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水库(原水)运行及调度决策软件
水闸(泵站)运行调度信息软件
堤防设施安全运行管理软件
建筑设备智能化节能软件

水库(原水)运行及调度决策软件

原水(水库)运行调度信息平台设计
原水(水库)运行调度信息平台设计目标主要是:

保证原水长期水质优良。

保证原水长期充足水量。

保证围堤等水工建筑设施安全。

保证机电设备完好,系统安全稳定运行。

降低单位原水能源消耗,达到最优,实现节能。
系统软件架构

      原水运行调度信息系统软件总体架构包含监控一体化平台、综合调度系统、GIS集成系统、Web发布系统等,以控制中心——分控站分布式体系架构,体现软件总体解决方案。下图所示软件总体架构图:
GIS地理信息系统

      基于GPS和无线通讯技术的手持移动GIS系统,是一种可移动的小型GIS/GPS系统,由掌上电脑、GPS卫星定位器、掌上GIS平台软件(Arcgis Mobile 9.3)和无线网络等构成。它操作简单,便于携带,主要用于户外的图形浏览、信息查询、信息采集,距离面积量算等功能。系统功能模块如下:
系统特点

1)系统提供了一个单一的整合平台。
2)系统基于决策支持的水源地调度,调度进程:实时数据接收与处理→取水水质水文信息→应用数学模型→调度计划→调度决策→调度执行→评估。
3)平台采用Historian Server数据存储和数据无损压缩机制
4)按照面向对象方式设计原则进行业务逻辑的设计与开发,增强了系统的可复用性与可靠性。
5)系统平台软件批量数据采集所涉及到的所有数据和内部变量,底层数据采集或有特殊设备,全部按照规范设计,协议通用性强,市场接受度高。
(6)“数据编码转换”把所需数据符合城市水务信息编码之间的转换,具有OSI通信模型中表示层的属性。

成功应用案例(青草沙GIS综合调度软件平台)

       青草沙是上海市新的水源地工程,青草沙水源地原水工程由青草沙水库及取输水泵闸工程、长江原水过江管工程、陆域输水管线及增压泵站工程三个主体工程组成。随青草沙系统初步投产,基本构建以两江三源原水系统为主干的综合调度系统平台,建立整体地理信息系统(GIS)、动态仿真系统、决策支持与专家调度系统、生产管理与办公自动化系统、WEB 系统的功能。根据实际的运行情况对模型进行修正、及专家辅助决策库的补充,直至系统各软件达到成熟、稳定、实用。

水闸(泵站)运行调度信息软件

     新型城镇化建设给予水环境质量越来越高的要求,从而开展河道综合治理工程的实施,许多河道水系和各区县河道运行规划发生了变化,以提高水环境质量,提升防汛抗灾控制等级、保护水资源的水闸泵站水资源调度日益频繁。
(1)实现区域水闸泵站统一远程管理 (2)水闸泵站综合调度改善水质和水资源利用 (3)水闸泵站信息化建设实现节能、节约水资源
系统平台架构
     水闸(泵站)运行调度信息平台是实现数字防汛的重要组成部分,平台包含了SCADA系统、地理信息定位(GIS)、决策支持与专家调度系统、调度运行管理系统、调度视频系统、语音广播调度系统。信息平台对供水过程及供水管网数据作全面、实时、准确的综合管理,作为水资源的规划设计、运行调度、决策使用的依据。

泵闸综合调度与水系调度--运行调度管理平台

      运行调度管理平台经过系统调度策略的积累,逐步增加智能化的计算机程序流程,最终通过计算机平台的运算可以自动的调度远程泵闸的运行,同时联系气象水质检测等参数建成控制片区水系层或跨区域水系层的综合应用。
泵闸综合调度与水系调度--远程调度与决策支持
     通过充分整合现有的各类分散在线监测系统的资源,集成实时的水情、雨情、工情及水质、水量等信息,同时确定和优化不同情况下的最佳防汛和调水方案,对水闸泵站进行统一调度决策,针对突发情况选择最佳调度预案,为防汛和水资源的科学合理调度提供决策支持。
泵闸综合调度与水系调度--GIS地理信息系统
      GIS地理信息系统实时定位功能主要有三个方面的定位内容,其一,整个水资源调度流域工况状态实时定位;其次,水情预警报警数据实时定位;第三,用于移动GISGPS巡查数据定位。
GIS地理信息系统拟采用 ARCGIS 平台上开发定制,实现与上海市主要城市地理信息系统的平台整合,方便数据的交换和利用。
泵闸综合调度与水系调度--系统集成
      平台完成远程控制、统一调度功能、调度决策分析的设计和开发,完成视频服务、GIS辅助监测、智能化船闸收费、数据报表查询、系统参数设置和用户管理等功能的标准化实施。
泵闸综合调度与水系调度--信息化管理

