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闸门综合自动化系统建设方案

1建设目标

以保障城市河湖补水、内湾与外海的水体交换、闸门现代化综合管理、高效办公自动化、高清晰视频监控等综合需求为出发点，充分利用物联感知技术、监视控制技术、通信技术、计算机网络技术、自动控制技术、GIS地理信息系统技术等，以区域闸门远程集控、水情实时监测、全景展示系统等业务应用为中心，构建涵盖信息采集、传输、处理、存储、管理等信息展现为一体的综合自动化系统，能够实现及时准确对闸门工作状态、内湾与外海水情、水质等信息进行监控，逐步达到“采集自动化、传输网络化、决策智能化、管控一体化”的目标。

具体目标包括：

（1）实时掌握水情水质情况、闸门工作状态，并实现四座闸门的远程集控，逐步实现“无人值守”或“少人值守”。

（2）实现记录和统计设备的巡检情况，实时更新维修工单管理记录，并可上传设备故障图片留底方便查询，逐步提高设备管理效率和运行管理水平。

（3）匹配友好的入口和操作控制界面，可展示闸门启闭仿真动画的可视化效果，并为其他数据的接入保留接口。

2总体设计

2.1系统架构

系统架构依托基础硬件环境、软件环境、网络环境，结合基础数据、专题数据、业务数据等，通过现地采集、后台管理系统、移动端APP系统等实现信息查看、分析决策、数据管理等功能。系统架构分为物联感知层、数据资源层、应用系统层、用户接入层，以及标准规范及安全体系等。

（1）物联感知层：利用现地测控、捕获和传递信息的设备和系统，实现对水位、闸门、视频等信息的“更透彻的现地测控”，并通过有线与无线网络传输方式实现实时采集信息的传输。

（2）数据资源层：实现对系统所需数据进行统一存储管理，包括实时数据、基础数据、专题业务数据、空间数据库、标准库、模型库等。

（3）应用系统层：为用户提供具体的业务服务，主要包括闸门远程集控、全景监控、设备管理、全景展示系统等。用户通过这些功能模块实现相关的查询、分析、决策等。

（4）用户接入层：为各应用部门提供统一登录和信息服务的窗口。

（5）标准规范及安全保障体系：通过采用信息化标准规范体系和安全保障体系来保证系统设计的规范性和统一性，并通过软硬件安全环境建设和系统登录权限控制实现安全认证和管理。

2.2网络架构

通信网络作为各项业务开展的基础网，主要为集控中心与现地各闸站之间的闸控、监测、视频等各种信息提供高速可靠的传输通道。闸门自动化监控以及水情监测数据通过现地LCU传送至集控中心，视频数据通过租用运营商VPN专线形式传输。水质监测数据，则采用4G网络的方式传输。

2.3建设内容

1、现地监测感知。包括四座闸门内港水位及外海潮位监测感知、水质监测感知以及闸门数据远传感知接入。

2、应用系统建设：

a）水位水质监测系统。实现实时监测内港水位及外海潮位、水质情况。并可依据调度原则，发出水位、水质预警信号。

b）闸门远程控制系统。实现现地控制单元与集控中心的远程数据与指令的传输，对闸门启闭、开度状态进行监测，可实现闸门的远程控制，并具有可视化的动画仿真效果，实现无（少）人值守。

c）视频监控系统。直观实时监视4个闸门重要场所及主要设备的运行状态和工作环境。

d）设备管理系统。设备的巡检记录、维修记录、采购记录、工单记录等的查询统计管理。

e）全景展示系统。作为水位监测、远程控制、视频监控系统、设备管理系统的入口界面，可展示、查询项目区的工程概况及实时水情工情，也可为后续信息化项目的接入预留接口。

3、系统环境建设。必备的软件和资源配置，以及网络通信建设包括远传设备监测数据的网络传输、闸门控制数据远传方式等。

4、集控中心建设。包括选址、机房、工作台席布置等。

3建设方案

3.1现地监测感知

1、水位监测

为了监测闸门内外水位的实时状况，检验工程设计的合理性以及指导闸门的启闭，在符合有效、可靠、牢固、方便及经济合理的原则下，本次对四座闸门的闸内水位及外海潮位进行监测。新增水位监测共计8处，并通过各闸控LCU屏将水位状况信号传送到集控中心。

水位监测设备清单

序号

项目（设备）名称

单位

数量

备注

1

遥测终端机

台

8

2

水位计

台

8

3

信号避雷器

个

16

4

一体化立杆

套

8

5

立杆基座

个

8

6

防雷地网

项

8

2、水质监测

为了监测海域及内河水质的实时状态，指导内河与外海的水循环以及对周边海域进行跟踪监测以评估项目实施效果。对湾内和外海进行水质监测。

在外海和内河分别设置了水质监测项目。外海侧，堤防及海岸修复段外侧海域纵向各布置4个监测断面，每个断面布设3个测站，共计24个测站，监测频次为大、小潮各进行一次；湾内侧，布设4个监测断面，涨、退潮各进行一次,并在内湾中心实施1个在线观测站。

水质监控中心建立水质在线自动监测站，拟选取pH、水温、溶解氧、电导率、浊度、CO