻監控主要用來監視和控制遠程地點或者重要區域,通過視頻采集設備實時采集視頻文件,并同時傳輸給監控中心,實時動態地報告被監測點的情況,及時發現問題并進行處理,視頻監控技術在水利自動化工程中得到了廣泛的應用[10]。(3)空間信息技術??臻g信息技術包括航天航空遙感、衛星通信、全球定位系統和地理信息系統等專業技術領域,航天航空遙感、全球定位系統和地理信息系統被統稱為3S,技術它以地理信息系統為核心,對空間數據進行實時采集、處理、分析等。

3.2合理選用信息化、自動化硬件設備

PLC是自動化系統的基礎,在水利工程自動化控制系統的設計中,一般采用可編程序控制器(PLC)、上位機組態軟件和現場檢測儀表結合的模式,PLC的編程軟件采用西門子公司的STEP7-Micro/WIN32編程軟件,上位機軟件采用組態王和WinCC相結合的模式。以實際工程為例,基于DSP的水利工程閘門自動化管理系統的硬件框圖如圖1所示。合理配置技術與設備,盡量選用國產信息化和自動化設備,現代國產設備的功能、穩定性和可靠性都比較好,可以滿足自動化控制系統的需要,采用國產設備能夠有效地降低投資費用,以及運行維修的成本,不僅提高了系統的性價比,也提高了我國的自動化信息化水平。

4結束語

現如今,我國已建水利工程眾多,為了提高水利工程的管理水平,需要不斷加強軟件要求,建立用于水利工程管理的智能化的軟件系統,同時注重硬件建設,合理選用自動化、信息化的硬件設備,設計人員也需要不斷學習新技術,將新興的信息技術應用于水利工程中,不斷提高水利工程的自動化管理水平。

參考文獻

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[2]何德宇.淺談洪潮江水庫工程建設與管理[J].城市建設理論研究,2012(9).

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[8]李濤.淺談水利工程建設管理存在的問題及對策[J].靈武市水務局,2012(8).

[9]蔣斌,黃海田,王朝俊.江蘇水利信息化與自動化的現狀及其發展方向[J].水利水文自動化,2010(2).

[10]黃凱奇,陳曉棠,康運鋒.智能視頻監控技術綜述[J].計算機學報,2015(6).

作者:萬偉 郭健 單位:揚州大學水利與能源動力工程學院

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