数据处理技术在大中型泵站信息化建设的运用

马俊，崔凯

（江苏省江都水利工程管理处，江苏 扬州 225200）

目前信息技术在大中型泵站信息化建设的应用主要体现在几个方面，建筑信息管理（BIM）技术，传感器技术、网络技术、自动化技术等的应用。中国水利的工程信息化起步较晚，专业技术封闭，导致到应用的水平和深度还不尽人意。伴随着近些年国家对水利行业的投入的增加，越来越多的新技术在水利行业的进行深化应用，如移动互联网、云技术、物联网等，这些技术的运用产生的信息数据也呈现指数级增长，大数据也为水利工程信息化建设的加强提供了技术支持。本文以“江苏省江都水利工程管理处”为例（下简称“江都处”），论述大数据技术在大中型泵站信息化建设的运用情况，深入研究和探索。

1 大中型泵站数据信息处理的现状

随着信息技术不断发展和创新，大中型泵站信息化建设难以跟上新技术的发展趋势，特别是相比发达国家，我国大中型泵站信息化起步晚、专业封闭，以泵站工程为例，信息化管理水平、应用深度不足，依然存在着很多问题情况。

1.1 统筹协调平台建设处于起步阶段

以“江苏省江都水利工程管理处”为例，目前已初步建立工程管理信息化系统平台。用于工程的运行管理，资料收集、设备故障等的运用，也具有为下属各子工程提供统一协调的能力，在集中控制中心可以查看各子工程的实时数据情况，各子部门可查看部门内的实时数据情况，行成集中管理和分布式管理的结合。但下属各工程之间依旧存在信息孤岛、资源无法有效共享、运行时间短经验积累不足等。

1.2 海量信息数据处理能力不足

泵站在运行过程中产生海量数据，如电机的温度、定子电压、定子电流、励磁电流、功率因数、水文数据等，各数据与机组的经济运行效能为未进行有效分析，且目前使用过程中仅对比行业或者厂家的初始数据，尚未进行数字挖掘，切未对单台设备建立数字档案，未建立有效的数学模型；每年汛前电气试验数据、大修后电气试验数据，没有进行比较分析，各子工程相同机组未进行对比分析，形成有效数学模型。

1.3 信息数据收集以人工为主

泵站工程传统意义上的数据收集，主要以人工收集为主，而人的因素存在，就导致评判标准的差异，而数据收集也会因不同的人工评判标准而产生偏差。近些年传感器技术的深化运用，部分报表的生成由计算机逐步代替人工抄表，但人的因素依旧占很大比重。此外，当今水利工程信息化追求的是无人值守，泵站、控制中心尽可能自动化运行，如果缺乏可靠性的技术支持，则依然需要人工值守，无法真正的实现水利工程信息化管理。

2 数据处理技术应用于大中型泵站信息化建设的可行性

从现阶段的大中型泵站的现状和发展情况来看，优质数据信息时代已经来临。对于大中型泵站来说，优质数据信息的有助于提高工程管理的水平和安全经济运行效益。为了实现数据处理的“价值”，需要实现以下3个方面。

（1）需要根据当前的实际情况和应用，将“弱数据意识”转变为“强数据意识”，加强数据处理技术在大中型泵站运行管理及周边环境的运用。

（2）优化数据的“价值”。尽管近年大中型泵站在历年运行管理中收集了许多有价值的信息数据，但这些数据也存在一些缺点，需要改进了数据收集，存储机制，整理机制等，完善文本，图像，数字等信息，在精准性、稳定性、使用价值等方面，得以提升。

（3）实施“数据共享”。对于数据，各业务部门之间得以共享，更加灵活的运用，得出对大中型泵站运行管理的科学决策。

目前“江都处”水利信息化建设在进一步发展和完善，实现了部分运行信息的实时共享，但尚未实现信息的组合条件查询和设备运行情况的分析，其难点之处在于泵站工程、水闸工程及平行相关的管理机构的复杂交错，产生了一些混合的、复杂的数据，为整个单位的统筹管理带来了巨大的挑战。