       建立工程信息库用于存储和维护工程现场信息的描述,如数学模型所需的基本输入信息——河道形态参数、下垫面资料和工情资料就作为工程信息加以存储。系统在河网发生变化或推广应用到其它工程时就需要对工程信息库中数据进行修改和维护。

信息安全
       信息安全从三个方面入手,即信息安全有三个要素:策略、管理、技术。使整个系统受到有意或无意的非法侵入的可能性达到最小。
水闸(泵站)运行调度信息软件
系统结构示意图
系统设计
信息系统平台
        水闸(泵站)运行调度信息平台满足远程监控各项技术要求,水闸、泵站根据水情、工情、汛情、水质测值实现智能化自动调度、船闸调度排队。整个系统是一个具备多个相关系统共同协调运行的满足水闸调度管理需要的自动化系统。
典型应用案例
上海中心城区泵闸运行监控系统(调度监控中心)
     上海中心城区泵闸运行监控系统开发实施一个满足市管水闸泵站集自动化和智能控制于一体的运行调度管理平台,为上海水利水系的防汛排涝及改善水质等综合调度应用提供信息化服务。      系统一期要求集成上海43座市管泵闸站点,负责水闸泵闸的运行、稳定的远程控制调度统一指挥调度、应急响应区域水系的控制。      上海市管水闸泵站包括43座泵闸,信息化运行调度中心包括1个总控中心、1个备份中心、7个分控中心、以及43个现场监控站点。为提高市管水闸泵站组织管理、安全管理、运行管理水平,实现水闸泵站管理运行标准化、规范化、信息化,达到国家一级水管单位管理的要求。开发实施一个满足市管水闸泵站集自动化和智能控制于一体的总体管理平台,为上海水利水系的防汛排涝及改善水质等综合调度应用提供信息化服务。

堤防设施安全运行管理软件

    堤防设施安全运行管理软件是基于Browse/Server的三层结构。利用.Net和GIS Server作为主要技术,后台数据访问功能利用web Service开放SQL访问功能,服务于地图信息联动绑定显示。Web服务器通过web Service的访问数据库服务器,为客户端提供动态内容。

     服务器端程序是B/S结构系统的主要部分,负责除视频服务外的全部的业务操作的计算和管理,当客户端向Web服务器发出请求,Web服务器提供XAP运行数据流,经过服务器端实现业务规则层和数据层,一般情况下在服务器方还结合其它局域网工具进行数据处理以及其它较为复杂的业务规则和用户界面处理,包括响应GIS报警定位信息,水位数据、闸拍门状态数据信息等。

    在基于浏览器-服务器结构的应用系统中,客户端程序和服务器直接的通讯使用WORLD WIDE WEB最流行协议,即HTTP(HyperText Transfer Protocol),这种模式的应用系统在Internet上使用最广,当然可以应用到Internet系统的构建。实现B/S系统的技术也很多,而且也有一系列成熟框架作为开发的基础。

1、管理系统框架

防汛闸门拍门管理系统以堤防设施数据为基础,同时将水文气象、潮拍门监控、水闸监控等信息有机整合,系统主要包括如下功能模块:



     

其中,短信模块和WebGIS模块为通用模块,供其余各应用模块调用。

2、功能模块设计

1)防险模块

防险预案:防险预案功能模块完成堤防泵闸在防险情况下,根据不同的潮位值准确的显示出最终的预案,操作人可以根据预案的内容进行对应的防险措施。

2)抢险模块

抢险预案:抢险预案功能模块完成防汛抢险情况下,根据不同的潮位值、险种和除险程度等等要素信息,准确的显示出最终的预案信息,包括险情上报、紧急疏散、技术方案、抢险物资、抢险队伍、联系单位和专家库等等信息。

抢险流程如图所示:

抢险流程图

(3)除险模块


除险预案:除险预案功能模块完成防汛除险情况下,根据不同的险情准确的显示出最终的预案,操作人可以根据预案的内容进行对应的除险措施。


防汛信息模块


(1)抢险队伍:抢险队伍模块对堤防泵闸设施的抢险队伍进行信息管理,抢险队伍负责人和联系人的手机在防汛抢险是将得到使用。

(2)防汛物资:对堤防泵闸设施的仓库中的物资进行管理,可以对物资进行出入库管理,对仓库的信息进行管理。

(3)联系单位:对防险、抢险和除险的所有必须的联系单位进行管理,并且可以在该功能模块中指定联系单位的联系性质。

(4)专家库:对防险、抢险和除险的所有必须的专家信息进行管理,并且可以在该功能模块中指定专辑的联系性质。

(5)气象预报:可以通过防汛信息中心的防汛信息服务网查询到当天(历史)的天气预报信息。


(6)实时水情水位:通过接入水雨情信息采集系统或者防汛信息中心的防汛信息服务网,获取江域和河道各站点的实时水情、历史水情等,在WebGIS上动态显示。


(7)潮位预报:可以通过防汛信息中心的防汛信息服务网查询到潮位预报信息,并且可以查看到站点的预报潮位曲线,实测潮位曲线和天文潮曲线。


软件截图:

建筑设备智能化节能软件

      建筑设备智能化节能软件GC-BEMS是完全基于浏览器的人机界面(HMI)和监控及数据采集(SCADA)软件。软件通过使用标准的浏览器(建议 IE 6.0及以上),用户可以对楼宇自动化系统中的自动化设备进行监视和控制,以及进行能耗分析管理。采集的数据将动态的更新矢量图形和数据库,实时的显示给操作员和用户。

建筑设备智能化节能软件GC-BEMS具有强大的远程诊断、维护功能,GC-BEMS区别于其它软件的最大特点就是,全部的工程制作、数据库配置、画面建立和软件管理都可以通过 Internet Intranet,在异地使用标准的浏览器完成。当现场出现异常状况或需要及时修改时,工程维护人员无论身在何处,都可以通过网络及时地做出相应的调整,让工程维护工作变得及时、高效,并降低了工程维护成本。

      GC-BEMS使用一个普通的 Web 服务器作为工程节点。工程节点安装必须有 Microsoft IIS Peer Web Server 这类 web 服务器软件支持。工程节点为客户端和监控节点间提供初始化链接。唯有工程节点是 Web 服务器。冗余的工程节点类似一个冗余的 Web 服务器。监控节点不是 Web 服务器(除单机系统外)。这使得GC-BEMS有完全基于浏览器的构架。GC-BEMS允许工程师、集成商、代理商可以通过普通浏览器在 Internet Intranet 中远程提供工程系统支持。工程节点是一个配置数据的中央数据库服务器。所有监控节点的数据库和画面都在工程节点中被复制并保存起来。远程开发特性提供了大型的,多样的节点安装方式,而且可以在网络中的一处或多处使用浏览器更新所有的节点。

GC-BEMS使用多叠式网络安全体系,可以将用户划分为多种类型,同时还使用了区域和安全等级的概念以保护 tag 点。一个 tag 点可以被指定在某一个区域中的某一个安全等级,用户可以被指定在多个区域并在不同的区域中拥有不同的安全等级。

       GC-BEMS受限用户只能浏览到某些被指定的画面。试图通过点击按钮和其它功能来浏览未被允许的页面都是禁止的。下图是监控设备的连接方式。

       GC-BEMS监控节点(SCADA node 直接与设备进行实时通信。监控节点物理上通过串口、以太网或其它通信接口来连接硬件设备。典型的设备包括 PLC、控制器、直接数字控制系统(DDC)、分布式控制系统(DCS)和 I/O 系统。但在大型的网络系统中监控节点通常不是一个 Web 服务器。监控节点是直接连接到一个下位控制系统的计算机。监控节点通常通过串口、以太网或专用网卡和 PLC、控制器和 I/O 设备直接进行通信。监控节点也需要通过网络与客户端相连。监控节点在硬件设备和客户端之间传送数据。在某种意义上讲,监控节点是一个数据采集控制服务器。监控节点可以是一个盲节点,也可以拥有其本地的监控界面(ViewDAQ)。系统中的监控节点是没有数量限制的。

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