赤磊 新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

1.概述

本調(diào)水工程是一項(xiàng)跨流域、長(zhǎng)距離調(diào)水工程，工程等別為Ⅰ等，工程規(guī)模為大（1）型工程，調(diào)水距離392.27km。主要建筑物有1座攔河引水樞紐、1座水庫(kù)、1座泵站、2座輸水隧洞、1 座分水閘以及壓力管道、埋涵和閥井等附屬建筑物。水調(diào)系統(tǒng)按照“無(wú)人值班”(少人值守)的思想進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，下設(shè)五級(jí)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)，層次由低至高分別為：管理所、管理站、管理處、管理局以及領(lǐng)導(dǎo)小組。水調(diào)系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)信息等最終上傳至工程調(diào)度中心，由調(diào)度中心對(duì)輸配水進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮和統(tǒng)一管理。

2.水調(diào)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

本水調(diào)系統(tǒng)站位工程全局，著手于工程細(xì)節(jié)，依據(jù)工程建設(shè)總體原則，以節(jié)省運(yùn)行維護(hù)成本為導(dǎo)向進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)思路如下：

（1）采用全線(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)少人值守。在工程現(xiàn)場(chǎng)配置相應(yīng)的閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、水情采集系統(tǒng)，對(duì)其原始數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集、實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)遠(yuǎn)程控制。為保證遠(yuǎn)程控制的可靠性，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置視頻圖像采集、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)、電源等輔助支撐系統(tǒng)。

（2）采用統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)業(yè)務(wù)的綜合利用。本系統(tǒng)按照統(tǒng)一綜合管控平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用功能不同的模塊，對(duì)工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控以及水情測(cè)報(bào)的數(shù)據(jù)，在同一計(jì)算機(jī)上或不同計(jì)算機(jī)上進(jìn)行交互。該平臺(tái)上同樣可發(fā)布全景WEB、工程分析評(píng)估等各類(lèi)信息及應(yīng)用。最大實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、減少運(yùn)行維護(hù)人員的工作量。

（3）建設(shè)專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)，保障信息暢通與網(wǎng)絡(luò)安全。本水調(diào)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)水量自動(dòng)化調(diào)度，必須保障數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)、信息暢通，且各閘站監(jiān)控信息及控制指令瞬時(shí)性要求高，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)采用高性能的專(zhuān)用通信傳輸系統(tǒng)。

3.水調(diào)系統(tǒng)總體框架

系統(tǒng)以現(xiàn)地測(cè)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將綜合信息采集與分發(fā)平臺(tái)作為紐帶，及時(shí)、全面地采集所需數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一處理，存入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)；并構(gòu)建數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理；通過(guò)應(yīng)用支撐平臺(tái)為數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)和統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)提供全面、可靠的支撐與交互服務(wù)。在統(tǒng)一綜合應(yīng)用平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)視、綜合報(bào)警、綜合信息統(tǒng)計(jì)與查詢(xún)和遠(yuǎn)程控制。并通過(guò)強(qiáng)有力的基礎(chǔ)支撐和安全防護(hù)管理及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，實(shí)現(xiàn)調(diào)水過(guò)程的自動(dòng)化和全線(xiàn)調(diào)水安全要求。水調(diào)系統(tǒng)的邏輯構(gòu)成如圖1所示。

4.水調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）縱向設(shè)計(jì)：本水調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)工程管理機(jī)構(gòu)設(shè)置，在縱向分為四級(jí)。第一級(jí)為中心級(jí)，即調(diào)度中心，設(shè)置在省會(huì)城市；第二級(jí)為分中心級(jí)，即工程管理處，設(shè)置在地級(jí)市；第三級(jí)為管理站級(jí)，即1號(hào)管理站、2號(hào)理站和3號(hào)管理站，分別設(shè)置在工程相應(yīng)的調(diào)水區(qū)域；第四級(jí)為現(xiàn)地級(jí)，即沿線(xiàn)各現(xiàn)地監(jiān)控監(jiān)測(cè)站。

調(diào)度中心功能描述：調(diào)度中心掌握水量調(diào)度權(quán)和水量調(diào)度監(jiān)督權(quán)，對(duì)水量進(jìn)行分配與監(jiān)管分配的執(zhí)行，特殊情況下直接控制工程調(diào)度。本項(xiàng)目中，調(diào)度中心對(duì)工程總體進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)視，并對(duì)具備遠(yuǎn)程自動(dòng)控制功能的設(shè)備（節(jié)制閘、退水閘、分水閘等）進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，并設(shè)置控制權(quán)限的優(yōu)先等級(jí)。

分中心功能描述：分中心為調(diào)度中心的直屬機(jī)構(gòu)，行使其管轄區(qū)域內(nèi)的水量調(diào)度權(quán)，對(duì)水量進(jìn)行分配并監(jiān)管分配的執(zhí)行。主要負(fù)責(zé)所轄工程范圍內(nèi)數(shù)據(jù)匯集、存儲(chǔ)和分發(fā)。

管理站功能描述：管理站是最靠近工程現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程管理站點(diǎn)，接受分中心、調(diào)度中心的調(diào)度指令，按照調(diào)水工程運(yùn)行規(guī)范進(jìn)行控制并完成調(diào)度任務(wù)。同樣具備數(shù)據(jù)匯集、存儲(chǔ)和分發(fā)的功能。

