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星期五 2019-12-06
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    张掖市节水型社会自动化控制

    工程概况

           张掖市节水型社会建设试点是我国第一个区域性的综合节水试点,通过试点建设将在初始水权分配、水资源优化配置,水资源调配与管理方面进行有益探索,以寻求基于流域水资源承载力的干旱区绿洲经济可持续发展的新模式。

           张掖市节水型社会信息化建设项目,是为贯彻落实中央提出的西部大开发战略,由张掖市决定立项建设的一项现代化遥测和部分闸门遥控系统。该工程利用信息化技术,构建黑河灌区量测自动化系统,充分发挥黑河流域灌区的节水调水功能,以增强指挥部的应变能力,提高灌区的现代化管理水平。对提高张掖市水利主管部门进行工程灌区的整体管理水平和综合效益,实现科学管理、高效控制,节能增效将起到直接的作用。

           张掖市节水型社会信息化建设项目是张掖市是建设节水型社会的主要内容。其中水资源调度管理信息系统主要建设内容为:建设张掖市调度中心和甘州、临泽、高台、民乐、山丹等5个县区调度分中心,建立节水管理决策支持系统、开发建立各种数据库及软件开发和通信网络;取水计量设施系统批复主要建设内容为:在张掖市所属的7个干渠渠口及甘州、临泽、高台、民乐、山丹5县区的174个干渠渠口建设现地监控站和遥测站。

     总体设计

           张掖市节水型社会信息化建设项目是在系统集成思想的指导下,综合应用自动化技术、计算机技术、网络技术、信息技术、智能技术和有关水利渠系工程技术,在计算机系统和数据库系统的支撑下,把黑河流域灌区的水量调度活动,包括部分闸门遥控、水位遥测、水量分析、水量调度、总干渠、分干渠及支渠职能部门的业务活动集成起来,建成一个数字化、智能化、网络化的自动化系统。

    项目的总体设计思想是:

           总体技术方案突出系统集成思想,体现信息集成概念。

           针对灌区的具体情况,集成国内外水管理自动化与信息化的先进技术,设计的系统功能齐全,具有水位流量遥测、水量计量、部分重要水渠闸门遥控、配水决策与信息发布等功能。

           采用先进的无线宽带组网技术,满足系统数据传输实时、高速与高可靠性要求,并且满足闸门控制与视频监视信息收集传输的需要。

           采用先进的GSM 组网技术,满足系统数据传输实时、高速与高可靠性要求,并且满足水量测量与闸位开度信息收集传输的需要。

           采用分层与分布式控制技术,控制单元具有相对独立性,提高了系统的可靠性与容错性。

           建立具有完善的适合水利工程特点的信息化查询手段。

    系统需求

           根据张掖市节水型社会信息化建设项目的规划设计,系统的主要建设内容为建设市调度中心(含黑河干流管理总站)、各县(区)调度分中心的计算机网络;建设各监测站点、县(区)分中心站、市中心站的通信网络;进行调度中心和各调度分及中心数据处理软件开发、数据库开发、决策支持系统和闸门自动监控软件开发,并进行系统集成;对黑河沿岸及非干流大型灌区的32个干渠取水日建设现地监控站,实现流量的自动化控制;对149个较小型的干流、非于流及较为重要的分干渠取水口建设现地遥测站,实现流量的自动测报。

           根据本期招标文件的要求,张掖市节水型社会信息化项目一期建设任务,本着“科学决策、分期投资、逐步建设、合理安排”的原则进行,一期工程以建设1个市调度中心、6个县区调度分中心软硬件开发建设;水资源监测管理、调度中心调度管理、“水调业务处理综合监视与信息服务系统软件开发和各类数据库建设及模型库开发;6个现地遥控站、19个现地遥测站的分布式量测系统、远程闸门控制系统为重点,实现各分调度中心监测渠系水位、流量,闸门远程遥控、语音调度、水量计量、水量调度、流量分析、节水控水、辅助决策等多种科学化管理功能,以提高现有的调水、配水能力,减少人为干预、偷水、漏水、用水争端等状况,从而提高企业的经济效益和社会效益。

            根据建设内容的特点,该工程需求可概括为张掖市调度中心网络系统,6个县区的调度分中心网络系统,6个重点闸门现地遥控系统、19个重点渠口现场遥测系统、数据通讯组网系统。

    系统目标

           张掖市节水型社会信息化建设一期项目的主要目标是:综合利用现有的信息及通信资源,充分发挥测控自动化系统的作用,以科学管理、规范用水、准确计量、减少用水争端为目标,以改善水利调度、促进管水科学化、提高管水管理水平为根本。

    主要目标如下:

