浦东新区水闸自动化系统建设发展回顾与展望

摘要：随着我国经济以及科学技术的发展，越来越多的水闸工程开始使用自动化系统。浦东新区水闸自动化系统的建设从2001年开始，经历了十年多的探索与实践，本文旨在对这一段历程进行回顾，并对今后的水闸自动化系统建设进行展望。

关键词：水闸；自动化系统；展望

中图分类号：N94文献标识码：A 文章编号：

一、前言

水闸作为重要的水利设施，不仅牵涉到防汛排涝、人民安全，还要兼顾通航管理、水资源调度、保护水环境等，让这些水闸功能更好的实现是水闸自动化系统建设的中心目标。

随着我国经济以及科学技术的发展，越来越多的水闸工程开始选择使用自动化系统，系统功能主要包括闸门的电脑控制、水工数据的自动观测、以及水闸数字化视频监控等，水闸自动化系统的建设对于提高水闸管理水平，发挥水闸功能有着重要的意义。

二、发展回顾

目前上海市浦东新区共有区级水闸16座，由上海市浦东新区水闸管理署负责管理。

图1 浦东新区水闸位置分布图

浦东新区水闸自动化系统的建设从2001年开始，其主要由两部分组成：一是水闸自动化控制系统；二是上海市水闸泵站监测系统浦东分系统和原南汇分系统。

（一)水闸自动化控制系统（以下简称自控系统）

浦东第一个水闸自控系统于2001年建于杨思水闸，系统主要利用PLC技术和网络技术实现中央控制室对节制闸和上下船闸闸首的电脑集中控制，另外利用远程监控技术对水闸各重点区域进行视频监控，统一协调杨思水利枢纽各闸口的运行调度。

杨思水闸自控系统的建设，是浦东水闸在自动化系统建设上迈出的重要一步，对今后的建设打下了基础。在接下来的几年中，又分别对张家浜东（2002年）、三甲港（2003年）、五好沟（2003年）、三林（2004年）、外高桥（2005年）、高桥（2006年）、洋泾（2008年）和北港（2009年）水闸进行了自控系统的建设。

(二）上海市水闸泵站监测系统浦东分系统和原南汇分系统（以下简称监测系统）

配合上海市水闸泵站监测系统的建设，在2003年由上海市河道处投资并负责实施，建成了水闸泵站监测系统浦东分系统和原南汇分系统。系统主要实现了闸站端水位、开度数据的实时采集和查询，以及对水闸运行情况的视频监控，通过电信线路，分中心端可以对下属站点进行数据的查询与处理。

表1 浦东新区现有自动化系统一览表

三、发展中存在的问题

（一）水闸自控系统缺乏统一的建设标准

目前浦东新区已有10座水闸建有自控系统，但由于在建设时，这10座水闸的自控系统是由不同的单位进行设计和施工，且缺乏统一的建设标准，所以无论是在系统设计和设备选型上都各有不同。比如在设备选型上，据统计现在水闸上使用的PLC有Schneider、AB、GE 3个品牌，闸位仪也有5种型号之多，设备品牌和型号过多会导致设备管理和养护的难度增加。除此之外硬盘录像机型号则有4种，由于视频编码方式、接口及配套软件的不兼容，导致难以整合利用，降低了使用效率。各水闸开发编制完成的自控软件也是如此，使用界面不一样，使用方法不一样，功能也是有多有少，长此以往将不利于水闸自动化系统的整体发展，对系统的建设、管理和养护都会带来不利。

（二）监测系统分中心不能满足发展的需要

由于南汇区合并进浦东，以及新建水闸如白莲泾泵闸的加入，造成浦东所需要管理的水系范围和水闸数量增加。但由于分中心监测软件扩展性的限制，导致在软件中不能添加新的站点资源，且两个分中心的监测软件不能合并。

现有分中心监测软件以数据实时查看、历史查询和视频监控为主，功能有限，无法通过其对下属闸站进行远程的集中调度和指挥。随着下属闸站不断提升的自动化控制水平和现在对于浦东整个水系监控、调水、指挥等新的要求，现有的监测系统分中心无法满足当前的业务需要。

