一、項目概述

1.1 項目背景

南水北調來(lái)水調入密云水庫調蓄工程是北京市南水北調配套工程的重要組成部分。工程由團城湖取水，通過(guò)現狀京密引水渠，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、對現狀渠道及渠系建筑物進(jìn)行改造并新建自動(dòng)化監控調度系統。輸水線(xiàn)路總長(cháng)約103km，總揚程132.85m。

為了方便整個(gè)調水系統的調度管理、安全經(jīng)濟運行，工程構建通信平臺，建立集數據、圖像傳輸為一體的自動(dòng)化監控系統。

1.2 總體建設內容

工程總體建設內容由南水北調來(lái)水調入密云水庫調蓄工程（簡(jiǎn)稱(chēng)調蓄工程）、密云水庫走馬莊隧洞改造工程2部分組成。

(1)調蓄工程

基于網(wǎng)絡(luò )通信平臺，實(shí)現對京密引水渠沿線(xiàn)泵站、閘站等水工設施進(jìn)行遠程監控，對輸水渠道、輸水管線(xiàn)、輸水隧洞進(jìn)行安全監測，實(shí)現視頻、數據、語(yǔ)音的傳輸與共享，建立自動(dòng)化監控、調度、管理系統。

本工程網(wǎng)絡(luò )系統建設覆蓋調度中心、3個(gè)管理所、9個(gè)泵站、10個(gè)閘站，根據北京市南水北調配套工程總體要求，本工程調度中心、各監控泵站網(wǎng)絡(luò )系統由控制專(zhuān)網(wǎng)、業(yè)務(wù)內網(wǎng)和業(yè)務(wù)外網(wǎng)組成，三個(gè)相互隔離的網(wǎng)絡(luò )。

系統整體框架圖

(2)密云水庫走馬莊隧洞改造工程

通過(guò)敷設光纜、電纜，實(shí)現本地監測數據、監控命令、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），最終將數據、圖像傳送至密云水庫管理處，構建自動(dòng)化監控系統。

實(shí)時(shí)監測庫區水位、閘門(mén)荷載、閘門(mén)開(kāi)度、管道壓力、電氣參量等數據，監測閘門(mén)運行工況。實(shí)現閘門(mén)的現地控制/遠方監測，同時(shí)預留遠方控制功能

二、系統特點(diǎn)

先進(jìn)性：系統的高度集成。借助力控SCADA軟件強大的圖形組態(tài)功能、系統集成功能，可以將絢爛、逼真的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)畫(huà)面、視頻影像、GIS信息高度集成在SCADA系統上顯示，形成數據模擬與視頻影像、GIS系統無(wú)縫集成的監控方式。

強大的報表功能：通過(guò)所存儲的歷史數據可以方便生成各種值班報表、操作報表、報警報表以及日月年報表。

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

歷史追憶（事故追憶）：通過(guò)定義事故追憶條件和追憶變量，以及追憶時(shí)間的設置，當追憶條件滿(mǎn)足的時(shí)候產(chǎn)生追憶指示，用戶(hù)可以通過(guò)追憶組件來(lái)查看事故的回放?；胤诺倪^(guò)程支持曲線(xiàn)和表格，并支持打印和存盤(pán)等。

安全性：在操作上嚴格權限管理。系統應提供審計跟蹤功能，記錄所有用戶(hù)操作過(guò)程，對出現的系統安全問(wèn)題提供調查的依據和手段；系統應具備事務(wù)日志功能。

冗余：為確保泵站的安全運行，系統采用雙CPU雙機雙網(wǎng)冗余配置，可實(shí)現實(shí)時(shí)數據、歷史數據、報警數據的冗余，在恢復后，故障期間的歷史、報警數據可自動(dòng)同步，充分保證數據的完整性。并支持增加專(zhuān)門(mén)的冗余狀態(tài)探測通道，通過(guò)配置專(zhuān)用網(wǎng)卡實(shí)現快速的切換，并可以做到1S內的切換。最大程度的保證泵站的安全、穩定運行。

實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)中的水情、工情、雨情等信息，并將其存在業(yè)務(wù)數據庫中。具有較強的實(shí)時(shí)性和較高的處理效率，對訪(fǎng)問(wèn)的響應時(shí)間要短；采集接口的實(shí)時(shí)性好，能滿(mǎn)足其應用的需要；采集接口的實(shí)時(shí)性不能影響生產(chǎn)過(guò)程控制系統的性能。

數據緩存和斷點(diǎn)續傳：泵站的網(wǎng)絡(luò )系統出現網(wǎng)絡(luò )中斷或網(wǎng)速過(guò)慢的情況并不多，但是一旦出現必將因數據丟失而造成分析的誤差、決策的不準確。因此，為了實(shí)現在網(wǎng)絡(luò )中斷時(shí)也不丟失數據的要求，系統提供了數據緩存的功能，當網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)，系統可將數據緩存在本地磁盤(pán)，待恢復后，再自動(dòng)將緩存的數據傳送到數據庫中。如此一來(lái)，可最大程度的確保數據的萬(wàn)無(wú)一失。

與集控中心的交互：泵站需要與集控中心進(jìn)行數據交互，統一協(xié)調也是未來(lái)城市供水的發(fā)展方向。從數據傳輸的快速、安全、可靠角度考慮，泵站與集控中心間的數據傳輸應采用系統內部的傳輸接口，因為系統內部的傳輸接口解析簡(jiǎn)單，無(wú)需反復的請求、回復，也不會(huì )添加繁瑣包頭包尾，從而實(shí)現快速可靠的數據交互。

高性能的歷史存儲：實(shí)時(shí)歷史數據庫承擔著(zhù)存儲、管理大量的、高密度的過(guò)程數據的工作，當需要時(shí)它還需快速的將某時(shí)間段內的過(guò)程數據提供出來(lái)。因此工業(yè)歷史數據庫的性能直接關(guān)系到分析、統計的效果。

三、系統架構

四、部分系統功能截圖展示

全線(xiàn)監視

多級調度

泵站監控

機組參數

趨勢曲線(xiàn)

五、項目總結

自動(dòng)化監控系統是實(shí)現水利信息化的重要環(huán)節之一，采用國內先進(jìn)力控ForceCon Platform平臺軟件數據平臺，利用自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò )通信、計算機以及GIS 等信息技術(shù)構建大型泵站信息化系統，建設能夠掌握雨情、工情、水情、墑情、災情的信息基礎平臺和重點(diǎn)信息化應用系統，實(shí)現了防洪、抗旱、排澇和市區內溝河系納潮沖污的自動(dòng)化集中監控運行管理，完成所管轄區域內所有泵站設備的現地和遠方控制操作、主要設備參數的實(shí)時(shí)監測、故障報警、運行過(guò)程模擬顯示以及當地圖像監視等功能；能有效地提高泵站設備的可靠性、安全性、可維護性以及控制操作的自動(dòng)化水平；能夠實(shí)時(shí)對設備參數和運行工況進(jìn)行監視，消除設備運行隱患，確保主設備的完好率和可調率，減輕運行人員勞動(dòng)強度，達到“無(wú)人值班、少人值守”的運行管理要求，進(jìn)一步提高泵閘調度的及時(shí)性和準確性。順應我國水利行業(yè)運行管理現代化的發(fā)展趨勢。