烏魯瓦提原管理自動化系統(tǒng)改造技術(shù)方案設(shè)計

1、-. z. . - -可修編- -*烏魯瓦提水利樞紐工程原管理自動化系統(tǒng)（大壩安全監(jiān)測、水情測報、閘門監(jiān)控系統(tǒng)）升級改造 技術(shù)方案和田烏魯瓦提水力發(fā)電廠南瑞集團公司2010年6月-. z.PAGE 2-PAGE 1. z. . - -可修編- -目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2634131771 概況 PAGEREF _Toc263413177 h 3HYPERLINK l _Toc2634131781.1 工程概況 PAGEREF _Toc263413178 h 3HYPERLINK l _Toc2634131791.2 原管理自動化系統(tǒng)運行現(xiàn)狀及改

2、造需求 PAGEREF _Toc263413179 h 3HYPERLINK l _Toc2634131801.3 設(shè)計原則 PAGEREF _Toc263413180 h 4HYPERLINK l _Toc2634131812 計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)改造方案 PAGEREF _Toc263413181 h 5HYPERLINK l _Toc2634131822.1需求分析 PAGEREF _Toc263413182 h 5HYPERLINK l _Toc2634131832.2實施原則 PAGEREF _Toc263413183 h 6HYPERLINK l _Toc2634131842.3系統(tǒng)實

3、施依據(jù) PAGEREF _Toc263413184 h 8HYPERLINK l _Toc2634131852.4系統(tǒng)建設(shè)的目標 PAGEREF _Toc263413185 h 8HYPERLINK l _Toc2634131862.5計算機網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計 PAGEREF _Toc263413186 h 8HYPERLINK l _Toc2634131872.6 系統(tǒng)配置方案 PAGEREF _Toc263413187 h 15HYPERLINK l _Toc2634131883 水情測報子系統(tǒng)改造方案 PAGEREF _Toc263413188 h 17HYPERLINK l _Toc2634

4、131893.1已建項目概況 PAGEREF _Toc263413189 h 17HYPERLINK l _Toc2634131903.2本次升級改造的項目 PAGEREF _Toc263413190 h 17HYPERLINK l _Toc2634131913.3新增設(shè)備配置 PAGEREF _Toc263413191 h 18HYPERLINK l _Toc2634131923.4改造后的系統(tǒng)總體功能 PAGEREF _Toc263413192 h 22HYPERLINK l _Toc2634131933.5 系統(tǒng)配置 PAGEREF _Toc263413193 h 27HYPERLINK

5、 l _Toc2634131944 大壩安全監(jiān)測子系統(tǒng)改造方案 PAGEREF _Toc263413194 h 28HYPERLINK l _Toc2634131954.1 已建項目概況 PAGEREF _Toc263413195 h 28HYPERLINK l _Toc2634131964.2 本次升級改造的項目 PAGEREF _Toc263413196 h 29HYPERLINK l _Toc2634131974.3 新增設(shè)備配置 PAGEREF _Toc263413197 h 32HYPERLINK l _Toc2634131984.4改造后系統(tǒng)的總體功能 PAGEREF _Toc26

6、3413198 h 33HYPERLINK l _Toc2634131994.4 系統(tǒng)配置 PAGEREF _Toc263413199 h 38HYPERLINK l _Toc2634132005 閘門監(jiān)控子系統(tǒng)改造方案 PAGEREF _Toc263413200 h 39HYPERLINK l _Toc2634132015.1 現(xiàn)有系統(tǒng)及結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc263413201 h 39HYPERLINK l _Toc2634132025.2 本次需要改造的項目 PAGEREF _Toc263413202 h 39HYPERLINK l _Toc2634132035.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PA

7、GEREF _Toc263413203 h 41HYPERLINK l _Toc2634132045.4 系統(tǒng)功能 PAGEREF _Toc263413204 h 41HYPERLINK l _Toc2634132055.5 軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc263413205 h 43HYPERLINK l _Toc2634132065.6 系統(tǒng)性能 PAGEREF _Toc263413206 h 45HYPERLINK l _Toc2634132075.7 系統(tǒng)配置 PAGEREF _Toc263413207 h 47HYPERLINK l _Toc2634132086 綜合信息展示軟件

8、PAGEREF _Toc263413208 h 49HYPERLINK l _Toc2634132096.1 概述 PAGEREF _Toc263413209 h 49HYPERLINK l _Toc2634132106.2 主要任務 PAGEREF _Toc263413210 h 49HYPERLINK l _Toc2634132116.3軟件功能 PAGEREF _Toc263413211 h 49HYPERLINK l _Toc2634132126.4 軟件配置 PAGEREF _Toc263413212 h 53-. z.1 概況1.1 工程概況烏魯瓦提水利樞紐工程是和田河支流喀拉喀什

9、河中游的控制性工程，是一項具有灌溉、防洪、發(fā)電、保護生態(tài)等綜合效益的大（二）型水利樞紐工程。該工程建成后對和田地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水及工農(nóng)業(yè)用電都起著非常重要的作用。工程位于*和田喀拉喀什河出山口處，工程壩址距和田市71公里。烏魯瓦提水利樞紐大壩為混凝土面板砂礫石壩，最大壩高133米，主壩長365米，副壩高67米，副壩長96米。壩頂高程1967米，壩頂寬度12米。水庫總庫容為3.47億立方米，水電站總裝機6萬千瓦。該工程于1995年10月3日正式開工建設(shè)，1996年被國家計委列為國家95重點工程”，2003年通過竣工初步驗收，2009年9月通過竣工驗收。1.2 原管理自動化系統(tǒng)運行現(xiàn)狀及改造需求烏魯瓦

10、提水利樞紐工程原有管理自動化系統(tǒng)于2002建成，到現(xiàn)在已運行7年多。系統(tǒng)由以下七個部分組成。 樞紐調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) 閘門監(jiān)控子系統(tǒng) 大壩安全監(jiān)測子系統(tǒng) 水情監(jiān)測子系統(tǒng) 水電廠監(jiān)控子系統(tǒng) 實時圖像監(jiān)測子系統(tǒng) 辦公自動化子系統(tǒng)系統(tǒng)綜合運用遙測、遙控、遙信、通信及計算機網(wǎng)絡(luò)等先進的技術(shù)，在科學、合理的用水、配水、防洪、發(fā)電等方面為工程的運行管理起到重要作用。建管局的決策機構(gòu)和工程管理處可以及時、全面地了解和掌握水利樞紐各系統(tǒng)運行狀況，并做出科學決策，實現(xiàn)對配水、發(fā)電及防洪的合理調(diào)度，最大限度地發(fā)揮水利樞紐工程的作用，實現(xiàn)現(xiàn)代化的管理。原有系統(tǒng)中的大壩安全監(jiān)測、水情測報和閘門監(jiān)控系統(tǒng)到目前為止運行較

