一、我國水利工程建設(shè)的發(fā)展過程
80年代以前，水利工程建設(shè)管理基本處于人工管理模式，即：根據(jù)人們長期工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借助常規(guī)的工具、機(jī)電設(shè)施和普通的通信手段，采取人工觀測、手工操作等工作方式，處理工程建設(shè)管理的各類圖表繪制、數(shù)據(jù)計(jì)算和文字編輯，進(jìn)行工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資等控制，發(fā)布水情、工情調(diào)度指令和啟閉調(diào)節(jié)各類工程建筑物。到90年代初期，通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)在水利工程建設(shè)管理中開始得到初步應(yīng)用，但也只是作為一般的輔助工具，主要用于通訊聯(lián)絡(luò)、文字編輯、圖表繪制和打印輸出，最多作些簡單的編程計(jì)算，通信、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)未能得到全面普及和應(yīng)用，其技術(shù)特性和系統(tǒng)效益不能得以充分發(fā)揮。
近幾年，隨著現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及水利信息化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，工程建設(shè)管理開始由傳統(tǒng)型的經(jīng)驗(yàn)管理逐步轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代化管理。各級工程建設(shè)管理部門在抓緊骨干性工程措施建設(shè)的同時，注重加強(qiáng)非工程性措施的建設(shè)，并著手利用通信、計(jì)算機(jī)、程控交換、圖文視訊和遙測遙控等現(xiàn)代技術(shù)，配置相應(yīng)的硬、軟件設(shè)施，先后建立通信傳輸、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息采集和視頻監(jiān)控等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水情、工情信息的實(shí)時采集，水工建筑物的自動控制，作業(yè)現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)視，工程視訊異地會商及辦公自動化等。
二、系統(tǒng)初步解決方案
工程建設(shè)管理雖具有相應(yīng)的國家管理規(guī)定和基本建設(shè)程序，但工程建設(shè)現(xiàn)代化管理卻沒有固定的模式和具體標(biāo)準(zhǔn)，也缺少現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)借鑒。如何根據(jù)水利工程建設(shè)管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，制定臨時（建設(shè)期）與永久（運(yùn)行期）相結(jié)合的現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的解決方案，是水利工程建設(shè)管理部門十分關(guān)注和急需的課題，也是涉及水利信息化建設(shè)戰(zhàn)略實(shí)施的關(guān)鍵。
根據(jù)長期的工程實(shí)踐，我們認(rèn)識到工程建設(shè)管理應(yīng)以傳統(tǒng)的管理模式為基礎(chǔ)，結(jié)合工程建設(shè)管理工作中所積累的經(jīng)驗(yàn)，并應(yīng)用現(xiàn)代的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，擇優(yōu)配置相應(yīng)的硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)，構(gòu)成一個技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、系統(tǒng)開放、擴(kuò)展靈便和實(shí)用的綜合業(yè)務(wù)現(xiàn)代化管理操作控制平臺，提供信息交互、資源共享的`網(wǎng)絡(luò)服務(wù)環(huán)境，將是水利工程建設(shè)現(xiàn)代化管理的基本發(fā)展方向。
現(xiàn)代化管理系統(tǒng)建設(shè)的基本解決方案擬借助于現(xiàn)代的通信、計(jì)算機(jī)、遙測遙控、圖文視訊等先進(jìn)技術(shù)，建立專用的通信傳輸鏈路、高效的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時的信息采集網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)視監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和實(shí)用的專家決策支持系統(tǒng)，配置和研制開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水情、工情信息的實(shí)時監(jiān)測、水工建筑物的遠(yuǎn)程監(jiān)視監(jiān)控、水利工程的優(yōu)化調(diào)度、工程建設(shè)管理辦公自動化和工程管理視訊異地會商等綜合業(yè)務(wù)的現(xiàn)代化、信息化、自動化管理。
