水利工程建設現代化管理模式分析的論文
一、我國水利工程建設的發(fā)展過(guò)程
80年代以前，水利工程建設管理基本處于人工管理模式，即：根據人們長(cháng)期工作的實(shí)踐經(jīng)驗，借助常規的工具、機電設施和普通的通信手段，采取人工觀(guān)測、手工操作等工作方式，處理工程建設管理的各類(lèi)圖表繪制、數據計算和文字編輯，進(jìn)行工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資等控制，發(fā)布水情、工情調度指令和啟閉調節各類(lèi)工程建筑物。到90年代初期，通信、計算機技術(shù)在水利工程建設管理中開(kāi)始得到初步應用，但也只是作為一般的輔助工具，主要用于通訊聯(lián)絡(luò )、文字編輯、圖表繪制和打印輸出，最多作些簡(jiǎn)單的編程計算，通信、計算機等先進(jìn)技術(shù)未能得到全面普及和應用，其技術(shù)特性和系統效益不能得以充分發(fā)揮。
近幾年，隨著(zhù)現代通信和計算機等技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及水利信息化建設進(jìn)程不斷加快，工程建設管理開(kāi)始由傳統型的經(jīng)驗管理逐步轉換為現代化管理。各級工程建設管理部門(mén)在抓緊骨干性工程措施建設的同時(shí)，注重加強非工程性措施的建設，并著(zhù)手利用通信、計算機、程控交換、圖文視訊和遙測遙控等現代技術(shù)，配置相應的硬、軟件設施，先后建立通信傳輸、計算機網(wǎng)絡(luò )、信息采集和視頻監控等系統，實(shí)現水情、工情信息的實(shí)時(shí)采集，水工建筑物的自動(dòng)控制，作業(yè)現場(chǎng)的遠程監視，工程視訊異地會(huì )商及辦公自動(dòng)化等。
二、系統初步解決方案
工程建設管理雖具有相應的國家管理規定和基本建設程序，但工程建設現代化管理卻沒(méi)有固定的模式和具體標準，也缺少現成的經(jīng)驗借鑒。如何根據水利工程建設管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，制定臨時(shí)（建設期）與永久（運行期）相結合的現代化管理系統的解決方案，是水利工程建設管理部門(mén)十分關(guān)注和急需的課題，也是涉及水利信息化建設戰略實(shí)施的關(guān)鍵。
根據長(cháng)期的工程實(shí)踐，我們認識到工程建設管理應以傳統的管理模式為基礎，結合工程建設管理工作中所積累的經(jīng)驗，并應用現代的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，擇優(yōu)配置相應的硬件設施和軟件系統，構成一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、性能穩定、質(zhì)量可靠、系統開(kāi)放、擴展靈便和實(shí)用的綜合業(yè)務(wù)現代化管理操作控制平臺，提供信息交互、資源共享的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)環(huán)境，將是水利工程建設現代化管理的基本發(fā)展方向。
現代化管理系統建設的基本解決方案擬借助于現代的通信、計算機、遙測遙控、圖文視訊等先進(jìn)技術(shù)，建立專(zhuān)用的通信傳輸鏈路、高效的計算機網(wǎng)絡(luò )、實(shí)時(shí)的信息采集網(wǎng)絡(luò )、動(dòng)態(tài)的遠程監視監控網(wǎng)絡(luò )和實(shí)用的專(zhuān)家決策支持系統，配置和研制開(kāi)發(fā)相關(guān)的應用軟件系統，實(shí)現水情、工情信息的實(shí)時(shí)監測、水工建筑物的.遠程監視監控、水利工程的優(yōu)化調度、工程建設管理辦公自動(dòng)化和工程管理視訊異地會(huì )商等綜合業(yè)務(wù)的現代化、信息化、自動(dòng)化管理。
