一体化测控智能闸门在灌区中的应用

郑少慧

摘 要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的提高，对现代化建设的发展也有了很大的推动作用。一体化测控智能闸门是集精确计量、精准控制、远程实时管控于一体的自动化计量灌溉设备。为增强渠道和口门智能化控制能力，提高灌区信息化管理水平，在两处闸站分水洞试点安装了一体化测控智能闸门，经过功能测试，闸门性能良好、安全可靠。这一试点，对推进灌区地处偏远、条件较差的口门实现“可视、可传、可量、可控”的规划要求和推动灌区管理机制改革、水价综合改革具有重要意义。

关键词：一体化测控;智能闸门;灌区;应用

引言

控制系统的性能评价是近年来的研究热点之一。如何合理地评价一个工程控制系统的性能，对控制系统进行合理的维护是十分有意义的。1989年Harris提出了用最小方差控制（MVC）来评价单回路控制系统的性能，即通过比较当前控制系统输出响应的方差与理想的最小方差，来判定控制系统性能的优劣。

1系统研究内容概述

灌区管理信息系统实现的研究内容有：

1） 数据采集与监控系统建设：对信息采集系统的完善与整合，提高时效、增强能力、丰富内容、提高系统整体利用率，形成综合信息采集系统;

2） 网络与通信系统建设：在现有基础上，进一步完善覆盖灌区的骨干网络，进一步加大带宽，更新网络传输设备，建成符合实际需要的、高效的、实时的信息传输通道，为各类应用系统提供可靠的基础数据传输保证。扩充网络覆盖面和传输能力以适应大容量高速率的信息传输要求，特别是多媒体信息的传输要求;远期随着技术的进步，不断扩充网络的覆盖面，优化网络结构，提升网络的传输能力、可靠性和安全性，使其能全面满足灌区信息自动化的实际传输需求;

3） 数据中心建设：基本完成数据中心的建设，将所有灌区信息数据统一存储，真正实现数据资源的共享，为各类应用子系统提供可靠的数据支撑，建设内容主要包括数据库部署、数据库管理系统、数据维护系统等建设;进一步完善数据中心建设，完成数据目录服务体系、数据访问中间件和数据交换系统的建设;最终全面完成数据中心建设，为灌区信息自动化提供全面支撑;

4） 业务应用系统建设：以灌区综合数据库建设为重点，初步满足业务应用需求;进一步完善已建系统，全面开展其他各类业务应用系统建设，基本建成各类业務应用;以全面实现灌区信息自动化管理为目标，全方位提高灌区信息自动化水平。

2灌区现代化建设的基本原则

现代化灌区建设要找准中心，尽管各个灌区之间灌区建设发展方向的诉求有所不同，但是现代化灌区建设要抓住“现代化”这个中心。要提高灌区整体建设标准，提高灌区水资源利用率。通过整合水利资金投入，平整灌区土地、优化灌区渠道，配套灌区调水配水量水建筑物，提高设计标准，调整治水思路，全面推进水利科技含量，以水利信息化促进水利现代化，加强体制创新配套，在管理手段等各个方面实现质的飞跃。

建设现代化灌区要与当地的社会经济发展进程向适应协调，当地经济社会实现现代化是灌区实现现代化的基础，培养适应灌区现代管理的人才队伍实现灌区现代化才有保障。整体推进，突出重点，在整体推进灌区现代化进程的同时，突出利用物联网、新材料等技术手段，在灌区调配水方面实现一个突破，以点带面达到灌区现代化的整体实现。循序渐进，适度超前，随着社会经济的发展，灌区现代化是个循序渐进的过程，在这个基础要，灌区的设计与建设要适度超前，具有一定的预见性，既满足当前的实际，又要兼顾长远。

