提升水闸自动化系统安全的路径探究

杜 巍

(安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 蚌埠 233000)

水闸自动化系统支持远程自动监控，可以显著提高水闸管理效果，在信息化技术、数据库技术运用过程中，完成水闸无人自动值守、少人值守的目的。近些年，我国新修建或新加固改建的水闸中大部分已配置自动化系统，大幅提升水闸管理质量[1]。水闸自动化系统可以分为两部分，即视频监控和微机监控，其中前者具备即时监控、远程录像回放等功能，可以全方位监控现场状况，如船只、漂浮物、水位、流速、工作人员在岗情况；后者具备测控、自动运算、记录归档、实时查询、远程传输等功能。

1 水闸自动化系统存在的安全问题

1.1 设计方案上的不足

近年来水闸系统化设计不科学的情况屡有发生，这也是水闸面临安全隐患的一项主要原因。水闸自动化可以满足少人值守或无人值守的需要，能够为水闸管理降低成本支出，但同时该模式需要以智能化技术为基础，这就需要在自动化系统设计过程中保持谨慎性、规范性和精确性，规避可能产生的各项差错。但现阶段国内关于水闸自动化系统的技术标准尚未完善，这也导致在实际系统设计时出现不合理之处，应首先关注整体设计框架是否满足该水域实际情况，重点考虑安全冗余量等，考虑配置何种规格标准的自动化设备，掌握水域相关参数，如水位高低、水域面积、涨落潮等[2]。但目前不少设计部门并无此理念，在参数统计时缺乏信息整合分析，造成系统整体构建缺少科学性、点位采集较少，对水域环境缺少了解，导致水闸自动化系统未能充分发挥自身功能。

1.2 硬件设备不完善

从整体角度而言，水闸自动化系统具备较高复杂性，包括众多设备仪器，且引入多项先进技术工具，当前硬件设备不完善是影响水闸自动化管理效果提升的一项原因。水闸自动化系统硬件主要包括主机服务器、交换机、编码设备、监控仪器等，但国内企业对这些硬件的生产制造能力相对不高，不少内部零件需通过进口方式完成购买，而不同设备制造商的材料选用、生产工艺、产品质量存有一定差别，对应的内置系统也并不相同，因此在组装时容易出现不兼容的情况，对系统使用安全性、稳定性造成影响[3]。在系统硬件配置过程中，需对设备设施所使用的具体环境也形成一定要求，若湿度较大、电磁波动、雷击、涨落潮等现象存在，也会对设备性能使用形成影响，但目前国内水闸管理系统技术人员综合能力不足，在硬件设备筛选、评估、检修开展过程中暴露出专业技术不扎实、处理经验欠缺等问题，也较少按照环境特征作出硬件选择，致使硬件使用寿命短、故障多，不光导致成本浪费，也对系统运行造成安全隐患。

1.3 软件设备不完善

水闸自动化系统中的硬件一般为零部件设备等，而软件则主要包括系统内置的操作软件等。自动化系统具备较高智能性和科学性，对系统运行相关的数据信息作出整理、分析和传输但现阶段国内所开发的水闸自动化系统软件普遍存在智能化、标准化不足的情况，兼容水平也较低，在开展软件开发与编程时，容易出现内置软件不够完善、执行程序闭合效果差、系统效能较低、安全系数不高等问题，在系统运行阶段面临稳定性不佳、系统崩溃频率高的情况，甚至引发硬件系统受损等，不仅导致修复成本增加，也对水闸自动化管理工作开展造成影响。

1.4 运行管理过程存在弊端

在新社会环境下，水闸自动化系统转变了过往水闸管理模式，但同时也对工作人员操作理念、技术运用、知识补充提出较多要求，由于现阶段工作人员专业知识结构不完善、水闸管理体系也存在缺陷，导致在实际系统运行时面临较多问题。当前国内缺少水闸管理人才，大部分员工年龄较大，传统管理理念较难转变，学习新技术的积极性也较弱[4]。此外水闸管理机构在内部规章制定过程中对自动化系统运行缺少关注，未形成详实的岗位说明书。因此国内水闸自动化系统尽管得到广泛普及，但在软件运行、系统修复、硬件更新时往往面临较多困难，这也造成系统安全性下降，容易产生各项故障。

