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，其運行管理效率與安全性對區(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、難以實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控等問題。

在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計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)計原則，為管理人員提供一個可以遠(yuǎn)程監(jiān)控多個閘門狀態(tài)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的管理平臺，通過接入水渠水位計、流量計、控制器PLC以及現(xiàn)場攝像頭，可以實現(xiàn)運行狀態(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，實現(xiàn)水閘的智能化管理，提高水閘運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、流量計、閘門開度儀、壓力計等，用于實時感知水閘運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實現(xiàn)閘門的自動化控制，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，對水閘現(xiàn)場進(jìn)行全方位視頻監(jiān)控，方便管理人員實時了解水閘周邊環(huán)境和設(shè)備運行情況，及時發(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，網(wǎng)關(guān)設(shè)備還具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，可對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單過濾和分析，減輕監(jiān)控中心的計算負(fù)擔(dān)。

3、云端平臺層

數(shù)據(jù)存儲與管理系統(tǒng)：如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，可存儲水閘運行的歷史數(shù)據(jù)和實時數(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，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：作為整個系統(tǒng)的核心管理平臺，提供直觀、友好的人機交互界面。管理人員可通過該界面實時查看水閘的運行狀態(tài)、監(jiān)測數(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)以及實時監(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、運維工單等重要信息。

3、實時監(jiān)控

實時監(jiān)控功能支持同時展示單個或多個監(jiān)控畫面，方便用戶查看和分析現(xiàn)場的實際情況，有助于及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)防人為破壞現(xiàn)場設(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，并實現(xiàn)微信、短信、郵件等方式自動通知。

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)閉動作的執(zhí)行時間以及對應(yīng)的操作人等信息。

審核編輯 黃宇