水利站计算机监控系统论文

水利站计算机监控系统论文（精选12篇）

水利站计算机监控系统论文 篇1

摘要：水利站作为水利系统最为基层的组织, 在水土保持、水资源保护、防洪抗旱等方面具有极为重要的作用。为了提高水利站调度管理的决策水平, 使得水利站综合利用效益得以进一步发挥, 水利站全面实现计算机监控系统就显得尤为重要。文章首先分析了广西柳江县水资源情况, 其次, 就水利计算机监控系统的分类及应用进行了较为深入的探讨, 具有一定的参考价值。

关键词：水利,计算机监控系统,应用

引言

水利行业关系国计民生, 历史悠久、信息较为密集。随着现代科技的不断进步, 水利工程采用新设备、新技术来进行信息化建设和现代化改造是必然的趋势, 对于发展水利行业和社会主义建设都具有较为重要的作用。水利站作为水利系统最为基层的组织, 在水土保持、水资源保护、防洪抗旱等方面具有极为重要的作用。为了提高水利站调度管理的决策水平, 使得水利站综合利用效益得以进一步发挥, 水利站全面实现计算机监控系统就显得尤为重要。

1 广西柳江县水资源情况

全县水资源总量为20.37亿立方米, 其中7.71亿立方米为地下水, 12.65亿立方米为地表水。辖区内有9条河流流域面积在50平方公里以上, 即:大渡河、水源河、王眉河、柳江河、里雍河、大桥河、龙江河、凤山河、逢吉河, 总长335.63公里。全县库区有4个水电站, 分别是逢吉水电站、工农水电站、北弓水电站和龙怀水电站, 年发电量402万度, 水能可开发量为20万千瓦;境内柳江河段建有红花水电站, 年发电量9.02亿千瓦时;全县总库容为1.35亿万立方米, 有效灌溉面积2.21公顷。从目前来看, 柳江县正在大力普及下辖水利站的计算机监控系统的建设。柳江县基层水管人员还佩带卫星定位系统 (GPS) , 对小 (二) 型以上水库实施汛情巡查监管, 为库坝安全运行和防汛调度工作提供了较为可靠的信息保障。

2 水利计算机监控系统的分类及应用

水利计算机监控系统分类较为复杂, 文章只是以其中四种较为常见的应用系统进行分析。

2.1 水库大坝远程无线监控系统

水库大坝监控点通常都布置在远离监控中心、很难架设线缆的较广阔范围内。水库大坝远程无线监控系统具有很强的可扩充性、灵活性和实用性, 无需铺设网络电缆即可完成监控。

能够实现:实时监控库区天气状况;实时远程监控水库水面情况, 如水库水面上是否存在着漂流物、漂浮物;实时远程监控水库重点区域, 如闸门、溢洪道、水库大坝等, 重点监控大坝稳固程度、闸门开启度等;实时远程监控水库水岸情况, 如在闸门口等危险区处是否有兽、人等进入;远距离指挥调度水库现场工作;对水库水位是否超出警戒线等情况进行实时监控;向监控中心传送水库水质检测信息。

每个监控点包括无线传输基站和图像采集处理系统两大部分, 无线传输基站由Axel wave电信级天馈系统和无线网桥构成;图像采集处理系统由视频服务器、云台/射灯控制系统、探射灯、摄像机等构成。监控中心通过远程控制摄像机的云台运动及焦距变化来对放水、坝下、闸门开启度、水库库区、溢洪坝段、坝体、水位等现场画面进行实时拍摄。监控中心可同时观看多路、多地点的实时、清晰监控画面, 并录制存档监控的图像资料。

2.2 水文远程无线监测系统

水利站是水文工作的基础, 也是对水信息进行收集的基本站点。建设水利站远程实时监测系统, 能够对水文水资源数据进行实时收集, 还能够实现对地下水、地表水的水质、水量等信息进行全面视频观测, 及时地将场采集的基础信息 (如视频、声音、图像、数据等) 实时传送到监控中心, 这对于改善水生态、提高水资源利用率、合理调配水资源、实时采集水文信息具有极为重要的作用, 也能够为指挥调度防汛防潮工作提供准确、及时的决策依据, 实现真正意义的统一管理、统一监控、统一观测。

与水文有线监测系统相比, 水文远程无线监测系统抗灾性较好, 安装方便, 无论在决口, 还是暴雨, 亦或者大风等恶劣环境下都能够安全稳定地运行。由于其不存在着铺设网络电缆的问题, 那么既大大节约了施工成本, 又缩短了施工周期, 具有极强的可扩充性和灵活性, 能够迅速实现水文信息采集的网络化、数字化和自动化。

2.3 在建水利工程实施远程监控系统管理

其目的主要是通过对在建水利工程实施视频监控, 对施工单位、监理单位和业主单位现场具体负责人等各方主体是否按投标承诺和合同要求到位情况进行指纹考勤、数据录入和查询等远程管理。监控中心可定期或随机监控调阅摄像资料, 如发现施工中存在问题可及时督促项目业主单位、相关参建单位进行整改;每月底打印出指纹考勤的基本情况送项目业主, 如发现相关人员不到位或有其他违规行为, 驻局纪检组即可督促有关单位和人员及时进行整改。

2.4 泵站计算机监控系统

传统泵站监控通常采用由专人定期查看的方式, 但是这种方式人为因素影响较大, 很容易出现问题, 后来又采用RS485监控的方案, 但是这种方案最大的问题就在于布线相当麻烦。从目前来看, 泵站计算机监控系统已经发展到利用无线GPRS RTU监控泵站。水利泵站管理人员只需要在监控中心就能够对泵站内出站压力、出站流量、泵组工作状态、进站压力、站内液体液位等情况进行远程监测, 还可以远程启停控制泵组设备, 甚至实现无人值守。

参考文献

[1]刘人健, 刘立红.贵州三板溪水电站计算机监控系统设计[J].水电站机电技术, 2009 (03) :111-114.

[2]姜海军, 靳祥林, 汪军, 等.辽宁蒲石河抽水蓄能电站计算机监控系统设计[J].水电自动化与大坝监测, 2009 (01) :143-146.

[3]王军, 朱亚非.黄河小浪底水电站计算机监控系统设计[J].科技创新导报, 2008 (21) :100-103.

[4]李江铎, 周荜亚.棉花滩水电站计算机监控系统设计[J].水电厂自动化, 2013 (01) :156-160.

[5]宋伴基, 殷召生.高凤山电厂计算机监控系统的功能与设计[J].四川水利, 2014 (03) :144-147.

水利站计算机监控系统论文 篇2

八十年代中期，PC-1500 袖珍计算机使得最基层的地勘队有幸成为计算机的拥有者。袖珍机用于工程地质水文地质的一些小型计算，物理力学试验资料的分析整理，一些小型的简单图件的绘制等等。许多袖珍计算机的使用者们将自己的经验和成果无私奉献出来， 在各类专业技术刊物上登出了大量解决实际问题的源程序，自发地形成了自由软件库。单位和个人的应用程序的交流也比较随便和自由， 这对提高系统内计算机整体应用水平起到了积极的作用。可以这样说， 八十年代中期水利水电系统的袖珍计算机热，为系统内的计算机应用培养了人才，锻炼了队伍。

随着计算机硬件和软件技术的发展，PC 系列微机大量涌入中国市场，国内计算机处理汉字信息技术也进入了实用阶段，中国人应用计算机有了划时代的突破， 水利水电工程地质的计算机应用也进入了形势大好的发展阶段。系统内一些领导比较重视的单位相继组建了工程地质专业的微机室或电算组， 装备了一定数量的台式微机，部分地质师转而从事工程地质计算机应用工作，从此有了水利工程计算机应用的专业队伍。在此期间，工程地质专业计算机应用软件有了很大发展，绘制钻孔柱状图、地质剖面图、等值线图、节理统计图等地质图件亦可达到计算机出图的实用水平;数据库的应用方面，有了一些初步实践和应用规划;在工程地质数值计算方面， 将当年在袖珍机上应用较为成熟的一些工程地质计算程序搬到了微机上，并继续开发了一些新的计算程序。总之，这些成果反映出工程地质的计算机应用逐渐进入了实用阶段。

Windows 系统走向成熟，各类编程工具、制图平台、数据库平台等等，功能越来越强大。水利水电工程地质专业的计算机应用自然也有了新的发展， 主要表现在绘制钻孔柱状图作了一些版本更新，或与数据库的结合方面有些新进展，剖面图方面可以利用数据库和数据文件在AutoCAD环境下处理复杂地形、断层构造、非钻孔控制的地质剖面等问题，达到了推广应用的水平。在探讨三维地模型于计算机上的实现亦有些新进展， 但离实用水平还有相当距离。就整体应用水平而言， 基本上没有更为可以宣扬的`重大突破，在此称之为“相持”或“稳定”阶段,当然并不一定很合适。社会不希望动荡，政治强调的是稳定，而科学技术处于稳定状态就等于停滞不前，那可不是我们所希望的。

水利水电系统的工程地质计算机应用发展很不平衡， 经过起步、发展、相持阶段之后，迅速拉开档次就成为必然结果。主要表现在水平高的单位已经建立起了勘测系统的Intranet，可以与分散的地质队实现远程网络通讯，交换工程及管理信息，计算机出图率可达80 以上，地质报告的编写、地质资料的分析整理等等均已达到计算机化。

工程地质专业是工程基本建设的辅助配合性专业，在工民建、地矿、石油、交通、煤炭、电力等行业部门都有工程地质专业，鉴于水利水电工程建设的特殊性和复杂性， 使得水利水电工程地质又是所有这些不同行业的工程地质专业中涉及面最广声望最高问题最复杂任务最艰巨的专业，这是众所周知毋庸置疑的。水利工程计算机应用具有广阔的发展前景，无论是数值计算、数据库应用，还是专家系统、网络系统，都大有用武之地;特别是工程地质制图(主要指三维问题)，可以说是所有专业计算机制图技术中最为复杂难度最大的，堪称计算机图形学中的世界性难题，很需要我们的地质计算机人员去探索研究。

分析现状产生的原因，自然有其深层次的内涵，社会发展阶段的局限性、经济体制改革的复杂性、事业单位向企业化过渡进程中的不适应性、眼前利益与长远发展的矛盾性、旧的管理制度与新的运作机制的协调性…，似乎越理越复杂，越分析越使人困惑无奈。当我们善于将复杂问题简单化的时候，问题就十分明显化了。为什么一些单位在同样的大环境下能够走在时代的前列， 只要进行认真的调查研究，都可以得出一个常识性的结论：人才。 [论文网LunWenDataCom]

一个单位的领导对科学技术的发展熟视无睹，不支持此项工作，缺领导人才! 没有发展规划，缺智谋人才;发展规划搞得不好，不能组织有效的实施， 缺组织管理人才; 软件与硬件系统运转不灵，不能发挥效益，缺应用专业与计算机相结合的复合型人才;总之，一句话：缺人才。竞争的实质是人才的竞争，那些缺人才，或不用真正的人才，或用不好人才的企业必将被市场经济所淘汰!