鑒于水利工程建設(shè)管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，系統(tǒng)中通信傳輸鏈路的建設(shè)擬采用有線、無線兼容，多鏈路迂回的基本原則，其骨干性傳輸鏈路擬選擇技術(shù)先進(jìn)成熟、性能穩(wěn)定可靠的光纖、衛(wèi)星或數(shù)字微波等通信方式，以確保通信暢通、傳輸可靠和安全運(yùn)行。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)擬根據(jù)工程建設(shè)管理體制的實(shí)際情況，配置相應(yīng)的服務(wù)器、交換機(jī)、路由器、客戶終端和網(wǎng)絡(luò)管理等硬件和應(yīng)用軟件，并研制開發(fā)相關(guān)的工程建設(shè)管理專用軟件，完成工程建設(shè)管理局域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，在此基礎(chǔ)上，做好與上級業(yè)務(wù)主管部門計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的匯聯(lián)，從而構(gòu)成一個完整的工程建設(shè)管理廣域網(wǎng)絡(luò)。信息采集網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)擬選擇無線擴(kuò)頻、數(shù)字超短波等通信方式，建立區(qū)域性信息傳輸專用通信鏈路，配置相關(guān)的VHF數(shù)傳電臺、RCU遙測控制終端、SCADA應(yīng)用軟件和水情、工情遙測傳感器，由此構(gòu)成一個基本的實(shí)時信息采集網(wǎng)絡(luò)。遠(yuǎn)程監(jiān)視監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)擬采用4C技術(shù)（即：控制Control、通訊Communication、計(jì)算機(jī)Computer、圖形顯示CRT），集影像、語音等視訊和遠(yuǎn)程水工建筑物控制于一體，借助于有線無線傳輸媒體，配置相關(guān)的攝像、錄像、數(shù)字解壓縮、信號切換、圖像顯示和遠(yuǎn)程控制等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對工程建設(shè)管理范圍內(nèi)水工建筑物和作業(yè)現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)視監(jiān)控。專家決策支持系統(tǒng)的建設(shè)主要完成相關(guān)的專用工程建設(shè)管理應(yīng)用軟件的研制開發(fā)，預(yù)報分析水情、工情動態(tài)趨勢，建立各類工程建設(shè)管理模型，制定相應(yīng)的優(yōu)化管理和調(diào)度方案，提供工程建設(shè)管理業(yè)務(wù)辦公、計(jì)劃財務(wù)、材料物資、工程合同、施工監(jiān)理、政策法規(guī)、技術(shù)文檔等管理自動化的服務(wù)環(huán)境，滿足建設(shè)、監(jiān)理、施工和管理等單位網(wǎng)上辦公、資源共享的需要。
通過上述各網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的建設(shè)，由此構(gòu)成一個較為完整的工程建設(shè)現(xiàn)代智能型自動化管理控制系統(tǒng)，具有一定的先進(jìn)性、成熟性和實(shí)用性，也是一個較為實(shí)際且可行的解決方案。
三、系統(tǒng)基本技術(shù)特性
1、雙向全雙工自動或手動撥號通信，實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸及圖文交互。
2、水情、工情信息實(shí)時自動采集、分類、處理、打印、顯示、查詢、存貯、檢索、轉(zhuǎn)發(fā)和語音報信等。
3、系統(tǒng)信息共享，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)調(diào)用、、、預(yù)報和自動裝載等。
4、非自動測量參數(shù)人工置數(shù)輸入和編程設(shè)置。
5、水情、工情狀態(tài)實(shí)時圖形動態(tài)顯示。
6、故障越限報警及自動數(shù)據(jù)保護(hù)。
7、本地Intranet互聯(lián)。
8、技術(shù)文檔、圖文編輯、公務(wù)郵件、分析預(yù)報、調(diào)度決策、計(jì)劃控制、質(zhì)量監(jiān)督、數(shù)字統(tǒng)計(jì)和報表生成等業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)辦公自動化。
9、水情、工情動態(tài)監(jiān)視和近場或遠(yuǎn)程自動控制。
四、系統(tǒng)建設(shè)一般模式
以某水利工程為例談一下關(guān)于水利工程系統(tǒng)模式的建設(shè)情況：水利工程建設(shè)樞紐化管理系統(tǒng)由通信傳輸、計(jì)算機(jī)、視頻監(jiān)控管理等3個子系統(tǒng)組成，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
