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一、項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目背景

南水北調(diào)來水調(diào)入密云水庫調(diào)蓄工程是北京市南水北調(diào)配套工程的重要組成部分。工程由團(tuán)城湖取水，通過現(xiàn)狀京密引水渠，經(jīng)懷柔水庫輸水至密云水庫。工程新建屯佃泵站、前柳林泵站、埝頭泵站、興壽泵站、李史山泵站、西臺(tái)上泵站、郭家塢泵站、雁棲泵站、溪翁莊泵站共9座提升泵站、DN2600輸水管道21.5km、改造加固隧洞2條、對現(xiàn)狀渠道及渠系建筑物進(jìn)行改造并新建自動(dòng)化監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。輸水線路總長約103km，總揚(yáng)程132.85m。

為了方便整個(gè)調(diào)水系統(tǒng)的調(diào)度管理、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，工程構(gòu)建通信平臺(tái)，建立集數(shù)據(jù)、圖像傳輸為一體的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2 總體建設(shè)內(nèi)容

工程總體建設(shè)內(nèi)容由南水北調(diào)來水調(diào)入密云水庫調(diào)蓄工程（簡稱調(diào)蓄工程）、密云水庫走馬莊隧洞改造工程2部分組成。

(1)調(diào)蓄工程

基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對京密引水渠沿線泵站、閘站等水工設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對輸水渠道、輸水管線、輸水隧洞進(jìn)行安全監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)、語音的傳輸與共享，建立自動(dòng)化監(jiān)控、調(diào)度、管理系統(tǒng)。

本工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)覆蓋調(diào)度中心、3個(gè)管理所、9個(gè)泵站、10個(gè)閘站，根據(jù)北京市南水北調(diào)配套工程總體要求，本工程調(diào)度中心、各監(jiān)控泵站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由控制專網(wǎng)、業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)和業(yè)務(wù)外網(wǎng)組成，三個(gè)相互隔離的網(wǎng)絡(luò)。

系統(tǒng)整體框架圖

(2)密云水庫走馬莊隧洞改造工程

通過敷設(shè)光纜、電纜，實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)控命令、視頻圖像的傳輸；更換原有光纜（副壩附近MCU房至密云水庫管理處），最終將數(shù)據(jù)、圖像傳送至密云水庫管理處，構(gòu)建自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測庫區(qū)水位、閘門荷載、閘門開度、管道壓力、電氣參量等數(shù)據(jù)，監(jiān)測閘門運(yùn)行工況。實(shí)現(xiàn)閘門的現(xiàn)地控制/遠(yuǎn)方監(jiān)測，同時(shí)預(yù)留遠(yuǎn)方控制功能

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

先進(jìn)性：系統(tǒng)的高度集成。借助力控SCADA軟件強(qiáng)大的圖形組態(tài)功能、系統(tǒng)集成功能，可以將絢爛、逼真的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)畫面、視頻影像、GIS信息高度集成在SCADA系統(tǒng)上顯示，形成數(shù)據(jù)模擬與視頻影像、GIS系統(tǒng)無縫集成的監(jiān)控方式。

強(qiáng)大的報(bào)表功能：通過所存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)可以方便生成各種值班報(bào)表、操作報(bào)表、報(bào)警報(bào)表以及日月年報(bào)表。

方便的報(bào)警輸出：支持多媒體語音、視頻、文本語音轉(zhuǎn)換、郵件和短信等實(shí)時(shí)方式的報(bào)警通知與輸出。

歷史追憶（事故追憶）：通過定義事故追憶條件和追憶變量，以及追憶時(shí)間的設(shè)置，當(dāng)追憶條件滿足的時(shí)候產(chǎn)生追憶指示，用戶可以通過追憶組件來查看事故的回放。回放的過程支持曲線和表格，并支持打印和存盤等。