11、正常，但由于自然環(huán)境的惡劣以及電子器件使用壽命的限制，部分設(shè)備老化，備件采購困難，且原有的軟件系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)處理能力等也不能完全滿足目前的管理需求，這幾部分系統(tǒng)需統(tǒng)一升級改造。另外，為實現(xiàn)整個樞紐多專業(yè)系統(tǒng)的綜合信息集成，本次改造還將建立樞紐調(diào)度中心的綜合信息展現(xiàn)軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)各個專業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和應用。本次閘門監(jiān)控、水情測報、安全監(jiān)測系統(tǒng)改造所涉及的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機設(shè)備及光纜通道將在其他標段統(tǒng)一部署。1.3 設(shè)計原則根據(jù)烏魯瓦提水利樞紐工程的業(yè)務需求，自動化系統(tǒng)應該體現(xiàn)出兩大功能，一是為科學、合理的用水、配水、防洪、發(fā)電提供實時數(shù)據(jù)和專家決策支持功能；二是為水利樞紐工程的運行管理提供

12、科學、先進、安全可靠的技術(shù)手段。因此，結(jié)合實際需求，系統(tǒng)改造設(shè)計方案的編制遵循以下原則：(1) 整個綜合自動化系統(tǒng)應以實用、可靠、技術(shù)先進為主，系統(tǒng)其它各子系統(tǒng)以可靠、經(jīng)濟、實用為主。(2) 系統(tǒng)應考慮可擴充性、可升級性、開放性以及數(shù)據(jù)庫的兼容性，以保證用戶有廣泛的選擇軟硬件平臺的自由，使用戶的投資得到長期保護。(3) 系統(tǒng)設(shè)備的選擇應以結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、技術(shù)先進、便于維護、以國外運行成熟的定型產(chǎn)品為主。(4) 本次改造應在不影響正常灌溉、防洪的前提下，充分考慮建管局的發(fā)電效益。2 計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)改造方案本章所涉及的網(wǎng)絡(luò)方案及建設(shè)容不包括在原有管理系統(tǒng)的升級改造容中，僅作為原有管理系統(tǒng)升級

13、改造的依托平臺。2.1需求分析*烏魯瓦提水利樞紐工程位于*和田喀拉喀什河出山口處，其工程調(diào)度中心位于距壩址2公里處，而烏魯瓦提水利樞紐建管局位于與工程壩址距離71公里的和田市，為了使局領(lǐng)導及工作人員可通過建管局和田基地局域網(wǎng)訪問樞紐調(diào)度中心局域網(wǎng)，查詢各子系統(tǒng)當前及歷史數(shù)據(jù)、圖形信息，必須建設(shè)樞紐調(diào)度中心局域網(wǎng)和建管局和田基地局域網(wǎng)，并將兩個局域網(wǎng)利用公用信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)組成一個廣域網(wǎng)。根據(jù)對用戶的實際需求的分析，確定烏魯瓦提水利樞紐工程綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應具有以下特點：(1)樞紐調(diào)度中心和基地兩個局域網(wǎng)通過租用專線方式進行互聯(lián)，使兩個局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)可以進行交換。(2)電廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和樞紐調(diào)度專

14、線局域網(wǎng)通過自建的光纜連接，樞紐調(diào)度中心可以查詢電廠監(jiān)控的主要數(shù)據(jù)。(3)主服務器、各子系統(tǒng)服務器和工作站、前置機等分別采用相應合理的方式互聯(lián)。(4)網(wǎng)絡(luò)對外支持與公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)、信息網(wǎng)等的連接，提供Internet出口。(5)提供與水利廳的網(wǎng)絡(luò)接口，符合自治區(qū)水利系統(tǒng)的IP規(guī)劃。本項目的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計將三個局域網(wǎng)通過租用和自建的網(wǎng)絡(luò)通信通道連接起來，構(gòu)成烏魯瓦提水利樞紐工程綜合自動化系統(tǒng)的廣域網(wǎng)，整個廣域網(wǎng)具有統(tǒng)一和外部網(wǎng)絡(luò)的通訊接口，完善的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，保證網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配以及網(wǎng)絡(luò)安全。主干網(wǎng)采用高速局域網(wǎng)技術(shù)，提供足夠的帶寬，保證通信的可靠和傳輸質(zhì)量。針對水電行業(yè)應用的特點，服務器重點考慮安

15、全性、可靠性；同時，對將來應用的擴展需要作好技術(shù)準備。根據(jù)目前網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)的發(fā)展趨勢，考慮到性能價格比及用戶的當前需求，烏魯瓦提水利樞紐工程綜合自動化系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)以高速主干網(wǎng)作為信息通信的主干通道，連接各監(jiān)控子網(wǎng)和調(diào)度中心的服務器、工作站，并且?guī)捒梢詽M足視頻信號的傳輸與處理。結(jié)合整個工程項目容對用戶數(shù)據(jù)流量及流向分析如下：樞紐調(diào)度中心用戶數(shù)據(jù)流量分析：(1)所有樞紐工程安全監(jiān)測的數(shù)據(jù)，包括：部觀測、外部觀測、滲流等，總共4M帶寬足夠；(2)4支水位計、風速、風向和溫濕度，總共2M帶寬足夠。(3)24個圖像監(jiān)控點的視頻圖像（每個最多占用帶寬2M，共24*2=48M）(4)電廠的機組運行數(shù)據(jù)

16、、閘門運行數(shù)據(jù)，總共4M帶寬足夠；(5)電廠的46個視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)（每個最多占用帶寬2M，共46*2=92M）(6)視頻會議：2M合計需要帶寬：152M。和田基地調(diào)度中心用戶數(shù)據(jù)流量分析：(1)樞紐的管理區(qū)數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)胶吞锘氐陌ǎ核兴闇y報系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測、閘控、電廠自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，包括：部觀測、外部觀測、滲流；水位計、風速、風向和溫濕度，電廠的機組運行數(shù)據(jù)、閘門運行數(shù)據(jù)、辦公自動化、視頻會議等，總共4M帶寬足夠；(2)70路圖像中的任意四路同時傳輸?shù)胶吞锘?，視頻圖像的分辨率可以稍降一些，最低需要：1M/路 * 4路=4M帶寬；(3)和田基地上Internet需要2M帶寬，可以在和

17、田直接租用網(wǎng)絡(luò)，不用通過樞紐調(diào)度中心已租的網(wǎng)絡(luò)上Internet，因為如果通過樞紐調(diào)度中心已租的網(wǎng)絡(luò)上Internet，則還需把和田至樞紐的租用帶寬增加2M。所以樞紐到和田基地的帶寬需要租用8M。2.2實施原則烏魯瓦提水利樞紐工程綜合自動化系統(tǒng)承載著監(jiān)控業(yè)務與管理業(yè)務。監(jiān)控業(yè)務包括：水情測報、閘門監(jiān)控、工程監(jiān)測、水電廠監(jiān)控，管理業(yè)務包括：辦公自動化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)會議、遠程視頻圖像監(jiān)控、綜合信息展示系統(tǒng)等烏魯瓦提水利樞紐工程綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)是一個面向?qū)嶋H生產(chǎn)應用的計算機傳輸網(wǎng)絡(luò)，是整個工程的基礎(chǔ)設(shè)施，所以必須一開始就確定好系統(tǒng)建立的目標及設(shè)計原則，以便最終建成的網(wǎng)絡(luò)是一個可靠、實用、先進、高效的

