浅谈闸门远程监控系统在塔里木河干流的应用

何文华

（新疆维吾尔自治区塔里木河流域管理局 库尔勒 841000）

1 引言

塔里木河流域面积102万km2，整个流域已建成拦河水库枢纽、拦河水闸枢纽、引水渠首等控制性引水工程近40座。目前，全流域闸门控制仍然采用现场人工操作或现场自动操作控制的方式，工作人员必需在现场操作闸门，人工记录每扇闸门的开启时间及其位置、停止时间及其位置等，定期对这些记录进行整理、汇总、上报。

随着信息化技术在水利行业的大力推广，人工操作运行和记录管理数据的方式已渐渐不适应发展的要求。闸门远程监控体系，就是将自动控制、通信、计算机和网络技术，应用于闸门的自动测量、计算、监视、控制和调节，从而实现闸门的远程可视、可监测、可控制。本文介绍了塔里木河干流恰拉枢纽闸门远程监控系统的设计，详细介绍了系统的总体结构组成。该系统实现了启闭机及闸门开启的现场手动控制、自动控制和远程控制；实现了闸门开启高度的自动测量、启闭机实时信息的采集、处理与传输；实现了启闭机的整个运行过程的远程监视。塔里木河干流恰拉枢纽闸门远程监控系统的建成，是实现水利现代化的重要一环，同时也为塔里木河流域节水、节能、水资源管理和优化调度提供了很好的工具。

2 系统概况和设计

2.1 系统概况

恰拉枢纽位于塔里木河干流中、下游分界点处，距上游阿其克河口134km，距下游大西海子水库约85km。枢纽地处新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁县境内，距尉犁县70km，距库尔勒市120km。

恰拉枢纽闸门远程监控系统工程是塔里木河流域水量调度远程监控系统项目的一个单位工程，目前该项目已进入初步设计阶段。恰拉枢纽闸门远程监控系完成后将纳入塔里木河流域水量调度远程监控系统项目。

恰拉枢纽闸门远程监控系统工程是利用现代遥测遥控、通信、计算机网络等技术手段，在宽带网络的基础上，通过视频监视、闸门动态监控、流量监测，实现工程运行的自动化控制，提高工程运行管理水平及水量调度的实效性。

2.2 系统设计

根据恰拉枢纽目前建设管理状况以及信息化建设的需要，恰拉枢纽水闸远程监控系统将分三层建设，分别是：塔里木河流域管理局监控中心、恰拉枢纽分中心和恰拉枢纽。

2.2.1 塔里木河流域管理局监控中心

塔里木河流域管理局(以下简称塔管局)位于巴音郭楞蒙古自治州的库尔勒市，是塔里木河综合治理工程建设管理中心。负责塔河流域的工程管理、水量调度等工作。

塔管局现已初步建成水量调度管理系统、视频监控系统。此次主要是完成塔管局计算机局域网与恰拉分中心、恰拉枢纽的网络连接调试，配置相关数据，满足闸站监控信息对网络的可靠性和安全性要求；在塔管局配置视频服务器，完成视频用户的管理和视频流的转发，并在视频监视终端上配置相应解码软件，实现对视频点的控制和监视；在塔管局设置闸门监控工作站，实现对恰拉枢纽的远程监控。

恰拉枢纽水闸远程监控系统总体结构图

2.2.2 恰拉分中心

恰拉分中心站在巴音郭楞蒙古自治州的尉犁县境内,距塔管局120km，位于距尉犁县城70km的218国道边。在本次工程实施后将对恰拉枢纽进行远程监控，并接受塔管局的调度和管理。恰拉分中心是恰拉枢纽的上一级管理单位。现已有电信2M光纤接入，通过该电信电路与塔管局进行通信。

此次主要完成在恰拉分中心配置可网管二层以太网交换机，用于接入该分中心闸站监控设备；设置闸控操作台触摸屏，实现对恰拉枢纽的远程监控。

2.2.3 恰拉枢纽

恰拉枢纽是一座拦河引水工程，工程位于尉犁县境内，距恰拉分中心约4km，地处塔里木河中、下游分界点处，拦河闸垂直河道呈“一”字形布置，拦河闸居中，设计过闸流量196m3/s；左侧为灌溉引水闸，设计过闸流量32m3/s。

恰拉枢纽设有拦河弧形闸门5扇，卷扬式启闭机（2×8t）5台，电机功率5×11kW；拦河进水平板闸门3扇，卷扬式双吊点启闭机（2×5t）3台，电机功率 3×4kW。

该地区极端最高气温达42.4℃，极端最低气温达-27.8℃，最大冻土深度80cm，常年有浮尘天气，春夏两季尤为严重。

此次在恰拉枢纽闸房配置了三层以太网交换机，用于接入现场PLC、视频编码器等设备；新建恰拉枢纽闸房内1处3路视频监视点；改造恰拉枢纽闸房外现有的1处2路视频；建设恰拉枢纽5孔弧形卷扬式闸门和3孔卷扬式双吊点启闭机闸门的位置、上下限位检测系统和过载检测系统等；建设恰拉枢纽闸前1处水位自动监测点；建设恰拉枢纽引水闸、泄洪闸闸后水文站到现地管理站水位采集数据传输系统详见上页图。

3 软件设计

系统程序设计采用模块化编程，结构清晰，易于调试和修改。主要包括闸门的自动控制模块、闸门开启高度的

采集和处理模块、闸前闸后水位采集和处理模块以及系统故障诊断和处理模块等。远程监控软件主要实现的功能是与用户的界面交互、实时显示各种监控数据、下达的指令并向应用服务平台发送等，同时它还可以显示监控点的现场实时视频图像。

4 应用情况

系统经过1年多的运行，达到了远程自动监控的要求，视频图像清晰，远程指令正确，数据传输和存储正常。但鉴于新疆自然气候的影响，闸门关闭不严，导致数据存在一定误差，尚需进一步改进。

5 结语

塔里木河流域恰拉枢纽闸门远程监控系统的应用，加强了闸门的监控手段和能力，实现了恰拉枢纽水闸的高效、集中控制管理，提高了水量调度的时效性、管理的高效性，同时为流域水量调度提供了必要的基础数据信息，并为领导决策提供了可靠依据。