安全性：在操作上嚴(yán)格權(quán)限管理。系統(tǒng)應(yīng)提供審計(jì)跟蹤功能，記錄所有用戶操作過程，對出現(xiàn)的系統(tǒng)安全問題提供調(diào)查的依據(jù)和手段；系統(tǒng)應(yīng)具備事務(wù)日志功能。

冗余：為確保泵站的安全運(yùn)行，系統(tǒng)采用雙CPU雙機(jī)雙網(wǎng)冗余配置，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)的冗余，在恢復(fù)后，故障期間的歷史、報(bào)警數(shù)據(jù)可自動(dòng)同步，充分保證數(shù)據(jù)的完整性。并支持增加專門的冗余狀態(tài)探測通道，通過配置專用網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)快速的切換，并可以做到1S內(nèi)的切換。最大程度的保證泵站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場中的水情、工情、雨情等信息，并將其存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中。具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和較高的處理效率，對訪問的響應(yīng)時(shí)間要短；采集接口的實(shí)時(shí)性好，能滿足其應(yīng)用的需要；采集接口的實(shí)時(shí)性不能影響生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的性能。

數(shù)據(jù)緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳：泵站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷或網(wǎng)速過慢的情況并不多，但是一旦出現(xiàn)必將因數(shù)據(jù)丟失而造成分析的誤差、決策的不準(zhǔn)確。因此，為了實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)也不丟失數(shù)據(jù)的要求，系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)緩存的功能，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)，系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)緩存在本地磁盤，待恢復(fù)后，再自動(dòng)將緩存的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫中。如此一來，可最大程度的確保數(shù)據(jù)的萬無一失。

與集控中心的交互：泵站需要與集控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，統(tǒng)一協(xié)調(diào)也是未來城市供水的發(fā)展方向。從數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖佟踩⒖煽拷嵌瓤紤]，泵站與集控中心間的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)采用系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸接口，因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部的傳輸接口解析簡單，無需反復(fù)的請求、回復(fù)，也不會(huì)添加繁瑣包頭包尾，從而實(shí)現(xiàn)快速可靠的數(shù)據(jù)交互。

高性能的歷史存儲(chǔ)：實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫承擔(dān)著存儲(chǔ)、管理大量的、高密度的過程數(shù)據(jù)的工作，當(dāng)需要時(shí)它還需快速的將某時(shí)間段內(nèi)的過程數(shù)據(jù)提供出來。因此工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫的性能直接關(guān)系到分析、統(tǒng)計(jì)的效果。

三、系統(tǒng)架構(gòu)

四、部分系統(tǒng)功能截圖展示

全線監(jiān)視

多級調(diào)度

泵站監(jiān)控

機(jī)組參數(shù)

趨勢曲線

五、項(xiàng)目總結(jié)

自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)水利信息化的重要環(huán)節(jié)之一，采用國內(nèi)先進(jìn)力控ForceCon Platform平臺(tái)軟件數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)以及GIS 等信息技術(shù)構(gòu)建大型泵站信息化系統(tǒng)，建設(shè)能夠掌握雨情、工情、水情、墑情、災(zāi)情的信息基礎(chǔ)平臺(tái)和重點(diǎn)信息化應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了防洪、抗旱、排澇和市區(qū)內(nèi)溝河系納潮沖污的自動(dòng)化集中監(jiān)控運(yùn)行管理，完成所管轄區(qū)域內(nèi)所有泵站設(shè)備的現(xiàn)地和遠(yuǎn)方控制操作、主要設(shè)備參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障報(bào)警、運(yùn)行過程模擬顯示以及當(dāng)?shù)貓D像監(jiān)視等功能；能有效地提高泵站設(shè)備的可靠性、安全性、可維護(hù)性以及控制操作的自動(dòng)化水平；能夠?qū)崟r(shí)對設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)視，消除設(shè)備運(yùn)行隱患，確保主設(shè)備的完好率和可調(diào)率，減輕運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到“無人值班、少人值守”的運(yùn)行管理要求，進(jìn)一步提高泵閘調(diào)度的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。順應(yīng)我國水利行業(yè)運(yùn)行管理現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢。