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[中图分类号] TG142.15
[文献标志码]A
[文章编号]2095-6487 （2021） 02-0071-03
Design of Remote Centralized Monitoring System in Xishan
District of Wangyu River West Bank Control Project
Wang Yong-qiang
[ Abstract]
Along the Wesr Bank of Wangyu River， there are nine important hydraulic gate buildings in Xishan District of Wuxi City， xvhichare geographically dispersed. Through the construction of remote centralized monitoring system， the unified safe operation momtoring and automaticdispatching control of pumps and gates in Xishan District on the West Bank of Wangyu Rwer are realized， which effectively improves the modernmanagement level， reduces the operation personnel， and greatly reduces the operation cost Down
[ Keywords]
wangyu river west bank control project; automatic management system; PLC Remote centralized Monitoring; VPN nenvork
望虞河位于太湖流域北部、江蘇省无锡市新区、锡…区和苏州市相城区、常熟市境内。目前是流域洪水外排长江的主要河道，也是唯一一条将长江水源直接引入太湖的通道.具有行洪、排涝、引水、航运等综合利用功能。望虞河西岸控制工程的主要任务为控制望虞河西岸口门，有效增加“引江济太”入湖水量，提高太湖水环境容量（纳污能力），结合水资源配置、防洪等综合利用，同时兼顾地区排涝和航运等功能。
虞河西岸工程在无锡市锡山区境内有卫浜枢纽、杨安港枢纽、步枪圩西泵站、黄塘河闸站、界泾河闸站、五晕河闸站、珠桥河闸站北戴河节制闸、北界泾河北出口节制闸等9座口门建筑，通过建设远程集中监控系统，实现无锡望虞河西岸锡…区境内泵闸统一的安全运行监视与自动化调度控制。
无锡望虞河西岸控制工程自动化管理系统建设的泵闸点如表1所示。从表中可以看出，实施的泵闸点共有9座，涉及闸门共10孔，泵站共有7座，水泵机组台数共有19套。
通过建立望虞河西岸控制工程锡…区远程集中监控系统，实现对锡山区境内望虞河西岸沿线9座水工口门建筑的数据采集、视频监视以及远方控制，主要建设任务如下。
（1）建设泵闸计算机自动化管理系统。采用计算机网络技术、遥测遥控技术及各种传感器测量技术，实现无锡望虞河西岸锡山区泵闸统一的安全运行监测与自动化调度控制。
（2）建设视频监视系统。视频监视子系统是泵闸自动化运行调度系统的有效补充。作为自动化的内容，视频监视系统为运行调度和管理人员提供一个亲临现场的场景。同时，通过网络上传到泵闸自动化管理中心服务器，提供远程Web浏览和移动设备的浏览。
（3）建设无锡望虞河西岸集中监控网络通信系统。网络通信子系统是实现望虞河西岸锡山区的所有测控点数据传输、视频传输以及各级管理部门对水利资源管理、水情调度、运行管理、移动与远程视频临视等功能的必要基础，是整个自动化管理系统的承载体。
（4）建发无锡望虞河西岸锡山区泵闸自动化管理中心。泵闸自动化管理中心是无锡望虞河西岸锡山区通信网络汇聚点，是整个系统的数据采集中心，是实施泵闸自动化远程调度与管理的数据服务与应用中心
望虞河西岸控制工程锡山区远程集中监控系统主要由各口门建筑的计算机临控子系统、系统网络、视频临视系统、集中监控中心组成，集中监控系统结构如图1所示。
在锡山区境内望虞河西岸沿线9座水工口门建筑分别建立计算机监控子系统，各子系统均按照“无人值班”原则进行总体设计，采用分层分布结构，分为主控级和现地控制级，监控对象为泵站、节制闸、船闹及其辅助设备。
主控级设备包括监控主计算机、通信服务器、UPS电源设备、网络设备、打印机等布置在副厂房控制室。现地控制级土要包括PLC、水位计、闸门开度仪等设备，分布在泵站、节制闸、船闸现场。主控级和现地控制级通过以太网进行通信。