18、計算機網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時考慮以下原則：(1)標準化與規(guī)化選擇符合工業(yè)標準或事實工業(yè)標準的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，操作系統(tǒng)、網(wǎng)管平臺和系統(tǒng)軟件。采用標準化、規(guī)化設(shè)計，使得系統(tǒng)具有開放性，保證用戶在系統(tǒng)上進行有效的開發(fā)和使用，并為以后的發(fā)展提供一個良好的環(huán)境。(2)安全性及可靠性計算機網(wǎng)絡(luò)是一個相對復雜并且相對公開的系統(tǒng)，需在軟件、硬件兩方面采取措施保證整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全、可靠的運行。首先要求保證網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的安全性與可靠性。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應全面統(tǒng)一考慮分開建設(shè)即管理區(qū)和控制區(qū)分開，兩區(qū)通過安全的物理隔離設(shè)備隔離。(3)成熟性、實用性、先進性為了保證整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進性以及網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性，要求選擇合理的、

19、實用的、便于擴展與升級的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)。對于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所有的設(shè)備、器材以及軟件產(chǎn)品，要求選擇技術(shù)先進的、有技術(shù)保證的、得到廣大用戶認可的主流廠家的產(chǎn)品。(4)可管理性及可操作性。計算機網(wǎng)絡(luò)是一個比較復雜的系統(tǒng)，在設(shè)計組建網(wǎng)絡(luò)時要求采用先進的、標準的、用戶界面友好的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，此外整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建成后應整理一套完整的文檔資料，以便提高整個系統(tǒng)的可管理性與可維護性。(5)靈活性及可擴展性。為了保證用戶已有的投資以及用戶不斷增長的業(yè)務需求，要求系統(tǒng)具有靈活的結(jié)構(gòu)并留有合理的擴充余地，以便用戶根據(jù)需要進行適當?shù)淖儎优c擴充。(6)完整性考慮到系統(tǒng)各方面因素，應根據(jù)整個網(wǎng)絡(luò)應用保證數(shù)據(jù)完整性。(7)優(yōu)良的性能

20、價格比在滿足系統(tǒng)性能、功能、安全以及考慮到在可預見期間但仍不失其先進性的條件下，盡量使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的投資合理，以便構(gòu)成一個性能價格比較高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。2.3系統(tǒng)實施依據(jù)烏魯瓦提水利樞紐工程綜合自動化系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計將以烏魯瓦提水利樞紐用戶的需求為依據(jù)。并參照以下技術(shù)規(guī)：計算機軟件開發(fā)規(guī)（GB8566-88）計算站場地技術(shù)條件（GB2887-89）計算站場地安全要求（GB9361-88）信息技術(shù)設(shè)備包括電氣設(shè)備的安全（GB4943-95）電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定（電監(jiān)會5號令）2.4系統(tǒng)建設(shè)的目標本系統(tǒng)采用國外先進的技術(shù)裝備和管理經(jīng)驗，以現(xiàn)代化管理為基礎(chǔ)，建成一個融現(xiàn)代化通信技術(shù)、計算機

21、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，視頻技術(shù)，辦公自動化技術(shù)等為一體的、具有調(diào)度、實時監(jiān)測與監(jiān)控數(shù)據(jù)、視頻等綜合功能的自動化信息系統(tǒng)。2.5計算機網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計 總體思路在詳細介紹本方案之前，有必要對整個方案的總體思路作一簡單描述：(1)網(wǎng)絡(luò)分為控制區(qū)”和管理區(qū)”兩個大區(qū)，控制區(qū)”承載和水利監(jiān)控和與水利生產(chǎn)密切相關(guān)的業(yè)務，主要包括：水情測報、閘門監(jiān)控、工程監(jiān)測、水電廠遠程監(jiān)控等安全性要求比較高的業(yè)務。管理區(qū)”承載一些安全性要求沒有控制區(qū)”高的業(yè)務，如視頻圖像監(jiān)控、綜合管理信息系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)等?？刂茀^(qū)網(wǎng)絡(luò)和管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間通過專用物理裝置進行隔離。圖2.5-1 網(wǎng)絡(luò)安全分區(qū)示意圖(2)在網(wǎng)控制區(qū)”，采

22、用VLAN技術(shù)組網(wǎng)，按照各種不同的水利監(jiān)控業(yè)務劃分多個VLAN，不同的監(jiān)控系統(tǒng)在不同的VLAN運行，可以按子系統(tǒng)劃分：大壩、水情、閘控、電廠自動化，可實現(xiàn)各種監(jiān)控業(yè)務在縱向傳輸時的安全隔離。將來新增監(jiān)控業(yè)務時，不再需要申請通信通道或額外增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，僅需要在建成的數(shù)據(jù)網(wǎng)中再劃分出一個VLAN即可，該組網(wǎng)方式保證各水利監(jiān)控業(yè)務在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)陌踩?、可靠性及穩(wěn)定性的同時，大大降低網(wǎng)絡(luò)的整體投資。(3)樞紐之間連接采用千兆帶寬以太網(wǎng)，保證各監(jiān)控業(yè)務向中心匯聚時的高可用帶寬。(4)采用QOS技術(shù)保障在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，關(guān)鍵業(yè)務的數(shù)據(jù)流量仍然不受影響。 控制區(qū)與管理區(qū)組網(wǎng)方案傳統(tǒng)的單網(wǎng)方式及其弊端這里所說

23、的單網(wǎng)方式即指網(wǎng)區(qū)只組建一個網(wǎng)絡(luò)來承載所有業(yè)務的組網(wǎng)方式，各種監(jiān)控業(yè)務和日常的辦公網(wǎng)均在此網(wǎng)絡(luò)上運行，網(wǎng)絡(luò)的大體拓撲如下圖所示：圖2.5-2 網(wǎng)絡(luò)單網(wǎng)方式組網(wǎng)示意圖從上圖可以看出，單網(wǎng)方式由于只組建了一個網(wǎng)，各個子系統(tǒng)共用了一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在一定程度上降低了網(wǎng)絡(luò)的整體投資，并且，由于設(shè)備少，網(wǎng)絡(luò)的管理難度也不是很大。如前所述，本監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)有其特殊性，既不同于普通的企業(yè)辦公網(wǎng)，又不同于電信運營商的網(wǎng)絡(luò)。本網(wǎng)絡(luò)的特殊性在于，網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)是與水利監(jiān)控業(yè)務密切相關(guān)的數(shù)據(jù)水利監(jiān)控數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸對網(wǎng)絡(luò)設(shè)計提出了新的要求，它對網(wǎng)絡(luò)的實時性和可靠性的要求都比較高。如果本網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，它的弊端是顯

