论文部分内容阅读
[摘 要 ]自动化调度系统在胶东调水工程的投入使用，大大增加了调度运行效率，确保了调水工程的安全，但在该系统使用的过程中也发现一些问题。因此，主要对胶东调水工程莱州段自动化调度系统总体概况、运行现状及维护模式进行介绍，分析存在问题，以寻找解决方案。
[关键词]胶东调水;自动化;调度系统
[中图分类号]TP277 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–0–02
[Abstract]The automatic dispatching system was put into use in the Jiaodong Water Diversion Project， which greatly increased the efficiency of dispatching operation and ensured the safety of the water diversion project. However， some problems were discovered during the use of the system. Therefore， it mainly introduces the general overview， operating status and maintenance mode of the automatic dispatching system of the Laizhou section of the Jiaodong Water Diversion Project， and analyzes existing problems to find solutions.
[Keywords]Jiaodong water transfer; automation; dispatching system
山东省胶东地区引黄调水工程是实现全省水资源优化配置、缓解烟台、威海两市供水危机，防止莱州湾地区海水入侵，改善生态环境，保证社会经济可持续发展的特大型水利工程，是我省建国以来投资最大的水利工程，是国家和省委省政府为从根本上解决胶东地区水资源供需矛盾而采取的重大战略决策。该工程建成后将改变我市单一水源的状况，实现客水与当地水的科学调度，构筑起“双保险”的城市供水保障格局，使我市水资源紧缺状况得到根本缓解。
1 工程简介
胶东地区引黄调水工程是南水北调东线工程中山东“T”字形调水大动脉的重要组成部分。山东省胶东地区引黄调水工程从引黄济青工程潍坊宋庄分水闸引水，途经青岛的平度进入烟台的莱州、招远、龙口、蓬莱、栖霞、福山、芝罘、莱山和牟平至威海的水库，输水线路总长322 km，共设9级（新建7级）泵站，总扬程314.5 m，设计调水总量1.43亿m3。该工程在莱州市境内由沙河镇前邱家村西入境，途经沙河、土山、虎头崖、永安、城港路、平里店、三山岛、朱桥、金城9个镇街96个村庄，于金城镇王家村北穿过万深河进入招远市境内，线路总长约71 km，约占烟台市明渠总长的58%，工程永久性占地6800余亩，约占烟台市永久性占地的54%，沿线建筑物218座，工程总投资约5亿元，分配给我市的计划水量为每年1300万m3。
2 东宋泵站自动化调度系统作用
自投入运行以来，自动调度系统对调度运行起到了巨大的作用。该系统可采集所在工程重点建筑中的水位、闸门开度、流量、电压、电流等基本信息，从而提高了信息采集的准确性，提高了信息采集的效率，减少了现场人员和调度员的工作量。闸门（泵）站监控系统为调度操作员科学调度提供依据，自动控制功能使闸门调节工作效率和准确性大大提高，提高了调度运行效率。在调度运行中，视频监控系统和信息采集系统相互配合，互为补充，保证调度运行的安全和准确性。水情报告生成和报告功能减少了每天8-16小时的水情报告工作量，大大提高了工作效率。在防洪度汛和安全生产方面，自动化调度系统仍发挥着重要作用。
3 工程建设情况
胶东调水莱州段工程的顺利完工，离不开各级政府，尤其是广大人民群众的大力支持。莱州段线路最长、涉及面广，征地量大。工程牵扯到众多农户切身利益，涉及到厂房、民房、禽舍、果树、乔木等诸多繁杂的地面附着物的动迁。
