概述
水利信息化是水利現(xiàn)代化的基本標(biāo)志和重要內(nèi)容，信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢，也是我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、現(xiàn)代化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。水利信息化是國家以信息化改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)思路在水利行業(yè)的具體體現(xiàn)，是帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的重要措施之一。
為全面實(shí)施計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制、建立流域的水動(dòng)力模型和最終實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能調(diào)度決策，太湖流域監(jiān)控系統(tǒng)一期工程，將按照上海市水務(wù)局信息化總體規(guī)劃和上海市水閘泵站計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可行性研究報(bào)告的要求，完成本系統(tǒng)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
1、系統(tǒng)簡介
太湖流域監(jiān)控系統(tǒng)（上海部分）一期工程共有36個(gè)閘站，本工程項(xiàng)目對(duì)監(jiān)控軟件的要求是遠(yuǎn)程控制總中心要有和現(xiàn)場監(jiān)控站點(diǎn)同樣的監(jiān)控能力，既總中心的操作員能夠通過命令輸入或根據(jù)調(diào)度中心的指令自動(dòng)調(diào)整水位報(bào)警的上、下限值、閘位報(bào)警的狀態(tài)、事件警告范圍等報(bào)警參數(shù)，并且要求總中心和現(xiàn)場閘站的數(shù)據(jù)、畫面保持實(shí)時(shí)性。本項(xiàng)目充分發(fā)揮了WebAccess在網(wǎng)絡(luò)控制方面的優(yōu)勢，同時(shí)也為二期工程擴(kuò)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2、系統(tǒng)架構(gòu)
根據(jù)可行性研究報(bào)告對(duì)系統(tǒng)信息的具體監(jiān)測要求，結(jié)合網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本次太湖流域閘站監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖1所示：
本項(xiàng)目的監(jiān)控分為3個(gè)級(jí)別，分別是現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)、分中心控制級(jí)和總中心控制級(jí)。
在現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)，大部分的閘站現(xiàn)場（除1類站點(diǎn)外）是無人職守的，故其水情、工況的監(jiān)控完全由遠(yuǎn)程的分中心或總中心進(jìn)行，從現(xiàn)場各種自動(dòng)化設(shè)備采集來的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)送往遠(yuǎn)程控制中心的WebAccess進(jìn)行集中監(jiān)控。
分中心控制級(jí),各個(gè)分中心將從下面現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)以圖形、曲線等方式實(shí)時(shí)顯示于各分中心的控制室，并將所有數(shù)據(jù)、圖形畫面記錄到中心控制室的硬盤中。分中心控制室通過登錄總中心的服務(wù)器（工程節(jié)點(diǎn)），經(jīng)過嚴(yán)格的身份驗(yàn)證后，即可根據(jù)擁有的權(quán)限對(duì)閘站進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，如閘門的啟停、警報(bào)認(rèn)可等。各分中心在接受從現(xiàn)場閘站送來的數(shù)據(jù)的同時(shí)，還將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的送往控制總中心的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。
總中心控制室是中央數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，同時(shí)也是Web Server，所有的工程組態(tài)、圖表建立修改、數(shù)據(jù)庫設(shè)置都在總中心的工程節(jié)點(diǎn)軟件中完成，同時(shí)總中心也具有與現(xiàn)場同樣的監(jiān)控功能，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程調(diào)度監(jiān)控功能，其所看到的圖面、數(shù)據(jù)、視頻圖象完全和現(xiàn)場一樣。分中心控制室和總中心之間的數(shù)據(jù)傳輸是依靠WebAccess的內(nèi)部優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
3、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能3.1基于WebGIS方式對(duì)36個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行集中監(jiān)控
WebAccess為上層GIS地理信息系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口，將現(xiàn)場的水位數(shù)據(jù)顯示在GIS的地理圖層中，并提供與GIS頁面鏈接切換。點(diǎn)擊地理信息圖中某個(gè)閘站名稱，系統(tǒng)將頁面鏈接到WebAccess監(jiān)控頁面中，實(shí)現(xiàn)WebAccess與GIS地理信息系統(tǒng)的無縫集成。
3.2實(shí)時(shí)監(jiān)控
運(yùn)行于各分中心、匯聚站、I類站的WebAccess采集節(jié)點(diǎn)通過ENTHERNET網(wǎng)絡(luò)讀取相應(yīng)節(jié)點(diǎn)下的控制器采集到的現(xiàn)場水情與工情數(shù)據(jù)，全面、及時(shí)反各流域內(nèi)河道及水閘泵站的基本狀況，包括閘門開度、水泵啟停狀態(tài)、電機(jī)狀態(tài)、內(nèi)外河水位流量等參數(shù)，為防汛和水質(zhì)調(diào)水提供調(diào)度依據(jù)。同時(shí)各分中心還可以將各類控制數(shù)據(jù)（閘門啟動(dòng)參數(shù)等）通過ENTERNET送至現(xiàn)場控制器，由控制器接受到的參數(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程控制工作。