目前最时髦的词：知识经济。知识经济的基础是信息技术，人类社会进入了信息时代，然而，我们还在补工业时代的课。机遇与挑战同在，业界一再惊呼，我们没有赶上工业文明，决不能与信息文明失之交臂，如此千载难逢的机遇一旦失去，知识经济当然也就是空中楼阁。

我们撇开以上现状分析中的种种体制与现实方面的原因，单从行业管理与应用技术的角度来看， 仍然是两大类问题， 一是硬件，二是软件，其组合后的情况就更多了。各勘测单位对此两大类问题的态度差异较大，极端情况是对硬件软件都不以为然，一般情况是重硬件轻软件、重配置轻发挥效益、重开发轻应用、或重应用轻开发、普及与提高不能兼顾、生产与科研不能并举等等。

软件方面的问题更多一些。多年来，专业应用软件分散、标准化程度低，各自为政，很少沟通与交流。水利水电勘测系统的专业软件没有进行过规模性的投入和开发， 更没有正规的开发商或软件组织来研究到底我们应该开发什么样的软件，上什么档次，以什么为标准，当然也就不具备象样的商业意义上的软件产品。在行业管理方面，一些规划设计方案难以实施，投入不够，管理不力，或管理困难。

近年来，我们探讨的另一条路就是自由软件之路。根据本系统的实际情况， 我们倡议广大地质计算机爱好者们将自己开发的不能形成商品的软件贡献出来广泛进行交流，得到了积极响应。我们将继续倡导这一沟通交流方式， 尽可能创造条件使编程者的劳动得到本行业本专业的认可，进而得到社会的认可。自 年以来,我们在RS 和GPS 新技术利用方面有了实质性的突破,填补了该院测绘技术在这方面的空白。作业方式为航空摄影测量飞机拍摄航空照片,采用Vexcel3000 和U1traScan5000 高精度扫描仪对构成立体像对的航片及中心片(主片)进行扫描数字化,生成TIFF 格式影像数据文件。利用山东省水利设计院引进的武汉适普公司研制开发的VirtuoZO312 全数字化摄影测量系统对影像数据和GPS 外业像控资料进行空中三角测量、估算空三加密精度、全野外碎部点采集、数字高程模型生成和编辑、数字正摄影像生成、正摄影像测图和数字线化图编辑并生成线划图,然后进行野外补调,最后编辑生成最终的线划图, 并转换成Auto2CAD 的DWG 格式的图形文件。经实践证明,采用RS 和GPS 技术与传统的测图方式相比较,不仅大大提高了图形的精度和产品质量,也提高了工作效率,降低了劳动强度,收到了可观的经济效益。

利用GIS 强大的地理数据的集成、存储功能对于GPS、RS 获得水利工程数据和产品入库,进行测绘成果系统化管理。为进一步实现GIS 的查询、分析等功能提供了良好的基础。该管理系统的开发是以美国ESRI公司研制的ARC/INFO 软件做基本平台, 以MicrosoftVisualBasic6或者MicrosoftVisualC++开发平台为辅助平台来实现其功能的。

将地形原始数据(GPS、全站仪等采集数据)输入到系统,经过数据过滤后转化为三维矢量数据,进一步生成三维地面模型DTM。利用内插手段,可以生成更高精度的DTM。DTM 在经纹理、光照等图先渲染操作,即生成逼真的整个测区数字地形模型,为调水工程的线路规划设计和调整提供了很重要的参考价值。

协作网在软件开发方面的原则是： 支持基础软件和标准软件的开发，制定标准，研究探讨专业性强难度大的软件。尽管硬件频繁换代，软件疯狂升级，但多是操作系统、文字处理系列软件、工具软件、数据库平台、制图平台等，这些平台对于基本符合流行操作系统和编程工具的各专业性应用软件，均具有单向兼容性，因此，专业应用的基础性和标准化软件具有相对长期稳定的实际意义，不会象那些以商业营利为目的的软件随时淘汰随时升级。显然，开发基础软件和标准软件的意义是长远的，迟早要投入的。[论/文/网LunWenData/Com]

参考文献:

[1]《堤防工程地质勘察规程》, 中华人民共和国行业标准，SL/T188-96，中国水利出版社 年。

[2]韦港，加速三维实体地质模型在计算机上的实现,水力发电，.4 期

[3]陈祖安、邹小安、韦港，水利工程计算机应用概述与规划设想,水利水电工程地质1995.1 期

水利站计算机监控系统论文 篇3

关键词：计算机网络；技术；水利工程；管理；作用

中图分类号： TP39 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）14-49-2

0 引言

近年来，信息技术的高效利用成为各行业发展的关键点，同时信息化程度也成为各国综合国力的重要评价指标。水利工程事关国计民生，其管理水平的高低直接影响着水利工程能否发挥其重要作用。因此，有效利用计算机网络技术，构建水利工程管理系统，提高水利工程管理水平，保障水利工程质量与安全，进而促进水利工程综合效益的有效提升，更好的服务于我国社会与经济的快速发展。

1 水利工程管理内容分析

水利工程管理内容包括根据工程具体情况，建立水利工程管理体系与制度，并认真贯彻执行，保证工程正常高效的运行；实时监测工程构筑物的运行状态，及时发现隐患，坚持以防为主、防重于修、修重于抢的原则，采取相应的措施进行解决，确保工程的安全与使用性能；通过合理的调水、用水，除害兴利，实现最大化的水利工程与水资源的综合效益；工程的日常养护、病害处理，做到小坏小修、随坏随修，避免病害扩大，导致不必要的损失；深入分析工程管理，进行现代化的工程管理等。上述内容需要工程管理人员全面掌握水利工程情况，工程施工时设置管理机构并安排专职人员参与，严格履行工程竣工验收交接手续，要求设计和施工单位将勘测、设计和施工资料移交管理单位，保障水利工程管理的实效性。

2 水利工程管理信息化建设的业务需求

2.1 水利电子政务与信息发布

水利工程管理的信息化建设，根据计算机网络系统建设在物理上要求划分为内网与外网。内网是水利系统的内部网络，利用计算机网络技术，建设水利服务系统，向社会宣传水利，提高水利部门办公的透明度，树立水利部门的良好形象，促进水利部门的廉政建设；外网是以计算机网络技术为依托的水利公众信息网，向公众发布水利信息，宣传水利事业和政策法规，提高水利为社会公众服务的意识和水平，自觉接受社会的监督，争取社会对水利的支持，更好地为社会服务。另外，水利部门内部政务办公数据资料是政务信息资源发布的来源，公众、下级水利部门通过政务信息查询、公共政务办公与综合政务系统来获得相关信息，水利部门工作人员通过内部办公自动化系统政务处理，并不断更新升级政务信息查询系统，进而实现水利部门的政务电子化。

2.2 数据远程申报与统计汇总

水利工程管理信息系统还应具有远程数据申报功能，主要是针对分布范围较广的水闸管理站进行收集、汇总相关数据，各下级部门会有专门的账号登陆水利部门的系统上报数据，系统自动汇总、统计并保存上报数据。例如农田水利建设灌区统计，农田水利部门通过信息系统查看下级单位上报的灌区节水改造项目汇总数据，同时汇总、统计、分析设定范围内的各项数据，以此为据深入分析灌区节水改造项目的投资规划，保障投资规划的科学合理性。

2.3 地理信息网上查询

利用计算机网络技术构建的信息系统能够有效结合水利业务数据与水利地形图，通过系统数据库的分析与查询功能以形象直观的图形或表格形式展示水利信息的分析处理成果，便捷了区域地理信息的获取，深化了水利工程信息管理水平。水利地图网上浏览能够为水利部门工作人员提供据测参考依据，同时方便社会大众对水利工程项目信息的查询，其在水利工程总图浏览的基础上，建立了各项专题图浏览功能，例如河道走势图、灌区分布图、滞洪区分布图、水闸分布图等。此外，水利工程管理信息系统中的数据连接，可以实现空间分析功能，与具体区域的所有数据建立关联和地图文件，可选择、查询、分析对比所有数据，进而为相关人员提供精确的决策分析依据。

2.4 水利资料库管理

水利工程管理信息系统中资料库数据主要有3种：一是有关水利工程的政策文件、法律法规等文档资料；二是水利工程设施的外形景观、平面图等图片资料；三是记载水利工程实施的过程中的工作动态、形象面貌等音像资料。水利资料库管理主要是对上述数据的存放、查询、维护等工作，是水利部门日常工作的重要内容之一。资料库根据性质的不同分为各部门资料管理与公共资料管理，其中各部门资料只限于本部门人员查看，公共资料则是共享性的。

3 计算机网络技术在水利工程管理中的功能

水利工程管理信息系统主要包括网络平台层次，系统结构层次，信息处理层次和业务管理层次（详见图1），系统通过这4个层次实现对水利工程的高效管理，其功能分析如下：

3.1 项目进度管理

水利工程建设时间短、任务重，需要严格控制工程进度，实现年度计划目标。同时严格按照工程管护计划进行工程竣工后的管护项目。项目进度管理必须编制和优化项目建设进度计划，通过信息系统实时跟踪检查工程施工情况，并采取有效措施调整进度计划，纠正偏差，实现项目进度的动态管理与控制。

3.2 项目质量管理

质量管理是工程项目管理的核心内容，直接关系着水利工程的综合效益。因此，应实施全面质量管理，涵盖从决策设计阶段到最终竣工验收阶段。为了更好的对水利工程项目质量进行动态控制，信息系统中的质量管理子系统应具备以下功能：①设计文件、设计修改与变更文件的存储，管理设计文件档案并评定设计质量。②制定工程质量标准并存储，以此为据实施水利工程质量管理与控制。③为项目质量检查评定数据，为最终评定项目质量提供可靠依据。④建立台帐，及时跟踪管理水利工程建设和管护等各个环节。⑤统计、分析工程质量事故和安全事故，并编制统计分析报告，以便深入分析故事产生的原因，制定有针对性的预防措施。

3.3 项目资金管理

资金管理是项目顺利实施的物质基础，也是项目管理的一项重要内容。资金管理要树立责任意识、效益意识、市场意识、风险意识，结合我国国情，构建完善的资金管理系统，保障水利工程项目的顺利实施。另外，资金管理应按照计划、采购、质量和资金四个管理系统相结合的原则，从资金到位管理、资金支出管理等方面进行财务控制，同时制定项目实施各阶段的投资计划，收集、汇总、分析投资信息，对比计划投资与实际投资的差异，提高项目投资动态控制的有效性。

3.4 项目组织管理

水利项目的组织方式较为特殊，不同的水利项目有着差异化的项目内容、项目目标、实施方式、资源等要求，因此，目前没有统一的水利项目组织形式。现行水利工程项目是一种行政管理和经济调节交织的项目，所以水利工程项目组织是行政管理与项目管理相结合的形式。由于水利工程项目资金投入大、跨度长、涉及省份和部门多、实施范围广等特点，其组织管理结构相对复杂，是按项目管理的行政管理级别来设立的。

4 结语

总之，计算机网络技术的迅速普及，加快了各领域信息化的建设，水利工程作为我国重要的基础工程，其管理是一项长期的、复杂的工程，管理内容广泛，这就需要建立完善信息系统，以便更好的实现工程项目的进度管理、质量管理、资金管理及组织管理，保障水利工程管理的实效性。

参 考 文 献

[1] 徐春生.浅议网络计划技术在水利工程施工项目管理中的应用[J].中国西部科技，2011，04：56-57.

[2] 黄毅.计算机网络技术在水利工程中应用问题刍议[J].硅谷，2011，10：166.

[3] 蒲果.计算机网络技术在水利水电工程中的应用[J].水利水电施工，2010，03：88-90.