山东省胶东地区引黄调水工程建设管理局按照“加强领导、服从大局、积极主动”的工作方针，多次到沿线镇街、村庄，就工程占地等有关事宜进行商谈，对工作中可能遇到的问题提前研究，抓紧解决。工作人员深入基层，征求对工程征地迁占等工作的意见和建议，掌握实际情况，有针对性地制定解决办法，力求积极稳妥地推进征地迁占工作。
在沿线广大群众的大力支持下，莱州明渠段的征地迁占工作逐步推进。统计数据显示，拆迁房屋1.4万m2，伐移各类树木80.8万株，拆移禽舍1.27万m2，拆除了各类大棚4.8万m2，迁移坟墓698座，征地迁占资金全部拨付到相关镇街。
胶东调水莱州段工程从2004年清点附着物开始启动，2005年开工建设控制性的建筑物部分，2007年又投入了建设明渠及附属建筑物的部分，前后经过7a多的艰苦奋战，共计完成了泵站、渡槽、倒虹吸、桥涵等建筑物218个。
2011年6月，成功地进行了胶东引黄调水工程明渠段的首次通水调试。
2013年11月完成了工程综合调试运行及试通水工作，工程具备通水条件。
4 调度自动化在胶东调水工程中的应用现状
4.1 应用规划阶段
线性规划作为水利调度发展的初级阶段，通过应用动态优化策略，在实现线性目标函数设计的同时，根据水利工程实际情况和存在的问题，采用相应的约束表达函数，实现自动利用和控制。现有的调度计划在长期的水力调度自动化应用过程中得到了广泛地应用，在解决实际问题中已逐步形成了系统完整的流程，在输水调度等诸多领域发挥着重要作用。真实供水量是开展水利調度的基础，根据供水系统的具体情况，将供水系统的具体调度运行过程划分为相继性的不同阶段，并确保每一阶段的运行能够做出合理的决定，实现系统化的多阶段决策，在此过程中实现决策的最优化，并以数字规划问题作表现式，充分运用动态规划来解决。 4.2 大系统分解协调技术
给水系统中有许多单元部件，在它们共同作用下组成一个庞大而复杂的水系统，为了达到降维和减价的主要目的，应用大系统优化处理的思想来实现水系统的分解处理，以优化水利工程具体应用的难度，使相关处理工作可以更加方便。在系统分解方面，主要是通过对应用过程中的总系统进行分解，将其分解为多个系统，减弱管理压力和管理强度，使各子系统之间的问题规模逐渐缩小，并能根据具体而微的情况进行有针对性地处理和解决，优化系统的可行性和可靠性，实现大系统的协调分解。
4.3 集成水量调度系统与闸站监控系统
①通过对供水计划生成模型、冰期输水控制模型、总干渠水力模型、应急预案模型的综合应用，确定保证其数据高度一致性和共享性，需要重新建立统一的参数数据库模型，并通过闸门控制指令计算模型，从而将计算得到的两类参数输入。②反映供水系统实时运行状况的监测数据参数，如水工建筑物的底宽、设计流量、渠段长度、设计水位和模型本身参数，主要包括门型、水位最大降速等。③反映供水系统实时运行状况的监测数据参数，如闸门开度、闸后水位、过闸流量等。
5 自动化调度运行管理
5.1 职责分工
5.1.1 管理单位职责
在所管辖区内，胶东调水工程现场管理单位和管理系统管理员具体负责自动化调度系统的日常管理工作。管理站主要负责对维修单位进行日常管理和考核，督促维修单位提高服务质量;负责自动化调度系统中设备安装、保管、运行实体环境保障（供电、安全、清洁、防静电、除尘等）、日常维修检查等。
5.1.2 维护单位职责
维护单位根据合同开展维护工作，负责执行管理单位制定的各项规章制度和操作规程，安排专业技术人员对所承担的维护范围内的自动调度系统进行定期巡检等作业记录，为管理单位提供相关技术支持，确保自动调度系统的正常运行。
5.1.3 完善管理制度
为进一步完善泵站调度自动化的运行能力，必须建立良好的设备运行环境，并结合目前泵站自动化管理工作的要求，进行管理体制的创新。一套科学、完善的泵站调度自动化管理系统，是发挥泵站作用的基础，必须紧跟泵站发展趋势，建立能提高泵站管理水平的相关规章制度。与此同时，优化管理流程，加强管理手段。如泵站消防设备管理，需要独立制定管理方案，结合设备实际运行中可能出现的风险提出问题，做到防患于未然，这样才能有效提高泵站自动化调度室管理效率。
5.2 教育培训
5.2.1 系统管理员
作为自动化调度系统的直接管理者，管理单位的系统管理员需要不断地对系统管理员进行专业技能和系统管理方面的培训，省调水中心每年邀请管理人员和技术人员对系统管理员进行全方位地培训，以确保系统管理员的各项能力都能达到系统运行要求。
5.2.2 维护人员