2 提升水闸自动化系统质量的建议

为全方位展现水闸自动化系统作用，突出其社会效益和经济效益，可以从整体设计、硬软件配置、员工管理等方面提升其安全性，确保系统运行处于可靠、稳定、高效的环境下。

2.1 完善设计方案

随着技术进步和自动化系统运用范围扩大，设计人员需积极提高自身专业水准，不断完善与自动化系统有关的设计技能水平。目前水闸自动化系统基于少人值守或无人值守的原则开展各项工作，因此需要将提高设备自动化能力、减少人工参与作为主要目标，这就需要系统具备较高安全性和稳定性。因此设计岗位人员在系统构建中，需根据水闸当地实际参数，结合具体环境和水域要求，既要满足实用性要求，也要具备足够的安全性。一般在通讯组网设计时，选用环状结构以便于信号接发。在实施前阶段材料信息收集时，可考虑对材料参数作出分析，并结合模型演进和仿真模拟，确保各点位信息得到充分采集，使得系统具有足够数据加以分析。

2.2 做好硬件设备的选择工作

在进行水闸自动化系统硬件选择时，可考虑选用稳定性出色、性能齐全、安全参数高的设备，同时也需要关注设备之间的兼容性、环境要求和使用寿命要求等。电气设备继电保护器一般需要满足过载、过压等要求，通过迅速断电的方式提高安全性，通常可以配置机械连锁或电气连锁，避免由于误操作引发安全隐患。在硬件配置中，可在远程控制室内布置“急停”操作按钮，确保在自动控制出现失灵时，可通过人工操作的方式完成操控[5]。自动监控系统在配备时，需根据所采集的数据信息需要，设定仪器种类，选用合适的传感器，通常上述设备自身的稳定性和有效性直接关乎自动化系统整体安全性，例如闸位仪灵敏度、电流表精准度等。完善的接地系统可以为自动化系统提供安全环境，同时需配置防雷击、防浪涌等专用设备。在硬件配置和检查过程中，需关注限位开关有效性，定期作出检修，及时更换失灵开关，并配置备用控制器。卷扬式启闭机在配置和使用时，需确保安全开度，并设定最高限位；螺杆式启闭机可设定最低限制和最高限位；也可采取脱口保护的方式提高机械保护效果。

2.3 提升软件性能

在水闸自动化系统中，软件应用是重点组成部分，通常软件系统不光需要满足技术先进、功能齐全、稳定性强、拓展效果好等特点，也需要符合易操作、易维护等要求。软件安全具体包括系统自身安全和自动化系统的整体安全，其中前者主要指防病毒、防黑客，后者主要是指确保设备安全。

提升软件性能需重点关注设备保护、安全管理等内容，按照水闸自动化系统实际运行需要，在软件应用中强调工程检测、限位保护、卡阻保护、故障报警等工作。在软件设计和编程阶段，需明确具体的方案框架，以目标为导向布置模块，并确定各项基础参数和完善故障自检能力，尤其需要关注如何提升系统安全性。

这是由于软件系统开发结束并交付使用后，再进行改动则较为困难。当前软件系统往往对过程监控涉及较少，且缺少全面的故障报警功能。此外水闸自动化系统通常需配置网页远程浏览功能，在外网防护效果不佳的情况下，部分防毒软件会将正规控制程序视作病毒，并作出删除处理，因此需配置合适科学的防侵软件。

软件系统在应用阶段可以作出完善和升级，通常自动化系统管理者在察觉系统不足或程序组件缺陷或需要更新时，需通知由原设计人员进行解决。若由其他设计工作人员进行处理，则可能会造成系统衔接不畅，进而导致系统运行混乱或引发崩溃。

水闸自动化系统管理人员需掌握软件重装、参数设置、系统调试、数据传输等技能，按照操作环境需要作出系统升级后拓展，以提升系统使用安全性，为系统有序运行创造条件。

2.4 提升相关人员的管理水平

充分展现水闸自动化系统功效，离不开水闸管理单位提高工作人员专业水平。管理部门需健全管理规章、操作清单、监护项目，及时进行数据信息记录、整合和传输，切实降低人为操作失误。可安排专业人员进行管理，同时投入资源落实员工在职培训，并明确系统操作权限。管理人员需提高巡查力度，定期对水闸自动化系统进行检修，及时察觉存在的安全隐患，并采取具有针对性的方式作出整修或升级，且需制定应急预案，定期开展安全事故演练，确保在面临突发事件时可以迅速、有效的完成应对，将事故损失控制在最小范围。在实际操作过程中应尽可能选择输入闸门开度的控制模式，避免在开闭环节出现通讯中断的情况。

3 结 语

水闸自动化系统近年来获得社会各界关注，在智能化、高效化的控制模式下大幅提升工作效率，但同时也存在一定的安全隐患，需根据现有安全弊端作出有效处理，确保水闸自动化系统在运行时能够处于安全、稳定、高效的环境。