浅谈水利计算机监控系统 篇4

一、计算机监控系统在水利设施中的运用情况

计算机监控在水利设施中主要用来监控水电站设施的运行与监测管理, 目前, 我国绝大部分水电站的运行都通过计算机进行监控与维护。

(一) 计算机监控系统的类型

目前, 水利设施计算机监控系统有4种基本形式, 第一种是常规控制装置, 简称CASC, 第二种是简单的计算机监控与常规控制装置的双重控制, 简称CCSC, 第三种是以计算机监控为主, 常规控制为辅的方式, 简称CBSC, 最后一种是计算机全过程监控的方式。目前, 对于一些大型的水利设施已经实现了计算机全过程的监控方式, 而对于中小型的水电站, 也采用以计算机监控为主, 常规控制为辅的方式, 也有很多直接采用了计算机全过程监控的方式, 应该说, 目前我国水利设施的运行管理中已经全面覆盖了计算机监控。随着计算机技术的发展以及自动化元件可靠性的提高, 实施计算机监控的水利设施水电设备都能平稳可靠的运行, 尤其是最近两年建设的一些小水电, 通过采用计算机监控为主, 辅以常规设备控制的方式进行监控, 当监控系统出现故障时, 通过人工操作按钮, 增加了系统的可靠性, 也为已经习惯常规操控的运行管理人员提供了一定的方便。

(二) 计算机监控系统的功能

一般水利设施计算机监控系统的设计都是按照无人值班或者少数人值班来设计的, 计算机监控系统的功能主要包括数据采集与预处理, 机组运行状态监控及运行参数的自动记录和打印, 机组正常自动化操作, 设备的保护, 有功无功的自动调节等功能, 各水电站设计功能的实现程度因具体项目的不同而不同, 一般对于上述功能都能实现, 而对于自动发电控制, 自动电压控制等更高层次的控制只有部分水电站已经实现。

(三) 计算机监控系统的结构

在水利水电设施中, 计算机监控系统的结构有集中监控系统, 功能分散式监控系统和分层分布式监控系统, 目前, 一些小型水电站大多都采用集中监控系统, 对于一些大中型的水电设施则采用的是分层分布式监控系统。

二、水利计算机监控系统的维护管理

(一) 做好及时监控系统的安全防护

做好安全防护工作要从网络设备管理, 监控系统运行维护和应急处理方面做好工作。对于网络设备的管理计算机监控系统要安装防火墙软件和杀毒软件, 要及时的对这些软件进行升级和更新, 防止黑客入侵, 要定期的对计算机进行杀毒处理。计算机监控系统有两个薄弱环节, 一个是操作员站, 工程师站和通信工作站, 这三个站点是黑客容易入侵的入口, 要严防病毒从这三个入口进入监控系统, 另一个薄弱环节是与计算机监控系统通信相连接的专用设备, 如微机调速器, 微机励磁调节器, 要用专用设备防毒系统。除此之外还要密切监视其他网络专用设备的监控, 防止通过其他入口传播病毒。对于监控系统的运行维护首先要加强运行维护人员的安全意识, 其次要建立计算机监控系统的使用权限管理制度, 设置一名系统管理员, 其他每个维护员要用自己独立的用户名, 配备若干个具有操作权限的值班员用户, 方便对设备进行监视。除此之外还要建立监控系统外接光盘的使用登记制度, 严禁工作人员在监控系统的电脑上使用携带病毒的光盘。除了控制好值班人员日常的使用, 还要建立起计算机故障应急处理系统, 对重要的数据要定期备份, 妥善保管, 制定系统故障时的重装办法, 缩短系统恢复时间, 保障系统安全稳定运行。

(二) 做好电源可靠性维护

水利水电的计算机监控系统一般采用的是独立的不间断电源供电, 这种供电方式的输入侧交流和直流电源工作异常情况往往难以被发现, 因此, 要及时管制不间断电源输入侧的供电情况, 对直流电源质量的可靠性和稳定性进行定期检查, 并做好双路交流电源的质量检查, 一旦发现问题要及时采取措施, 确保计算机监控系统电源供电的连续可靠。

(三) 开关量输入部分的维护

计算机监控系统对于开关量的输入输出有一套完整的隔离措施, 为了避免外围系统对监控系统的影响, 电站监控系统大多都采用隔离技术, 例如输入与输出的中间继电器, 光电隔离等技术, 一般对于输出继电器大都安装电阻二极管吸收电路, 或简单的采用二极管钳位电路 (如图1所示) , 在日常维护中, 经常会发现续流二极管反向击穿的现象, 因此, 要选择反向电压高, 性能稳定的二极管, 并及时更换坏掉的二极管。

三、总结

要做好水利计算机监控系统的运行维护工作, 就要从系统安全与稳定的角度出发, 提高安全意识, 定期的检查计算机监控系统, 做好防病毒和日常检查措施, 还要关注监控系统电源, 输入输出通道等设备的跟踪检查, 从系统的维护角度做好工作, 为电厂的安全与稳定运行提供保障。

摘要：我国是一个水资源大国, 水电蕴藏的能量十分巨大, 分布十分广泛, 水力发电是我国电力能源中的主要组成部分, 全国有三分之一的电能由水电站提供。目前, 我国各地大大小小的水电站数以千计, 对于一些大型水电站, 例如三峡水电站, 丹江口水电站等大型水电站计算机技术的使用十分成熟, 计算机监控和自动化程度很高, 但是对于绝大部分小水电站来讲, 计算机监控和自动化系统仍然不同程度的存在着一些问题, 影响水利工程的正常运行。

关键词：水利工程,计算机监控,运行维护

参考文献

[1]黄建.西塘河引水工程监控系统网络的实现与管理[J].华电技术, 2010 (01) :11-13.

水文水利计算复习 篇5

1.何谓自然界的水文循环？产生水文循环的原因是什么？水循环的重要环节有哪几个？

2.如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？

3.累积雨量过程线与降雨强度过程线有何联系？

4.影响土壤下渗的因素主要有哪些？

5.为什么对于较大的流域，在降雨和坡面漫流终止后，洪水过程还会延续很长的时间？

6.一场降雨洪水的净雨和径流在数量上相等，但有何区别？

7.一次降雨过程中，下渗是否总按下渗能力进行？为什么？

8.影响径流的因素中，人类活动措施包括哪些方面？

9.流域降雨特性不同，对流域出口的洪水有哪些影响？

10.地球上的水量平衡。

11.某流域水量平衡方程。

12.闭合流域和非闭合流域

13.什么是下渗？下渗可分为哪三个阶段？如何描述土壤下渗规律？

14.径流的形成过程？径流量有哪几部分构成？

15.计算流域平均降雨量的方法

16.统计参数x、σ、C、C的含义如何？vs

17.何谓离均系数Φ？如何利用皮尔逊III型频率曲线的离均系数Φ值表绘制频率曲线？

18.何谓经验频率？经验频率曲线如何绘制？

19.重现期（T）与频率（P）有何关系？P = 90%的枯水年，其重现期（T）为多少年？含义是什么？

20.在频率计算中，为什么要给经验频率曲线选配一条“理论”频率曲线？

21.为什么在水文计算中广泛采用配线法？

22.现行水文频率计算配线法的实质是什么？简述配线法的方法步骤？

23.统计参数x、C、C含义及其对频率曲线的影响如何？vs

24.用配线法绘制频率曲线时，如何判断配线是否良好？

25.何谓相关分析？如何分析两变量是否存在相关关系？

26.怎样进行水文相关分析？它在水文上解决哪些问题？

27.何谓年径流？它的表示方法和度量单位是什么？

28.人类活动对年径流有哪些方面的影响？其中间接影响如修建水利工程等措施的实质是什么？如何 1

影响年径流及其变化？

29.何谓保证率？若某水库在运行100年中有85年保证了供水要求，其保证率为多少？破坏率又为多

少？

30.日历、水文、水利的涵义各如何？

31.简述年径流年内、年际变化的主要特性？

32.水文资料的“三性”审查指的是什么？如何审查资料的代表性？

33.如何分析判断年径流系列代表性的好坏？怎样提高系列的代表性？

34.展延年径流系列的关键是选取参证变量，简述参证变量应具备的条件？

35.推求设计年径流量的年内分配时，应遵循什么原则选择典型年？

36.简述具有长期实测资料情况下，用设计代表年法推求年内分配的方法步骤。

37.什么叫设计洪水，设计洪水包括哪三个要素？

38.大坝的设计洪水标准与下游防护对象的防洪标准有什么异同？

39.推求设计洪水有哪几种途径？

40.洪水的峰、量频率计算中，如何选择峰、量样本系列？

41.什么叫特大洪水？特大洪水的重现期如何确定？

42.在洪水计算中应用哪些方法来提高资料的代表性？为什么要对特大洪水进行处理？

43.如何进行特大洪水处理？

44.水文资料的“三性审查”指的是什么？如何审查洪水资料的代表性？

45.选择典型洪水的原则是什么？

46.用同频率放大法推求设计洪水过程线有何特点？写出各时段的放大倍比计算公式？

47.在进行流域产汇流分析计算时，为什么还要将总净雨过程分为地面、地下净雨过程？如何划分？

48.何谓超渗产流，何谓蓄满产流，它们的主要区别是什么？

49.试述绘制降雨径流相关图（P～Pa～R）的方法步骤？

50.简述蓄满产流模型法由实测雨洪资料确定稳渗率的方法步骤？

51.初损后损法的基本假定是什么？

52.用初损后损法计算地面净雨时，需首先确定初损，试问：影响的主要因素有哪些？

53.用初损后损法计算地面净雨时，需确定平均后损率f，试述影响f的主要因素是什么？

54.简述时段单位线的定义及基本假定？

55.简述由实测雨洪资料分析时段单位线的基本步骤？

56.什么叫S曲线，如何用S曲线进行单位线的时段转换？

57.由暴雨资料推求设计洪水的基本假定是什么？

58.由暴雨资料推求设计洪水，主要包括哪些计算环节？

59.如何判断大暴雨资料是否属于特大值？

60.什么叫定点定面关系？

61.什么叫动点动面关系？

62.土壤前期影响雨量的计算方法？

63.选择典型暴雨的原则是什么？

64.写出典型暴雨同频率放大法推求设计暴雨过程的放大公式。

65.兴利调节部分的基本概念，水库特性曲线、特征库容、特征水位。

66.水库兴利计算的原理，年调节水库兴利调节计算方法、步骤？

67.设计保证率的概念

68.水库的水量损失

69.水库死水位的确定方法

70.水库调洪计算的任务是什么？

71.水库调洪计算的基本原理是什么？

72.列表试算法调洪计算的方法和步骤如何？

73.图解分析法调洪计算的原理和计算步骤是什么？

74.无闸溢洪道水库的防洪计算

水利站计算机监控系统论文 篇6

围标串标暗箱操作、内外勾结大肆分肥、抱团腐败侵吞水利资金……记者最近调研发现，水利系统腐败案件在不少地方频频发生，涉案官员上至厅处级领导，下至科股级干部，其中暴露出来的监管漏洞不容小视。

浑水摸鱼，窝案频发

今年2月，江西省委通报中央第八巡视组巡视反馈意见整改情况。通报显示，2013年7月以来，共查办水利系统违纪违法案件24件，结案13件，处分13人。

4月，江西省水利厅原党委委员、副厅长文林涉嫌严重违纪违法被调查；江西省原副省长姚木根涉嫌严重违纪违法被查处，姚木根在位时分管水利工作。

湖北省某地级市检察院2013年查办水利系统腐败案13件，其中大案10件，涉案金额200余万元。2012年至2013年，江西抚州市、县两级检察机关共查办水利系统窝串案21件，涉案24人。其中，县级干部4人，科级干部9人，大案20件，涉案23人，为国家挽回经济损失3200余万元。

河南省纪委去年6月通报了42起涉及水利的典型腐败案件，有64名党员干部因涉案贪污2612万元被处理。广西某县去年查办的水利局窝案中，从主任科员、纪检组长、副局长到局长，数名领导干部一齐落马。

“水利腐败多以窝案、串案出现，其中每个环节都有人牵涉其中，往往从分管工程项目的领导到负责具体业务的工程师集体落马。”江西某地级市检察院办案人员告诉记者，当前水利腐败案往往与水利政策相关，某个政策持续多久，职务犯罪过程就延续多久。一个3年完成的小农水项目，整个职务犯罪过程就会持续3年。

部分水利工程成了“牟利工程”

今年2月27日，江西省上栗县水务局原副局长唐树清与水务局水管站原站长张建胜，因受贿罪被判处有期徒刑3年，缓刑4年。据办案人员介绍，唐树清于2009年至2011年，利用分管农田水利建设职务之便，为小农水U型槽工程承包商杨林谋取利益，先后7次接受贿赂，共计8.5万元；张建胜通过提供信息、在招标投标过程中设置有利条件为杨林提供便利，先后8次收受杨林现金9.1万元。

记者调查发现，官商勾结采取围标、串标方式，违规获取水利项目已成为常用手段。2011年6月，中部某省一地级市检察院在对当地水库维修加固招标进行审查时发现，其中围标、串标企业23家。该省另一地级市纪委通报一起招标投标领域案，涉案标的达2亿余元，涉案违纪金额达1600余万元。此案涉及串通投标项目有21起，涉及串通投标公司100多家，有22名党政领导干部涉及此案。

“一旦达成权钱交易后，从项目招标投标、工程验收、工程款拨付等重点环节，往往都是一路绿灯。”一位办案人员告诉记者。

江西省社会科学院法学研究所所长程关松认为，水利工程领域的腐败主要存在于审批与工程建设环节。“我国在工程审批、工程建设方面的法律法规都较完善，但法律实施会受到当下权力运行的制约。”他指出，目前我国在许多领域和部门的管理方式都是行政首长责任制，各个系统由分管领导说了算，这可能导致其分管的领域变成个人“私家花园”，公权异化为私权，行政执法资源和审批权资源沦为个人特权，容易滋生腐败。

“显规则”难敌“潜规则”

记者调查发现，由于在一些地方的水利工程项目中，公平有序的市场竞争机制尚未形成，招标投标机制不够完善，相关法律法规又不具有可操作性，难敌行业“潜规则”。

一些办案人员认为，“潜规则”横行暴露出监督漏洞。一方面，外部对权力的监督机制不到位。纪检、监察或检察机关由于不能深入工程建设的具体环节，难以监督，监督机制形同虚设，停留于事后监督，往往错失将腐败现象消除在萌芽状态的时机，造成巨大损失。另一方面，水利系统内部权力运行不规范。水利系统内部对领导班子的监督制约不到位，行政权力运行脱离既定轨道，主管领导超越法定界限，为了一己私利违法越权、以权谋私。

采访中，一些基层检察官建议，应该开展重点水利工程建设职务犯罪的全程同步预防，从立项、招标投标、项目施工监理、工程验收、工程款拨付等环节的同步预防，监督规范运行，堵塞制度漏洞，加大查处力度。

与此同时，必须完善制度建设和监督制约机制，建立不能腐的内部监督制约机制。进一步健全科学民主决策制度，健全水利政务公开制度，加快实行行政问责和绩效管理制度。加强对重点水利工程建设项目的专项监察和审计，加大对病险水库除险加固、农村饮水安全等工程的专项监察，加强对前期工作、建设管理、质量安全、竣工验收等各个环节的监督。

针对水利建设领域存在的问题，江西省已经采取诸多措施遏制水利系统腐败。一是对水利工程网上交易平台上248家企业的4251名人员、1160条业绩信息进行核实，查实属虚假信息的，停止其工程投标资格3年；二是进行小型水利工程建设改革试点，推行县乡两级项目法人组建模式，此项改革在年底前进行全省推广；三是加强水利工程网上交易平台建设，实现省市县水利工程电子招投标全覆盖；四是加强水利工程建设标后管理，重点监管工程质量、计量拨付、生产安全；五是加强水利工程建设资金的跟踪和监管，加强水利工程建设审计，确保水利资金管理安全。

针对农村小水利建设点多面广，容易形成监管漏洞的特点，程关松认为，当前各地还应重点加大对农村小水利建设中的腐败预防工作，防止农村小水利成为腐败重灾区。

水利站计算机监控系统论文 篇7

关键词：水利,计算机信息化,来宾市

当前计算机信息化建设在水利工作的作用愈加突出, 尤其是在防汛抗旱、水文信息采集、水污染治理、水资源开发利用等方面发挥着越来越重要的作用, 目前已经成为促进各项水利信息资源走进现代化的基础条件, 尤其是水利信息化资源的整合、交互和共享的功能可以更好的将地方辖区内各项水事动态、水利业务应用、水利基础设施建设等水利信息资源进行合理配置、共享和整合, 增加地方辖区内水利行业各级各部门的协同合作, 充分发挥有利资源的作用和效能, 进而促进水利信息化建设可持续发展。

1 来宾市水利计算机信息化建设发展现状

1.1 基本实现办公计算机化和网络化

自2003年1月6日挂牌成立以来, 来宾市水利局在全市水利计算机信息化建设方面投入大量资金, 不断增添和更新计算机硬件、软件设备以及网络设备, 全面推进办公计算机网络化, 经过多年的发展, 目前已经基本实现以计算机、应用软件、通信网络为要素的“无纸化办公”, 目前市水利局在编干部职工已经实现了人手一台电脑, 各县 (市、区) 水利部门也基本实现了办公计算机化和网络化。

1.2 充分利用上级部门网站加强计算机信息化建设

网络具有及时性和共享性, 充分利用公共资源, 建设和完善信息化工作也是来宾市水利局的计算机信息化工作重点。自来宾市政府门户网站和广西壮族自治区政府信息公开统一平台分别于2009年和2011年设立来宾市水利版块以来, 来宾市水利局就严格按照要求及时完善和更新网站中的水利板块内容, 以网站为平台, 及时向外界公布单位职能、办事指南以及其他各项重要的水事信息, 以便于让群众能及时掌握有关水利信息。同时来宾市水利局也充分利用广西水利信息网的“动态信息”“政务公开”、“政府信息公开”、“汛旱工情发布”等专栏, 了解最新的水事动态和信息, 及时向领导提供信息参考。

1.3 建立信息管理制度

为加强信息管理, 来宾市水利局制定了《来宾市水利局信息管理办法》, 成立了来宾市水利局信息管理领导小组, 对人员配置、信息发布、设备及网络维护等工作做出了明确规定, 为各项信息工作的顺利开展奠定了基础。

1.4 水利工程管理使用计算机信息化技术

积极配合上级部门开发的信息软件系统, 组织人员学习使用, 并做好维护工作。如由上级水利部门组织研发并在全区推广的山洪灾害监测预警系统, 能有效的监控辖区内的水利工程以及山洪易发点, 确保工程安全度汛和保障人民群众生命财产不受洪涝侵害。

2 来宾市水利计算机信息化建设存在的问题

2.1 对计算机及其应用体系的认识不足

近年来, 来宾市水利系统虽然在计算机信息化建设方面取得了一定的成绩, 但部分干部职工对计算机及其应用体系的认识还不足, 导致了对计算机本身及其功能的闲置, 也造成计算机单机使用的工作效率没有达到应有的水平。不少人对计算机的应用只局限在对office软件中的word、excel的简单处理上, 相当一部分技术人员虽然对水利工程方面知识非常了解, 但对一些基础的计算机知识, 如怎么运用CAD设计、如何运用office软件中的powerpoint制作多媒体幻灯片展示都不熟悉。在当前社会, 计算机技术、信息网络技术已经渗透到我们日常的工作和生活中, 在水利工作中也是一样, 大量的文件、统计报表等信息量越来越大, 要求干部职工所必须掌握的知识也越来越多, 传统基本的计算机处理方式已经越来越难以满足现代水利工作的需要。

2.2 数据信息系统建设严重滞后

由于资金缺乏, 来宾市水利系统的数据信息系统建设较为落后, 整个水利系统的门户网站至今没有建立, 这是造成数据信息系统建设滞后的一大因素。而在对历史档案的归档保存和共享方面不足, 成为来宾市数据信息系统建设滞后的最直接表现:新中国成立以来, 原柳州地区水利系统 (现来宾市水利系统) 各级部门在防汛抗旱、水利工程建设管理、水资源管理、水土保持、农村水电等工作中取得了很大成绩, 同时也积累了大量宝贵历史资料, 这些资料是来宾市水利系统今后重要的财富, 也能为往后来宾市开展各项水利工作提供不可缺少的重要依据, 但截至目前来宾市水利系统还没有建立起可以提供整个系统干部职工查询使用的水利信息库, 大部分部门仍然是本单位独立归档, 缺乏资源共享, 部分单位还采取手工存档和手工查询的方式, 这远远不能满足水利信息化的需要。

2.3 计算机信息安全工作不容忽视。

水利信息化应用的不断拓展, 对水利信息系统的运行效率、稳定性和安全性提出了越来越高的要求。现如今, 各种计算机病毒可以通过邮件、移动存储设备等方式传播, 这就对计算机网络设备的维护提出了更高的要求。而来宾市水利系统目前该方面还比较欠缺, 比如来宾市水利局虽然成立了信息管理领导小组, 但人员均为兼职, 没有专职人员负责维护, 因此全局的计算机网络设备都还没有实现统一管理维护, 加上干部职工对电脑知识了解有限, 因而在遭遇电脑病毒等网络攻击方面往往束手无策。

2.4 计算机信息专业人才相对缺乏。

水利信息化建设滞后在很大程度上就是计算机信息化专业人才的匮乏。当前来宾市水利局懂得使用计算机的人不少, 但计算机专业、高层次高学历的技术人才, 尤其是既懂水利业务知识又懂信息技术的复合型人才十分缺乏, 在县一级单位, 这种情况则更为严重, 这已经成为制约水利信息化建设的重要因素。

3 发展思路和对策

3.1 成立信息机构

要解决目前来宾水利信息化存在的困难, 首要任务就是成立相关机构, 这样可以从社会上公开招聘计算机专业人才。各级水利部门可向当地党委政府积极申请成立信息科或者水利信息中心, 可以是水利部门的内设机构也可以作为具有独立法人且有编制的二层事业单位, 成立后的水利信息中心应具有以下职能:负责水利门户网站的建立和维护;负责辖区内政府网站水利板块的信息报送及维护;负责辖区内水利舆情工作的监督管理;负责建立规范、安全、科学的水利信息收集、档案存储、报送、传输、存储、处理及应用体系;负责组织水利信息数据库的建设维护与管理;承担辖区内水利系统的应用软件开发与信息技术使用;负责信息技术和管理人员的培训工作;负责全单位计算机及网络设备的日常维护工作。