各主管部门需经常性的对维修单位技术人员进行胶东调水工程基本情况、运行目标、系统管理模式等方面的培训，使系统更贴合实际，在运行和升级改造过程中能更好地满足用户的各种需要。
5.2.3 系统使用人员
管理部门每年定期对系统使用人员进行各种应用系统使用方面的培训。在调水前和汛前，主管部门组织全体值班员对视频监控系统、闸泵站监控系统等应用系统进行培训，使每个值班员都能熟练掌握视频监控系统、泵（闸）站监控系统等业务系统的使用。
5.2.4 管护人员
（泵）闸站管护人员对系统基础硬件进行巡查。管理站每年定期对沿线闸站管理人员进行培训，统一编制机房、闸站、园区、渠道、水质监测站等巡查记录表，明确每项巡查内容对应的设备状态指示灯、仪器仪表读数，确保巡查工作落到实处。
5.2.5 闸站管护人员对系统基础硬件进行巡查
管理站每年定期对沿线闸站管理人员进行培训，统一编制机房、闸站、园区、渠道、水质监测站等巡查记录表，明确每项巡查内容对应的设备状态指示灯、仪器仪表读数，确保巡查工作落到实处。
5.3 加强信息采集和管理
泵站自动化的构建非常复杂，是通过对网络、设备展开整体管理才得以实现，以提高自动化运行水平线，因此必须加大对信息的收集和管理。如对泵站调度自动化施工过程中涉及的技术资料等应开展综合管理，对接入系统的设备的运行记录、检修记录等资料进行統一管理。
6 结束语
调度自动化建设和运行管理过程中，需要关注相关设备的运行状况，在保证设备质量和型号的基础上，结合现代化管理手段，使调度自动化工作与时俱进。为进一步提高泵站运行率，省调水中心应结合泵站系统运行实际，制定完善的管理制度，有效地采集泵站系统中的各种数据，为后续管理工作的开展提供强有力的依据。
参考文献
[1] 陶锋，吴仁旺，刘学知.鄂北工程自动化调度运行管理系统设计思路[J].中国水利，2017（22）：15-18.
[2] 张赐蓝.江汉工程自动化调度系统的设计与实现[D].长沙：湖南大学，2017.
[3] 金美棱.自动化调度系统与电力系统的运行分析[J].低碳世界，2016（33）：67-68.
[4] 马传波.三湾水利枢纽综合自动化调度中心系统设计[J].吉林水利，2016（5）：10-14.
[5] 马艳军，郭芳，马守英.南水北调中线干线自动化调度系统工程档案管理工作浅析[J].中国水利，2015（21）：60-62.
[关键词]胶东调水;自动化;调度系统
[中图分类号]TP277 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–0–02
[Abstract]The automatic dispatching system was put into use in the Jiaodong Water Diversion Project， which greatly increased the efficiency of dispatching operation and ensured the safety of the water diversion project. However， some problems were discovered during the use of the system. Therefore， it mainly introduces the general overview， operating status and maintenance mode of the automatic dispatching system of the Laizhou section of the Jiaodong Water Diversion Project， and analyzes existing problems to find solutions.
[Keywords]Jiaodong water transfer; automation; dispatching system
山东省胶东地区引黄调水工程是实现全省水资源优化配置、缓解烟台、威海两市供水危机，防止莱州湾地区海水入侵，改善生态环境，保证社会经济可持续发展的特大型水利工程，是我省建国以来投资最大的水利工程，是国家和省委省政府为从根本上解决胶东地区水资源供需矛盾而采取的重大战略决策。该工程建成后将改变我市单一水源的状况，实现客水与当地水的科学调度，构筑起“双保险”的城市供水保障格局，使我市水资源紧缺状况得到根本缓解。
