智慧泵站平台在水利工程中的应用

刘 威

（深圳市广汇源环境水务有限公司，广东 深圳 518000）

搭建智慧泵站平台不仅能对水资源进行有效的调节，还能对一定范围内的水资源容量、泵站附近的水质信息以及泵站的运行状态进行实时监控，保障泵站周围的基础设施处于较好的运行状态，提高区域内对水资源的管理能力，更好地发挥水利工程的作用。智慧泵站平台的出现能够对水资源实现更为精细化的管理。

1 水利工程管理中构建智慧泵站平台的必要性

我国水资源丰富，但我国人均水资源占有量相对较低，且我国因为水资源调配不合理导致的水患也相对较多。人们在生活和工作的过程中缺乏节约用水的意识，使得可利用的水资源不断被浪费。随着当前我国经济快速发展，对水资源的开发越来越多，所以迫切地需要相关部门加强对水资源的保护。

我国当前已经建设了一定规模的水利工程设施，初步具备对水资源加强管理的条件，能较好地协调区域内的水资源。水利工程的管理分为水资源的管理和人力资源的管理。同时，群众积极参与水利工程的管理也尤为重要。加强对水资源的精细化管理，提高有关部门在水资源管理上决策的有效性，就需要实时获取水资源的各项数据。智慧泵站是水资源各类数据采集平台，通过搭载许多传感器和摄像头来收集数据，确保能够将人、物进行连接，搭建一个泵站管理物联网平台。各个泵站之间可以通过互联网系统实现数据交换，上位机对关键的数据进行实时监测，获取到真实的数据，一旦出现数据异常会在第一时间进行报警，确保能够获取到水资源流量等各项参数。

2 水利工程管理中构建智慧泵站平台的优势

2.1 能够做好水利工程的日常维保

通过智慧泵站平台能够明确区域内所有水利工程的各项信息，将水利工程项目的责任人和使用人及时公布，在具体的泵站做到责任划分，提高对泵站的管理能力。在当前市场经济不断快速发展的过程中，发挥水利工程最大的价值，推动区域经济的发展。存在着由乡镇或者是村委直接管理的水利工程项目，由于乡镇和村委对水利工程的日常维护认知不足，导致很多水利工程项目没有按照既定的维保方案进行维修和保养，使得许多水利工程的设备处于超负荷工作状态，很容易导致设备出现故障。这不仅会使水利工程无法正常地使用，还会严重缩短水利工程设备的使用寿命。

2.2 做好区域内水资源调度，发挥水资源的价值

由于农村的水利工程项目分布较为分散，并且各个区域内的信息无法及时传播，使各个区域的水利信息数据不能实现共享，将不利于区域内的水资源的调度。传统的水利工程项目监管相对较难，所需要投入的费用相对较多，在搭建智慧泵站平台以后，可以将区域内的水利工程项目进行统一管理，确保区域内的水利工程保持有效的运行。通过对各个区域的水利工程项目的信息收集，能充分地了解各个区域内在不同时间的用水情况以及水位情况，通过对预判区域用水情况和储备情况，及时地做好区域内水资源的调度，保障区域内水资源的充沛，避免区域内水资源过多或过少的现象，这对发挥水资源的经济价值有着很大的帮助。

3 水利工程管理中构建智慧泵站平台的意义

智慧泵站平台能够实现各个泵站之间的数据实时交互，提高区域泵站对水资源管理的效率，准确及时地收集到水资源的各项参数。各个区域的泵站通过互联网进行数据交换，可以充分地了解各个区域的水位及水质信息，从而提高工作人员管理水资源的能力。

全新的水资源管理工具将会不断改变工作人员的管理思想，提高对水资源的管理效率，推动区域内水资源的现代化管理进程，使得水利工程能够发挥更大的经济价值。智慧泵站平台能够将各个泵站的数据进行及时的交互，为管理人员进行水资源管理提供数据支撑，提高各个泵站之间的相互协调能力。通过各个区域泵站数据的反馈，能够及时地调整区域内的水位深浅，提高水资源管理的精细化程度，一旦出现水位异常的情况，可以通过智慧泵站管理平台及时地实施应急预案，做好区域内的抗洪抢险工作和水资源协调工作。