3.3多樣式的報(bào)警信息
當(dāng)系統(tǒng)有報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，操作員可以根據(jù)上圖中在線報(bào)警欄中的信息提示得知警報(bào)，同時(shí)，“在線警報(bào)”按鈕也會(huì)呈現(xiàn)紅色閃爍狀態(tài)，點(diǎn)擊進(jìn)入“報(bào)警摘要”畫面中。在主畫面中，不同的報(bào)警信息也會(huì)有不同的報(bào)警顯示形式，WebAccess提供多媒體語音報(bào)警、動(dòng)畫閃爍報(bào)警，彈出窗口報(bào)警、發(fā)送E-MAIL報(bào)警等，可以實(shí)現(xiàn)全方位的報(bào)警信息通報(bào)。
在線報(bào)警欄中的報(bào)警信息，在每一個(gè)監(jiān)控頁面都是相同的，無論現(xiàn)場還是遠(yuǎn)程分中心監(jiān)控站，而且所有36個(gè)閘站的報(bào)警信息是全局聯(lián)動(dòng)的，可以讓操作人員最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息，解決故障。
3.4數(shù)據(jù)記錄顯示
WebAccess提供實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示記錄，以方便用戶根據(jù)曲線走勢進(jìn)行系統(tǒng)分析；同時(shí)還提供專業(yè)的水務(wù)報(bào)表，有日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，可根據(jù)需要輸入起始時(shí)間、終止時(shí)間和采集頻率的不同而查詢相應(yīng)時(shí)間段的數(shù)據(jù)報(bào)表。還可以通過高級(jí)選項(xiàng)設(shè)定查詢數(shù)據(jù)的顯示類型，如最大值、最小值、平均值等。
用戶可以直接將報(bào)表輸出打印或發(fā)送E-MAIL到指定郵箱。發(fā)送報(bào)表格式為HTML格式，可以輕松將報(bào)表粘貼到EXCEL等工具軟件進(jìn)行處理加工。
WebAccess提供標(biāo)準(zhǔn)的ODBC接口可以將數(shù)據(jù)記錄到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（SQL、ORACLE、ACCESS），市調(diào)度控制中心等上層管理系統(tǒng)可以直接讀取歷史數(shù)據(jù)庫中的全部歷史數(shù)據(jù)。
3.5視頻監(jiān)控
WebAccess可以利用OCX接口技術(shù)，將支持OCX接口的攝象機(jī)或視頻服務(wù)器采集到的現(xiàn)場實(shí)時(shí)圖象嵌入在其監(jiān)控界面中。且可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)畫面的4分屏、9分屏顯示，通過視頻圖象監(jiān)視可以真實(shí)反映閘站現(xiàn)場的詳細(xì)情況，如果視頻系統(tǒng)提供基于HTTP的相關(guān)控制指令及詳細(xì)說明文檔，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控頁面中直接進(jìn)行云臺(tái)操作如控制轉(zhuǎn)向、變焦等工作。
3.6權(quán)限設(shè)定
整個(gè)系統(tǒng)中任何分中心或現(xiàn)場站的操作人員，在進(jìn)入現(xiàn)場與遠(yuǎn)程監(jiān)控界面時(shí)，都需要各自不同的用戶名、密碼，而其使用的用戶名、密碼就直接決定了操作人員能夠監(jiān)控界面的內(nèi)容及是否擁有監(jiān)控和控制的權(quán)力。而全部用戶名、密碼的分配以及權(quán)限劃分工作都由監(jiān)控中心的WebAccess工程節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)配置。
本系統(tǒng)根據(jù)需求用戶共劃分為四個(gè)等級(jí)：
一級(jí)：進(jìn)入系統(tǒng)，監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖象、狀態(tài)、退出系統(tǒng)
二級(jí)：在線查詢/打印報(bào)表、云臺(tái)控制、報(bào)警確認(rèn)，及一級(jí)權(quán)限的所有功能
三級(jí)：閘門/水泵的遠(yuǎn)程控制，及二級(jí)權(quán)限的全部功能
四級(jí)：界面修改、參數(shù)調(diào)整、數(shù)據(jù)庫配置、報(bào)表格式定義、系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)、系統(tǒng)安全口令配置、系統(tǒng)管理功能等，及三級(jí)權(quán)限的所有功能。
3.7與上層MIS系統(tǒng)的集成
WebAccess的采集節(jié)點(diǎn)提供API接口，上層管理系統(tǒng)可以編寫簡易的API程序從采集節(jié)點(diǎn)讀取、寫入整個(gè)系統(tǒng)中的任何I/O點(diǎn)的數(shù)據(jù)。WebAccess提供的兩種接口可以讀取現(xiàn)場的全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，用于水動(dòng)力建模及智能化調(diào)度使用。
3.8遠(yuǎn)程監(jiān)控
由于WebAccess與生俱來的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使得其具有強(qiáng)大的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何裝有WebAccess客戶端插件的計(jì)算機(jī)，登陸監(jiān)控中心的服務(wù)器（即工程節(jié)點(diǎn)），經(jīng)過嚴(yán)格的身份驗(yàn)證后，可以在Web瀏覽器內(nèi)看到和現(xiàn)場完全相同的監(jiān)控畫面和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如果其管理權(quán)限中擁有控制能力，可以直接遠(yuǎn)程啟動(dòng)現(xiàn)場閘站的閘門，而在現(xiàn)場的采集節(jié)點(diǎn)中則詳細(xì)記錄了其操作的全部過程。
4、結(jié)束語 太湖流域監(jiān)控系統(tǒng)，本著以達(dá)到“無人值班”、計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)度、遠(yuǎn)程遙測的目標(biāo)，是水文閘站現(xiàn)代化管理調(diào)度的發(fā)展方向，是人類科技進(jìn)步的標(biāo)志。WebAccess網(wǎng)際組態(tài)軟件憑借其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能在中國水利水情監(jiān)控領(lǐng)域正發(fā)揮著越來越重要的作用！