四、展望

（一）建立新的水闸自动化系统发展规划

浦东早在2004年就制订了《浦东新区水闸智能群控系统规划》，该规划结合当时实际情况和发展需求，对浦东水闸自动化系统发展和建设做了全面详细的构想。但由于各种原因，该规划已经不能很好地适应当前的形势，因此可以在该规划的基础上，结合当下实际情况，制定出新的浦东水闸自动化系统发展规划，有计划地开展系统的建设和改造工作，做到统筹兼顾，推动水闸自动化系统建设的协调发展。在逐步积累远程控制、群控使用经验、调水经验及相关调水数据的同时，与相关科研单位论证、开发适合浦东新区的调水模型及流量测量计算方式，开发相应的调水调度信息系统，实现整个浦东新区水闸的智能自动化调度，为上海实现智慧型城市而贡献出一份力量。

（二）建立水闸自控系统建设标准

统一的建设标准能提高自控系统建设的质量、效益、管理水平和养护效率，因此在今后应建立相关标准。一是系统的设计标准，各个水闸的自控系统主要功能是基本相同的，因此通过总结现有各自控系统的优缺点和实际使用效果，结合水闸的实际使用需求，在设计上逐步建立标准；二是系统的设备标准，观察现有及市面上具有相同功能但品牌和型号不同的设备在实际使用中的效果，选择相对实用和性价比高的设备作为今后系统建设和改造中使用的设备标准，有益于系统的稳定运行和维护工作。三是施工标准，科学严谨的施工标准可以提高工程质量，为系统建设的质量提供保障。在建立标准的同时，要寻找专业的自动化系统建设公司进行长期合作，这将促进系统建设的成长性和统一性，从而推动水闸自控系统建设标准的形成。

（三）对现有自动化系统的不足进行改造和完善

1、对监测系统分中心进行改造

针对现有监测系统分中心存在的不足并同时结合新的业务需求，对分中心进行完善和改造，建立一个集水闸（泵站）综合监控、调度、指挥、管理为一体的分中心，充分利用现有资源，将各个闸站及相关水务单位的信息和数据汇总整合，形成一个资源较完整的、能覆盖所有水闸的水务信息共享平台，为浦东水闸的科学调度、防汛抗台和引清调水工作提供决策依据。

2、对老化严重的自控系统进行改造

水闸自动化系统的相关设备大部分是电子产品，在正常使用情况下使用年限约为5至8年。当系统大部分设备已到或已超过使用年限，系统故障率将会逐渐提高，对水闸的运行会带来安全隐患。之前已对张家浜东和杨思水闸进行了改造，目前三林自控系统老化情况较为严重，需要尽快对其进行改造。

3、对部分水闸站点的通讯链路进行改造

如今，部分水闸仍然在使用ISDN链路进行数据传输。由于ISDN链路存在带宽小、不稳定导致数据掉线等不足，因此在今后可以考虑将其更换成2M SDH光缆或者更稳定的通讯链路，保证各水闸站点的数据在线率，为监测系统更好的发挥数据平台的功能打下基础。

（四）建立水闸自动化系统养护工作长效机制

水闸自动化系统在使用过程中由于雷击等各种因素的影响，设备容易损坏，且电子设备随着使用时间的增长，容易老化导致故障率上升，因此对于系统的养护工作必不可少。可以考虑从养护队伍培养、资产管理、日常巡视和故障解决等方面入手，建立合理的长效机制来保证养护工作的正常开展。

五、总结

水闸自动化系统作为浦东新区水闸业务系统中不可缺少的一部分，为水闸运行调度提供决策依据，进一步发挥浦东新区水闸在服务社会、服务民生，保障新区水环境安全等方面的重要作用。经过十年多的发展，浦东水闸自动化系统建设已初具规模，但还有很多需要改进和完善的地方。今后，我们应总结经验，统筹规划，朝着“建设好、使用好、养护好”的方向，让水闸自动化系统能够更好的发挥作用，为浦东的水利事业添砖加瓦。

【参考文献】

[1]浦东新区水闸智能群控系统规划[Z].上海市浦东新区水闸管理署，2004.

[2]上海市水务局信息化规划[Z].上海市水务局，2002.

鞠晓晟