上海市水闸泵站自动监测系统应用浅析（李珍明）.docx

上海市水闸泵站自动监测系统应用浅析（李珍明）摘要本文介绍了当前最新的上海市水闸泵站自动监测系统的结构、功能和应用情况，介绍监测系统在防汛特别是在防御 XX 年“麦莎”台风及特大暴雨中发挥的作用，在综合调水、行业管理、基础数据积累及统计分析、水利规划、工程设计等方面的应用为使系统持续、稳定、可靠运行，充分发挥作用，本文还对水利信息化系统在建设、管理和应用等方面的经验和教训进行了分析和总结并提出自己的想法和建议，以使系统能够不断优化、完善和提高，得到更加广泛深入的应用，发挥其应有的效益关键词水闸泵站；自动监测；应用ABSTRACTItintroducethenewstructure,functionandapplicationoftheauto-inspect-systemofsluicesandpumpsinSHANGHAI,refocusonapplicationinthefloodprevention,especiallyinrecovery“MAI－Sha”typhoonandrainstorminXX,invocationmanagement,inbasic-datefunding,instatisticalanalysis,inwaterconservancylayout,andinengineeringdesign,etc.Inordertokeepruncontinually,steadily,andreliably,itanalysistheexperiencesandlessonsaboutthewaterconservancyinformationsysteminbuilt,management,andapplication,inordertooptimize,perfect,andadvancethesystem,itbringforwardideasandadvises,tomakethesystembeabroadapplication,bringintoitbenefits.KEYWORDS:sluicesandpumps；auto-inspect；application1 系统结构上海市水闸泵站自动监测系统实现了对控制全市大陆片 80%以上水资源量的 89 座一线重要水闸的内外河水位、雨量及闸门水泵的运行工况等数据和闸站现场实景图像信息的实时监测，各闸站的水情、雨情、工情得到了直观、实时的反映，在市中心和 9 个分中心都能观测到闸站的实时的数据和图像信息，为防汛、综合调水和行业管理提供了强有力的技术支撑。

系统采用 B/S 模式，通过浏览器进行监测，数据的采集频率为 500 毫秒一次、存储频率为 5分钟一次系统由位于华隆大厦的市中心系统、位于水务大楼的第二中心系统、9 个区分中心系统和 89 个闸站系统组成，通过中国电信提供的光缆、ISDN 和 PSTN 通信网络进行信息传输，可在本地监测的同时提供远程的集中的实时监测2 系统功能上海市水闸泵站自动监测系统共分为"系统管理"、"实时监测"、"设备管理"、"闸站介绍"、"数据列表"、"运行调度"和"远程维护"等七大功能模块首页以新的苏州河河口水闸为底图，上部是新的七大功能模块的链接菜单，下部是常用功能的快捷键菜单的界面，这样用户就可以根据自己的实际需求直接进入"实时数据"、"历史数据"、"沿线水位"、"视频监测"、"统计报表"及"使用说明"等常用功能界面现简要介绍系统的几个重要功能模块：实时监测：该模块结合 GIS 地理信息系统显示闸站实时的水情、雨情、工情数据和闸站现场实景图像，除 GIS的常用功能外，我们还根据业务工作的需要特别开发研制了一些新的功能：1、所有闸站的实时数据列表，数据项包括闸站名称、数据采集的时间、该水闸当前的内河水位、外河水位、每扇闸门的高度、水泵的流量等实时数据；2、多视频图像集中监测：可分成 16 屏、9 屏的任意画面组合进行集中监测，可分多页显示，可任意调用某个闸站的图像，也可预先设定，图像还可点击放大成单屏，部分图像可控制云台；3、数据图上标注：在 GIS 系统中增加了分水利片显示和分区县显示的图层，能进行实时数据的可选择的图上标注，可分别选择内外河水位及闸位等进行显示，也可全选；4、单个闸站信息，对 GIS 放大后点击闸站图标进入基础信息画面，这是该闸站的基础数据，包括闸站名称、建成年份、闸门宽度、高度、水泵数量、设计流量等从闸站静态的基础数据库内调用的信息，下面两个控制分别是视频监测和实时监测，视频监测是显示该闸站的两幅监测图像，实时监测是对整个水闸的模拟，能够将一个比较大的水闸进行形象直观的演示，内河水位、外河水位、闸门的高度等状况与闸站的实际数据同步，并保持模拟画面的实时刷新；5、专题图：为集中监测某一区域的河道水系和闸站情况，我们设置了专题显示功能，如点击"苏州河水系专题显示"即以最佳全屏方式用闪亮的金色标注出与苏州河水系有关的主要河道和水闸以方便对整个苏州河水系的实时监测。

