水利工程管理自动化分析

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水利工程管理自动化分析

摘要:

在现代的水利工程管理中,自动化控制系统的广泛应用,使得管理水平得到了很大程度的提高,促进了水利工程管理的进一步发展。文章首先阐述了水利工程管理方式的发展过程,其次,论述了水利工程管理中存在的问题,最后,从软件和硬件两方面,提出了提高水利工程管理水平的措施。

关键词:

水利工程;管理;自动化;措施

引言

水利工程是我国农业的命脉,特别是对于现代农业的发展,有着至关重要的作用,因此,要实现农业现代化信息化的转型,就必须提高水利工程建设。在水利工程建设中,根本是建设,关键是管理,要保证水利工程的建设质量,就要采取措施,解决水利工程管理方面存在的问题。

1水利工程管理方式的发展

随着时代的变化和社会的发展,水利工程的管理方式、管理内容和方法在不断改进。在古代,唐代颁发执行的水利工程管理法规是《水部式》,它对分水比例、灌溉制度、管理行政和工程维修等各方面都有明确规定[1]。50年代初,新建成的水利工程,都建立了相应的管理机构,使得水利工程管理的工作有正规化的条例[2]。1954年,开始选择一些标志型水利工程,制定管理规范,其他水利工程参照此规范制定适合的管理规范,并对管理人员进行培训,进一步提高管理工作水平[3]。1956年,为了水利工程便于分级管理,划分了水库、水闸的等级标准。70年代初,国际组织力量治理永定河官厅水库的水质污染问题,保护水质成为了水利工程管理工作中的新内容。70年代末至80年代初,规定水利工程的管理任务为“安全、效益、综合经营”,水电站的任务为“安全、经济、多发多供”[5]。1983年,制定了“加强经营管理,讲究经济效益”的水利工作方针,把水利工作的重心转移到提高经济效益上来,要求对现有的水利工程进行技术改造,加强经营管理,以此提高经济效益[4]。80年代后,计算机和短波、微波通讯开始被使用在防汛和调度系统中,部分大型的水利工程采用优化调度方式,工程较多的水电站实行联合优化调度[5],河流泥沙多的水库中采用“蓄清排浑”[6]的调度方式,以此延长水库寿命。随着我国自动化信息化技术的不断发展,水利现代化建设进程的不断加快,水利工程建设管理由传统的经验管理,开始转换为现代化、自动化、智能化的管理。

2水利自动化工程管理存在的问题

现如今,虽然我国的水利自动化信息化技术发展得越来越成熟,但依旧存在一些问题,主要有以下几点:(1)缺乏统一规划。我国水库存在的最大的问题便是缺乏统一规划,我国水利系统的自动化技术建设起步比国外晚很多,大多水利工程管理人员习惯性遵循传统的运营模式,就难以形成统一的规划,无法实现水库的联网管理[7]。(2)监测手段和管理模式相对落后。目前,我国已建的一些大型水库,大都建筑于年降水量较大的地区,梅雨季节的水量难以控制,在水灾时期存在着安全隐患,极易引发安全事故[8],要提高我国的水库对水位、雨情的监测能力,消除安全隐患。(3)水库综合自动化系统不能形成统一的网络。水库涉及水量、水质、水情等信息,信息量大,水库对这些信息没有一个统一的管理系统,也没有能够形成统一的网络管理,就无法实现信息共享,从而给水资源的调度、统一配置和管理造成了困难[9]。

3提高水利工程管理水平的措施

水利工程管理是一项系统长久的工作,为了保证水利工程高效安全的运行,提高水利工程的管理水平,需要从加强软件要求和注重硬件建设这两方面入手。

3.1建立服务于水利工程管理的信息化、数字化、智能化的软件系统

在实际的水利工程中,一般将可编程序控制器PLC和组态软件相结合,设计水利工程的控制系统,它能够有效地提高水利多闸门管理的自动化水平。水利工程管理软件会涉及到大量数据的存储与处理,要实现自动化管理,就要建设基础的数据库与数据中心,实现信息的共享。自动化控制中,必然少不了使用新技术,随着信息技术的发展,现如今应用广泛的新技术主要有如下几个方面:(1)数据库与数据仓库。数据库就是指数据的集合,用来描述一个或者多个相关组织的活动。它不仅可以实现与数据处理有关的功能,还能够实现地图、空间数据、多媒体、矢量信息数据的存储和管理,采用分布式数据库技术,从两点数据分步式共享到多点数据分步式共享。(2)视频监控技术。视频监控主要用来监视和控制远程地点或者重要区域,通过视频采集设备实时采集视频文件,并同时传输给监控中心,实时动态地报告被监测点的情况,及时发现问题并进行处理,视频监控技术在水利自动化工程中得到了广泛的应用[10]。(3)空间信息技术。空间信息技术包括航天航空遥感、卫星通信、全球定位系统和地理信息系统等专业技术领域,航天航空遥感、全球定位系统和地理信息系统被统称为3S,技术它以地理信息系统为核心,对空间数据进行实时采集、处理、分析等。

3.2合理选用信息化、自动化硬件设备

PLC是自动化系统的基础,在水利工程自动化控制系统的设计中,一般采用可编程序控制器(PLC)、上位机组态软件和现场检测仪表结合的模式,PLC的编程软件采用西门子公司的STEP7-Micro/WIN32编程软件,上位机软件采用组态王和WinCC相结合的模式。以实际工程为例,基于DSP的水利工程闸门自动化管理系统的硬件框图如图1所示。合理配置技术与设备,尽量选用国产信息化和自动化设备,现代国产设备的功能、稳定性和可靠性都比较好,可以满足自动化控制系统的需要,采用国产设备能够有效地降低投资费用,以及运行维修的成本,不仅提高了系统的性价比,也提高了我国的自动化信息化水平。

4结束语

现如今,我国已建水利工程众多,为了提高水利工程的管理水平,需要不断加强软件要求,建立用于水利工程管理的智能化的软件系统,同时注重硬件建设,合理选用自动化、信息化的硬件设备,设计人员也需要不断学习新技术,将新兴的信息技术应用于水利工程中,不断提高水利工程的自动化管理水平。

参考文献

[1]牛运光.国内外水利工程管理简介[J].东北水利水电,1986(7).

[2]何德宇.浅谈洪潮江水库工程建设与管理[J].城市建设理论研究,2012(9).

[3]刘元绘.三河闸工程50年管理的技术进步[J].中国水利学会学术年会,2005.

[4]杨昊.浅谈水利工程管理[D].邯郸:河北工程大学,2012.

[5]陈永贵,张可能,魏中超.高压喷射灌浆构筑垂直防渗板墙围井试验[J].探矿工程,2002.

[6]郭生练,陈炯宏.水库群联合优化调度研究进展与展望[J].水科学进展,2010.

[7]江海.水利信息化管理技术研究[J].科技风,2010(4).

[8]李涛.浅谈水利工程建设管理存在的问题及对策[J].灵武市水务局,2012(8).

[9]蒋斌,黄海田,王朝俊.江苏水利信息化与自动化的现状及其发展方向[J].水利水文自动化,2010(2).

[10]黄凯奇,陈晓棠,康运锋.智能视频监控技术综述[J].计算机学报,2015(6).

作者:万伟 郭健 单位:扬州大学水利与能源动力工程学院