24、而易見的：安全性得不到保證，辦公網(wǎng)與監(jiān)控業(yè)務網(wǎng)絡(luò)共用一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，有可能給不法分子提供進入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的入口，對整個工程的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進行攻擊。計算機病毒難以控制，日常的辦公網(wǎng)很有可能感染上病毒，如果共用一個網(wǎng)絡(luò)，計算機病毒有可能侵入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對運行監(jiān)控程序的主機造成惡劣影響。降低網(wǎng)絡(luò)的整體性能， MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量一般都比較大，如果和監(jiān)控業(yè)務共用一條網(wǎng)絡(luò)通道，雖然可以用QOS（服務質(zhì)量保證）技術(shù)限制這兩種業(yè)務的帶寬，但是，過量的限制帶寬是以犧牲網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能作為代價的，勢必對監(jiān)控業(yè)務產(chǎn)生影響。 (2)控制區(qū)和管理區(qū)分開的雙網(wǎng)架構(gòu)建議在網(wǎng)中組建兩個網(wǎng)絡(luò)：控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)和管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)，來承載工程中所有的監(jiān)控

25、及辦公系統(tǒng)。整個網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)如下圖所示：圖2.5-3 網(wǎng)絡(luò)安全分區(qū)組網(wǎng)示意圖從上圖中可以看出，控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)承載與水利生產(chǎn)密切相關(guān)的監(jiān)控業(yè)務，該網(wǎng)絡(luò)的安全性及實時性要求較高。管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)為信息網(wǎng)，承載安全性相對較低的業(yè)務如多媒體宣傳系統(tǒng)及其它管理信息系統(tǒng)等。應該注意到的是，在控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)和管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間進行信息的交互時，必須要通過一個物理隔離設(shè)備，該物理隔離設(shè)備阻斷了管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)向控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的任何形式的IP連接請求，它僅允許數(shù)據(jù)單向傳輸，即只充許數(shù)據(jù)從安全級別高的控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)流向安全級別低的管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)，該物理隔離設(shè)備的布署大大增加了控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)即監(jiān)控業(yè)務網(wǎng)絡(luò)的安全性。 信息化系統(tǒng)局域網(wǎng)設(shè)計系統(tǒng)廣域網(wǎng)由三級

26、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：第一級：基地調(diào)度中心計算機網(wǎng)絡(luò)，第二級：樞紐調(diào)度中心計算機網(wǎng)絡(luò)，第三級：大壩及電廠。基地調(diào)度中心計算機網(wǎng)絡(luò)只有管理區(qū)部分，按千兆網(wǎng)單網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行建設(shè)，樞紐調(diào)度中心計算機網(wǎng)絡(luò)控制區(qū)與管理區(qū)按千兆網(wǎng)單網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行建設(shè)，現(xiàn)場按千兆網(wǎng)單網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行建設(shè)。(1)基地調(diào)度中心局域網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成根據(jù)網(wǎng)控制區(qū)和管理區(qū)分開的原則，基地調(diào)度中心局域網(wǎng)屬于管理區(qū)局域網(wǎng)，可以瀏覽二維GIS綜合信息展示系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)?；卣{(diào)度中心有一套獨立的局域網(wǎng)設(shè)備。網(wǎng)管理區(qū)配置一臺核心交換機，配置了48個以太網(wǎng)端口用于連接管理區(qū)計算機。基地調(diào)度中心局域網(wǎng)的構(gòu)成示意圖如下：圖2.5-4 基地調(diào)度中心局域網(wǎng)組網(wǎng)圖

27、(2)樞紐調(diào)度中心局域網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成樞紐調(diào)度中心局域網(wǎng)擔負著樞紐圍的控制區(qū)和管理區(qū)之間的數(shù)據(jù)交換和處理任務，并為樞紐調(diào)度運行工作人員在各監(jiān)控系統(tǒng)及專業(yè)應用軟件支撐下對工程作安全運行調(diào)度。根據(jù)網(wǎng)控制區(qū)和管理區(qū)分開的原則，樞紐調(diào)度中心有兩套獨立的局域網(wǎng)設(shè)備。網(wǎng)控制區(qū)配置一臺核心交換機，核心交換機上配置了48個千兆以太網(wǎng)端口用于連接控制區(qū)計算機。網(wǎng)管理區(qū)配置一臺核心交換機，配置了48個千兆以太網(wǎng)端口用于連接管理區(qū)計算機，通過該設(shè)備和基地調(diào)度中心管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)相連。在網(wǎng)控制區(qū)和網(wǎng)管理區(qū)之間部署了一臺物理隔離設(shè)備，該物理隔離設(shè)備阻斷了管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)向控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的任何形式的IP連接請求，它僅允許數(shù)據(jù)單向傳輸，即只

28、充許數(shù)據(jù)從安全級別高的控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)流向安全級別低的管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)，該物理隔離設(shè)備的布署大大增加了控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)即監(jiān)控業(yè)務網(wǎng)絡(luò)的安全性。圖2.5-5 綜合自動化系統(tǒng)組網(wǎng)圖(3)大壩及電廠現(xiàn)地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成以及和樞紐調(diào)度中心的連接大壩及電廠的現(xiàn)地網(wǎng)絡(luò)用于連接現(xiàn)地的測控單元和計算機，并負責和樞紐調(diào)度中心的通信，把現(xiàn)地的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綐屑~調(diào)度中心，并接受樞紐調(diào)度中心的控制命令?，F(xiàn)地網(wǎng)絡(luò)的中心設(shè)在大壩的電廠機房，原有通信線路全部需要改造，主干線路全部采用24芯鎧裝地埋光纜，主干線路是指：泄洪洞工作門至電廠機房，左岸觀測房至電廠機房，電廠機房至樞紐調(diào)度中心（已有一條4芯光纜作為備用）。其余全部是支線，采用6芯鎧裝地埋光纜。具

29、體的連接方式詳見各個子系統(tǒng)。光纜走線見下圖：在電廠機房配置兩臺核心交換機，一臺核心交換機作為控制區(qū)的交換機，配置了16個千兆以太網(wǎng)端口用于連接大壩、水情、閘控系統(tǒng)的NPort串行網(wǎng)關(guān)、電廠的物理隔離裝置和樞紐調(diào)度中心的控制區(qū)交換機。另一臺核心交換機作為管理區(qū)的交換機，配置了24個千兆以太網(wǎng)端口用于連接樞紐的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和電廠的管理區(qū)交換機。電廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)自成一套獨立的系統(tǒng)，通過電廠交換機上物理隔離裝置，再通過光纖收發(fā)器和設(shè)在電廠機房的控制區(qū)核心交換機連接。電廠的管理區(qū)交換機用于連接電廠的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)，通過光纖收發(fā)器和設(shè)在電廠機房的管理區(qū)核心交換機連接。圖2.5-6 綜合自動化系統(tǒng)

30、光纜布線圖（4）和Internet網(wǎng)的連接不管在基地或樞紐調(diào)度中心，所有上Internet網(wǎng)的計算機獨立組網(wǎng)，完全獨立與管理區(qū)和控制區(qū)的網(wǎng)絡(luò)?；卣{(diào)度中心直接在和田市租用網(wǎng)絡(luò)上Internet。樞紐調(diào)度中心通過已租用網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過防火墻和Internet連接。圖2.5-7 綜合自動化系統(tǒng)外網(wǎng)結(jié)果圖2.6 系統(tǒng)配置方案 樞紐調(diào)度中心控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整個控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用VLAN技術(shù)組網(wǎng)，核心交換機采用4個SFP接口和48個1000M以太口的三層交換機，配置雙電源，雙引擎，用于連接局域網(wǎng)設(shè)備。 基地和樞紐調(diào)度中心管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理區(qū)采用三層交換技術(shù)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)通道均為RJ45以太網(wǎng)通道。交換機具有雙電源，雙引擎