其他功能：数据列表、远程维护、权限管理、闸站简介及调度指令群发等其中数据列表包括实时数据、历史数据、日报、月报、年报、任意时间段数据及报表和统计图表等新版软件增加了一个专门用于生成报表的数据库，可以随时生成日报，在日报的基础上生成月报，再在月报的基础上生成年报，大大提高了报表的生成速度3 应用情况3.1 系统在防汛中的应用情况由于上海市水闸泵站自动监测系统能够实时监测控制全市大陆片 80%以上水资源量的重要水闸的内河水位、外河水位、闸位、水泵启闭情况、重要闸站雨量及所有闸站现场的实景图像，并能对历史数据进行查询和统计分析，所以各闸站基本上完全按照防汛防台和综合调水预案进行操作，系统建成之后，各闸站执行防汛防台和综合调水方案的情况越来越好，各级领导和干部职工不必跟以往一样在狂风暴雨中奔赴第一线，千军万马的人海战术转化成现代化的指挥大厅的集中多方实时有效信息的宏观决策指挥和统一调度，既省却了奔波劳顿之苦和身处狂风暴雨现场茫然四顾一片茫然的盲目性，又提高了调度指挥决策的效率和正确性、及时性和全局性，提高了对突发性故障的应急反应速度，缩短了调度指令下达后的流转时间，为防汛应急抢险赢得了宝贵时间。

XX 年"麦莎"台风期间，在管理单位、维护单位及各区水闸管理部门和闸站员工的多方努力和配合下，监测系统的闸站率为 100%，所有具备条件的闸站全部，市领导、局领导在市防汛指挥大厅就能监测到全市重要河道上的关键水闸的内河水位、外河水位、闸门水泵开启情况及重要闸站的雨量和所有闸站的现场实景图像等实时信息，在内河水位普遍超过历史最高水位、严重超越警戒水位的情况下，领导果断决策，下令停止部分市政泵站向河道内排水以防止内河防汛墙倒塌的险情发生，待内河水位下降后再恢复排水，从而大大降低了台风暴雨高潮位等灾害所可能带来的损失和严重后果，充分发挥了信息技术在防汛抗台方面的重要作用实时的水情、雨情和工情及闸站现场实景图像则为防汛应急抢险等方面提供了有效的远程监测手段，而对于各主要水闸在汛前、汛中及汛后所采取的一些相关操作，在监测系统中都有历史数据的记录可供查询和调用，监测系统特别制作了水位与闸位的组合曲线图，以便对整个闸门的运行工况与相应水情一目了然通过监测系统监测水情、工情和雨情，根据内外河水位差来判断各引水水闸是否在外河水位不断上升即将高于内河水位且内外河水位齐平应该开闸引水的时候及时开闸引水，是否在外河水位不断下降即将低于内河水位且内外河水位齐平应该关闸的时候及时关闸挡水以防止将污水排入引水河道，监测其引水历时是否达到可引的最大历时；特别是监测其是否在台风暴雨来临前根据防汛的要求预降内河水位，其开关闸门的时间点控制是否到位等。

