水利自動化發(fā)展趨勢

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水利自動化是水利信息化的基本系統(tǒng)，水利信息化的發(fā)展方向決定了水利自動化的發(fā)展方向。水利行業(yè)的研究和決策離不開數(shù)據(jù)的采集、傳動和處理，如今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用大大節(jié)約了數(shù)據(jù)處理各個環(huán)節(jié)的人力和財力，從數(shù)據(jù)入庫到數(shù)據(jù)分享，每個環(huán)節(jié)都能通過云計算和云服務(wù)實現(xiàn)自動化，不僅提高了工作效率，降低了失誤率，還為行業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1水利信息化、水利自動化及水利智慧網(wǎng)的發(fā)展概述

1.1水利信息化

水利信息化，即把現(xiàn)代化的信息技術(shù)應(yīng)用于各項水利相關(guān)的機器設(shè)備中，以實現(xiàn)機械化的信息采集和處理，從而保證水利事業(yè)的高效運轉(zhuǎn)。具體而言，水利信息化是利用現(xiàn)在通信、計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在全行業(yè)中開展信息化處理，開發(fā)行業(yè)中與水相關(guān)的信息資源，從而直接為水資源的開發(fā)利用、配置、環(huán)境保護和治理提供決策。在計算機技術(shù)的支撐下，水利信息的采集、傳輸、存儲和處理服務(wù)能夠更加深入和規(guī)范，全面提升了水利行業(yè)相關(guān)活動的效率。在國家信息化建設(shè)的總體指導(dǎo)方針下，水利信息化建設(shè)為全面建設(shè)小康社會的新形勢服務(wù)，以提高水利管理和服務(wù)水平為宗旨，以開發(fā)水利信息資源為核心內(nèi)容，立足當(dāng)前應(yīng)用，著眼未來發(fā)展方向，著力保障未來水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2水利自動化

水利自動化全稱為水利管理自動化系統(tǒng)，是一個供水調(diào)度系統(tǒng)的軟件平臺，也是一個綜合性很強的供水信息化管理平臺。此平臺能把來自自來水公司管轄范圍的取水泵站、水源井、自來水廠等重要供水單元全方位納入監(jiān)控和管理系統(tǒng)中，目前可實現(xiàn)手機與電腦同步監(jiān)控。水利自動化系統(tǒng)是由一個監(jiān)控中心和若干個遠方端站構(gòu)成，必要情況下可設(shè)中繼站。監(jiān)控中心站是以微機系統(tǒng)為主體，并配置必須的數(shù)據(jù)通信設(shè)備，使用計算機專用電源；端站則是以單片微機為主，配備數(shù)據(jù)通信設(shè)備、傳感器和執(zhí)行段；中繼站則由數(shù)據(jù)通信設(shè)備及中級控制器構(gòu)成；端站和中繼站采用蓄電池和太陽能電池進行工作。自動化系統(tǒng)的主要功能為：數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理。通過端站的傳感器和執(zhí)行端完成數(shù)據(jù)的采集和命令執(zhí)行；各站的數(shù)據(jù)通信設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)；最后由監(jiān)控中心站的微機系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)處理工作，包括數(shù)據(jù)識別、校驗、存貯和分析，并將處理后的數(shù)據(jù)和結(jié)果進行顯示、存儲和打印。

1.3水利智慧網(wǎng)

水利智慧網(wǎng)是將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于水利信息采集和監(jiān)控的現(xiàn)代化智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是按照約定協(xié)議，通過傳感器將各種網(wǎng)絡(luò)連接起來進行信息的交換和通信，實現(xiàn)智能化和識別、定位和監(jiān)控管理的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于水利建設(shè)，可極大地提高水利信息化和水利自動化。