1 工程简介
胶东地区引黄调水工程是南水北调东线工程中山东“T”字形调水大动脉的重要组成部分。山东省胶东地区引黄调水工程从引黄济青工程潍坊宋庄分水闸引水，途经青岛的平度进入烟台的莱州、招远、龙口、蓬莱、栖霞、福山、芝罘、莱山和牟平至威海的水库，输水线路总长322 km，共设9级（新建7级）泵站，总扬程314.5 m，设计调水总量1.43亿m3。该工程在莱州市境内由沙河镇前邱家村西入境，途经沙河、土山、虎头崖、永安、城港路、平里店、三山岛、朱桥、金城9个镇街96个村庄，于金城镇王家村北穿过万深河进入招远市境内，线路总长约71 km，约占烟台市明渠总长的58%，工程永久性占地6800余亩，约占烟台市永久性占地的54%，沿线建筑物218座，工程总投资约5亿元，分配给我市的计划水量为每年1300万m3。
2 东宋泵站自动化调度系统作用
自投入运行以来，自动调度系统对调度运行起到了巨大的作用。该系统可采集所在工程重点建筑中的水位、闸门开度、流量、电压、电流等基本信息，从而提高了信息采集的准确性，提高了信息采集的效率，减少了现场人员和调度员的工作量。闸门（泵）站监控系统为调度操作员科学调度提供依据，自动控制功能使闸门调节工作效率和准确性大大提高，提高了调度运行效率。在调度运行中，视频监控系统和信息采集系统相互配合，互为补充，保证调度运行的安全和准确性。水情报告生成和报告功能减少了每天8-16小时的水情报告工作量，大大提高了工作效率。在防洪度汛和安全生产方面，自动化调度系统仍发挥着重要作用。
3 工程建设情况
胶东调水莱州段工程的顺利完工，离不开各级政府，尤其是广大人民群众的大力支持。莱州段线路最长、涉及面广，征地量大。工程牵扯到众多农户切身利益，涉及到厂房、民房、禽舍、果树、乔木等诸多繁杂的地面附着物的动迁。
山东省胶东地区引黄调水工程建设管理局按照“加强领导、服从大局、积极主动”的工作方针，多次到沿线镇街、村庄，就工程占地等有关事宜进行商谈，对工作中可能遇到的问题提前研究，抓紧解决。工作人员深入基层，征求对工程征地迁占等工作的意见和建议，掌握实际情况，有针对性地制定解决办法，力求积极稳妥地推进征地迁占工作。
在沿线广大群众的大力支持下，莱州明渠段的征地迁占工作逐步推进。统计数据显示，拆迁房屋1.4万m2，伐移各类树木80.8万株，拆移禽舍1.27万m2，拆除了各类大棚4.8万m2，迁移坟墓698座，征地迁占资金全部拨付到相关镇街。
胶东调水莱州段工程从2004年清点附着物开始启动，2005年开工建设控制性的建筑物部分，2007年又投入了建设明渠及附属建筑物的部分，前后经过7a多的艰苦奋战，共计完成了泵站、渡槽、倒虹吸、桥涵等建筑物218个。
2011年6月，成功地进行了胶东引黄调水工程明渠段的首次通水调试。
2013年11月完成了工程综合调试运行及试通水工作，工程具备通水条件。
4 调度自动化在胶东调水工程中的应用现状
4.1 应用规划阶段
线性规划作为水利调度发展的初级阶段，通过应用动态优化策略，在实现线性目标函数设计的同时，根据水利工程实际情况和存在的问题，采用相应的约束表达函数，实现自动利用和控制。现有的调度计划在长期的水力调度自动化应用过程中得到了广泛地应用，在解决实际问题中已逐步形成了系统完整的流程，在输水调度等诸多领域发挥着重要作用。真实供水量是开展水利調度的基础，根据供水系统的具体情况，将供水系统的具体调度运行过程划分为相继性的不同阶段，并确保每一阶段的运行能够做出合理的决定，实现系统化的多阶段决策，在此过程中实现决策的最优化，并以数字规划问题作表现式，充分运用动态规划来解决。 4.2 大系统分解协调技术
给水系统中有许多单元部件，在它们共同作用下组成一个庞大而复杂的水系统，为了达到降维和减价的主要目的，应用大系统优化处理的思想来实现水系统的分解处理，以优化水利工程具体应用的难度，使相关处理工作可以更加方便。在系统分解方面，主要是通过对应用过程中的总系统进行分解，将其分解为多个系统，减弱管理压力和管理强度，使各子系统之间的问题规模逐渐缩小，并能根据具体而微的情况进行有针对性地处理和解决，优化系统的可行性和可靠性，实现大系统的协调分解。
4.3 集成水量调度系统与闸站监控系统