3.2 系统在综合调水中的应用情况监测系统的实时和历史的水位闸位以及水泵开关记录对于监测闸站是否按照防汛和综合调水的要求进行引水或者排水相当有效，如 XX 年通过监测系统发现松江区部分黄浦江沿线水闸没有按照“黄浦江水源地保护”的要求从黄浦江引水通过沿海水闸排出，而是在向黄浦江排水，根据历史数据所记载的水闸运行情况及相应的水位记录，对这些水闸的引排水情况一目了然，因此原河道处汇同局水资源处与松江区水务局进行了协调以切实落实“黄浦江水源地保护”的相关规定在苏州河“东引南北排”的调水方案试验期间是否所有水闸都按照规定的调水方案进行调水，同时还能对沿线水闸的引排水历时、水位变化情况、趋势、水体流量流向及调水效果等进行监测为消除苏州河沿线内河水位的黑臭，对苏州河沿线一些引水能力相对不足的闸站要求其开泵引水，但一部分闸站为了节约电费常常在开泵的时间、数量上有所缩水，闸站操作人员上报的数据与监测系统所监测到的数据经常会不吻合，但经过几次用监测系统的数据与现场记录核对后闸站人员开始严格按照规定时间和数量开关泵，实践证明监测系统所采集的数据是与实际相吻合的，是正确反映水泵的开关情况的除了利用水位闸位曲线图对水闸的运行情况进行监测外，监测系统还充分利用 GIS 地理信息系统制作水利专题图，如通过苏州河水系专题图就可以看到整个苏州河调水中实行“东引南北排”的调水方案后的各个水闸充分利用潮汐动力通过开闸和关闸操作将黄浦江水从苏州河水闸引入，再通过沿线各水闸的引水进行内河，在黄浦江落潮时通过蕴藻浜东闸和淀浦河东闸开闸放水，将内河内的黑臭水体排出，达到利用潮汐动力引清冲污改善内河水质的目的。

为分析沿江、沿海和沿黄浦江、苏州河等重要河道的沿线水位变化情况，监测系统还制作了沿线水闸的内外河水位图以便监测沿线水位变化情况3.3 系统在其他方面的应用情况鉴于监测系统在防汛减灾、引清调水和行业管理工作中的重要性，市领导、局领导、处领导及水利专业技术人员对系统的关注程度越来越高，系统所发挥的作用越来越大，许多市区及郊区的水务局、防汛办及市水务局的规划、设计、水资源、水文及堤防泵闸管理处等相关处室都需要调用监测系统的历史数据为水利工程规划、设计及河道、水闸、水利片的水情、工情、雨情等方面的监测分析等提供基础数据作为依据，由于监测系统维护较好，系统运行正常稳定可靠，系统在防汛防台、综合调水和行业管理方面的作用在今后更加长的一段时间内还将得到更好的发挥，特别是历史数据的累积将为防汛预案的优化、引清调水方案的完善和水利工程基础设施的配套完善和规划计划等提供准确的基础数据依据，若干年后，电子化的数据处理将显示出相比传统手工记录的数据的无比强大的数据运算、处理和分析方面的优势，完整、准确、可靠的数据不仅能为实时的应急抢险决策提供参考，而且能为百年一遇、千年一遇的防洪除涝标准的制定提供准确的基础数据资料，是水利工程规划、建设和管理的重要依据。

在行业管理中，监测系统所提供的各区水闸管理部门所辖闸站对防汛预案及综合调水方案的执行情况和结果为行业评比、星级水闸评定及业务工作的考核等方面提供了有效的历史数据依据4 对水利信息化系统的一些想法和建议4.1 良好应用是关键在水利信息化工程建设中，能成功建成的工程所占的比例并不高，很多工程的期望值太高以致根本无法实现从而使系统尚未竣工验收就夭折的例子比比皆是；而许多信息化工程在竣工验收后由于基本不使用，因此验收会就成为"唁收会"上海市水闸泵站自动监测系统成功建成并投入使用至今，不但率保持在 90%以上，而且还一直根据业务工作的需求不断进行软件升级完善、硬件设备的更新换代和网络系统的优化配套，系统的成长性、健壮性、稳定性、可用性逐步增强，系统在防汛抗灾、水资源调度以及行业管理方面的作用越来越大，各闸站具体操作人员、管理人员以及各区县水闸管理部门对系统的态度也从最初的与己无关、抵触不配合态度向现在的方便操作、常用常看、离不开、希望系统更好用更实用更管用的态度在转变，监测系统、闸站自动控制系统逐渐成为水闸日常运行管理的必备工具，因此系统受重视的程度也越来越高，特别是在宏观指挥决策调度方面，为防汛抗灾抢险和大规模的水资。