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于国锋 孙仕军 李学森
陈兴茹 一、水库工程概况 （草字头+侵）窝水库位于辽宁省辽阳市弓长岭区安平乡境内，是太子河上的大型水利枢纽工程，水库控制流域面积6175ｋｍ2，占太子河流域面积的44.5％。按百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核。主体工程由拦河坝、溢流坝、电站3部分组成。水库承担下游辽阳市城市防洪任务，城防标准为百年一遇洪水。农田防洪标准为20年一遇洪水，保护农田10.93万ｈｍ2。设计年工业供水量1.12亿ｍ3。水库自1974年10月投入运行以来，发挥了很大的经济和社会效益。 二、应用自动化系统的必要性和可行性 1．必要性 （草字头+侵）窝水库溢流坝堰顶与工作桥垂直距离18.7ｍ，弧门工作桥护栏处与弧门底坎直线视距约22ｍ左右，加上动滑轮组及水流气蚀作用的影响，在工作桥护栏处用肉眼难以准确观测到闸门细部状况。闸门开启后即处于动态运行中，细微的变化就是重大工程隐患发生的先兆，实时观测显得尤为重要。 溢流坝段工作面、弧形闸门背水区、坝上、大坝上游及库区、大坝下游水流形态和电厂等均是水库重要的实时监测部位。设备运行状况及水流形态直接反映了大坝和电厂的状况。其整体性能如何，需要从不同的地点同时观察以做出正确的判断。最适合的方法就是在这些重要部位建立电视监控点，以形成远程电视监控网。将这些监控点获取到的视频信息，发到（草字头+侵）窝水库调度楼，并可以按照工程要求将信息发给辽阳办事处或传给上级决策部门。 水库自动化监测系统建成后，水库管理人员将能实时直观地了解和掌握水库库区、大坝和坝下的现场情况，并能够通过高密度录像机记录现场情况以作资料使用。如在汛期能够实时清晰地观察到库区来水和水尺水位等情况，直接为防汛调度服务，还可以根据监控点面的反馈信息预测某些情况，当发生异常情况时，管理人员能够做出正确判断，并做出指挥、调度和处理方案。该系统图像信号可以接到监视器上（监视器包括在系统之内），也可以输出到会议室的大屏幕投影仪上，有多路输出，可以通过矩阵主机实现多种切换功能。 2．可行性 水库建成后，由于主体工程存在混凝土低强、裂缝及实际运行鉴定某些工程在结构合理性等方面存在严重缺陷而被列入病险库使用，自1985年始进行了工程加固，同时对大坝观测进行了自动化改造，为（草字头+侵）窝水库多方位实施自动化奠定了基础。根据水库在防洪调度、工程管理中的实际需求，经过专家的研究论证，利用已成熟的现代化技术对水库主要的生产、调度过程实行自动化管理是完全可以实现的。 三、自动化系统的功能实现 窝水库大坝距管理局办公楼3ｋｍ，距辽阳基地办公楼37ｋｍ，为方便水库的运行管理拟在大坝与管理局办公楼之间架设一条多芯光缆，传输大坝运行的全部数据和图像及电话，实现远程电视监控。这样既能满足信息的要求又可避免雷击和减少线路的维护量。除电视监控外，大坝原型观测、闸门启闭运行、发电厂及库区水位等的数据均可通过该线路得到高保真传输，并可通过即将建设的无线网络系统将信息远传至辽阳基地办公楼。此外，建立基于Internet的计算机网络系统，将电厂、雨量遥测、库水位、水文水情、工管调度、大坝观测等方面的数据均经网络传输至辽阳基地，使基地工作人员能随时掌握水库的运行状况，加强对水库的管理和调度。 (草字头+侵）窝水库自动化管理系统功能的实现由两套系统来完成，即远程电视监控系统和计算机网络系统。 1．远程电视监控 （1）系统组成。本系统监控中心设在（草字头+侵）窝水库调度楼内，距窝水库大坝约3ｋｍ，采用光缆传输完成水库大坝、电厂与调度楼监控中心之间的监控；（草字头+侵）窝水库调度楼与辽阳基地调度楼之间采用由微波信号无线传输设备组成的具有两级控制的闭路电视监控系统。一是信号的传输方式和监控中心组成。监控中心接收水库大坝端通过光缆传输系统传送过来的各路摄像机视频信号，视频信号和控制电信号通过光端机变成光信号进行传输，再经过另一端的光端机变成电信号进行处理，经过处理还原成图像。监控中心主控设备由主控制台、监视器、长时间录像机、系统控制计算机、视频矩阵/切换控制器、视频分配器、控制码分配器、光端机和系统电源组成。二是前端设备。前端设备包括全天候摄像机、室外解码器、光端机和电源等设备。全天候摄像机由彩色摄像机、三可变镜头、电动云台和防护罩组成。全天候摄像机安装在大坝左右岸上下游两侧和大坝下游工作桥上以及电站内，用于监视库区、大坝、闸门、电厂发电机组等实时运行情况。 2．计算机网络 （1）现状分析和对计算机网络的需求分析。辽阳基地与窝水库之间距离较远，交通不便。随着近年来生产、办公业务量的不断扩大，两地之间信息传输效率不高、物耗较大的现象愈来愈严重。特别是（草字头+侵）窝地区电话改为农话后，这种信息传递方式与高效及时的信息传递要求之间的矛盾尤显突出。为提高信息传递效率，降低资源消耗，急需找出一种好的办法，以满足（草字头+侵）窝至辽阳之间信息传递需求。为此，配合申辽之间通信系统改造，建立一套高效的计算机远程网络，是从根本上解决这一难题的重要途径。与传统的建网方式相比，在原则上不增加系统投资的情况下，采用当今最先进的计算机网络技术，开发出满足（草字头+侵）窝水库生产和办公需求的网络软件系统。按照（草字头+侵）窝水库防汛调度的需求，实现大坝监测系统、水文水情遥测系统、电厂运行管理系统、大坝自动化系统、电视监控系统和库区自动化等系统的实时信息传输、管理、综合处理功能。 （2）系统结构和软件配置。（草字头+侵）窝水库计算机网络系统由（草字头+侵）窝和辽阳办事处两个局域网（LANa和LANb），再经过微波通信线路连接构成。整个网络系统基于企业内部互联网（Internet），在速率为100Mbps的高速信息交换环境下的企业管理信息系统下工作。网络操作系统为Windows
2000 Server，数据库管理系统为Microsoft SQL Server，用户环境网上浏览支持为ＷＷＷ，电子邮件支持为E－mail，网络域名管理支持为DNS系统，客户机平台为Windows
NT Workstation中文版和Windows 98中文版。 （草字头+侵）窝水库自动化系统采用当前国际上先进的自动化管理技术，所选设备技术性能优良、功能完善、工作稳定性可靠；本着经济、适用可靠的原则，在节约及降低成本的前提下，使系统发挥最大的作用。整个监测系统的操作有灵活简便、易于掌握的特点，操作人员能够方便地进行使用及维护。同时，该系统采用模块式结构，留有与其他系统的接口，在需要时可以随时增加视频及其他控制模块。 （作者单位：于国锋为辽宁省（草字头+侵）窝水库管理局，孙仕军、陈兴茹为沈阳农业大学水利学院，李学森为辽宁省汤河水库管理局） |