3.2 加强人才建设

要提高计算机网络技术在水利建设中的现代化水平。水利部门除了要在努力引进既精通水利又熟悉计算机的人才的基础上, 也对现有的专业技术人员加强对计算机软件的学习和培训。根据各级水利部门现有的人才队伍的不同特点, 对岗位不同、特点不同的水利技术人才类型进行分类细化以及进行不同类别的专门培训, 确保在不同岗位上的水利专业技术人员在本身已经掌握了水利专业知识的基础上, 在短时间内又精通某一方面的计算机信息技术, 这样可以全面提高综合素质。如在水利工程建设和设计部门的技术人员, 应加强在各类动画以及绘图软件上的培训学习, 如可加强对Adobe Photoshop、Corel DRAW Graphics Suite、Adobe Freehand、Auto Computer Aided Design、3D Studio Max、Adobe Flash、Adobe Fireworks等多种功能强大的通用绘图软件的应用和学习, 学会制作水利工程三维图形, 提高水利建设和设计方面的能力, 保证此类水利专业技术人员的素质得到更大提高。另外在水利系统中的保密管理部门, 则应加强对计算机网络安全管理方面的培训, 加强对各种计算机网络加密技术和各类计算机网络防护软件的学习使用, 促进整个计算机网络的安全, 确保水利信息化工作健康发展。

3.3 积极从各种渠道筹措资金

来宾市成立于2002年, 属于新建市, 基础薄弱, 财力有限, 无法大规模投入资金到水利建设, 因此在水利信息化建设资金方面就要求从各种渠道多方面筹措资金, 要发挥中央和地方财政的投入积极性, 一是可以向上级水利部门申请中央投资资金和自治区补助资金, 从以往来看, 计算机信息化建设在水利工程管理中的最突出作用就是有利于开展防汛抗旱, 尤其是在于强降雨来临前的监控方面, 防汛抗旱历来是水利工作的重中之重, 因此我们可以向中央及自治区申请特大防汛经费补助作为计算机信息化建设的经费来源之一;二是地方自筹, 各级水利部门应申请将水利信息化资金纳入地方财政年度预算, 在水利投入中, 水利信息化资金应当占有一定的比例, 并实现逐年加大投入, 逐步建设完善。

4 结语

水是生命之源, 也是发展之本。水利是农业的命脉, 是国民经济发展的基础, 水利兴则民生惠, 水利信息化是促进来宾市各项水利事业发展的必由之路, 只有高度重视信息和计算机技术在水利工作中的实际运用, 才能提高水利工作效率和实现水利现代化, 最终加快来宾市经济的发展。

参考文献

[1]胡宪云.浅谈玉林市水利系统的信息化建设[J].广西水利水电, 2008.

水利站计算机监控系统论文 篇8

水利信息化是水利现代化的基础,随着我国水利事业的蓬勃发展和计算机技术的不断提高,对水利专业软件的要求也越来越高。然而,一直以来水利行业都采用“自行开发、自行使用”的方式,其中尤以水利数值计算模型软件为甚。主要存在以下几个问题:

(1)生产效率低,存在大量重复开发。究其原因主要是模型软件都是和某个具体水利项目紧密耦合,模型软件开发完毕后就只能用于某个具体项目,无法重复使用。

(2)知识产权保护缺失。水利数值计算模型是水利行业科研生产管理中的核心基础。目前我国水利模型专业水平很高,有些领域居于国际领先水平。这些高水平模型是水利专家几十年研究心血的结晶,将他们转化成软件产品后,收取相应的软件使用费既有助于保护水利专家的劳动成果,也有助于激励其他模型的成果转化。但这些模型普遍采用传统单机运行软件方式,软件使用者可以直接接触运行介质。软件实现时虽然采取了一定的安全措施,但由于利益驱使,盗版问题时有发生,无法充分保护模型开发者的知识产权。

(3)软件产品更新维护困难。由于传统水利模型软件采取的是单机运行模式,软件运行时必须下载安装到本地电脑。当水利数字计算模型算法有最新研究成果,所有使用这些模型软件的用户必须手动下载安装。这种方式造成模型更新不及时,软件维护复杂。

除此之外,随着云计算技术的提出和发展,传统水利专业软件遭到一定程度的冲击。云计算是基于互联网的、大众参与的、以服务形式提供的计算模式,其目的是资源分享与整合,其计算资源是动态、可伸缩、且被虚拟化的[1]。然而,目前国内水利软件系统主要着重于系统应用,尚未充分研究如何提高水利业务生产过程的效率,部分系统仍局限于传统的C/S架构,未充分利用WEB技术、云技术的发展成果。

国外水利仿真计算软件也存在“各自为政”的局面,没有统一的公共接口。2001至2005年,在欧盟第五框架科研资助下,由三家欧洲知名水利模型软件提供商作为技术牵头,共有欧洲多家研究所、大学与公司参与研发了Open MI[2]公共接口框架。目前Open MI已经逐渐成为水利模型软件技术引擎之间接口的行业标准。Open MI的成功也引起国内相关研究人员的重视。国内部分高校和科研单位也各自展开Open MI应用研究[3,4],验证了使用该技术进行模型耦合及复用已有模型的可行性和有效性。

鉴于国内外水利仿真软件现状,本文以模型标准化为基础,以模型库为核心,以系统快速生成为特色,以确保模型开发者的合法利益为前提,结合Open MI接口框架以及基于Iaa S概念的虚拟化[5]集群技术,设计并实现了基于云服务的水利仿真计算系统生成平台。

1 模型标准

我国水利行业拥有先进的水利专业仿真计算模型[6]以及大量的水利专业软件成果。然而,由于缺乏统一的模型标准,同一个模型被应用到不同的水利应用系统中时,通常须针对具体业务进行定制开发,和应用系统高度耦合,通用性很低。这种缺乏模型标准的状况造成模型的大量重复开发,且模型软件可重用性差,难以推广使用。

制定模型标准是解决现有问题的重要环节。平台从两方面展开标准化工作:业务层面,制定统一的模型分类标准,建立完备的模型分类体系;技术层面,优化原有模型代码结构,制定标准格式和接口。

1.1 业务层面

业务层面和水利业务特点密切相关,和具体的实现技术无关。平台以水利学科和水利业务相结合为原则,从学科角度和水利业务角度对模型进行分类,制定统一的模型分类标准,从而既满足业务要求又满足软件实现的要求,更重要的是保证分类体系的行业适用性和稳定性。业务层面标准化工作由水利领域专家主导,软件设计者辅导,双方配合开展工作。

1.2 技术层面

对单一模型而言,往往采用逐步升级完善的方式,一旦学术研究有最新进展,需要在实际应用中及时完成版本更新。此外,对同类模型而言,不同个体往往对同一仿真任务具有不同的执行效率和仿真效果,故需针对仿真任务实现同类模型替换,从而选择出最优模型执行仿真计算。然而,传统水利软件难以满足以上需求,其模型代码与具体应用系统高度耦合,软件成果难以重用,模型版本升级困难,同类模型替换必须以重复开发为代价。

针对以上问题,平台从技术层面进行模型标准化工作,将原有的数值模型代码抽象成输入、计算及输出三个部分。抽象和拆分模型代码的主要目的是使模型核心计算和与具体应用密切相关的输入、输出分离,将核心计算与具体应用完全独立,解决重复开发和同类模型不可替换。

(1)输入标准化

模型输入数据格式多种多样,在模型分类的基础上,平台结合水利行业的特点针对设计了专门的数据结构,并对模型代码部分制定标准接口。通过输入标准化,平台将输入部分抽象为输入模型,用户可根据需要选择适合的输入模型实现结构化输入,或是替换原有的输入模型以达到更好的效果。

(2)计算标准化

为了实现时间步级的模型组合计算,在结合Open MI框架的基础上,针对水利模型发展的最新进展,适当修改和扩展Open MI框架,建立适合云平台总体架构需要的接口模型和平台计算引擎。表1展示了运行于云平台的标准模型所必须满足的最小接口规范。

平台将传统的模型计算从整体上拆分为单模型计算和平台驱动两部分,对原有的计算过程添加时间步的概念,由平台驱动计算过程。假设模型库中模型A与模型B组合进行仿真计算,模型B的输出数据作为模型A的输入数据,以此为例对平台驱动计算进行介绍。

首先,模型A通过标准接口Get Values向平台请求输入数据。继而由平台驱动模型B,调用其模型计算函数的标准接口Perform Time Step,以时间步为单位进行模型计算,并以特定结构保存计算结果。最后,平台获取模型B的计算结果,调用模型A的标准接口Set Values,将该计算结果作为模型A的输入进行计算。由以上计算流程可以看出,整个计算过程由平台进行控制,单个模型只需要完成每个时间步的计算即可,从而实现模型核心计算与具体仿真流程控制的分离,降低了模型与具体任务的耦合度,并可通过核心计算部分的单一替换,实现版本更新以及同类模型替换。

(3)输出标准化

考虑到输出格式的多样性,平台对于各类模型的输出数据类型进行归纳、总结,制定了专门的数据结构与标准接口,从而更好地实现多模型之间的交互。通过输出标准化,将输出部分抽象为输出模型,可通过将输出格式和标准输出接口对外开放,吸引更多例如计算机图形图像、计算机可视化分析等领域的专家来进行可视化工具的开发,得到更多类型的输出模型,为用户提供更好的决策支持,利于平台采用群体软件工程的方式进一步扩大发展。

对比传统的水利仿真计算,经过模型标准化工作,平台可实现之前难以做到的时间步级的多模型组合计算。通过输入、输出标准化,不同模型之间可实现标准化结构化的数据传递;通过计算标准化,平台驱动模型以时间步为单位进行计算,区别于传统模型组合计算数据的一次性传递,实现单个时间步的模型之间的实时数据传递,实现每个时间步的耦合,从而达到更好的水利仿真效果。

2 平台框架

传统的水利仿真软件多采用本地单机运行的方式,用户可直接获取模型介质本身,对模型开发者的知识产权保护产生威胁。此外,本地单机运行的方式使得软件本身难以更新维护,严重影响用户的正常使用。

针对以上问题,平台采用云计算技术,利用云平台的特性,结合一些特殊架构设计,将用户与模型介质隔离;运用平台驱动的方式,使模型介质具有平台特性,无法在其他环境下被运行;采用B/S模式提供基于互联网的统一运行平台,实施云端的统一维护,既降低了软件更新维护的成本,又便于用户方便快捷进行远程访问。下面通过对平台架构以及平台部署的分析,介绍具体的实现技术。

2.1 平台架构

平台采用基于互联网云服务的SPI三层体系结构,自底向顶由基础设施层(Iaa S)、核心服务层(Paa S)和平台应用层(Saa S)三层组成。图1是平台架构示意图。

如图1所示,基础设施层主要包括平台支撑环境以及虚拟化环境,该部分基于虚拟化技术和云计算技术,可提供高速度、大容量、高精度、安全可靠、可伸缩的软件基础设施平台;核心服务层主要负责平台核心业务,提供遵循水利软件模型标准的、基于模型库的软件自动生成技术手段;平台应用层主要基于核心服务层提供的技术手段,实现可定制的、符合水利业务流程的应用系统。基于云平台安全策略的考虑,平台限制了各层间的直接访问。平台应用层不能直接访问基础设施层,只有核心业务层才能对基础设施层进行管理和访问,有效地实现平台用户和模型介质分离,更好地保护模型开发者的知识产权。