2.2.1 网络通信形式的比较
远程集中监控系统的方案中，网络构建是保证系统成功的关键。从无锡望虞河西岸泵闸地理位置分布来看，其网络构建形式主要有如下3种方案。
（1）自建光缆。光缆通信是现代通信的主要方式，光纤通信具有传输距离远、通信容量人、信号干扰小、保密性能好等有点。但本工程9座水工口门建筑的地理位置分散，且附近农田较多，如果敷设专用的光纤网络，还存在征地、补偿等各种问题，初期建设成本及后期维护成本较高。 （2） VPN网络。通过在公共网络（电信、移动、联通等运行商）上建立专用网络并进行加密通信，即VPN网络，国外应用较早。近年来，随着我国通信事业的发展，电信、移动、联通运营商的光纤网络已基本覆盖到各个行政村，服务质量明显提高，同时电开通了人量形式多样的数据业务，各人运营商VPN网络技术均已成熟。
采用VPN网络通信可以不用自行敷设光缆，由网络运营商进行专业维护，维护费用低，但需每年支付租赁费用。在满足正常数据传输带宽的情况下，采用VPN网络是一种比较经济的方案。缺点是如果视频监控点较多，数据流量人，需要较宽的带宽完成数据传送，相应租赁费用就较高。
（3）无线通信。无线GPRS技术与3G、4G移动通信技术具有覆盖而积广、可移动、不需要铺设线路的特点。与GPRS相比，3G、4G在数据的传送上有了b跃式的进步，可以满足视频对数据传送速度的要求。但是网络安全方而较为不足，且费用较租用公网带宽更高。
2.2.2 网络结构确定
通过现场勘察，根据测控点分布情况，各泵闸现场单元分布范围较散，由于各信息点地理位置是分散的，并且周围村庄出地较多，自建光缆敷设困难。因此，我们考虑采用VPN方式实现望虞河锡山段9座泵闸联网。
综合利弊，考虑如下租用方式：北界泾河北出口、黄塘河、卫浜、步枪圩、北戴河、珠桥河、五晕河、界泾河各租用公网运营商50～100 Mb不等带宽光纤网络，接入到杨安港控制中心。整个系统网络拓扑结构如圖2所示。
为了改善监视条件，保证泵站、套闸及节制闸的安全可靠运行，实现在杨安港枢纽集中控制中心对各口门建筑进行图像临视，在9座口门建筑物的泵房、套闸内外河两侧、套闸闸室、启闭机房内及其它关键部位比如搁门器处均设置全天候彩色摄像机，临视每座泵站与闸门运行状态马剧围环境安全状态。
视频临控点的设置原则是在现场关键点设置定点摄像机与全方位高清摄像机，考虑到整个系统共有98台套高清摄像监控点，租用的网络带宽有限，在杨安港枢纽、卫浜枢纽、黄塘河泵闸、步枪圩西排涝泵站、珠桥河排涝闸站、五星河排涝闸站、界泾河排涝闸站7个点均设置本地硬盘录像机，负责本地视频录像存储，管理中心需要时候可以直接调取各现场点的视频资料，也可以有选择实时嘛控相关点的}汽视图像。具体配置见表2。
集控中心是望虞河西岸控制工程锡山区远程集中监控系统数的核心，设在杨安港枢纽管理楼内，土要包括数据服务器、监控系统服务器、操作员工作站、通信服务器、WEB服务器、拼接人屏幕、UPS电源设备、网络设备、打印机等设备。通过建立集中监控中心，实现对区域内各泵站与闸门的远程监控和管理，并通过调度控制合理分配排涝指标与要求，保证排涝的安全可靠运行。
软件下台的具体的功能模块如下。
（1）泵闸运行实时信息与数据采集模块。该模块以区域范围内泵闸的计算机监控系统为土，依附通信网络，土要采集的量有土要泵闸机组三相电压电流、有功无功、功率因数、绕组温度等实时参数。采集其它参数有压力、辅机参数、水位、流量、各种闸阀状态、与各智能仪表通过通信实时监测到的机组运行参数、各断路器状态等。状态量有电源送电状态、机组启停状态、闸阀状态启闭状态、其他设备动作状态以及保护动作状态等。
（2）泵闸运行实时信息管理功能模块。采用计算机软件开发技术，在自动化管理中心同步实现各泵站主要实时信息的显示与监视，采用的手段有中心投影大屏实时显示各泵闸机组主要运行状况与主要参数，同时，利用实时报表管理，可以组合、查询、打印任意时刻的泵闸运行参数。
（3）信息管理功能模块。该模块是信息管理系统的核心模块，根据泵闸管理系统的需求与实际应用，未来可以建立泵闸基本信息管理系统、泵闸运行实时信息管理系统、管理中心投影人屏幕灾时显示系统等子系统。3结束语
当前城市水利工程中人多中小型泵闸位置偏远、分散，运行管理不便而且效率很低，无人值守的远程集中管理模式成为了水利工程自动化管理的必然发展趋势。
望虞河西岸控制工程锡山区远程集中监控系统目前已建设完成并投入运行，极大提高了望虞河西岸锡山区水利工程的运行管理水下，节省了人力成本，为水利工程现代化管理提供了成功借鉴。
参考文献
[1]王其乐，陆义，付正宁风电场手持辅助检修系统的研究与实现[J]
风能，2016 （3）：56-57
[文献标志码]A