①通过对供水计划生成模型、冰期输水控制模型、总干渠水力模型、应急预案模型的综合应用，确定保证其数据高度一致性和共享性，需要重新建立统一的参数数据库模型，并通过闸门控制指令计算模型，从而将计算得到的两类参数输入。②反映供水系统实时运行状况的监测数据参数，如水工建筑物的底宽、设计流量、渠段长度、设计水位和模型本身参数，主要包括门型、水位最大降速等。③反映供水系统实时运行状况的监测数据参数，如闸门开度、闸后水位、过闸流量等。
5 自动化调度运行管理
5.1 职责分工
5.1.1 管理单位职责
在所管辖区内，胶东调水工程现场管理单位和管理系统管理员具体负责自动化调度系统的日常管理工作。管理站主要负责对维修单位进行日常管理和考核，督促维修单位提高服务质量;负责自动化调度系统中设备安装、保管、运行实体环境保障（供电、安全、清洁、防静电、除尘等）、日常维修检查等。
5.1.2 维护单位职责
维护单位根据合同开展维护工作，负责执行管理单位制定的各项规章制度和操作规程，安排专业技术人员对所承担的维护范围内的自动调度系统进行定期巡检等作业记录，为管理单位提供相关技术支持，确保自动调度系统的正常运行。
5.1.3 完善管理制度
为进一步完善泵站调度自动化的运行能力，必须建立良好的设备运行环境，并结合目前泵站自动化管理工作的要求，进行管理体制的创新。一套科学、完善的泵站调度自动化管理系统，是发挥泵站作用的基础，必须紧跟泵站发展趋势，建立能提高泵站管理水平的相关规章制度。与此同时，优化管理流程，加强管理手段。如泵站消防设备管理，需要独立制定管理方案，结合设备实际运行中可能出现的风险提出问题，做到防患于未然，这样才能有效提高泵站自动化调度室管理效率。
5.2 教育培训
5.2.1 系统管理员
作为自动化调度系统的直接管理者，管理单位的系统管理员需要不断地对系统管理员进行专业技能和系统管理方面的培训，省调水中心每年邀请管理人员和技术人员对系统管理员进行全方位地培训，以确保系统管理员的各项能力都能达到系统运行要求。
5.2.2 维护人员
各主管部门需经常性的对维修单位技术人员进行胶东调水工程基本情况、运行目标、系统管理模式等方面的培训，使系统更贴合实际，在运行和升级改造过程中能更好地满足用户的各种需要。
5.2.3 系统使用人员
管理部门每年定期对系统使用人员进行各种应用系统使用方面的培训。在调水前和汛前，主管部门组织全体值班员对视频监控系统、闸泵站监控系统等应用系统进行培训，使每个值班员都能熟练掌握视频监控系统、泵（闸）站监控系统等业务系统的使用。
5.2.4 管护人员
（泵）闸站管护人员对系统基础硬件进行巡查。管理站每年定期对沿线闸站管理人员进行培训，统一编制机房、闸站、园区、渠道、水质监测站等巡查记录表，明确每项巡查内容对应的设备状态指示灯、仪器仪表读数，确保巡查工作落到实处。
5.2.5 闸站管护人员对系统基础硬件进行巡查
管理站每年定期对沿线闸站管理人员进行培训，统一编制机房、闸站、园区、渠道、水质监测站等巡查记录表，明确每项巡查内容对应的设备状态指示灯、仪器仪表读数，确保巡查工作落到实处。
5.3 加强信息采集和管理
泵站自动化的构建非常复杂，是通过对网络、设备展开整体管理才得以实现，以提高自动化运行水平线，因此必须加大对信息的收集和管理。如对泵站调度自动化施工过程中涉及的技术资料等应开展综合管理，对接入系统的设备的运行记录、检修记录等资料进行統一管理。
6 结束语
调度自动化建设和运行管理过程中，需要关注相关设备的运行状况，在保证设备质量和型号的基础上，结合现代化管理手段，使调度自动化工作与时俱进。为进一步提高泵站运行率，省调水中心应结合泵站系统运行实际，制定完善的管理制度，有效地采集泵站系统中的各种数据，为后续管理工作的开展提供强有力的依据。
参考文献
[1] 陶锋，吴仁旺，刘学知.鄂北工程自动化调度运行管理系统设计思路[J].中国水利，2017（22）：15-18.
[2] 张赐蓝.江汉工程自动化调度系统的设计与实现[D].长沙：湖南大学，2017.
[3] 金美棱.自动化调度系统与电力系统的运行分析[J].低碳世界，2016（33）：67-68.
[4] 马传波.三湾水利枢纽综合自动化调度中心系统设计[J].吉林水利，2016（5）：10-14.
[5] 马艳军，郭芳，马守英.南水北调中线干线自动化调度系统工程档案管理工作浅析[J].中国水利，2015（21）：60-62.