所以在经济发达、技术进步的时代背景下，应用数据处理技术对“江都处”进行信息化建设是十分必要和可行的。

3 数据处理技术在大中型泵站建设中的应用

3.1 设备基础及配套制度建设

目前江都处联系自身的实际发展状况，已经建立一套相对比较全面的管理制度，在实践中逐步完善，并对方案进行充分的可行性研究，利用新技术提升带来的使用体验，对数据共享技术进行深入研究，发展出符合行业发展方向和自身应用需求的数据处理核心技术标准。同时，加大资金投入，建立健全软硬件设施，完善工程内部网络，优化网络安全环境，建立江都处层面的统一的综合管理系统。

综合管理系统除了数据存储，查询和发送等基本功能外，它还包括数据交换、数据挖掘、云计算等，利用VPN系统并集成通信、电子签名系统等，提高系统安全性和易用性。对系统收集的信息数据集进行安全评估，并基于数据评估的结果创建灾难恢复系统（备份系统），以确保数据的真实性，而不是被泄漏[3]。此外，在系统和基础平台的支持下，还需要对大中型泵站的管理人员进行培训，以提高技能，扩展有关大数据，云计算和物联网以及对应运行管理知识，积累技术经验。

3.2 工程管理信息系统的建设

“江都处”委托第三方开发团队，组织全处精干技术力量，提出符合自身实际情况的应用需求，完成的综合多方面应用的工程管理信息系统台。

工程管理信息系统的建设完成，实现了办公管理、工程管理、安全管理、数字档案馆等日常工作的系统集成，同时实现了信息共享，初步实现工程管理的数字化。

由于工程管理信息系统上实现了人员分级管理，避免的数据冗余和人员误操作，使用者根据自身权限进行数据提交、数据监管、数据查询，比较分析，打印报表等工作，提高了数据的真实性，提升了数据的综合使用效率，为决策者实时把握工程进度、设备工程信息提供了参考，并为其进一步应用提供了有效依据，从而进一步提升了工程管理水平。

3.3 BIM系统在大中型泵站中的运用

建筑系统管理（BIM）系统在我国运用和推广已经有多年，各行业在做整体设计时会优先考虑BIM系统的运用。

就水利行业而言，大坝、水电站的建设阶段也用应用BIM技术的案例；以大中型泵站中运维管理阶段而言，成熟可行的BIM运维管理系统并不富哦。目前“江都处”尚未建立可以用于实际使用的BIM系统，不过在项目已处于初步设计阶段。BIM技术的运用，可以将工程和设备有机的结合在一起，可以更加直观的呈现在工程管理人员面前。

3.4 在大中型泵站工程观测领域的使用

目前大中型泵站工程观测已经逐步开始采用数字化模式，以“电子水准仪”“超声波测量船”“电子水位计”等数字化设备进行采样，集成多测量项目的信息管理专家系统进行数据分析，极大了提供了数据准确性和数据处理效率。

数字处理技术统一数据格式，对原始数据进行挖掘，完成历年数据对比，自动处理异常数据，生成数据报表和分析报告，结合BIM技术形成大中型泵站工程垂直（水平）位移3D数据模型、水下地形3D数据模型等，对大中型泵站工程观测工作形成“一站式”服务，使的测量人员和管理人员的更加直观的使用和管理。

4 结语

目前，大中型泵站中运行数据往往是工程和设备产生的直接数据，没有经过数据分析处理，其使用价值有限，不能形成有效数据参考系，无法为使用者提供参考依据。

深入挖掘数据处理技术在大中型泵站运维管理过程中的使用价值，将极大地提升其信息化管理水平，也会对水利行业带来新的发展前景。因此，对于数据处理技术在大中型泵站中建设中的应用，其应用价值仍然相对引人注目，尤其是在解决大中型泵站信息化建设现有设计的各个方面时，其积极作用是非常显著的，值得在未来的水利建设中予以重视。