以上三层架构中,核心业务层负责整个平台的主要核心业务,其中平台计算引擎和模型组合尤为重要。

(1)平台计算引擎

平台计算引擎主要负责驱动计算任务以及任务涉及的各个模型的计算。当用户触发计算任务,任务由服务被分配至空闲计算节点,对应任务有关的模型以及文件也经由服务写入该计算节点。如图2所示,根据任务有关信息,平台计算引擎通过反向映射机制将任务计算有关DLL加载入内存中,对每个计算模型实例化模型标准引擎Linkable Engine。在任务计算过程中,平台经由各模型引擎调用该模型各标准接口,继而依次通过Engine Wrapper、Engine Do Net Access、Engine Dll Access调用该接口在模型核心计算Engine Dll中对应的具体方法。由平台计算引擎驱动各计算阶段的模型计算,并以时间步为单位完成模型之间的数据交互,直至计算任务执行完毕。

(2)模型组合

传统水利仿真计算采用单模型计算或时间步级的组合模型交互。模型间通过读写数据文件进行数据交换,即在顺序连接的模型组合中,一个模型计算一个完整的时间序列,并将该序列输入下一模型。然而,为了能交互处理循环计算,模型必须在单个时间步的基础上进行数据交换。事实证明,采用数据文件交换方法往往导致执行效果不可承受。

为了达到更好的仿真效果,平台提供时间步级别交互的模型组合计算。平台参照Open MI标准,以组件为基础,实现模型运行时直接交互访问,而不需要文件进行数据交换。平台通过标准化工作,将模型按照接口标准转换为能响应不同问题的标准对象或组件。

如图3、图4所示,平台采用单向或多向的请求响应机制实现模型交互。通过请求响应机制,满足交互标准的连接组件通过平台提供的请求响应机制框架实现数据交换。当一个模型需要从另一个模型获取数据时,调用标准接口Get Values方法,继而驱动另一个模型进行模型计算,并通过平台返回单个时间步的计算所对应的输出结果,实现模型之间的时间步级的数据交互。

2.2 平台部署

为了更好地利用云平台的优势,首先,平台采用虚拟化集群技术,将底层计算资源切分(或合并)成多个(或一个)运行环境。实现对物理层运动的复杂性的屏蔽,对外运行状态呈现出简单的逻辑运动形态,使用户无需关注具体计算,只需关注计算结果即可。因此,用户无法获取实际的计算位置,从而避免了恶意的窃取和破坏,增强了系统的安全性;其次,采用部署虚拟应用服务器的方式,将模型程序交由虚拟应用服务器集中管理、交付给用户。用户集中使用虚拟应用服务器上的资源,既避免了传统客户端的开发消耗,同时便于系统的及时更新维护;此外,采用后端的存储服务器集中存储用户在使用过程中产生的数据、文件,对其进行集中管理,从而避免了数据频繁的加载上传,既减少了网络传输,同时由于数据始终存储在数据中心,数据的安全性也得到保障。平台总体部署示意如图5所示。

在图5中,整个平台部署划分为以下五个部分:

(1)前端应用节点

提供Web访问接口,验证用户登录并负责用户与平台之间的交互,使用户能够充分享受平台所提供的服务,上传模型资源或建立仿真计算。

(2)服务节点

集中管理平台,并向其他部分提供服务。为平台核心业务提供服务,对模型、用户、任务等平台对象进行管理,保证并维护平台的正常运行。服务节点部署以Web Service方式实现核心服务。

(3)计算池

由大量计算节点构成,为平台提供计算资源,执行实际的仿真计算。每个计算节点部署计算任务守护进程,该进程定时访问服务节点提供的任务查询服务,若平台有待执行的计算任务,则将该任务抓取到节点并启动计算任务。

(4)文件节点

提供非结构化数据的存取,采用全局持久化存储的虚拟文件系统(VFS)[7],向后端提供高效稳定的全局的非结构化数据保存和访问。

(5)数据库节点

提供结构化数据的存取,使用My SQL数据库,对结构化信息进行存储和管理。

下面以具体计算流程为例,介绍各部分间的关系:首先,在模型库的基础上,用户通过前端应用节点定义仿真计算系统,通过服务节点的调用创建计算任务;其次,计算池中的空闲节点获取待执行任务,经由服务,从数据库节点及文件节点获取任务数据及有关模型文件到计算节点本地;再次,通过平台驱动完成仿真计算,经由服务,将计算结果由计算节点上传至数据库节点及文件节点对应的位置中;最后,经由服务,从数据库节点及文件节点获取计算结果,并传递给前端应用节点,对用户进行显示并提供决策支持。

显然,在整个计算流程中,各个部分都发挥着极其重要的作用。其中,服务节点贯穿始终,为其他部分的运行提供各项服务,且唯一具有权限对文件节点和数据库节点进行直接访问。从而避免了通过Web接口或计算节点对系统数据的恶意窃取和破坏,为系统提供有效的安全保障,解决了传统模式下知识产权保护缺失的问题。

3 应用举例

如图6所示,平台业务流程主要分为五个阶段。本文以黄河水利科学研究院提供的一维水利模型和二维水利模型为例,针对业务流程的各个阶段,就平台水利仿真计算系统快速生成及使用进行阐述。

首先,由水利专业人员以及平台技术人员根据平台所指定的模型标准,对所提供的模型进行模型标准化工作,完成第一阶段的模型标准化改造。由模型开发者通过平台录入模型信息、上传模型文件,经由水利专业人员审核通过后,如图7左侧树状信息所示,显示在模型库信息中,完成第二阶段的模型入库工作。

用户根据仿真计算的需要,浏览模型库并选择相应的模型并配置相关模型连接,如图7所示,进行模型组合。并借助平台系统生成框架,生成对应的仿真计算系统,将该系统有关信息保存至文件节点或数据库节点中,完成第三阶段的系统生成。

针对所建立的仿真计算系统,用户创建并触发任务计算。平台根据任务调度计算资源,利用云平台的特性,将计算任务分配给计算节点,由平台驱动模型进行时间步级的组合计算,获得计算结果并上传至文件节点及数据库节点中。并经由平台进行可视化分析,如图8和图9所示,利用可视化技术反馈结果给用户,为其提供更好的决策支持。

此外,考虑到实际情况下,存在多个仿真计算任务对应同一仿真计算模型,其区别仅在于输入文件或参数取值的设置不同。故平台从用户角度出发,支持已有仿真计算任务的编辑及重算,实现仿真计算系统的可重复使用,从而简化用户操作,提高用户使用效率,区别于传统的水利仿真软件开发,避免了重复开发所造成的资源浪费,提高了水利行业软件开发效率。

4 结语

水利数值计算模型软件存在大量重复开发,软件产品更新维护困难,且知识产权保护缺失。本文针对这些问题,以标准化和组件化的方式解决重复开发问题;以云服务方式解决产品更新维护难题,同时缓解知识产权保护缺失问题。通过制定模型标准,定义模型代码框架规范和数据交换接口,统一所有水利数值计算模型仿真计算执行机制和数据交互方式。标准化模型再结合组件化技术,即将所有数值计算模型设计实现成组件,模型产品在使用过程中可以互相替换,并与具体业务系统完全独立,彻底解决重复开发问题。

本文介绍了基于云服务的水利仿真计算系统生成平台,就其模型标准化工作进行说明,分析了其平台框架及平台部署,并以具体水利模型为例阐述了其水利仿真计算系统快速生成及使用流程。通过该平台的研发,获得了快速构建水利仿真计算软件的业务流程和软件生成方法,通过标准化和组件化,实现了以模型库为基础快速生成水利仿真计算软件的公共服务平台。以云服务模式通过互联网实现定制生成和远程在线运行水利仿真计算软件,从而优化水利模型的创建、使用、管理和推广机制。

由于水利模型类别繁多,模型标准化工作还需要继续扩展进行,使模型库得以不断完善。此外,随着用户数目的增加以及模型库规模的扩大,考虑到模型计算复杂度的增加,可对仿真计算模型内部实行并行化[8]并采用图形处理器(GPU)加速技术[9],提升任务整体的计算效率。在用户体验方面,也可以结合现有的可视化技术,对于模型计算的过程和结果进行进一步更深层的分析和展示,使用户得到更加准确有效的信息。

参考文献

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[2]Gregersen J B,Gijsbers P J A,Westen S J P.Open MI:Open modelling interface[J].Journal of Hydroinformatics,2007,9(3):175-191.

[3]王永.基于Open MI的城市排水系统模拟技术研究[D].北京工业大学,2009.

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[7]Bobbitt J E,Doll S A,Friedman M T,et al.Virtual file system:US,doi:US7024427 B2[P].2006-04-04.

[8]Valiant L G.A Bridging Model for Parallel Computation[J].Communications of the Acm,1990,33(8):103-111.

在水利施工中引入计算机仿真技术 篇9

关键词：水利工程, 计算机,仿真技术,方案

1 计算机仿真技术概况

计算机仿真技术是指利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型, 并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件约束较少、可改变时间比例尺等优点, 已成为分析、设计、运行、评价、培训系统的重要工具。水利工程是一项施工周期长, 施工复杂的系统工程。它包含了工程主体施工、临时挡泄水工程施工以及水位变化和潮汐的影响等, 水利工程的施工质量受自然原因和人为原因的双重影响, 所以为保障工程的质量, 在施工过程中必须对各种因素的不确定性和周密性予以严格的控制。传统的多采用设计蓝图对施工进行把握, 然而二维图形不够直观, 对施工的全过程很难从整体上加以把握。随着科学技术的不断发展完善, 计算机仿真技术开始在水利工程施工领域加以运用。主要分析了计算机仿真技术在水利施工中的应用, 希望对计算机仿真技术的应用有所帮助。

2 计算机仿真技术的优点及实现过程

2.1 计算机仿真技术的优点

第一, 节省时间。计算机仿真技术以其智能化的手段可以对多种施工方案进行快速的比较, 可以准确快速的选择出最优施工方案。通过施工方案的选择, 可以就施工的不同阶段所做的准备工作加以分析研究, 针对一些潜在的问题, 可以提前采取措施加以规避。

第二, 成本低。计算机模拟是一种虚拟的模拟技术, 不需要通过真实的原型试验只需要通过相关模拟软件的开发与应用便可以对就相关的数据得出结论, 而且可以反复的进行试验, 对不同的方案加以论证。与原型试验投入成本相比, 计算机仿真技术软件开发与使用的费用要低得多。

第三, 可靠性高。与人工排块不同, 计算机仿真技术的应用以系统模型的正确以及软件编制的正确性为前提, 计算机施工仿真模拟通过软件进行模拟, 减少了人工排块过程中因人为因素所造成的失误。

第四, 实用性强。计算机仿真技术的应用面比较广, 一般情况模型只要是采用数学加以描述的, 其系统的行为就可以通过运用计算机来模拟, 并可以准确的把握系统未来的发展趋势, 估计剩余使用寿命等, 随着科技的不断发展, 计算机仿真技术将被运用到更多的领域。