鑒于水利工程建設管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，系統中通信傳輸鏈路的建設擬采用有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)兼容，多鏈路迂回的基本原則，其骨干性傳輸鏈路擬選擇技術(shù)先進(jìn)成熟、性能穩定可靠的光纖、衛星或數字微波等通信方式，以確保通信暢通、傳輸可靠和安全運行。計算機網(wǎng)絡(luò )的建設擬根據工程建設管理體制的實(shí)際情況，配置相應的服務(wù)器、交換機、路由器、客戶(hù)終端和網(wǎng)絡(luò )管理等硬件和應用軟件，并研制開(kāi)發(fā)相關(guān)的工程建設管理專(zhuān)用軟件，完成工程建設管理局域網(wǎng)絡(luò )的建設，在此基礎上，做好與上級業(yè)務(wù)主管部門(mén)計算機網(wǎng)絡(luò )的匯聯(lián)，從而構成一個(gè)完整的工程建設管理廣域網(wǎng)絡(luò )。信息采集網(wǎng)絡(luò )的建設擬選擇無(wú)線(xiàn)擴頻、數字超短波等通信方式，建立區域性信息傳輸專(zhuān)用通信鏈路，配置相關(guān)的VHF數傳電臺、RCU遙測控制終端、SCADA應用軟件和水情、工情遙測傳感器，由此構成一個(gè)基本的實(shí)時(shí)信息采集網(wǎng)絡(luò )。遠程監視監控網(wǎng)絡(luò )的建設擬采用4C技術(shù)（即：控制Control、通訊Communication、計算機Computer、圖形顯示CRT），集影像、語(yǔ)音等視訊和遠程水工建筑物控制于一體，借助于有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸媒體，配置相關(guān)的攝像、錄像、數字解壓縮、信號切換、圖像顯示和遠程控制等設備，實(shí)現對工程建設管理范圍內水工建筑物和作業(yè)現場(chǎng)的遠程監視監控。專(zhuān)家決策支持系統的建設主要完成相關(guān)的專(zhuān)用工程建設管理應用軟件的研制開(kāi)發(fā)，預報分析水情、工情動(dòng)態(tài)趨勢，建立各類(lèi)工程建設管理模型，制定相應的優(yōu)化管理和調度方案，提供工程建設管理業(yè)務(wù)辦公、計劃財務(wù)、材料物資、工程合同、施工監理、政策法規、技術(shù)文檔等管理自動(dòng)化的服務(wù)環(huán)境，滿(mǎn)足建設、監理、施工和管理等單位網(wǎng)上辦公、資源共享的需要。
通過(guò)上述各網(wǎng)絡(luò )或系統的建設，由此構成一個(gè)較為完整的工程建設現代智能型自動(dòng)化管理控制系統，具有一定的先進(jìn)性、成熟性和實(shí)用性，也是一個(gè)較為實(shí)際且可行的解決方案。
三、系統基本技術(shù)特性
1、雙向全雙工自動(dòng)或手動(dòng)撥號通信，實(shí)時(shí)數據傳輸及圖文交互。
2、水情、工情信息實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、分類(lèi)、處理、打印、顯示、查詢(xún)、存貯、檢索、轉發(fā)和語(yǔ)音報信等。
3、系統信息共享，數據庫數據調用、、、預報和自動(dòng)裝載等。
4、非自動(dòng)測量參數人工置數輸入和編程設置。
5、水情、工情狀態(tài)實(shí)時(shí)圖形動(dòng)態(tài)顯示。
6、故障越限報警及自動(dòng)數據保護。
7、本地Intranet互聯(lián)。
8、技術(shù)文檔、圖文編輯、公務(wù)郵件、分析預報、調度決策、計劃控制、質(zhì)量監督、數字統計和報表生成等業(yè)務(wù)計算機辦公自動(dòng)化。
9、水情、工情動(dòng)態(tài)監視和近場(chǎng)或遠程自動(dòng)控制。
四、系統建設一般模式
以某水利工程為例談一下關(guān)于水利工程系統模式的建設情況：水利工程建設樞紐化管理系統由通信傳輸、計算機、視頻監控管理等3個(gè)子系統組成，計算機網(wǎng)絡(luò )和視頻監控子系統的拓撲結構。