通信傳輸子系統(tǒng)由程控交換、無線通信和綜合布線等部分組成，主要為工程建設(shè)管理通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)提供專用傳輸鏈路。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)在局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)上，集數(shù)據(jù)庫管理、郵件、多媒體通信和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等技術(shù)于一體，形成一個完整的信息管理系統(tǒng)。該樞紐工地在網(wǎng)計(jì)算機(jī)及各類網(wǎng)端設(shè)備已達(dá)40多臺套，與常規(guī)文檔同步建立的電子文檔已成檔1000M。視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)主要由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、控制設(shè)備和顯示記錄設(shè)備等4個部分組成。
1、前端設(shè)備：作為圖像和數(shù)據(jù)信號采集處理設(shè)備，由安裝在現(xiàn)場的高分辨率的彩色攝像機(jī)、全方位云臺、三可變鏡頭、室外專業(yè)防護(hù)設(shè)備等組成。系統(tǒng)根據(jù)工程施工、管理范圍的特點(diǎn)，分別在立交地涵的東北、西北、東南、西南4個角和工程建設(shè)處院內(nèi)各設(shè)置1套日本松下公司W(wǎng)V-CP430高分辨率彩色全方位攝像機(jī)，通過配置日本Computar公司H16Z7516AMS型16倍兩可變鏡頭和美國AD公司AD1240型或利凌公司PIH-301型全方位多功能室外云臺等設(shè)備，其視覺范圍基本可以覆蓋地涵全部，以及該樞紐國道橋全線施工范圍，工程建設(shè)處院內(nèi)的前端設(shè)備則可覆蓋項(xiàng)目業(yè)主和立交地涵、國道橋兩個監(jiān)理部的辦公區(qū)等范圍，在無遮擋的情況下可實(shí)現(xiàn)對半徑300m范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視。前端設(shè)備至工程建設(shè)處監(jiān)控中心的最遠(yuǎn)直線距離達(dá)3km。
2、傳輸設(shè)備：作為圖像和數(shù)據(jù)信號傳輸媒體，即：前端設(shè)備與集中控制設(shè)備匯聯(lián)專用傳輸鏈路。系統(tǒng)除工程建設(shè)處院內(nèi)前端設(shè)備采用有線同軸電纜傳輸方式外，其余4個監(jiān)控點(diǎn)則通過深圳科衛(wèi)泰公司的無線通信設(shè)備進(jìn)行傳輸。
3、集中控制設(shè)備：作為前端設(shè)備旋轉(zhuǎn)方位、角度、焦距調(diào)諧和視頻切換，以及圖像檢索、處理等專用控制設(shè)備。前端設(shè)備中全方位云臺、兩可變自動光圈鏡頭的控制信號通過深圳亞奧新YA100-PTM云臺鏡頭解碼器的RS-485總線傳輸。系統(tǒng)監(jiān)控中心則根據(jù)泰州引江河高港樞紐工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合該樞紐視頻監(jiān)控實(shí)際需求，另配置圖像控制主機(jī)、YA100-AVSU視頻切換矩陣、9畫面分割器和長延時錄像機(jī)各1臺，主要用于視像信號的控制管理和畫面切換、圖像存儲、多畫面分割的控制等。
4、顯示記錄設(shè)備：作為視訊顯示、存儲設(shè)備，主要包括：監(jiān)視器、顯示器、投影大屏幕和錄像機(jī)、存儲器、刻錄機(jī)等。系統(tǒng)通過配置數(shù)臺監(jiān)視器構(gòu)成電視屏幕墻，使值班人員能夠在監(jiān)控中心同時監(jiān)視5個前端監(jiān)控點(diǎn)的任意幾路或畫面分割的圖像。另外，在建設(shè)處三樓會議室作為系統(tǒng)的圖像管理中心，配置34英寸彩色電視機(jī)和圖像服務(wù)器各1臺，用于視頻監(jiān)控圖像的顯示、處理、檢索、存儲、控制和管理。
系統(tǒng)監(jiān)控中心由一個主控中心和兩個分控中心構(gòu)成，其中主控中心具有最高權(quán)限，既能對所有前端設(shè)備的云臺、鏡頭進(jìn)行操作控制，也能對系統(tǒng)管理參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置，主控中心在操作控制過程中其他分控中心不能作任何操作。分控中心則根據(jù)管理職權(quán)而設(shè)置不同權(quán)限。
該樞紐工程建設(shè)現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的建設(shè)，在工程建設(shè)現(xiàn)代化管理方面做了一些探索，為我省水利工程管理自動化控制進(jìn)行了初步嘗試，并為其它工程的建設(shè)和管理積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)的有效地提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了信息資源共享，滿足了工程建設(shè)實(shí)時監(jiān)控和動態(tài)管理，符合關(guān)于"加強(qiáng)信息化、促進(jìn)進(jìn)步和創(chuàng)新"的精神要求，適應(yīng)了水利信息化建設(shè)和現(xiàn)代信息的。
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