31、，同時配置了4個SFP接口和48個1000M以太口用于連接局域網(wǎng)。要求等同控制區(qū)的三層交換機。 電廠機房控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電廠機房的控制區(qū)核心交換機采用4個SFP接口和16個1000M以太口的三層交換機，配置雙電源，雙引擎，用于連接局域網(wǎng)設(shè)備。 電廠機房管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電廠機房的管理區(qū)交換機采用三層交換技術(shù)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)通道均為RJ45以太網(wǎng)通道。交換機具有雙電源，雙引擎，同時配置了4個SFP接口和24個1000M以太口用于連接局域網(wǎng)。 數(shù)據(jù)庫服務器控制區(qū)和管理區(qū)的數(shù)據(jù)庫服務系統(tǒng)是本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中樞，是整個系統(tǒng)匯集數(shù)據(jù)的存儲地，用2臺高檔服務器作為數(shù)據(jù)庫服務器。配置多個熱插拔硬盤，做RAID5級別容錯。

32、 WEB服務器服務器向全局提供全景WEB服務，是各類管理業(yè)務的發(fā)布平臺，機架型服務器。 其他服務器和工作站其他服務器和工作站包括：防病毒服務器（控制區(qū)、管理區(qū)各一臺）、OA服務器，各個子系統(tǒng)的操作員工作站、數(shù)據(jù)交換工作站。 網(wǎng)絡(luò)防病毒系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)防病毒軟件系統(tǒng)采用美國塞門鐵克公司的Norton網(wǎng)絡(luò)防病毒軟件系統(tǒng)。塞門鐵克網(wǎng)絡(luò)防病毒軟件產(chǎn)品全球市場占有率高達50%。世界500強公司中，有80%采用塞門鐵克的防病毒方案。該公司是致力于網(wǎng)絡(luò)安全和管理的領(lǐng)導廠商，以其覆蓋五大網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的產(chǎn)品，成為全球網(wǎng)絡(luò)安全與管理方案的領(lǐng)先供應商。 安全物理隔離設(shè)備在工程中布署物理隔離設(shè)備。該設(shè)備具有如下功能：(1)安

33、全裁剪核，系統(tǒng)的安全性和抗攻擊能力強(2)數(shù)據(jù)單向傳輸控制(3)割斷穿透性的TCP連接(4)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理流暢，不會成為網(wǎng)絡(luò)通訊瓶頸3 水情測報子系統(tǒng)改造方案3.1已建項目概況水情監(jiān)測子系統(tǒng)主要完成對庫區(qū)的庫水位、入庫流量、出庫流量以及氣象環(huán)境站的風速、風向、氣溫、濕度的監(jiān)測，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳送到調(diào)度中心的工作站中，最后由調(diào)度中心工作站完成對數(shù)據(jù)的處理。烏魯瓦提地處南疆，水量主要來自融化的雪水，因此原水情監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)其特性布設(shè)了兩個測站。在泄洪洞的閘室處設(shè)置了一個上游庫水位測點，通過監(jiān)測一定時間上游庫水位的變化量依據(jù)上游庫水位與庫容關(guān)系曲線的關(guān)系首先計算出一定時間庫容的變化，再計算出該時段

34、入庫流量；在下游水文站出布設(shè)了一個下游庫水位測點，通過出庫水位和出庫流量的測驗數(shù)據(jù)擬合出庫水位與流量關(guān)系曲線，出庫流量則可根據(jù)出庫水位查出庫水位與流量關(guān)系曲線得出；另外在出庫水文站還設(shè)置了一個氣象站，主要監(jiān)測濕度、風速、風向和氣溫等參數(shù)。3.2本次升級改造的項目本次升級改造的容(1)為了更精確的計量上游來水，在上游主要支流吐魯干支流和主河道回水位以上各處修建一個水文測站，設(shè)水位計監(jiān)測水位，進而換算上游來水（水位流量的關(guān)系曲線由業(yè)主提供）；設(shè)溫濕度傳感器以監(jiān)測氣溫和濕度；由于水文站所在位置較偏遠，無手機信號，且到樞紐不通視，需建多級無線中繼，費用較高，因此采集數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星傳輸，定時自報。供電采用

35、太陽能供電。(2)更換上游庫水位測站（泄洪洞工作閘室處）已損壞的振弦水位計，由于原有的485通信線路距離長，干擾大，通信不可靠，本次改用光纜通信。上游庫水位測站原有的浮子水位計以RS485轉(zhuǎn)光纖的通信方式接入電廠監(jiān)控系統(tǒng)，便于電廠監(jiān)控系統(tǒng)利用上游庫水位及下游尾水位計算發(fā)電水頭。(3)托滿報汛站增加水位計一支，通過監(jiān)測水位計算上游來水。采集數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星傳輸，電源采用已有的太陽能電池板供電。(4)對原有系統(tǒng)進行檢查維護。(5)升級原有水情軟件。數(shù)據(jù)傳輸方式上游新增的兩個水文站及托滿報汛站通過北斗衛(wèi)星和樞紐調(diào)度中心進行數(shù)據(jù)傳輸。樞紐泄洪洞水文站的數(shù)據(jù)采集單元通過一對RS485光端機連接右岸主干光纜傳

36、輸至電廠機房，在電廠機房通過NPort串行網(wǎng)關(guān)連上控制區(qū)交換機，實現(xiàn)與樞紐調(diào)度中心的通信。出庫水文站的數(shù)據(jù)采集單元通過一對RS485光端機連接新敷設(shè)6芯光纜至1967岔路口，在1967岔路口把兩芯光纖和原有的4芯光纜中的兩芯光纖對接上，通過原有的4芯光纜傳輸至電廠機房，在電廠機房通過NPort串行網(wǎng)關(guān)連上控制區(qū)交換機，實現(xiàn)與樞紐調(diào)度中心的通信。3.3新增設(shè)備配置風速風向傳感器選用美國SUTRON公司的5600-0215-5型風速風向計。測量圍:風速,060m/s；風向（方位角）360機械，355電氣（5開啟）；精度：風速, 0.3m/s；風向（方位角）3。溫濕度傳感器選用羅卓尼克公司的CP01

37、型溫濕度計。量程：相對濕度: 0100%RH；溫度：2060精度：相對濕度: 090%RH，2%RH；90100%RH，3%RH；溫度：20時，0.2；1040時，0.3；2060時，0.4；水位計根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，泄洪洞工作閘室處水位計采用進口原裝振弦式水位計。(1)振弦式水位計：量程：50psi精度：0.25%F.S 非線性度：直線：0.5%FS；多項式：0.1%FS溫度環(huán)境：3060貯存溫度：-4070電源系統(tǒng)新增遙測站采用太陽能供電，上下游水位站采用市電?，F(xiàn)場顯示器用于遙測站現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示。漢字顯示：字符行，背光靜態(tài)功耗： 0.2 mA工作功耗： 30 mA操作：單鍵操作，自動關(guān)機，現(xiàn)場人員

