水利自動化發展趨勢

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水利自動化是水利信息化的基本系統，水利信息化的發展方向決定了水利自動化的發展方向。水利行業的研究和決策離不開數據的采集、傳動和處理，如今互聯網技術的應用大大節約了數據處理各個環節的人力和財力，從數據入庫到數據分享，每個環節都能通過云計算和云服務實現自動化，不僅提高了工作效率，降低了失誤率，還為行業發展奠定了基礎。

1水利信息化、水利自動化及水利智慧網的發展概述

1.1水利信息化

水利信息化，即把現代化的信息技術應用于各項水利相關的機器設備中，以實現機械化的信息采集和處理，從而保證水利事業的高效運轉。具體而言，水利信息化是利用現在通信、計算機互聯網技術在全行業中開展信息化處理，開發行業中與水相關的信息資源，從而直接為水資源的開發利用、配置、環境保護和治理提供決策。在計算機技術的支撐下，水利信息的采集、傳輸、存儲和處理服務能夠更加深入和規范，全面提升了水利行業相關活動的效率。在國家信息化建設的總體指導方針下，水利信息化建設為全面建設小康社會的新形勢服務，以提高水利管理和服務水平為宗旨，以開發水利信息資源為核心內容，立足當前應用，著眼未來發展方向，著力保障未來水利事業的可持續發展。

1.2水利自動化

水利自動化全稱為水利管理自動化系統，是一個供水調度系統的軟件平臺，也是一個綜合性很強的供水信息化管理平臺。此平臺能把來自自來水公司管轄范圍的取水泵站、水源井、自來水廠等重要供水單元全方位納入監控和管理系統中，目前可實現手機與電腦同步監控。水利自動化系統是由一個監控中心和若干個遠方端站構成，必要情況下可設中繼站。監控中心站是以微機系統為主體，并配置必須的數據通信設備，使用計算機專用電源；端站則是以單片微機為主，配備數據通信設備、傳感器和執行段；中繼站則由數據通信設備及中級控制器構成；端站和中繼站采用蓄電池和太陽能電池進行工作。自動化系統的主要功能為：數據采集、傳輸和處理。通過端站的傳感器和執行端完成數據的采集和命令執行；各站的數據通信設備完成數據傳輸任務；最后由監控中心站的微機系統完成數據處理工作，包括數據識別、校驗、存貯和分析，并將處理后的數據和結果進行顯示、存儲和打印。

1.3水利智慧網

水利智慧網是將物聯網應用于水利信息采集和監控的現代化智能網絡技術。物聯網是按照約定協議，通過傳感器將各種網絡連接起來進行信息的交換和通信，實現智能化和識別、定位和監控管理的網絡技術。將物聯網應用于水利建設，可極大地提高水利信息化和水利自動化。

2水利自動化技術的應用現狀

我國是最早將水利自動化技術應用在水利設備以獲取防汛信息的國家，在信息采集方面不斷創新、優化，改善信息的傳輸技術和組網能力，拓展信息采集的渠道，提高信息采集的準確性。根據當前的水利工程應用實踐，水利自動化主要應用于監控和管理水質系統、水資源管理決策支持系統以及水文自動測報系統等，其中應用最廣泛的是將自動化技術應用于水土保持檢測與管理信息系統中。該水利系統主要有兩方面的功能，一是應用自動化技術實現水土信息的采集、處理和遠程遙控操作；二是面對突發狀況，自動化技術能夠及時實現信息預警。水利自動化的基礎是自動監測系統，其主要任務是監測和監控，因此，對傳感、采集和傳輸數據的智能化和組網要求也越來越高。應用過程中存在的問題是監測點范圍有限，集中在灌溉區自動化和大壩安全監測系統，由于無線傳感網絡的無線射頻為100～300m，距離較短，2.4GHz的頻率繞射性能較差，組網的條件范圍較小，導致在測點分布相對離散的水利自動化系統中無法應用，例如局部地區的山洪災害預警系統中使用相對有限。雖然現已有距離較長的無線傳感器產品問世，但仍需進一步證實其組網和傳輸的可靠性。我國開展的國家水資源管理信息系統采用的架構已具有云服務的雛形。監測數據的服務器和應用軟件統一由上層部署，各層配置使用。設計平臺開發了支撐類通用軟件以及3層平臺(3級通用的門戶、統一應用、數據集成支撐軟件)。河海大學近年開展的“基于云計算的防汛防旱信息集成平臺的研究”和“水利云平臺關鍵技術研究與應用示范”研究項目，在江蘇省淮安市水利局進行了成功的應用示范。“基于云計算的防汛防旱信息集成平臺的研究”項目，集成了云管理、云會商、云搜索、云普查和云預報等云服務族和多個遺產系統，構成了多業務處理的交叉平臺，體現了“水利云”的智能化、一體化、綜合化的特征，獲得了大禹科技進步一等獎。總體而言，我國智能傳感器的發展起步相對較晚，涵蓋自檢查、糾錯、判斷和修復為一體的傳感器有限，結合物聯網技術的傳感器更是少之又少，目前尚不能滿足水利自動化智慧網的需求。

3計算機技術背景下的水利自動化未來發展趨勢

國家的發展依賴于人才的創新和技術的進步，對水利自動化和水利信息化的推廣及發展，未來的發展趨勢主要立足于以下幾點：一是探索如何科學合理的將水利自動化技術應用于水資源管理決策的支持系統。水資源預測、評估、調度、信息、中長期規劃等一系列決策都是水資源決策的內容，通過收集來自于水文、生態環境、社會經濟和水資源用戶的信息，采用自動化技術進行整合分析，再結合專業人員的判斷，最終做出最優的管理決策，符合當下的綠色發展之路。二是全面構建水利信息化的基礎設施建設，與水利相關的項目要謹慎審查，嚴格操作。基礎設施的健全能夠保證全面實現自動化，進一步實現全民自動化。水利相關的項目審查通過后要加強信息共享和資源共享，最大限度地排除水利項目實施中的困難。三是加強對水利信息化和水利自動化的專業人才培養，人才是技術進步的基礎，要確保一線工作人員具備較強專業的技術和較高的素質。四是重點建立關于水電自動化發展的項目，完善與水電信息系統基本構件相關的內容，針對信息資源運用及信息共享方面存在的問題，要及時查找解決問題的方案。同時，為保證各項工作的順利完成，作為管理人員要事先在實際操作中制定完善的實施方案，操作人員要嚴格遵循計劃方案，從而保質保量的完成既定的規劃。

4結語

現今，全球水資源緊張，科學合理利用水資源，實現水利自動化的信息處理與決策是解決水資源緊缺的有效手段。我國水利自動化基礎技術處于世界領先水平，但水資源分布嚴重不均衡，如何實現長期水利自動化及水資源調配是亟需攻克的難題，因此，需加大資金和研究投入，不斷更新水利信息化的技術水平，將理論與實踐有效結合，為水資源的開發利用、配置和使用、保護與治理等提供科學決策，進一步提高我國水利行業的科學管理水平。

作者:張潤博 單位:甘肅省引大入秦工程管理局