4 水利工程管理中构建智慧泵站平台的应用

构建智能泵站平台，需要传感器、网络设备、摄像头等设备，把人与人、物与物、人与物互相联系起来，构建成一物联网，智能泵站平台应用示意图如图1所示。

智能平台分为现场控制层、传输层和应用层，各层功能不同。现场控制层是指各泵站的现场操作站，其主要功能是执行指令和数据传输。传输层是指云服务器，它是一种简单、高效、安全可靠、处理能力强的技术服务器，它为用户和企业提供基于互联网的数据计算、存储、在线备份等服务，将水文信息传送到监控中心和调度中心，并将中心指令传送到现场控制层。应用层包括企业远程业务监控中心、企业控制中心、水利部门调度中心、工程师站和移动应用终端APP，主要实现远程数据分析并给出相应的指令，要求界面友好，操作简单。

图1 智慧泵站平台应用示意图

现场操作站配置包括视频监控系统、自动控制系统、水质监控系统、机组运行状态监控系统等。通过移动APP登录视频监控系统，实时观看现场。自动控制系统由下位机和上位机组成，上位机是操作层，下位机是执行层。上位机主要是组态界面，包括参数设置和操作按钮、记录报警和历史数据以及水利工程3D模型，实时显示泵站的运行情况。下位机的具体功能是控制相关的自动化设备，如闸门、电动阀、水泵等；传输各种传感器信号，包括设备温度（如定子温度、轴承温度）、上下游水位、流量、设备电压等；启动自动保护装置，如超温停机、过载停机等，实现闸门与泵的连锁控制。水质监测系统可实时监测现有水质，实时提供区域水质状况，并传输至智能平台中心，实现区域调水，实现死水变活水。运行状态监测系统主要监测水泵机组是否正常工作，实现预警功能，最大限度地减少损失，在每台电机上安装多个振动传感器，采集机组的振动数据并传送到平台上，后台对数据进行分析处理，并将结果反馈给现场上位机，管理者可以利用移动终端设备远程监控水泵机组的运行状态。智能泵站平台实现人与人、物与物、人与物的连接，实现数据共享，提供实时数据与场景预测、异常预警与故障诊断、综合调度、智能流量控制等参数，推进水利工程公众参与和社会管理，实现决策公开、透明、科学。但目前许多水利工程设备陈旧，控制水平不高，如部分地区的电灌站尚未实现自动化控制，不能满足农田灌溉自动化、信息化、智能化的发展需要。

在打造智慧泵站平台系统时，应将水利工程的设备自动化控制等内容纳入进来，实现从底层到应用层一条龙服务。例如在将农村电动灌溉站纳入智慧泵站管理平台时，应首先对泵站进行设备管理，装上符合要求的传感器以及网络接收器等。但由于存在改造升级的费用相对较高，且当前智慧泵站的管理方式没有得到普遍的认同，泵站的改造情况往往无法达到预期的效果，所以没有真正得到落实。

各个区域的水利工程没有引起足够的重视以及对泵站的管理相对宽松，使得各个泵站连接成为一个网络的难度相对较大，很难建立起统一的泵站监控中心。所以在推动智慧泵站平台发展的时候，应当打造一个示范智慧泵站管理样板，通过对该泵站进行智慧化改造，将改造以后的结果进行传播，推动政府相关管理部门与企业相互联手，打造区域的智慧泵站平台，确保各个泵站的信息都能够及时的相互传递，信息管理中心能够通过对泵站反馈的数据进行水资源管控，实现区域内的水资源协调，在最大程度上发挥水资源的经济价值。

5 结束语

搭建智慧泵站平台对区域内的水资源进行管理是互联网时代水利工程的现代化管理方向。便捷的通信技术为智慧泵站的搭建提供了技术支撑，通过智慧泵站平台，工作人员可以便捷地获取相应的数据，并对获取的数据进行分析，提高管理的有效性，有针对性地解决当前水资源管理所存在的弊端。当前泵站的管理没有引起有关部门的足够重视，使得区域内的水资源往往无法有效地发挥作用，所以加强对水资源的精细化管理非常必要，需要在各个区域内搭建对应的泵站管理系统。将智慧泵站的管理优势充分地展示出来，能够有效带动其他区域对泵站的管理。通过实现农田灌溉泵站自动化管理，搭建区域管理中心，实时了解区域内的水资源分布，及时向调度中心反馈用水需求，从而更好地发挥水资源的作用。