3应用措施分析浅析

3.1国内外智能闸门对比

根据灌区建设需求，对国内外一体化智能闸门进行了调研对比。总的看，国外农业灌溉已经广泛应用物联网技术，管理理念先进，技术先进，设备先进，部分灌区已经实现了数字化管理。如果采用国外设备，将面临设备价格高、供货周期长、后期配套服务跟不上等问题。同时，要将关系国计民生的农业生产数据的管理、存储、分析依托国外，由此带来极高的安全风险。近几年，国内一体化智能闸门技术飞速发展，科技水平、智能管理等已经达到或接近国际水平。

3.2JSP技术介绍

JSP是SUN公司于1996年6月推出的新技术，是基于Java Servlet以及整个Java体系的Web开发技术，是Servlet API的扩展。JSP是当前应用最多的开发动态网页交互的Web应用技术之一，利用JSP技术可以建立先进、安全和跨平台的动态网站，JSP的最新版本为2.1。JSP支持XML标准，它为创建显示动态生成内容的Web页面提供了一个简洁而快速的方法。JSP技术使构造基于Web的应用更加容易和快捷，并且这些应用能够与各种Web服务器、应用服务器、浏览器和开发工具共同工作。

3.3GIS地理信息系统

GIS地理信息作为一种基础的空间信息在灌区信息自动化过程中有迫切需求。灌区的信息自动化是在一定的地理环境下进行的，需要以基础地理信息和电子地图为基础。基础地理信息主要包括电子地图、数字地形、数字地名、大地数据、数字高程模型和遥感影像等，以多尺度、多数据源、多时态空间覆盖基础地理信息。

灌区GIS地理信息系统主要利用WebGIS和模型实现对灌区信息数据基于地图和地理位置进行查询、统计、汇总等，并能进行对各种数据分析计算，并将结果可视化表达和以表格、图形方式输出;可以根据业务规则，对超过正常范围的信息，发出预警消息，通过图像闪烁、声音等途径对预警信息进行特殊展示，为领导及时有效地做出正确的决策提供辅助支持。

WebGIS系统采用了ESRI公司的ArcGIS Server作为GIS服务器平台。ArcGIS Server是一个发布企业级GIS应用程序的综合平台，提供了创建和配置GIS应用程序和服务的框架，可以满足各种客户端的各种需求。

3.4实现办公自动化，使灌区管理工作正统化、高效化、节约化

此外，为实现灌区渠系量水、动态配水以及水费征收等用水管理信息自动化，首先需要利用计算机及网络系统，分析采集到的土壤、气象、作物需用水状况等信息，结合灌区蓄水、配水、输水能力等方面，制定作物灌溉制度和用水计划。在实施灌溉的过程中，管理系统还应该根据采集到的各项信息的变化及时调整用水计划。进而实现对灌区水源及土壤分布、作物需水量、渠系配水结构等进行合理配置，优化调度。由于许多灌区设施安装在野外，地理环境、气象环境对设备的要求较高，尤其对防雨、防雷、防冰、防沙等环节尤为多加考量。所以，设备需要简洁、实用、抗破坏等特性。例如，对大量偏远测流点，需实现水位的采集与存储，考虑环境的限制（主要包括交通和能源等方面），记录仪表需具备无电工作状态，以便完成长时间对灌溉用水计量统计的工作;对有电力供应的重要闸口，需实现渠道过流量的实时传送，根據实际部署，多利用网络技术、VPN技术、加密防病毒技术等，使系统具备实时、安全、开放、可靠、易扩展等特点。

结语：

本文就我国灌区灌溉管理和信息化建设的现状，灌区管理信息系统的设计，灌区管理信息系统的实现，并以江苏省淮安洪金灌区为例做论述。在灌区管理中实现信息化、自动化、智能化管理，是时代的要求，也是推动水利事业的信息化发展。灌区管理信息化已经得以应用实现，但是其中还有些环节不够完善，有待改进的地方依然存在，随着技术的发展，网络的普及，以及使用者的要求的提高，在今后的工作中，还需要进一步完善系统，扩大系统功能，提高开发效率，降低开发的成本。实现对水的合理利用，避免不必要的浪费，做好为人们服务工作。

参考文献：

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