水利信息自动化问题的若干分析

伍升权

贵州新中水工程有限公司，贵州贵阳 550000

水利信息自动化涉及信息管理、水利政务、工程设计、水利建设及运行管理等多方面内容，通过采集各类信息，开发相关业务的系统软件，构建信息网络系统，实现对水利工程信息的自动化管理。水利信息自动化是自动化工程的组成部分，与自动化监控技术、计算机信息技术、自动化集成技术以及数据库技术之间存在密切联系，其主要目的是服务于水利事业，实现水利业务工作质量与工作效率的提升。在水利信息自动化建设阶段，技术是前提，管理是保障。

1 水利信息自动化系统的结构及功能

1.1 灌区各级水利调度中心

灌区管理局及其下属总站设置各级水利调度中心，加快水利信息自动化建设，利用自动化调度手段取代原有的水利调度方式，做到无人值守。在水利调度中心设置以下系统：水情采集系统、水费计收系统、视频监控系统、数据库系统和闸门监控系统等。负责以下工作：手气灌区用户的用水费用；实施监控渠道流量、水位和污泥厚度，并将其准确显示出来；自动控制闸门，监控水利工程的重点部位；定期备份各项信息数据，为水利管理工作提供参考。

1.2 现地 PLC 控制系统

PLC控制系统具有操作简单、方便扩展、运行安全可靠等特点，并且能有效抵抗各种干扰，具备优良的通讯性能，因此在许多行业中得到了广泛应用。现阶段，许多水利工程采取现地可编程控制器（PLC）作为控制系统。该系统在每个闸房中进行安装固定，通过相关控制程序远程控制水利闸门。由于可编程控制器具备控制程序，能够有效连接启闭机电气控制柜。在这种情况下，只需对调度中心的闸门控制软件进行设置，即可远程控制各级闸门。此外，各级闸房中会设置远程现地转换开关，通过对开关进行设置，调度人员能够实现现场控制和远程操作之间的切换，大大提高了闸门控制的灵活程度，一旦出现紧急情况，利用现地PLC控制系统能够进行及时处理[2]。

1.3 水情、水文数据采集系统

通过采集各种水情数据和水文数据，能够实时监测渠道水位及流速，同时这些数据还能在其他工作中得到应用。在测流桥、测井等需要实施监测的位置安装流速仪、水位传感器、超声波污泥厚度仪等仪器设备，有效采集流速、水位等数据信息，方便计算流量、收取水费以及自动控制阀门。闸门控制部位需要进行水位信息的采集，在测井中的测量筒内部放置水位传感器，结合实际情况对水位传感器零点进行调整，从而提高水位测量数据的精确程度。水位传感器能够实现模拟信号向电压（电流）信号的转换，转换后的信号传递至PLC控制系统，然后经过通讯设备传递至调度中心，调度中心就会显示出各项数据。灌区的水质比较复杂，要想提高渠道流量计算的准确性，还可以配备超声波污泥厚度仪、流速仪等，方便开展淤泥清理工作。

1.4 视频监控系统

视频监控系统涉及传感技术、网络技术、电视技术、自动控制技术和通讯技术等多方面内容，属于一种新型多媒体技术。该系统包括总线结构和模块结构，通过计算机网络技术实现了多媒体视频管理系统的有机组合，具有较强的综合性能和较高的智能化程度，能够将计算机功能充分发挥出来，便于实际操作。如果条件允许，可以将视频监控点设置在灌区的重点部位。对于农业生产来说，在灌溉期间内往往需要全天候监控，通过红外一体网络摄像机可以完成这项任务。红外一体网络摄像机具备优越的性能，能够全天候、全方位监控重点部位，具备实时的图像采集功能。控制中心的管理人员能够及时获取相关图像信息，便于作出正确判断和科学决策。作为水利信息自动化系统的重要功能，远程监控与图像数据共享在水利管理工作中发挥着不可替代的作用。前端摄像机负责模拟信号的采集，编解码器则负责对数据进行数字化处理，数字信号能够通过通信线路向调度中心传输，调度中心的视频监控软件能够有效记录历史图像和现场图像，为水利管理工作的开展提供全面、可靠的资料数据[3]。