    (1)功能目标

           建立集水位、闸位采集、闸门控制、闸门监视、信息管理和信息服务为一体的量测自动化系统,使其为张掖市水利行业提高经济效益发挥作用。

           建成一个多业务的网络通信平台,满足未来整个张掖市水利部门办公自动化、视频传输、多业务调度和管理信息系统建设的需要。

    (2)效益目标

           采用计算机、测控、网络、通信和系统集成技术,使建成的中央控制中心具备信息化、现代化和集成化的特点,全面支持输水调度、管理和服务系统的协同工作,多方面多渠道地保证计量的高效、准确、安全,并取得可观的经济效益。

           张掖市节水型社会信息化系统的应用,合理的供水、调水,精确的计量和核算,有效控水节水,形成水的快捷调度,防止人为的供水和送水,最大限度的减少损失,增加收入,最终起到节水、节电、节人、节省管理费用之目的,起到节能增效的作用。

           张掖市节水型社会信息化系统的应用,将会大大提高指挥部的水利调度管理水平,提高用水管水的科学性、透明化,最大限度地减少用水纠纷和收费争端等问题,并取得良好的社会效益。

    系统组成

           张掖市节水型社会信息化建设项目是一项系统化、自动化的工程项目,根据整个系统的跨地域分布式特点,根据其实施的特殊性和建设实际,将张掖市节水型社会信息化建设项目划分为以下四个子系统:

    (1)中央控制站系统

    (2)现地遥测站系统

    (3)现地遥控站系统

    (4)无线通信系统

           张掖市节水型社会信息化系统的总体结构是:以张掖市水务局为调度监控中心站,以甘州区、临泽县、高台县、民乐县、山丹县及黑河管理总站为分中心,在灌区的总干渠、干渠、分干渠上共布设19个量水自动监测站和6个闸门自动控制站,配置量水测、控、报设备和闸门监测、监控、启闭设备,并利用水工建筑物或量水建筑物,完成各量水自动监测站遥测参量的自动采集和现场存储,实现重点闸门的远程控制和监测,采集的数据和下发的控制指令通过系统组建的GSM/GPRS移动通信网络平台,与控制现场和调度监控中心站交换数据。中心站数据接收处理系统将数据进行合理性检查、筛选、整理后,建立相应的数据库,为灌区水量水费计算自动化、制定合理的运行及配水调度方案提供可靠的依据。

           中心站和分中心站可通过无线宽带通信网,并根据输水调度方案,对所控测渠首和分水口遥控站发送闸门启闭指令,达到对闸门的远程控制的目的。同时对闸门自动监控站可进行实时的现场视频监控。

           中心站和分中心站可通过GSM通信网,并根据调度配水方案,对所测渠首和分水口遥测站发送数据遥测指令,达到对渠口的远程测量的目的。

           张掖市节水型社会信息化一期系统由1个张掖市调度中心站,6个县区级调度分中心站(含黑河干流管理总站),19个量水自动监测站和6个闸门自动控制站组成。量水自动监测站和闸门自动控制站把采集到的数据经无线通信网络传到量水调度监控中心站,在量水调度监控中心站,建立数据接收系统、数据库系统、重点闸门自动控制系统、配水调度管理系统、计算机局域网络、WEB网站、灌区地理信息系统,使灌区的调配水信息能够快速、连续、实时地获取和动态监测,通过对接受的数据和图像进行有效的处理,可定量地制定灌区调配水方案计划,为节水改造工程充分发挥效益而提供可靠的依据。

    系统主要功能

            本次节水型社会信息化项目建成后要具有以下主要功能:

    信息采集

            系统能够实时采集涵闸的闸前、闸后水位、闸门闸位、各类堰槽的水位等信息。

    涵闸监控

           对具有自动启闭控制条件的重要渠口引水涵闸,能够根据引水流量自动控制闸门的启闭。张掖市调度中心(含黑河干流管理总站)、县区级调度分中心可根据设置的权限级别对现地监控站进行远程控制。

    决策支持

           张掖市调度中心、县区级调度分中心能根据现地站采集的引水信息,计算各灌区引水量,通过决策支持系统制定引水计划和方案,宏观调控整个地区的用水。

    管理

           包括计算机网络日常运行管理、信息显示、报表打印、报警、人机对话等,同时对灌区的引水流量自动进行计算,并可以图表的形式进行显示。

    通信

           现地监控站和遥测她、黑河干流管理总站、县区调度分中心和张掖市调度中心之间进了信息通信。

    系统珍断

           可在线和离线检测计算机、网络设备。各种应用软件和决策支持软件的故障以及系统设备的故障。

    安全验证

           任何用户在进入系统前必须经过身份验证,合法的用产才能进入系统。系统的每一步操作都大权限限制。有足够权限的用户才能进行相应的操作。任何用户进入或退出该系统,都有相应的日志记录,以方便查询。对个具备操作权限的用户,系统可给此用户相应的提示。

    软件开发

           能在在线和离线方式下,方便地进行系统应用软件的编辑、调试和修改等任务。