通信傳輸子系統由程控交換、無(wú)線(xiàn)通信和綜合布線(xiàn)等部分組成，主要為工程建設管理通信和計算機網(wǎng)絡(luò )、視頻監控子系統提供專(zhuān)用傳輸鏈路。計算機網(wǎng)絡(luò )子系統在局域網(wǎng)絡(luò )建設的基礎上，集數據庫管理、郵件、多媒體通信和網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)等技術(shù)于一體，形成一個(gè)完整的信息管理系統。該樞紐工地在網(wǎng)計算機及各類(lèi)網(wǎng)端設備已達40多臺套，與常規文檔同步建立的電子文檔已成檔1000M。視頻監控管理子系統主要由前端設備、傳輸設備、控制設備和顯示記錄設備等4個(gè)部分組成。
1、前端設備：作為圖像和數據信號采集處理設備，由安裝在現場(chǎng)的高分辨率的彩色攝像機、全方位云臺、三可變鏡頭、室外專(zhuān)業(yè)防護設備等組成。系統根據工程施工、管理范圍的特點(diǎn)，分別在立交地涵的東北、西北、東南、西南4個(gè)角和工程建設處院內各設置1套日本松下公司W(wǎng)V-CP430高分辨率彩色全方位攝像機，通過(guò)配置日本Computar公司H16Z7516AMS型16倍兩可變鏡頭和美國AD公司AD1240型或利凌公司PIH-301型全方位多功能室外云臺等設備，其視覺(jué)范圍基本可以覆蓋地涵全部，以及該樞紐國道橋全線(xiàn)施工范圍，工程建設處院內的前端設備則可覆蓋項目業(yè)主和立交地涵、國道橋兩個(gè)監理部的辦公區等范圍，在無(wú)遮擋的情況下可實(shí)現對半徑300m范圍內進(jìn)行監視。前端設備至工程建設處監控中心的最遠直線(xiàn)距離達3km。
2、傳輸設備：作為圖像和數據信號傳輸媒體，即：前端設備與集中控制設備匯聯(lián)專(zhuān)用傳輸鏈路。系統除工程建設處院內前端設備采用有線(xiàn)同軸電纜傳輸方式外，其余4個(gè)監控點(diǎn)則通過(guò)深圳科衛泰公司的無(wú)線(xiàn)通信設備進(jìn)行傳輸。
3、集中控制設備：作為前端設備旋轉方位、角度、焦距調諧和視頻切換，以及圖像檢索、處理等專(zhuān)用控制設備。前端設備中全方位云臺、兩可變自動(dòng)光圈鏡頭的控制信號通過(guò)深圳亞奧新YA100-PTM云臺鏡頭解碼器的RS-485總線(xiàn)傳輸。系統監控中心則根據泰州引江河高港樞紐工程的實(shí)踐經(jīng)驗，并結合該樞紐視頻監控實(shí)際需求，另配置圖像控制主機、YA100-AVSU視頻切換矩陣、9畫(huà)面分割器和長(cháng)延時(shí)錄像機各1臺，主要用于視像信號的控制管理和畫(huà)面切換、圖像存儲、多畫(huà)面分割的控制等。
4、顯示記錄設備：作為視訊顯示、存儲設備，主要包括：監視器、顯示器、投影大屏幕和錄像機、存儲器、刻錄機等。系統通過(guò)配置數臺監視器構成電視屏幕墻，使值班人員能夠在監控中心同時(shí)監視5個(gè)前端監控點(diǎn)的任意幾路或畫(huà)面分割的圖像。另外，在建設處三樓會(huì )議室作為系統的圖像管理中心，配置34英寸彩色電視機和圖像服務(wù)器各1臺，用于視頻監控圖像的顯示、處理、檢索、存儲、控制和管理。
系統監控中心由一個(gè)主控中心和兩個(gè)分控中心構成，其中主控中心具有最高權限，既能對所有前端設備的云臺、鏡頭進(jìn)行操作控制，也能對系統管理參數進(jìn)行修改設置，主控中心在操作控制過(guò)程中其他分控中心不能作任何操作。分控中心則根據管理職權而設置不同權限。
該樞紐工程建設現代化管理系統的建設，在工程建設現代化管理方面做了一些探索，為我省水利工程管理自動(dòng)化控制進(jìn)行了初步嘗試，并為其它工程的建設和管理積累了寶貴經(jīng)驗。系統的有效地提高了工作效率，實(shí)現了信息資源共享，滿(mǎn)足了工程建設實(shí)時(shí)監控和動(dòng)態(tài)管理，符合關(guān)于"加強信息化、促進(jìn)進(jìn)步和創(chuàng )新"的精神要求，適應了水利信息化建設和現代信息的。
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