[文章编号]2095-6487 （2021） 02-0071-03
Design of Remote Centralized Monitoring System in Xishan
District of Wangyu River West Bank Control Project
Wang Yong-qiang
[ Abstract]
Along the Wesr Bank of Wangyu River， there are nine important hydraulic gate buildings in Xishan District of Wuxi City， xvhichare geographically dispersed. Through the construction of remote centralized monitoring system， the unified safe operation momtoring and automaticdispatching control of pumps and gates in Xishan District on the West Bank of Wangyu Rwer are realized， which effectively improves the modernmanagement level， reduces the operation personnel， and greatly reduces the operation cost Down
[ Keywords]
wangyu river west bank control project; automatic management system; PLC Remote centralized Monitoring; VPN nenvork
望虞河位于太湖流域北部、江蘇省无锡市新区、锡…区和苏州市相城区、常熟市境内。目前是流域洪水外排长江的主要河道，也是唯一一条将长江水源直接引入太湖的通道.具有行洪、排涝、引水、航运等综合利用功能。望虞河西岸控制工程的主要任务为控制望虞河西岸口门，有效增加“引江济太”入湖水量，提高太湖水环境容量（纳污能力），结合水资源配置、防洪等综合利用，同时兼顾地区排涝和航运等功能。
虞河西岸工程在无锡市锡山区境内有卫浜枢纽、杨安港枢纽、步枪圩西泵站、黄塘河闸站、界泾河闸站、五晕河闸站、珠桥河闸站北戴河节制闸、北界泾河北出口节制闸等9座口门建筑，通过建设远程集中监控系统，实现无锡望虞河西岸锡…区境内泵闸统一的安全运行监视与自动化调度控制。
1 建设规模与任务
1.1 建设规模
无锡望虞河西岸控制工程自动化管理系统建设的泵闸点如表1所示。从表中可以看出，实施的泵闸点共有9座，涉及闸门共10孔，泵站共有7座，水泵机组台数共有19套。
1.2 建设任务
通过建立望虞河西岸控制工程锡…区远程集中监控系统，实现对锡山区境内望虞河西岸沿线9座水工口门建筑的数据采集、视频监视以及远方控制，主要建设任务如下。
（1）建设泵闸计算机自动化管理系统。采用计算机网络技术、遥测遥控技术及各种传感器测量技术，实现无锡望虞河西岸锡山区泵闸统一的安全运行监测与自动化调度控制。
（2）建设视频监视系统。视频监视子系统是泵闸自动化运行调度系统的有效补充。作为自动化的内容，视频监视系统为运行调度和管理人员提供一个亲临现场的场景。同时，通过网络上传到泵闸自动化管理中心服务器，提供远程Web浏览和移动设备的浏览。
（3）建设无锡望虞河西岸集中监控网络通信系统。网络通信子系统是实现望虞河西岸锡山区的所有测控点数据传输、视频传输以及各级管理部门对水利资源管理、水情调度、运行管理、移动与远程视频临视等功能的必要基础，是整个自动化管理系统的承载体。
（4）建发无锡望虞河西岸锡山区泵闸自动化管理中心。泵闸自动化管理中心是无锡望虞河西岸锡山区通信网络汇聚点，是整个系统的数据采集中心，是实施泵闸自动化远程调度与管理的数据服务与应用中心
2 系统构成
望虞河西岸控制工程锡山区远程集中监控系统主要由各口门建筑的计算机临控子系统、系统网络、视频临视系统、集中监控中心组成，集中监控系统结构如图1所示。
2.1 计算机监控子系统
在锡山区境内望虞河西岸沿线9座水工口门建筑分别建立计算机监控子系统，各子系统均按照“无人值班”原则进行总体设计，采用分层分布结构，分为主控级和现地控制级，监控对象为泵站、节制闸、船闹及其辅助设备。
主控级设备包括监控主计算机、通信服务器、UPS电源设备、网络设备、打印机等布置在副厂房控制室。现地控制级土要包括PLC、水位计、闸门开度仪等设备，分布在泵站、节制闸、船闸现场。主控级和现地控制级通过以太网进行通信。