2.2 计算机仿真技术的实现

计算机仿真技术是在数学理论的基础之上发展起来的一门试验科学。作为一项实用技术, 并不能对客观具体事物进行直接处理, 计算机模拟技术的应用需要以数学模型的建立才能作为能反映研究对象本质的关键技术。计算机仿真技术的实现是确定研究对象后, 针对研究对象建立数学模型, 并通过计算机对数学模型的仿真计算最终得到仿真结果的。第一步, 建立模型。在进行仿真前要根据研究对象和研究目的的不同, 抽象出一个确定的系统, 并就系统的边界和约束条件加以限定, 采用力学、数学和其它相关知识将抽象出来的系统用数学表达式描述出来, 形成“数学建模”。系统的数学模型, 在研究目的不同的情况下可以划分为:静态模型、动态模型、离散时间动态模型和混合时间动态模型。模型准确与否影响着仿真结果是否能反映实际。第二步, 输入模型。模型的输入即是对上一步所建立的数学表达式结合软件不同特点输入为计算机能够处理的形式, 这种形式所表现的内容, 即是所谓的“仿真模型”。这个模型是进行计算机仿真的关键。当然实现这一过程, 也可以自行开发一个新的软件。第三步, 模型的仿真计算。所谓模型的仿真计算是指在计算机中载入上一步获得的仿真模型, 在事先设计的实验方案内进行仿真计算。第四步, 评估仿真结果。对一个系统的状况从整体上加以把握是仿真的目的所在。系统运行信息是仿真的结果, 仿真的研究目的在于对所获取的信息进行分析进行评估和认识, 并将仿真结果运用到施工实践当中。

3 计算机仿真技术在水利施工中的应用实例

3.1 工程概况

某大型水电站混凝土拱坝坝高178 m, 混凝土浇筑量可达485万m3, 混凝土浇筑施工工艺复杂、施工难度高。如何有效、高质量、快速地组织大坝混凝土施工, 合理安排浇筑顺序, 对于整个工程的进度和质量都有至关重要的影响。为了直观反映该工程进度, 借助于三维建模技术, 对该工程施工过程进行仿真研究。

3.2 三维建模

根据设计结果, 提取混凝土拱坝的相关数据, 首先用Auto-CAD工具建立三维网格模型, 尽量真实地体现图形实体对象与仿真变量间的对应关系。利用系统实体CAD图形建模, 目的是为了定义系统实体的形状、结构及其他相关信息。仿真的目的是观察大坝的浇筑施工状态随时间的动态变化, 以便于及时掌握系统模型的基本特性, 找出仿真系统的最佳设计参数, 据此对真实大坝的设计结果进行改善或优化。可通过对数据库中工程各浇筑块数据的统计、计算, 在已建的三维模型中描绘出各控制阶段的筑坝进度面貌, 直观地再现大坝的概貌。

3.3 施工过程模拟

模拟工作的主要思路就是安排各台缆机所负责的浇筑块的日程计划。在坝型, 尺寸及分缝一定的情况下, 在某个给定的机械配置方案条件下, 可根据各种限制及约束条件, 找到某种适宜的分块浇筑顺序和最紧凑的工期。因此, 在模拟中采取在给定的浇筑方案和机械配置情况下, 按照满足施工中各种约束限制条件的要求安排坝块的浇筑顺序, 算出各坝块浇筑施工进程, 从而计算出所需的大坝工期。如果改变浇筑方案, 可进行类似的模拟和计算, 从而得到各种不同浇筑方案的结果。然后通过综合比较, 选出较优的方案。

本文对4台缆机和三台缆机方案进行比较, 实施仿真中考虑了以下约束条件:每一注块能否浇筑的时间约束、相邻注块的允许高差、相邻注块的拆模限制、缆机工作范围的限制、相邻缆机工作干扰限制、气温条件对浇筑的影响、突发事件对浇筑的影响限值和其他可能的约束限制等约束条件。如对于分坝段而且分仓浇筑的重力坝, 在其下游仓快达到坝顶时, 可能存在并峰问题, 这时可能同一坝段的两个仓位在到达并峰高程后, 要相互等待。或者对于混凝土拱坝, 有的跨坝段孔洞需要安装钢衬, 同样存在需要相互等待到达同一高程的问题等等。

3.4 混凝土拱坝施工仿真结果

根据不同的机械配置方案, 按照上述方法中输入不同的施工技术参数, 就可以实现大坝混凝土浇筑过程的仿真模拟计算, 从而得到最优机械配置数量、缆机的时间利用率、混凝土月浇筑强度、逐月累计混凝土浇筑量过程曲线等。根据这些仿真结果还可以得到相应施工方案下大坝浇筑施工的详细进度计划及各控制阶段的筑坝进度面貌等。表一为两种缆机方案的比较分析, 对比可以确定4台30 t缆机的方案是较为理想的施工方案。

参考文献

水利站计算机监控系统论文 篇10

关键词：水利工程,计算机应用

21世纪开始, 电脑网络成了社会的主角, 各行各业都运用广泛且地位举足轻重, 如汽车行业的导航定位系统、地质灾害的预测等等。在水利工程方面同样需要计算机技术的大量应用, 如电子测算水文不仅减少人们的工作量, 还增加了精准度, 废水循环利用技术的开展大大缓解了我国水资源紧张的压力, 办公室的电脑操作大大缩短了人们的工作时间, 提高了工作效率等, 这些都大大推动了水利工程的发展进程。

提高水利工程中计算机的应用可以从以下几方面着手:

1 办公设备的配备

各办公室需配备先进的计算机及所需的硬件设施, 这是提高水利工程中计算机应用的基础, 巧妇难为无米之炊, 没有基础设备, 大谈特谈如何提高应用只是一句空话, 和兵马未动粮草先行是一个道理。

2 计算机知识的普及

设备齐全之后就需要操作的人员, 就好比一栋巍峨的大厦有了基石就需要梁柱, 才能撑起大厦。有了设备就需要好好充分利用, 这就要求工作人员学会电脑的基本操作, 可以开展补习班或是业余学习的形式, 普及计算机知识, 争取学会基本的绘图、制表、计算、处理图片、监测数据的只读等与水利相关的数据采集、存储。时代不断进步电脑的更新速度也很快, 这就要求我们的员工要与时俱进, 紧跟时代的步伐。

3 网络传输信息, 可及时沟通

人员设备齐全之后需要建立完善的网络信息传递系统, 注意网站的建设和应用, 网站的推广应用可减少文件下达的时间和空间, 工作人员可以快速便捷的得到最新的水利系统消息, 也可以看见最新的水利政策, 最快速的贯彻执行上级的命令, 网站还可以建立负责人的通讯群, 在紧急情况的时候可以及时联系, 使责任落实到位。减少突发状况下因命令传达耗时而引起不必要的损失。如.2012年第11号台风海葵的来临, 运用计算机技术测算风速, 云量、雨量、温度对风暴形成的影响, 时时更新预测海葵的路径, 强度, 对可能经过或影响的海域做好防台抢险的应急工作。对相关地区可能因台风引起的地质灾害也做好各项准备工作, 人们通过网络平台学习防台措施, 这样大大减少了国家和人民的财产损失, 确保人身安全, 尤其是沿海渔民。

4 水情、水文、水工的测报

水文自动测报系统可以及时提供水文数据, 收集雨水信息, 消息可以及时传递, 我们可以根据这些数据及时预测旱汛期, 做好防旱或防涝准备, 避免灾情来临的手足无措。⑴系统组成。水文自动测报系统是由水文站、雨量站以及中心站组成的。水文站主要是通过无线网络设备来对江河流域的情况进行监测, 可对水位、水流量等数据进行长期监测;雨量站的主要功能是自动采集雨量相关数据, 并可以进行近距离的操作和配置;中心站则是将管理、流域和地区等中心进行网络连接, 从而达到实时监测的效果, 并自动生成数据图及报表, 从而实现统一管理。⑵系统功能。系统可通过本地无线系统实时快速采集, 存储各监测点的雨量、水量、蒸发量等数据, 可参考同年月份雨量的数据和往年同月分的数据, 形成图形化统计和报表生成等功能, 推算汛期或干旱, 及时展开下一步工作计划。⑶系统特点。该系统与传统的监测技术相比具有诸多优点。将各水文站通过无线网络进行连接, 解决了以往监测分散、通讯困难、数据采纳不方便等弊端;同时减轻了工程量, 减少了建设成本;监测站的体积可以大大缩小, 还可以对站点的管理模式进行选择, 安装工程也比较简单;水文自动测报系统是由锂离子电池进行供电的, 更加节能方便, 同时避免了外接电路, 大大增强了使用稳定性。

5 废水循环利用系统的建设

面对人口的增加, 工业化进程加快, 工业废水、生活废水越来越多, 河流污染严重, 中国水资源人均匮乏, 地下水开采日益增加, 过度开采地下水暴露了很多问题, 如城市建筑倒塌, 农田坍塌等。都从反面反映出人们对水资源需求量日益增大, 将计算机技术应用于废水的循环利用系统迫在眉睫, 运用计算机技术操控机器对废水进行净化分化, 使之重新投入使用, 这样可以缓解缺水的压力, 同时也可以建立南水北调, 运用计算机技术攻克很多技术困难, 是南方丰富的水资源调入北方, 缓解北方的干旱情况。

6 计算机技术在水能开发的应用

现如今各国都在研究节能生态的可持续新能源, 水能就是这样一个能源, 我国水资源还算丰富, 要物尽其用才好。三峡水库的建成就是最好的证明, 计算机技术的应用使水库既可在汛期及时防洪, 运用科学的数据分析泄洪量, 以最小的代价保住最多的良田, 又可在旱期尽早蓄水抗旱, 缓解下游的旱情, 还能利用水位落差的能量发电, 既节省煤炭资源, 还不会造成环境的污染。在水库中计算机技术得以充分应用, 防涝抗旱造福了长江下游的很多人群。三峡水库的建设过程中克服很多艰辛, 其中的一些技术更是跻身世界的先进行列。

参考文献

[1]高飞.小议计算机网络在水利工程中的应用[J].科技风, 2010, 11 (3) :14—15.[1]高飞.小议计算机网络在水利工程中的应用[J].科技风, 2010, 11 (3) :14—15.