1.5 现代通信系统

水利工程大多分布在偏远地带，尤其是中小型水利工程，其分布范围广、管理难度大。因此，利用现代通信系统能够有效降低水利管理难度。通过水位差对闸门开度进行调节，以此实现水量调度目标。根据实际情况设计科学合理的自动化管理系统，利用光缆进行传输，在环境恶劣的区域也能实现数据的实施监测和测量。此外，数据上传即可通过数传电台，又可通过RTU通信模块，仅需设置好数据信号类型、上传时间即可，各种类型不同的数据能够实现同步长传，大大降低了水利工程运行和管理成本。在水利工程管理工作中，水利信息自动化建设应当坚持经济合理、可靠性强、先进科学、便于操作和扩展等基本原则，有效完成数据采集、闸门控制等工作任务，推动水利事业向着现代化、规范化方向发展。

2 水利信息自动化建设的具体措施分析

现阶段，国内水利信息自动化建设存在许多尚未解决的问题，具体表现在以下方面：首先，当前国内水利工程自动化管理体系不健全，缺乏科学理论的指导，许多部门在建设水利信息系统时只考虑自身需求，建设标准不统一。在这种情况下，许多部门的数据信息不能实现共享，存在许多重复建设现象；其次，国内尚未建立起一个规范的信息技术体系模式，用于指导水利信息自动化建设工作的开展。尽管水利部门在管理过程中已经认识到信息技术的重要性，但是并未深入研究水利工程信息自动化特性及共性，无法构建健全的信息技术应用体系；最后，在制定水利信息自动化建设方案时，没有考虑到全局。其主要原因是水利工程管理流程不规范、技术标准不统一，导致水利工程规划建设方案得不到深入研究，缺乏前瞻性和指导性。基于以上问题，在水利信息自动化建设中应采取以下措施。

2.1 充分利用现代化技术手段

水利信息自动化管理涵盖管理现代化、信息现代化与技术现代化等方面内容。利用现代信息技术对水利信息资源进行采集、应用，有效提高水利自动化信息系统的实用性，加快水利工程信息化建设，推动水利管理工作向着信息化、自动化和现代化方向发展，有效提高水利建设事业的技术含量，降低能源消耗量，充分发挥水利建设的经济效益、环境效益与社会效益。

2.2 构建并完善信息共享体系

构建水利工程自动化信息管理系统，能够迅速汇总各类信息数据，对水利信息进行综合性分析，提高信息数据处理的自动化程度，方便管理者作出科学、正确的决策，规范水利管理事业，提高水利管理工作效率及工作质量。水利信息自动化建设离不开全国性数据库及信息网络的构建，通过完善的框架体系提供准确、可靠、及时的信息服务。此外，构建并完善水利信息共享体系，能够促进各部门之间的交流合作，包括水土部门、水利政务部门、农业水利部门、国家水资源管理部门和水质监测部门等，推动水利建设事业健康、稳定发展。

2.3 有效处理信息资源

要想提高水利信息管理的科学性，必须有效分析各类信息资源。在水利工程建设过程中，既要关注工程实施，又要关注水土保护、移民安置等工作；在水利工程运维管理过程中，利用现代技术手段采集相关信息，对水利工程资源调配、工程进度、质量控制等进行全面掌握，根据实际情况适当调整管理措施，实现管理效率的提升；在水资源开发利用过程中，由于各种数据资料能够实现共享，便于保护水源地，合理调配水资源。

2.4 重视人才培养

随着水利事业蓬勃发展，相关部门必须转变落后的管理理念和管理模式，在水利信息自动化建设阶段，必须重视培养专业技术人体。水利工作者也要加强学习，不断丰富自身理论知识和实践应用，并将其合理应用到实际工作中，加快推进水利工程现代化建设和自动化管理。

3 结语

综上所述，社会经济的发展带动了水利建设事业发展。近年来，水利工程数量越来越多，分布越来越广，并逐渐向着信息化、现代化方向发展。加快水利信息自动化建设，不仅能够实现管理效率的有效提升，还能节约水利工程运行、维护和管理成本，充分实现水利建设的经济效益。由于水利信息自动化系统具备结构复杂、层次多、技术要求高等特点，需要相关部门给予必要重视，在管理工作中充分应用系统工程的管理理念，做到统筹兼顾，协调发展，对各方利益进行有效协调，不断提高水利建设信息化和自动化水平，推动水利行业可持续发展。