38、無需培訓即可使用接口：RS-232（接ACS300數(shù)據(jù)采集器）供電：12 Vdc數(shù)據(jù)采集單元(1)ACS300-MM數(shù)據(jù)采集器ACS300-MM是南瑞ACS系列水情數(shù)據(jù)采集器最新產(chǎn)品。ACS300-MM是目前國唯一基于數(shù)據(jù)采集器平臺（DCP）概念設(shè)計的高可靠性和高智能化微功耗數(shù)據(jù)采集器，也是國唯一完全滿足工業(yè)級標準的水情數(shù)據(jù)采集器（工作溫度圍：-4075）。ACS300-MM數(shù)據(jù)采集器主要應用領(lǐng)域為：水情、氣象、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、石油、交通等微功耗稀路由SCADA系統(tǒng)。圖3.3-1 ACS300-MM外觀圖ACS300-MM數(shù)據(jù)采集器具有強大的遠程通信能力。四個RS-232接口可同時提供3信道遠程通

39、信服務（包括各信道之間數(shù)據(jù)交換或轉(zhuǎn)發(fā)服務）和1信道本地通信服務（或4信道遠程通信服務），滿足用戶對微功耗數(shù)據(jù)采集器遠程通信能力的需求。ACS300-MM數(shù)據(jù)采集器具有強大的數(shù)學處理能力。除滿足一般水情系統(tǒng)的要求外，還滿足氣象、環(huán)保等領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)場數(shù)據(jù)處理的需求。ACS300-MM數(shù)據(jù)采集器具有完善的防愚設(shè)計”。ACS300-MM增強了對防愚”和設(shè)備操作安全性的設(shè)計。采用堅固的獨立封裝，防止野外操作時不慎損壞設(shè)備；系統(tǒng)的防愚設(shè)計保證在用戶誤操作的情況下對設(shè)備不會造成永久性損壞，使沒有ACS300-MM使用經(jīng)驗（或合適培訓）的用戶在搭建系統(tǒng)時可以大膽操作，并有效減少系統(tǒng)安裝維護工作量。ACS300-M

40、M數(shù)據(jù)采集器具有操作簡便的顯著特點。自檢功能完善，機械結(jié)構(gòu)合理。ACS300-MM采用模塊化設(shè)計，軟件功能模塊和硬件功能模塊均可以組合，適應各種應用場合。(2)通信終端配置南瑞ACS300-MM型數(shù)據(jù)采集器目前支持多種通信方式，VHF（常規(guī)或數(shù)字）、海事衛(wèi)星（Inmarsat-C）、BD（北斗衛(wèi)星神州天鴻）、全線通（OmniTracs）、Globestar（全球星）、VSAT小站、GSM/SMS/GPRS、CDMA/SMS/1*、公眾網(wǎng)（PSTN）等。對于不同的信道，或多信道組合，只需配置不同的通信終端即可。樞紐區(qū)的數(shù)據(jù)采集器利用串口光纖MODEM通過光纖連接到1863觀測房，在1863觀測房

41、采用串行網(wǎng)關(guān)接入以太網(wǎng)，在樞紐調(diào)度中心通過網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)遠程采集通信。(3)工作參數(shù)設(shè)置ACS300-MM數(shù)據(jù)采集器工作參數(shù)有多種，控制數(shù)據(jù)采集器的工作方式，對于采集器部參數(shù)的設(shè)置通常有兩種方法，即采用現(xiàn)場控制儀或遠程修改。為現(xiàn)場使用方便，采用掌上電腦（PDA）對采集器進行現(xiàn)場設(shè)置。圖3.3-2 ACS-LPDA外形圖3.3-3 ACS-LPDA畫面(4)設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)采集器是水情、水質(zhì)、氣象自動化系統(tǒng)的核心設(shè)備。主要技術(shù)指標，如功能、功耗等均能滿足系統(tǒng)需求。數(shù)據(jù)采集器技術(shù)參數(shù) 4 個RS-232 串行口。用于遠程通信、本地顯示或參數(shù)設(shè)置1 個SDI-12 接口。允許同時接入8路SDI-12接口的

42、傳感器或適配器1 個單/雙干簧管雨量計接口2 個開關(guān)信號輸入口和2個輸出口1 個六芯12V 供電口和1個受控12V 供電口3 對電源輸入口和1 個浮充電源輸入口置32M 工業(yè)級Flash 數(shù)據(jù)存儲器。此外，系統(tǒng)對Flash進行循環(huán)存儲，保證存儲數(shù)據(jù)為系統(tǒng)最新數(shù)據(jù)，并允許采用U盤實現(xiàn)存儲擴展。支持遠程/本地運行參數(shù)設(shè)置現(xiàn)場測試功能。靜態(tài)功耗： 50uA 12Vdc 工作功耗： 100mA 12Vdc供電電壓：10.8Vdc16Vdc，16.7Vdc（Ma*.）電源極性防反接保護外部接口光電隔離全鋁外殼工作溫度圍：-35+65設(shè)備平均無故障工作時間：10年以上是基本配置和功能，用戶還可以根據(jù)需要選

43、配下列功能和模塊：1 個USB 2.0 HOST 接口?？捎糜诒镜財?shù)據(jù)下載或固態(tài)存儲容量擴充1 個RS-485/SDI-12 復用接口。配置成RS485方式時，允許同時接入8路RS485接口的傳感器或適配器，配置程SDI-12方式時，允許同時接入8路SDI-12接口的傳感器或適配器嵌TCP/IP 協(xié)議棧。如果配置的短信模塊具有GPRS或CDMA功能，系統(tǒng)能方便地從短信系統(tǒng)升級到GPRS/CDMA系統(tǒng)。支持遠程/本地程序下載。用戶在本地可以通過PDA或計算機對ACS300-MM的固件程序進行升級，在具備遠程透明傳輸?shù)男诺溃ㄈ鏕PRS、PSTN信道）條件下，用戶甚至還可在不用到現(xiàn)場，在遠程即可對A

44、CS300-MM進行固件升級，具有非常大的系統(tǒng)擴展性。自動補數(shù)功能。在信道因*種原因?qū)е聰?shù)據(jù)未發(fā)送成功時，ACS300-MM會將數(shù)據(jù)保存，并在信道恢復正常后再將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，從而大大提高系統(tǒng)暢通率。各種傳感器適配模塊，可以將各種類型的傳感器轉(zhuǎn)換成標準接口。3.4改造后的系統(tǒng)總體功能水情測報系統(tǒng)采用南瑞WDS9002水調(diào)自動化系統(tǒng)（工作組級），系統(tǒng)功能主要包括：(1)數(shù)據(jù)采集功能遙測站自動采集并存儲水情、水質(zhì)、氣象等實時數(shù)據(jù)，并按預先規(guī)定的方式自動向中心站報告；允許實時自報、定時報、自適應報和響應中心站召測；允許設(shè)置采樣間隔，發(fā)送數(shù)據(jù)間隔長度；允許設(shè)置路由；允許接入多種信號形式的傳感器，支持SD

