新疆YE调水工程水调系统分项方案研究设计

赤磊 新疆水利水电勘测设计研究院

1.概述

本调水工程是一项跨流域、长距离调水工程，工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型工程，调水距离392.27km。水调系统按照“无人值班”(少人值守)的思想进行总体设计，该系统包含十二个分项子系统，子系统将监测信息和数据最终上传至工程调度集控中心，由调度集控中心对本工程输水、配水进行统一调度、指挥和管理。以下对本工程水调系统的十二项子系统研究设计方案进行简要阐述。

2.通信系统

本工程大部分处在无人区，无线运营商网络覆盖不全，且传输带宽小、可靠性差，无法满足工程要求。有线信号接入点距离较远，无法接入运营商网络，也无法满足工程安全及带宽要求。且工程自动化监控系统包含的子系统众多，需要采集的信息量较大，尤其是视频安防部分的数据流量较大，光纤通信方式具有带宽大、数据传输能力强、衰减小、传输速率高、抗辐射能力强、通信质量好等优点，因此本工程在设计时通信方式采用光纤通信的方式。

3.计算机网络系统

为了满足工程调度自动化系统的网络平台需求，需要建设工程在管理处、管理站及泵站的网络信息化平台。本计算机网络系统是以工程管理处局域网络为核心，在通信系统的基础上，构建的网络信息化平台，以承载远程监控、监测等数据业务，实现专网内的各种信息资-源共享，实现对管理站、泵站、水库、水工建筑物的远程监视、监控，制定水资源优化调度和闸（阀）门监控方案，实现有效地监测与控制，达到优化配置、节约保护、合理利用水资源的目标。计算机网络系统采用分层分布式设计理念，主要分为三层进行：调度集控中心作为核心层，其它管理站为汇聚点，现地作为底层。整个网络特点便于管理、扩展和故障定位。

4.视频监控系统

视频监视系统具有及时、形象、有效、真实地反映被监视和控制的对象，便于运行人员掌握工程运行状态并进行控制，对闸门进行远程控制和保护，及时协调和采取应对措施，以确保建筑物、关键设备、重要管理机构运行安全，为工程安全运行提供重要的决策依据。在此同时因新疆特殊维稳情况，视频监视系统可为事后追责提供充分影像依据。目前视频监控分为模拟和数字两种，本工程网络设备以覆盖工程全线，采用网络数字视频设备可直接利用以太网交换机传输图像，网络数字摄像机分辨率可达到高清标准，画面质量完全超越模拟摄像机。

5.大屏幕系统

为了满足工程调度、管理以及会商的需求，本工程设计一套大屏幕系统，其主要功能是对视频信号、监测系统计算机信号、工业电视系统信号等进行显示。由于本工程规模庞大、监控点数量较多、监测系统计算机信号种类复杂，同时要求系统运行稳定、技术成熟度较高，因此在本工程中，采用LCD液晶屏幕，组成拼接墙体，作为大屏幕显示系统的主要视频显示设备。大屏幕可以任意显示RGB、模拟视频和数字视频信号，随意调用各个子系统的终端，同时集成显示各个系统的运行情况，将来还可以完成会商功能。

6.远程会议系统

在管理处、管理站设会议电视会场，会场的屏幕与大屏幕公用，会场之间通信通过网络传输。系统利用监控、切换、预览、通信及终端控制设备，与调度集控中心进行联系，随时召开电视电话会议，为远程管控提供便利。

远程会议系统共分为三级：一级为调度中心，作为主会场；二级为管理处，作为二级分会场，接入主会场，同时作为主会场与管理站召开电视电话会议；三级为管理站，作为三级分会场，接入管理处二级分会场。

7.工程安全监测系统

目前常规型安全监测仪器传输距离一般为1.5km，由于本工程大部分监测距离施工支洞超过1.5km，常规仪器无法满足全部工程的安全监测需要。在监测断面至汇聚点小于1.5km的断面，采用常规仪器，大于1.5km的断面采用光纤光栅式仪器。

工程安全监测设备数量多，布置比较分散，安全监测仪器采集的数据经光缆/水工电缆传送至现地集单元，进行数据分片集中，再通过工业以太网交换机经支线光缆上传至管理站监测子站，由监测子站对所管辖的范围内的水工建筑物进行工程安全监测。管理站监测子站对数据处理后再通过管理站至管理处的通信传输上传至管理处的监测中心。

8.动力环境监测系统

动力环境监测系统对机房、调度集控中心的环境信息进行实时监测，其主要监测内容包括：机房动力系统、环境系统、火灾自动报警系统、安保系统等。本系统在设计时既考虑运行、管理措施，又要兼顾各种事件的处理信息，随时提示值班人员进行最优操作方案；实现机房设备的统一监控，智能化管理，并实时对事件进行记录。此系统能大大减轻机房维护人员负担，有效的清理事件关系，实现机房的科学管理。

9.输水监控系统

输水监控系统功能是综合运用通信、远动及计算机网络技术为工程管理部门及时、全面的掌握隧洞、管线及分水口的系统运行状况，实现合理调度和现代化办公管理提供保障；在输水管理处设置全线流量设定值，通过系统的流量控制、全线流量平衡控制、站间连锁控制等功能，实现供水生产的流量动态平衡和安全保护，将全线流量稳定在一个动态平衡的状态下。该系统预留调度中心接口，将工程的各类信息上传至管理站和管理处，实现统一管理、统一调度。

10.应用平台系统

本工程范围广、输水方式复杂，涉及专业领域多，每个专业都需要各自的应用软件，故本应用软件的开发、集成及数据库的建设是实现本工程整个自动化调度的核心。本系统总体目标是运用当前先进的软件技术，以数据采集、数据传输作为基石，将业务流程作为主线，安全、科学、合理的调配水资源为目的，通过数学模型、虚拟仿真技术、自动控制技术以及地理信息技术等，结合水利工程实际需求，建设服务于本工程的闸门、水情、工程安全、视频监视、动环监测等各类业务的综合监视和远程控制。建设管理自动化平台，实现本工程长距离供水、配水的调度、事故应急处理预案、工程安全分析与评估、GIS虚拟仿真等决策支持。最终实现水资源的调度和信息化管理，充分发挥工程效益。

11.数据库平台系统

数据资源管理平台设计时根据业务数据类型，充分利用现有数据资源，本着“博采众长，为我所用”的原则，严格遵循国家及水利部颁布的国家和行业标准，并在国家防汛抗旱指挥系统、三防系统、自治区水利厅、重点用水单位等综合数据库设计规范的基础上，结合业内先进的建库技术，扩充其在水利工程信息自动化相关专业领域的属性和模型。数据资源管理平台应支持跨安全区、广域的数据同步与交互。整个工程的数据存储从地理位置上分布在中心、分中心、现地站等，在同一地理位置分控制区和管理区。

12.电源系统

为了保证输水工程通信及网络设备的可靠运行，在管理处、管理站、洞线监控点设置相应的直流电源设备和UPS电源设备。

13.办公自动化系统

通过设计办公自动化系统使办公人员用电子文档的形式处理办公事务，既方便又能简化大部分办公事务，从而减轻工作人员劳动强度，提升办公质量和效率，促使信息资源化、办公自动化、业务流程规范化。

14.结束语

本工程是新疆调水工程的前端工程，其后续配套调水工程连同本工程承载着未来新疆的长久发展和经济民生，是新疆腾飞的重要基石。本水调自动化设计时打破常规思维，既有继承、又有创新，采用最先进的设计理念、最可靠的设备、最科学的管理进行设计，也为后续工程提供了经验和参考价值。