2.2 系统网络
2.2.1 网络通信形式的比较
远程集中监控系统的方案中，网络构建是保证系统成功的关键。从无锡望虞河西岸泵闸地理位置分布来看，其网络构建形式主要有如下3种方案。
（1）自建光缆。光缆通信是现代通信的主要方式，光纤通信具有传输距离远、通信容量人、信号干扰小、保密性能好等有点。但本工程9座水工口门建筑的地理位置分散，且附近农田较多，如果敷设专用的光纤网络，还存在征地、补偿等各种问题，初期建设成本及后期维护成本较高。 （2） VPN网络。通过在公共网络（电信、移动、联通等运行商）上建立专用网络并进行加密通信，即VPN网络，国外应用较早。近年来，随着我国通信事业的发展，电信、移动、联通运营商的光纤网络已基本覆盖到各个行政村，服务质量明显提高，同时电开通了人量形式多样的数据业务，各人运营商VPN网络技术均已成熟。
采用VPN网络通信可以不用自行敷设光缆，由网络运营商进行专业维护，维护费用低，但需每年支付租赁费用。在满足正常数据传输带宽的情况下，采用VPN网络是一种比较经济的方案。缺点是如果视频监控点较多，数据流量人，需要较宽的带宽完成数据传送，相应租赁费用就较高。
（3）无线通信。无线GPRS技术与3G、4G移动通信技术具有覆盖而积广、可移动、不需要铺设线路的特点。与GPRS相比，3G、4G在数据的传送上有了b跃式的进步，可以满足视频对数据传送速度的要求。但是网络安全方而较为不足，且费用较租用公网带宽更高。
2.2.2 网络结构确定
通过现场勘察，根据测控点分布情况，各泵闸现场单元分布范围较散，由于各信息点地理位置是分散的，并且周围村庄出地较多，自建光缆敷设困难。因此，我们考虑采用VPN方式实现望虞河锡山段9座泵闸联网。
综合利弊，考虑如下租用方式：北界泾河北出口、黄塘河、卫浜、步枪圩、北戴河、珠桥河、五晕河、界泾河各租用公网运营商50～100 Mb不等带宽光纤网络，接入到杨安港控制中心。整个系统网络拓扑结构如圖2所示。
2.3 视频监视系统
为了改善监视条件，保证泵站、套闸及节制闸的安全可靠运行，实现在杨安港枢纽集中控制中心对各口门建筑进行图像临视，在9座口门建筑物的泵房、套闸内外河两侧、套闸闸室、启闭机房内及其它关键部位比如搁门器处均设置全天候彩色摄像机，临视每座泵站与闸门运行状态马剧围环境安全状态。
视频临控点的设置原则是在现场关键点设置定点摄像机与全方位高清摄像机，考虑到整个系统共有98台套高清摄像监控点，租用的网络带宽有限，在杨安港枢纽、卫浜枢纽、黄塘河泵闸、步枪圩西排涝泵站、珠桥河排涝闸站、五星河排涝闸站、界泾河排涝闸站7个点均设置本地硬盘录像机，负责本地视频录像存储，管理中心需要时候可以直接调取各现场点的视频资料，也可以有选择实时嘛控相关点的}汽视图像。具体配置见表2。
2.4 集控中心
集控中心是望虞河西岸控制工程锡山区远程集中监控系统数的核心，设在杨安港枢纽管理楼内，土要包括数据服务器、监控系统服务器、操作员工作站、通信服务器、WEB服务器、拼接人屏幕、UPS电源设备、网络设备、打印机等设备。通过建立集中监控中心，实现对区域内各泵站与闸门的远程监控和管理，并通过调度控制合理分配排涝指标与要求，保证排涝的安全可靠运行。
2.5 软件平台
软件下台的具体的功能模块如下。
（1）泵闸运行实时信息与数据采集模块。该模块以区域范围内泵闸的计算机监控系统为土，依附通信网络，土要采集的量有土要泵闸机组三相电压电流、有功无功、功率因数、绕组温度等实时参数。采集其它参数有压力、辅机参数、水位、流量、各种闸阀状态、与各智能仪表通过通信实时监测到的机组运行参数、各断路器状态等。状态量有电源送电状态、机组启停状态、闸阀状态启闭状态、其他设备动作状态以及保护动作状态等。
（2）泵闸运行实时信息管理功能模块。采用计算机软件开发技术，在自动化管理中心同步实现各泵站主要实时信息的显示与监视，采用的手段有中心投影大屏实时显示各泵闸机组主要运行状况与主要参数，同时，利用实时报表管理，可以组合、查询、打印任意时刻的泵闸运行参数。
（3）信息管理功能模块。该模块是信息管理系统的核心模块，根据泵闸管理系统的需求与实际应用，未来可以建立泵闸基本信息管理系统、泵闸运行实时信息管理系统、管理中心投影人屏幕灾时显示系统等子系统。3结束语
当前城市水利工程中人多中小型泵闸位置偏远、分散，运行管理不便而且效率很低，无人值守的远程集中管理模式成为了水利工程自动化管理的必然发展趋势。
望虞河西岸控制工程锡山区远程集中监控系统目前已建设完成并投入运行，极大提高了望虞河西岸锡山区水利工程的运行管理水下，节省了人力成本，为水利工程现代化管理提供了成功借鉴。
参考文献
[1]王其乐，陆义，付正宁风电场手持辅助检修系统的研究与实现[J]
风能，2016 （3）：56-57