45、I12、RS485等總線傳輸。支持多種信道，并在相應的雙向信道上實現(xiàn)單向傳輸、雙向傳輸；所有參數(shù)允許遠程設(shè)置；(2)數(shù)據(jù)處理功能水情、水質(zhì)及氣象測站數(shù)據(jù)實時計算、處理；實時監(jiān)測數(shù)據(jù)到時段歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理；（自動提取出最大值、最小值、平均值等特征量等）(3)數(shù)據(jù)通信及交換與閘控系統(tǒng)、工程安全監(jiān)測系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)； 實現(xiàn)遙測設(shè)備的遠程管理，自動監(jiān)測遙測設(shè)備的狀態(tài)，出現(xiàn)故障時自動判斷故障類型，主要判別方式如下：當*遙測站在預先定義的最大無信號時間”仍未向中心站報告定時自檢信息數(shù)據(jù)時，根據(jù)最近的電壓、充電狀態(tài)判別是否為電源系統(tǒng)故障；電源系統(tǒng)正常時，判別是否為通信線路故障；當一切狀態(tài)正常時，遙測數(shù)據(jù)不準時

46、，判斷為傳感器故障；預留與其它相關(guān)系統(tǒng)或部門的的通信接口；(4)數(shù)據(jù)庫及其管理功能數(shù)據(jù)庫的生成和維護；實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)維護管理；數(shù)據(jù)備份與裝載；(5)查詢及人機界面功能實時水情水質(zhì)氣象信息監(jiān)視；樞紐實時監(jiān)視及歷史數(shù)據(jù)查詢；數(shù)據(jù)及系統(tǒng)各類信息查詢功能；支持畫面、報表編輯、修改和打印功能；(6)水務計算：從閘門監(jiān)控系統(tǒng)接收各閘門開度數(shù)據(jù)、從電廠監(jiān)控系統(tǒng)接收水庫上游水位、尾水位、機組負荷、開機狀態(tài)等數(shù)據(jù)，利用庫水位閘門開度流量關(guān)系、機組負荷發(fā)電流量關(guān)系自動計算出水庫總出庫流量。(7)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)管理功能：不丟失數(shù)據(jù)的系統(tǒng)故障切換和重啟；系統(tǒng)配置及其維護管理；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視；遠程診斷。(8)圖形功能根據(jù)各種

47、人機圖形界面需求情況，由人機圖形界面編輯工具調(diào)用對象控件集中對應的控件，根據(jù)所需的功能和特定屬性，設(shè)定對象，編輯生成人機畫面。用戶可以按照自己的要求，使用圖形編輯軟件，作出各種圖形，無須編程。圖形編輯軟件具有過程線、棒圖、數(shù)據(jù)列表、大壩防洪圖、測站、基站、閘門/油機、大壩測點、文本、聲音、位圖、直線等二十余種對象圖元, 用戶可以根據(jù)自己的需要在四層透明畫面上自由組合, 形成豐富多彩的圖形化交互界面。圖形畫面可分為靜態(tài)圖形和動態(tài)圖形：靜態(tài)圖表主要包括工程簡介（包括語音介紹功能）、系統(tǒng)簡介（包括語音介紹功能）、工程主要概況圖片、遙測站點分布圖、靜態(tài)曲線等；動態(tài)圖形主要包括遙測站點數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)視圖（直

48、觀反映遙測站點分布情況及站點分別，并可動態(tài)顯示各遙測站的實時水位、雨量、流量或風速、風向、溫度、濕度、氣壓、蒸發(fā)、水質(zhì)、閘門/油機狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)、大壩測量及分析等數(shù)據(jù)）、遙測通信組網(wǎng)圖（反映遙測站點組網(wǎng)方式，并可顯示遙測站點故障情況）、各水情站點水位、流量過程線圖、各氣象站點風向圖、風速過程現(xiàn)、閘門/油機狀態(tài)圖、工程安全數(shù)據(jù)監(jiān)測圖、樞紐實時監(jiān)視圖、多站、單站降雨量棒狀圖、各水質(zhì)站點監(jiān)測參數(shù)過程線等。(9)報表功能使用報表編輯工具產(chǎn)生報表文件，由報表控件驅(qū)動報表文件運行。報表編輯部分作為報表系統(tǒng)的支撐軟件，通過報表系統(tǒng)函數(shù)庫提供十幾類上百個函數(shù)，滿足各種引額供水工程管理常規(guī)水情、水質(zhì)、氣象、閘門

49、、油機報表計算需要。用戶可按照自己的要求，使用報表編輯子系統(tǒng)，設(shè)計制作新的報表，無需編程。報表控件及報表編輯主要特點如下：支持用戶自編輯報表，無需編程；采用類E*cel界面風格設(shè)計報表編輯子系統(tǒng)，方便用戶操作，易學易用；支持報表縱向或橫向變長運行設(shè)置計算，可以自動適應月度報表變長統(tǒng)計計算；報表中可嵌入簡單圖元，如直線、曲線、弧線、矩型、橢圓、扇形、位圖、文本等；多窗口多文檔方式，支持多報表同時顯示調(diào)用；具有定時、手動打印功能；支持將報表容直接粘貼到E*cel；可以按GIF文件格式輸出報表；允許命令行參數(shù)直接調(diào)用；可設(shè)定*些單元格在報表調(diào)用運行時進行人工修改；報表編輯或顯示運行時，均可直接從數(shù)據(jù)

50、庫中粘貼有關(guān)容到報表文件中(如測站站名、站號等)；具有報表放大、縮小打印功能，也可選擇自動居中打印可以在報表上選擇部分區(qū)域打印可自動記憶每報表最新設(shè)定的打印格式(如橫向或縱向打印)，方便打印操作注：同時提供報表函數(shù)擴充工具提供添加新的報表函數(shù)的接口和界面，可以隨時根據(jù)需要增加新的函數(shù)到報表系統(tǒng)函數(shù)庫中，以適應報表子系統(tǒng)功能擴展的需要。(10)圖表運行在各臺操作工作站運行人機界面運行進程，可以調(diào)用運行各種人機界面，用于實時監(jiān)視、信息查詢、數(shù)據(jù)分析等工作。人機界面運行提供了如下功能：按菜單或按鈕各種人機界面顯示；定時打印、手動打??；多畫面快速切換；畫面分層疊加顯示控制；畫面放大、縮小顯示打?。怀?/p>

