集中值守模式在船闸管理中的应用

陈思宇

淮阴船闸管理所,江苏 淮安 223001

集中值守模式在船闸管理中的应用

陈思宇

淮阴船闸管理所,江苏 淮安 223001

本文通过对已经竣工并投入使用的淮阴一号船闸集中值守改造工程的系统阐述，详细介绍了集中值守的项目背景、设计思想、改造方案、和试运行现状。

淮阴船闸；集中值守；应用

1 项目背景

淮阴一线船闸于1968年建成，规模为21×230×5.0（m）（口门宽×闸室长×槛上最小水深）。淮阴一号船闸原有的电器控制分散控制系统为一道船闸需要2-3人来操作运行，人为因素影响较大。为体现智能化管理，减少人员投入，合理配置人员，使船闸运行管理更加人性化。拟通过完善一号闸的电气操作系统和视频监控系统，达到在总调室集中控制、操作的目的。通过对一号闸集中值守研究，为将来实现3闸联控积累经验，使得船舶进出闸更加安全快捷。

2 设计思想

方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑运行现场的维护及操作因素，并将为今后的系统发展、扩建、改造、升级等因素留有扩充和的余地。其具有以下原则：

2.1 科学性与适用性

系统的技术性能和质量指标应满足船闸运行现场使用要求；同时，系统的安装调试、管理软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合船闸集中值守模式的特点。该系统体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的发展水平，采用先进的H.264视频压缩算法，具有最佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时以及良好的网络传输功能，以满足船闸运行现场的管理需求。本系统是面向各级管理层次使用的，所以系统采用标准的工业级操作系统和直观的操作界面，其功能的配置能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，对设备的维护工作也十分方便。

2.2 经济性与实用性

充分考虑实际需要和信息技术发展趋势，根据运行现场管理环境，设计选用功能和适合运行现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性价比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。本系统能对各监控点进行实时的监控录像，采用数字水印技术的录像文件不能被修改，充分利用现有的互联网络，使监控系统的建设成本极大的减少；

2.3 可靠性与安全性

系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，系统采用最新压缩技术，并具备迅速恢复的功能，同时系统还具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

2.4 开放性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到船闸运行现场信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与报警、远程诊断系统等系统实现联动，具有网络通讯接口，可实现远程控制。

2.5 可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后业务管理工作的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。在设备的控制、存储等容量上保留一定的余地，以便在系统中添加新的控制点。

2.6 提高监管力度与综合管理水平

通过对视频监系统的使用，加强了设备控制的效率、准确及可靠，系统大大减少了劳动强度，减少了设备运行维护人员，从而提高了船闸运行现场监管力度与综合管理水平。

2.7 系统设计目标

视频监控系统针对船闸运行现场管理区域进行24小时不间断摄、录像监控，为船闸运行现场提供实时图像以便管理人员进行管理，对于突发事件能够做到及时记录、备案，以便进行处理。视频监控系统的设计方案必须以船闸运行调度管理为中心，依照船闸运行调度管理的基本需求，从架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，为船闸运行调度管理提供高安全、高效率地视频监控系统方案。

3 改造方案

3.1 照明改造

为使照明满足船闸安全运行的需要和夜间监视监控的需要，需对目前船闸的照明系统进行优化改造。

1）增加照明密度，目前船闸照明灯杆的间距偏大，合理间距在26米左右，且不宜选用功率偏大的灯泡，便于夜间整体成像。

2）使用新型LED光源代替高压钠灯，高压钠灯启动时间长、照度随距离增加衰减大、成像效果差、抗眩光能力低、寿命相对较短、功耗大，新型LED照明色温高，便于成像，适用船闸夜间监视监控。

3）改变船闸照明重点区域，船闸照明不同于公路照明，照明重点放在闸室水中间没有任何意义，由于短廊道输水方式的局限性，要求闸室墙系船柱和系船钩附近要保证足够的照度，便于船民夜间带缆，保证船舶及船闸安全。因此，灯杆宜布置在系船设施附近，较为合理。

4）选择的LED灯具照射角度要可以调节，并通过现场的调节后保证最佳的照度和满足监控画面的需求。

5）合理布置摄像头与照明灯杆的位置，将摄像头与照明灯具的位置有效拉开，减小照明光源对监视监控系统的干扰。

3.2 电气改造

电气控制系统继续采用MODICON QUAUTUM系列PLC做为核心的控制设备，采用基于网络的WEB ACCESS组态软件开发操作应用平台，保证了船闸的安全高效运行，同时将船闸的实时运行状态反馈给船闸工班人员。

控制设备具体的配置图如下：

1）对电气控制系统进行升级。将之前部分没有参与控制的信号（如水位计检测的水位信号）加入系统参与控制；

2）增加“闸门对中视频检测”系统，并把检测画面介入电气控制系统。在组态画面实时弹出显示，如在运行到闸门关闭的状态下可自动弹出“闸门对中视频画面”，在闸门提到位后关闭监控画面，从而做到实时准确的现实闸门对中情况，保证闸门运行的安全。

3）铺设光缆，实现现场、远程“双控”。在一号船闸机房与监控机房之间铺设400米左右的光缆，实现现场、远程的双重控制。

4）增加远程广播系统2套。采用现有的广播系统+远程光缆音频传输，上下游可分别广播也可单独广播，远程和现场也可以进行广播。

5）为保证系统运行稳定，增加远程手动控制按钮一套，采用控制电缆进行信号传输，按钮满足应急使用即可。

3.3 监控改造。

1）在照明改造后，对现场再次进行测试，根据测试结果确定在上下游机房、上下游闸首警戒线、闸室中间人行桥、上游引航道、下游引航道、上下游八字墙这12个位置进行布点测试。

2）根据与运调部门功能需求，确定安装点的摄像机配套设备选项分析，改造后全部使用强光抑制型摄像机。

3）对原有硬盘录像机进行硬盘升级，购置新硬盘录像机1套，桌面系统1套；原有视频矩阵配合视频分割器介入电视墙进行图像输出。

4）合理增加部分报警模块，如机房闯入报警、引航道人员进入报警提示和机房防火报警等。

4 试运行现状

淮阴一号船闸集中值守改造到目前为止各设备均运行正常，达到了在设计之初通过完善一号闸照明系统、电气操作系统和视频监控系统，完成在总调室集中控制和操作的目的。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.21.069