一、行業(yè)背景

隨著水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，水閘作為調(diào)節(jié)水位、控制水流、防洪排澇的重要設(shè)施，其運(yùn)行管理效率與安全性對(duì)區(qū)域水資源調(diào)配、防洪減災(zāi)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面具有重大影響。傳統(tǒng)水閘監(jiān)控管理方式依賴人工現(xiàn)場(chǎng)操作和定期巡檢，存在響應(yīng)速度慢、人力成本高、數(shù)據(jù)采集不全面、難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控等問題。

在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，構(gòu)建水閘集中監(jiān)控遠(yuǎn)程控制物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)成為提升水閘管理智能化水平、保障水利設(shè)施安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵舉措。

二、系統(tǒng)概述

水閘集中監(jiān)控遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，以“遠(yuǎn)程化+少人化”為設(shè)計(jì)原則，為管理人員提供一個(gè)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控多個(gè)閘門狀態(tài)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的管理平臺(tái)，通過接入水渠水位計(jì)、流量計(jì)、控制器PLC以及現(xiàn)場(chǎng)攝像頭，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)、水位、流量、閘門開度等重要數(shù)據(jù)與視頻畫面的同步展示，實(shí)現(xiàn)水閘的智能化管理，提高水閘運(yùn)行的安全性和可靠性，降低管理成本。

三、系統(tǒng)組成

1、前端感知層

傳感器：包括水位計(jì)、流量計(jì)、閘門開度儀、壓力計(jì)等，用于實(shí)時(shí)感知水閘運(yùn)行過程中的各種物理參數(shù)，并轉(zhuǎn)換為IO數(shù)據(jù)。

PLC：主要由PLC實(shí)現(xiàn)閘門的自動(dòng)化控制，并能根據(jù)監(jiān)控中心的指令精確控制閘門的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)水流的調(diào)節(jié)。

視頻監(jiān)控設(shè)備：安裝高清攝像頭，對(duì)水閘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位視頻監(jiān)控，方便管理人員實(shí)時(shí)了解水閘周邊環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常狀況。

2、網(wǎng)絡(luò)傳輸層

網(wǎng)關(guān)設(shè)備RTU：作為前端感知層與網(wǎng)絡(luò)傳輸層之間的橋梁，負(fù)責(zé)將不同類型傳感器的數(shù)據(jù)協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換和整合，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、高效地傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備還具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，可對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單過濾和分析，減輕監(jiān)控中心的計(jì)算負(fù)擔(dān)。

3、云端平臺(tái)層

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)：如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，可存儲(chǔ)水閘運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，建立完善的數(shù)據(jù)管理體系，確保數(shù)據(jù)的安全性、完整性和可追溯性。同時(shí)，提供數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能，防止數(shù)據(jù)丟失。

管理平臺(tái)：作為整個(gè)系統(tǒng)的核心管理平臺(tái)，提供直觀、友好的人機(jī)交互界面。管理人員可通過該界面實(shí)時(shí)查看水閘的運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和視頻畫面，遠(yuǎn)程下達(dá)控制指令，如閘門的開啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)開度等操作。

四、實(shí)現(xiàn)功能

1、水情監(jiān)控

具備“一張圖”展示灌區(qū)整體態(tài)勢(shì)的能力，其通過數(shù)據(jù)大屏的形式直觀呈現(xiàn)灌區(qū)設(shè)備的分布情況。用戶能夠點(diǎn)擊地圖上顯示的各類設(shè)備，進(jìn)而查看該設(shè)備的電量信息、當(dāng)前工作狀態(tài)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻等詳細(xì)內(nèi)容。

2、工情監(jiān)控

工情監(jiān)控模塊主要承擔(dān)著展示各閘門控制器運(yùn)行狀態(tài)的任務(wù)，涵蓋工作狀態(tài)、故障狀態(tài)以及水流流量等關(guān)鍵信息。此外，用戶還可以借助該模塊查看系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備位置、告警日志、運(yùn)維工單等重要信息。

3、實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控功能支持同時(shí)展示單個(gè)或多個(gè)監(jiān)控畫面，方便用戶查看和分析現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)防人為破壞現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施等不良行為的發(fā)生。

4、告警記錄

用于用戶查看系統(tǒng)所產(chǎn)生的各類告警數(shù)據(jù)，這些告警數(shù)據(jù)包含但不限于設(shè)備故障告警、電量低告警以及水位異常告警等，并實(shí)現(xiàn)微信、短信、郵件等方式自動(dòng)通知。

5、事件記錄

事件記錄功能則用于用戶查看系統(tǒng)內(nèi)的操作控制事件，詳細(xì)記錄了各閥門開啟、關(guān)閉動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的操作人等信息。

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