術(shù)后疼痛直接關(guān)系到患者的轉(zhuǎn)歸與預(yù)后。加速康復(fù)外科(enhanced recovery after surgery，ERAS)是目前國(guó)內(nèi)外備受推崇的先進(jìn)醫(yī)療理念，良好的術(shù)后鎮(zhèn)痛是有效實(shí)施ERAS的前提條件。術(shù)后疼痛問(wèn)題得不到解決，與ERAS相關(guān)的其他工作則基本上無(wú)從談起。而術(shù)后鎮(zhèn)痛恰恰是麻醉醫(yī)生的本職工作，也是麻醉醫(yī)生所擅長(zhǎng)的工作，因此，麻醉醫(yī)生在術(shù)后鎮(zhèn)痛工作中責(zé)無(wú)旁貸。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成圖

現(xiàn)地站功能描述：各現(xiàn)地閘站，接受管理站、分中心、調(diào)度中心的調(diào)度指令，按照輸水工程運(yùn)行規(guī)范進(jìn)行控制，保證滿(mǎn)足調(diào)度任務(wù)?，F(xiàn)地站是指現(xiàn)地閘門(mén)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，現(xiàn)地監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能分別對(duì)所轄范圍內(nèi)的主要建筑物、機(jī)電設(shè)備、水情、工情進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)視，并對(duì)其中具備現(xiàn)地自動(dòng)控制功能的設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)地自動(dòng)控制，其閘（閥）門(mén)控制權(quán)最高。

（2）橫向設(shè)計(jì)，因安全等級(jí)的得因數(shù)，分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，并將內(nèi)網(wǎng)在邏輯上又劃為管理區(qū)和控制區(qū)。

內(nèi)網(wǎng)管理區(qū)內(nèi)主要承擔(dān)生產(chǎn)管理類(lèi)的業(yè)務(wù)，控制區(qū)主要承擔(dān)運(yùn)行監(jiān)控類(lèi)的業(yè)務(wù)。兩者的安全級(jí)別后者較高，因此為避免低安全區(qū)系統(tǒng)影響高安全區(qū)系統(tǒng)，故在兩區(qū)之間通過(guò)物理隔離裝置進(jìn)行隔離。

內(nèi)網(wǎng)控制區(qū)主要負(fù)責(zé)閘/泵站監(jiān)控信息、工程安全監(jiān)測(cè)信息和水情測(cè)報(bào)信息等，實(shí)時(shí)性要求和安全性要求最高，故在設(shè)計(jì)時(shí)采用控制專(zhuān)網(wǎng)。

內(nèi)網(wǎng)管理區(qū)主要負(fù)責(zé)綜合辦公、視頻會(huì)議、工程管理、決策支持、WEB發(fā)布等，有部分業(yè)務(wù)與控制專(zhuān)網(wǎng)上部分信息要進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)交互，故兩者之間設(shè)置單向隔離設(shè)備進(jìn)行聯(lián)通，嚴(yán)格控制網(wǎng)間信息交換的流量，保證控制安全。

信息外網(wǎng)提供互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)，用于日常辦公、網(wǎng)上等。縱向用戶(hù)通過(guò)調(diào)度中提供的Internet三層交換機(jī)訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，內(nèi)、外網(wǎng)無(wú)任何物理連接，確保了各類(lèi)監(jiān)控系統(tǒng)的安全。外網(wǎng)也為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)是獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，Internet接口由調(diào)度中心統(tǒng)一接入。

5.水調(diào)系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)

（2）實(shí)現(xiàn)節(jié)制閘、退水閘、分水閘等閘門(mén)，視頻攝像機(jī)，動(dòng)環(huán)設(shè)備的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

（3）實(shí)現(xiàn)閘控、水情、安全監(jiān)測(cè)、視頻、動(dòng)環(huán)等各類(lèi)業(yè)務(wù)的報(bào)表統(tǒng)計(jì)與查詢(xún)。

（4）綜合發(fā)布實(shí)現(xiàn)閘控、水情、安全監(jiān)測(cè)、視頻、動(dòng)環(huán)等各類(lèi)信息的綜合發(fā)布。

（5）實(shí)現(xiàn)閘控、水情、安全監(jiān)測(cè)、視頻、動(dòng)環(huán)等各類(lèi)信息綜合統(tǒng)計(jì)與查詢(xún)。

（6）實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離供水調(diào)度決策支持。

（7）實(shí)現(xiàn)事故應(yīng)急預(yù)案與決策支持。

事故應(yīng)急預(yù)案與決策支持系統(tǒng)為本工程提供安全支持和事故應(yīng)急處理，當(dāng)水文條件、工程安全性狀或閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)等出現(xiàn)超限險(xiǎn)情或異常等事故時(shí)，通過(guò)綜合事故報(bào)警避免事故發(fā)生或減小事故造成的損失，對(duì)工程的安全運(yùn)行起到重要預(yù)警、指導(dǎo)、保護(hù)作用。

6.結(jié)束語(yǔ)

本工程是新疆調(diào)水工程的前端工程，其后續(xù)配套調(diào)水工程連同本工程承載著未來(lái)新疆的長(zhǎng)久發(fā)展和經(jīng)濟(jì)民生，是新疆騰飛的重要基石。在國(guó)務(wù)院、水利部、自治區(qū)領(lǐng)導(dǎo)們的指導(dǎo)和幫助下，本工程屆時(shí)將打造為國(guó)內(nèi)標(biāo)志性工程。故在水調(diào)自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)打破常規(guī)思維，既有繼承、又有創(chuàng)新，采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、最可靠的設(shè)備、最科學(xué)的管理進(jìn)行設(shè)計(jì)，也為后續(xù)工程提供了經(jīng)驗(yàn)和參考價(jià)值。