2水利自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國是最早將水利自動化技術(shù)應(yīng)用在水利設(shè)備以獲取防汛信息的國家，在信息采集方面不斷創(chuàng)新、優(yōu)化，改善信息的傳輸技術(shù)和組網(wǎng)能力，拓展信息采集的渠道，提高信息采集的準(zhǔn)確性。根據(jù)當(dāng)前的水利工程應(yīng)用實踐，水利自動化主要應(yīng)用于監(jiān)控和管理水質(zhì)系統(tǒng)、水資源管理決策支持系統(tǒng)以及水文自動測報系統(tǒng)等，其中應(yīng)用最廣泛的是將自動化技術(shù)應(yīng)用于水土保持檢測與管理信息系統(tǒng)中。該水利系統(tǒng)主要有兩方面的功能，一是應(yīng)用自動化技術(shù)實現(xiàn)水土信息的采集、處理和遠程遙控操作；二是面對突發(fā)狀況，自動化技術(shù)能夠及時實現(xiàn)信息預(yù)警。水利自動化的基礎(chǔ)是自動監(jiān)測系統(tǒng)，其主要任務(wù)是監(jiān)測和監(jiān)控，因此，對傳感、采集和傳輸數(shù)據(jù)的智能化和組網(wǎng)要求也越來越高。應(yīng)用過程中存在的問題是監(jiān)測點范圍有限，集中在灌溉區(qū)自動化和大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的無線射頻為100～300m，距離較短，2.4GHz的頻率繞射性能較差，組網(wǎng)的條件范圍較小，導(dǎo)致在測點分布相對離散的水利自動化系統(tǒng)中無法應(yīng)用，例如局部地區(qū)的山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)中使用相對有限。雖然現(xiàn)已有距離較長的無線傳感器產(chǎn)品問世，但仍需進一步證實其組網(wǎng)和傳輸?shù)目煽啃浴Ｎ覈_展的國家水資源管理信息系統(tǒng)采用的架構(gòu)已具有云服務(wù)的雛形。監(jiān)測數(shù)據(jù)的服務(wù)器和應(yīng)用軟件統(tǒng)一由上層部署，各層配置使用。設(shè)計平臺開發(fā)了支撐類通用軟件以及3層平臺(3級通用的門戶、統(tǒng)一應(yīng)用、數(shù)據(jù)集成支撐軟件)。河海大學(xué)近年開展的“基于云計算的防汛防旱信息集成平臺的研究”和“水利云平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”研究項目，在江蘇省淮安市水利局進行了成功的應(yīng)用示范。“基于云計算的防汛防旱信息集成平臺的研究”項目，集成了云管理、云會商、云搜索、云普查和云預(yù)報等云服務(wù)族和多個遺產(chǎn)系統(tǒng)，構(gòu)成了多業(yè)務(wù)處理的交叉平臺，體現(xiàn)了“水利云”的智能化、一體化、綜合化的特征，獲得了大禹科技進步一等獎。總體而言，我國智能傳感器的發(fā)展起步相對較晚，涵蓋自檢查、糾錯、判斷和修復(fù)為一體的傳感器有限，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的傳感器更是少之又少，目前尚不能滿足水利自動化智慧網(wǎng)的需求。

3計算機技術(shù)背景下的水利自動化未來發(fā)展趨勢

國家的發(fā)展依賴于人才的創(chuàng)新和技術(shù)的進步，對水利自動化和水利信息化的推廣及發(fā)展，未來的發(fā)展趨勢主要立足于以下幾點：一是探索如何科學(xué)合理的將水利自動化技術(shù)應(yīng)用于水資源管理決策的支持系統(tǒng)。水資源預(yù)測、評估、調(diào)度、信息、中長期規(guī)劃等一系列決策都是水資源決策的內(nèi)容，通過收集來自于水文、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟和水資源用戶的信息，采用自動化技術(shù)進行整合分析，再結(jié)合專業(yè)人員的判斷，最終做出最優(yōu)的管理決策，符合當(dāng)下的綠色發(fā)展之路。二是全面構(gòu)建水利信息化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，與水利相關(guān)的項目要謹(jǐn)慎審查，嚴(yán)格操作。基礎(chǔ)設(shè)施的健全能夠保證全面實現(xiàn)自動化，進一步實現(xiàn)全民自動化。水利相關(guān)的項目審查通過后要加強信息共享和資源共享，最大限度地排除水利項目實施中的困難。三是加強對水利信息化和水利自動化的專業(yè)人才培養(yǎng)，人才是技術(shù)進步的基礎(chǔ)，要確保一線工作人員具備較強專業(yè)的技術(shù)和較高的素質(zhì)。四是重點建立關(guān)于水電自動化發(fā)展的項目，完善與水電信息系統(tǒng)基本構(gòu)件相關(guān)的內(nèi)容，針對信息資源運用及信息共享方面存在的問題，要及時查找解決問題的方案。同時，為保證各項工作的順利完成，作為管理人員要事先在實際操作中制定完善的實施方案，操作人員要嚴(yán)格遵循計劃方案，從而保質(zhì)保量的完成既定的規(guī)劃。

4結(jié)語

現(xiàn)今，全球水資源緊張，科學(xué)合理利用水資源，實現(xiàn)水利自動化的信息處理與決策是解決水資源緊缺的有效手段。我國水利自動化基礎(chǔ)技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，但水資源分布嚴(yán)重不均衡，如何實現(xiàn)長期水利自動化及水資源調(diào)配是亟需攻克的難題，因此，需加大資金和研究投入，不斷更新水利信息化的技術(shù)水平，將理論與實踐有效結(jié)合，為水資源的開發(fā)利用、配置和使用、保護與治理等提供科學(xué)決策，進一步提高我國水利行業(yè)的科學(xué)管理水平。

作者:張潤博 單位:甘肅省引大入秦工程管理局