水利站计算机监控系统论文 篇11

【摘 要】随着计算机网络、传感器技术等的迅猛发展，对水利信息的监控和管理方式逐渐由单一的现场、集中控制转变为分布式的、多技术结合的现代化综合性调度系统。本文就水利调度系统中的自动化控制系统的硬件组成结构进行了分析，对这种硬件构成方式的性能特点进行了总结和归纳，重点就调度系统中各子系统的功能和实现方式进行了阐述和研究，最后就整个系统的网络系统进行了简要讨论。

【关 键 词】水利调度系统；自动化；控制系统；功能

【中图分类号】TL503.6【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0241-01

推动水利工程向信息化、自动化方向发展是我国现代水利的发展要求。应用计算机技术、网络通信技术以及多种软硬件控制技术可以有效实现对水利相关信息进行实时监测和调控，进而完成整个水利调度系统的自动化控制。

1 自动控制系统硬件结构及性能特点分析

1.1 系统硬件结构

为满足多功能、多位置、全天候自动控制要求，应用于水利调度系统中的自动化控制系统通常由一个监控中心配合多个终端站通过B/S的架构方式实现。其中，监控中心配备运算能力较强的工业计算机和相关数据通信设备；终端站可以配备以PLC为核心或者单片机为核心的数据处理系统，同时配合使用多种传感器、数据采集设备、数据通信设备等实现与上位机的通信。为保证系统运行可靠性和数据准确性，应该在监控中心中配置UPS电源，在终端站配置蓄电池。系统可完成的功能有：（1）数据采集和指令执行，该部分功能由布置于水利调度系统终端的传感器与执行设备完成；（2）数据传输，该部分功能由各通信设备完成；（3）数据处理，该部分功能由监控中心的软硬件设备协作完成。

1.2 系统性能特点

水利调度系统通常由多个远端监测点组成一个网络平台，利用监控中心对平台各终端进行信息采集、数据处理以及决策制定。整个系统包括监控中心、数据采集子系统、视频监控子系统、通信子系统等几部分子系统，其特点如下：

（1） 扩展性能好。由于使用B/S三层结构分布式架构，系统若需要进行扩容只需要通过相应的扩容端口进行新接入设备部署即可，不需要进行大范围的系统调整。

（2） 实用性强。该系统的操作终端可以通过WEB浏览器等实现，方便管理人员不在监控中心时，通过远程访问的方式登录管理系统，根据权限进行系统设定和功能使用。

（3） 可管理性好。整个自动控制系统提供了完善的用户管理、系统配置、运行状态监测、历史记录等功能，利用这些功能可以简化作业流程，明确管理权限，为系统制定合理的运行策略，维持整个系统的稳定运行。同时历史记录等功能还可以对控制系统的每个操作进行记录，便于后期检索和系统修正，为警报或故障原因的查找提供数据支持。

（4） 数据精度高。由于采用了多种传感器设备对模拟量进行信息采集，故本自动控制系统可以将模拟信息转换为精确的数字信息，便于数据处理和分析。

2 各子系统功能实现

2.1 水利调度中心

应用自动控制系统可以实现水利调度中心的无人值守。具体实现方式为，在自动控制系统中对水费计收系统、水利信息采集系统、闸门监控系统、视频监控系统、数据库备份系统等不同系统中的参数进行设定，同时制定相应的执行策略，只有满足条件时，系统才会启动运行。通过上述操作可以对水资源使用用户进行水费计收；对水资源调度过程中的水位、流量、渠道污泥厚度等参数进行实时监测，并监测数据修正系统运行状态，如放水水量等；对闸门进行实时控制，只有满足开启条件时才能够开闸放水，当放水完毕后可以自动关闭闸门；对整个水利调度过程中的重点位置添加视频监控，确保水利调度的准确性和可靠性；对系统运行过程中产生的数据进行备份，以备后期检索和总结。

2.2 现场PLC控制系统

现场PLC控制系统主要安装在各支、斗渠的闸房内与启闭机电器控制柜进行连接，可以通过通信系统与上位机进行数据通信获取对闸门的控制指令，进而对闸位信息、电量电压信息、水位信息等进行控制，实现远程自动化操作。同时，为保证系统的可靠性，增强系统的灵活性，可以在现场PLC控制系统中添加现场控制开关，便于特殊情况下进行现场控制。

2.3 水利信息采集

自动控制系统运行的基础是对诸如水位、渠道流速等信息的实时采集和监测。这些信息可以通过安置于水利调度环境中的传感器和数据采集装置获得。采集获得的数据被传送到监控中心进行处理和运算，系统根据运算结果控制闸门状态、进行水费计收等。

需要说明的是，对水位信息的采集是通过水位传感器完成的，该传感器通常放置于测井中的测量筒中，但是需要根据实际情况进行零点调节和校正；对于流速信息的采集是通过流速仪及其相关装置完成的，测速装置应该选择超声波流速仪和超声波污泥厚度仪，以消除复杂水质和淤泥厚度对测量数据的影响。

2.4 视频监控

在执行水利调度任务时要求对重点检测位置进行24小时不间断监控，此时需要应用视频监控子系统。视频监控子系统中的监控相机可以对覆盖区域内的所有活动和环境变化进行图像采集，然后通过通信系统传递回监控中心，帮助监控中心管理人员对实际情况进行判断，进而根据判断结果制定操作策略。

2.5 数据通信

鉴于整个调度系统覆盖区域广泛，周边环境复杂，故在实现终端与控制中心通信时需要根据实际情况具体制定。在水源区域，对其进行的水利调度通过对闸门两侧的水位差进行控制实现的，故在该区域可以铺设有限通信网络，如光通信网络等进行数据通信。在灌溉区域通常自然环境较为恶劣，且不需要采集和显示多种数据，在该区域进行数据通信系统覆盖可以通过无线通信技术的方式实现。直接对无线通信模块进行通信设定即可完成数据的定时上传和下载，基本可以满足自动控制需求。

3 计算机网络系统设计

各子功能和硬件设备的运行离不开计算机网络系统的支持。为增强水利调度系统信息传输的实时性和准确性，可以应用光纤通信信道组建计算机网络系统。该系统基于快速以太网技术构建，可利用多种数据传输协议将不同监控地点和子监控中心连接成一个星状拓扑结构，特别是其高速光纤数据传输网络使得图像、影音、数据等信息在网络中的传输效率得到了大大提高。

整个网络可以分为三个层级。第一层级为核心层，该层中包含了所有与调度中心核心交换机连接的节点，负责整个水利调度系统的核心业务运营和数据管理。第二层为汇接层，该层中主要包含了具体的被控制和检测的对象，如闸门、水位计、PLC控制电路等，且每对象均具有独立的通信地址，便于指令和信息的发送与接收。第三层为外接层，该层主要通过公共接口或者开放接口与其他相关单位或企业进行网络对接，便于实现信息共享，提升信息的利用效率。

总之在水利调度系统中应用自动化控制系统是今后水利工程的必然发展方向。自动控制系统利用计算机技术和现代通信技术构建了一个完整的，可实时通信和信息共享的操作平台，利用该平台可以改善工作人员的工作环境，满足水利调度系统运行中的参数实时监控需求，为整个水利调度过程的自动化、智能化创造了有利条件，提升了整个系统运行的可靠性、稳定性以及精确性，具有非常实际的应用意义。

参考文献

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水利站计算机监控系统论文 篇12

关键词：水利工程,设计施工,计算机

科学技术的不断发展, 计算机技术带来的信息化已经成为经济社会中各行各业发展的大趋势。在水利工程设计和施工中包含的地质勘测、工程设计、信息采集等方面, 计算机技术都以其特有的优势占据了重要地位, 为水利工程设计和施工中的信息处理速度和工程设计精准度奠定了坚实的基础。

1 计算机技术在水利工程规划中的应用

水利工程规划涉及很多方面的信息和数据, 如果运用人工勘测技术来完成的话, 不仅很难在一定时间内完成任务, 完成效率也受影响。为了提高设计和勘测的效率, 保证设计质量得到提高, 也为了提高设计速度, 应该充分发挥计算机技术的作用。

首先, 在工程方案设计的前期, 可以运用计算机技术中的三维动画技术和cad技术提供更高效、更准确的设计数据, 以提高工程设计质量效果。传统的水利工程设计过程中, 采用传统的勘测技术, 缺乏立体性和动感性, 很难全面地勘测和观察出水利工程的各项具体信息, 计算机技术的三维动画技术和cad技术弥补了传统勘测技术的弊端, 使得工程设计过程中的很多具体信息得以彰显, 为工程设计效率的提高提供了保障。此外, 计算机技术的三维动画技术还可以通过premiere7.0等软件建立起三维图形库, 为水利工程建筑物的各种三维模型的生成奠定了基础。在计算机技术的三维动画技术、cad技术和三维模型构建完成之后, 可以在这些生动全面的数据信息基础上, 结合工程的实际情况, 分析和设计出工程设计的方案, 这时分析出的方案不仅减少了人为因素和技术因素方面带来的某些施工和设计问题隐患, 还可以避免事故的发生和经济上的损失。

其次, 在工程方案设计的前期, 需要掌握设计所处地的具体信息, 而这时运用计算机技术中的地理信息系统gis, 可以进一步提高对水利工程地域和所处地的了解, 通过这一系统的采集、存储、描述和分析, 可以对地球表面特征和该地域具体地理分布情况做出一个比较可靠的信息系统。在gis形成的这一信息系统中, 不仅有对地质地域的研究分析, 还可以提供水利工程需要的各种静态及动态数据。详细地说, gis信息系统在水利工程中的作用有以下几个方面:第一, 该系统对工程所在区域的地理及其他信息进行了处理, 建立起了形象化的地形图, 是水利施工设计和规划中的重要材料。计算机软件可以将地形的具体数据变成三维模型图, 最终构成高仿真的数字地形模型。第二, 该系统可以有效分析gis的空间分析数据, 为精准确定工程设计和施工中的具体项目位置、具体引水路线、具体设计方案做出设计对比和优化。第三, 该系统强大的3D分析功能, 对于水利工程的总设计图做出了大量分析, 还可以以三维可视效果来展现, 对于工程区的各种情况和信息进行了直接可视化查询, 对于方案的再优化提供了良好基础。

2 计算机技术在水利工程施工中的应用

计算机技术在水利工程施工中的应用, 不仅仅在于能够通过各种演示文件和鸟瞰图展示实际工程效果和设计规划效果还可以通过空间分析技术, 对包含的各种信息进行详细设计、分析和演示, 因此通过计算机的软件与硬件系统, 对于水利施工中的一些数据可以进行数字化的编排与处理, 最终实现设计信息与实际信息、单一信息与多项信息的结合, 对于提高施工能力有效控制施工进度和质量, 及时避免隐患问题起到了良好的促进作用。

第一, 计算机中的软件系统, 可以在水利工程设计和施工中, 对施工数据及地理信息进行有效分析, 确定水利工程的影响区域与施工具体区域。

第二, 计算机中的软件系统, 可以在水利工程的具体施工过程中通过gis系统的运用, 为施工信息化和数字化提供支持和服务, 确保施工中的各种信息能够有机协调, 实现对工程施工的精准控制, 还能够保留施工各种参数和质量, 因此能有效控制工程施工过程, 避免施工过程中的偷工减料、偷梁换柱、高报价等问题, 在一定程度上排除了一些经济问题的隐患。

第三, 计算机中的软件系统, 如tm卫星影像解读, 能够对水利工程设计方案中的各种资料数据进行处理, 能够通过专业的软件与其他工程资料相配合, 最终形成平面图、地质图等, 对于更好地控制工程施工质量有着良好的作用。

第四, 计算机中的软件系统, 可以随时精准地掌握水利工程施工中的信息, 还可以对信息进行管理与调整, 特别是计算机空间分析技术的运用, 实现了工程信息的高效应用与管理, 提高了工程管理效率。无论是对总体的设计成果, 还是对具体的细节工程、子工程、辅助工程等信息都可以实现相关的处理与调整, 如针对水利工程的施工道路、备料堆放区域、工人生活区域、技术图纸设置、技术协助设备等进行有效管理, 实现了水利工程施工的有效控制。

第五, 计算机中的软件系统, 可以对水利工程施工的各个阶段通过数字化技术显示出来, 无论是人为因素还是不可预知因素出现的隐患或者损失, 都可以被水利工程的数据库信息处理系统体现出来, 这就引导施工管理人员、工程师、工程技术人员正视和处理突发的某些问题和潜藏的某些隐患问题, 根据科学的数据分析和施工, 从而保证水利工程项目的高质量建设。

3 结语

在水利工程规划和施工中运用计算机技术, 可以提供高精准的施工信息, 有效设计施工图纸和方案, 科学分析各项设计及施工数据及信息, 有效防止各项安全隐患事故的发生, 对确保水利工程进步和质量具有重要意义。

参考文献

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