51、畫面定位控制器；(11)數(shù)據(jù)查詢檢索數(shù)據(jù)查詢控件集由系統(tǒng)設(shè)置、實時數(shù)據(jù)、靜態(tài)參數(shù)、時段(包括日)數(shù)據(jù)、綜合數(shù)據(jù)控件組成。系統(tǒng)設(shè)置控件：提供了如RTU定義、傳感器定義、計算量定義、報警設(shè)置等數(shù)據(jù)系統(tǒng)配置類數(shù)據(jù)的查詢和檢索。靜態(tài)參數(shù)控件：提供了如水位流量關(guān)系曲線、水位庫容關(guān)系曲線、閘門泄流曲線等數(shù)據(jù)的查詢集和檢索。實時數(shù)據(jù)控件：提供了系統(tǒng)實時采集和網(wǎng)絡(luò)通信的實時數(shù)據(jù)的查詢和檢索。時段數(shù)據(jù)控件：提供了按不同時間跨度的數(shù)據(jù)列表（含索引功能）和統(tǒng)計分析功能（包括最大、最小、平均、累計等）等的查詢和檢索功能。綜合數(shù)據(jù)控件：提供了多種不同類別數(shù)據(jù)的綜合查詢檢索功能。(12)實時報警實時報警子系統(tǒng)實時在線監(jiān)視

52、系統(tǒng)各種動態(tài)數(shù)據(jù)、應用軟件、各個節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)情況，根據(jù)預先設(shè)定好的報警項目、報警限值、報警級別和報警方式，發(fā)現(xiàn)有異常即自動報警。其中，報警方式可以選擇監(jiān)視屏幕畫面報警、聲音報警通知。報警可以設(shè)置為，未得到運行人員響應，報警不消失；系統(tǒng)報警后自動記錄，報警記錄可查詢。報警容主要包括：水位數(shù)據(jù)越限3級報警；流量數(shù)據(jù)越限3級報警；雨強數(shù)據(jù)越限3級報警；報警輸出功能有報警信息分應用、種類、優(yōu)先級、按時間、對象檢索、顯示、打印及存儲，并可自動存儲到歷史數(shù)據(jù)庫中最新報警顯示事故時自動按指定顯示器推出畫面（可定義和撤銷）提供報警總表，該表按時間順序記錄未被確認的告警和已經(jīng)確認的告警，這些告警應包括告警點名稱、

53、容、時間及確認狀態(tài)。可用中文檢索、顯示、打印報警、事故列表；系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)異常時，向調(diào)度員進行語音報警；報警順序記錄表可隨機或召喚打?。粓缶畔⒖梢酝ㄟ^手機短信向指定人員報警（需另外配備WDS9002短信報警及查詢系統(tǒng)）。3.5 系統(tǒng)配置位置設(shè)備配置數(shù)量備 注吐魯干支流水文站北斗衛(wèi)星接收機1臺振弦式水位計1支溫濕度計1支采集單元1套含NEMA4-C機箱太陽能供電電源1套主河道回水位以上水文站北斗衛(wèi)星接收機1臺振弦式水位計1支溫濕度計1支采集單元1套含NEMA4-C機箱太陽能供電電源1套托滿報汛站的自動化改造北斗衛(wèi)星接收機1臺振弦式水位計1支溫濕度計1支采集單元1套含NEMA4-C機箱上游水文

54、站振弦式水位計1支風速風向儀1套采集單元1套串口光纖MODEM1個交流電源箱1臺電廠機房串口光纖MODEM2個NPort串行網(wǎng)關(guān)1臺下游水文站采集單元1套串口光纖MODEM1個交流電源箱1臺樞紐中心站北斗衛(wèi)星接收機1臺直流電源 1臺軟件系統(tǒng)升級1套4 大壩安全監(jiān)測子系統(tǒng)改造方案4.1 已建項目概況烏魯瓦提混凝土面板砂礫石壩是國家重點工程,該工程建設(shè)時已埋設(shè)了較為齊全的大壩安全監(jiān)測儀器及監(jiān)測設(shè)施，并用先進的自動化系統(tǒng)監(jiān)測大壩的運行狀態(tài)，監(jiān)測成果在施工期及蓄水初期發(fā)揮了重要作用。工程主要設(shè)置了壩體外部變形觀測、壩體部應力觀測、壩體部沉降觀測、壩體部水平位移觀測、壩體溫度觀測、混凝土面板應力應變觀測

55、及鋼筋應力觀測、周邊縫及板間縫觀測、滲流觀測等八個監(jiān)測項目，并安裝了相應的安全監(jiān)測儀器及監(jiān)測設(shè)施。各監(jiān)測項目的布設(shè)情況為： （1） 堆石壩壩體 大壩設(shè)三個監(jiān)測斷面為主監(jiān)測斷面，樁號分別為0+190、0+147、0+106。在0+190斷面的1903m和1923m高程布置兩套引線式水平位移計，總計10個測點；在三個主監(jiān)測斷面的1863.0m、1883.0m、1903.0m、1923.0m、1943.0m五個高 程上總計布置了12套74個測點的水管式沉降儀。在主壩0+147斷面1832m、1843m、1857m高程共布置了9支孔隙壓力計；在主、副壩面板結(jié)合處布置了6支孔隙壓力計；在1883m、19

56、03m、1923m高程共布置了20支土壓力計；在兩壩肩及壩體后補共布置了20支測壓管。因寒冷地區(qū)需對沉降測值進行溫度修正，又增加壩體溫度觀測，在1903m高程、1923m高程、1943m高程布置了16支溫度計。壩體外部變形監(jiān)測：在壩體表面上、下游及壩頂設(shè)置了壩體外部水平位移與垂直位移觀測項目共108個觀測標點，35個工作基點和校核基點。（2） 混凝土面板主壩面板共有37塊，其中6.0m寬的面板15塊，12.0m寬的面板22塊，最長的面板為L20（對應樁號0+190）。選擇L20面板為主監(jiān)測斷面，在最長板塊兩側(cè)選擇兩個斷面L14（對應樁號0+120）和L25（對應樁號0+250）作為副監(jiān)測斷面，

57、對比研究不同部位面板的應力和變形情況。另外，在兩壩肩部位，為研究高陡邊坡對混凝土面板的影響，在L7（對應樁號0+120）和L29（對應樁號0+310）兩塊面板上也布置了少量的監(jiān)測儀器。為了解混凝土面板在施工期和運行期的應力和變形狀態(tài)，在三個混凝土面板監(jiān)測斷面L14板塊、L20板塊、L25板塊及兩壩肩L7板塊和L29板塊上的不同高程布設(shè)鋼筋計、三向應變計、無應力計和溫度計。在砼面板中共布置了21組二向應變計、2組三向變計、19支無應力計、16支單向測縫計、8支鋼筋計、在周邊縫上布置了16組（48支）三向測縫計。（3） 周邊縫部位監(jiān)測由于副壩壩體為天然沉積的砂礫石，結(jié)構(gòu)密實，沿周邊縫布置了5組三向

58、測縫計以及在周邊縫底部布置了5支滲壓計，了解周邊縫的變形及壩體滲流情況。（4） 導流洞封堵堵頭布置了20支差阻式應變計，2支差阻式測縫計，2支振弦式滲壓計。目前，整個樞紐工程埋的監(jiān)測儀器及監(jiān)測設(shè)施中直接納入自動化系統(tǒng)的觀測儀器共計227支，其中差動電阻式溫度計、應力計、鋼筋計、測縫計 共148支；變阻式位移計48支；單線圈振弦式滲壓計、土壓力計、31支。變形觀測項目中，除壩體外部變形觀測項目外，其余觀測項目均納入自動化監(jiān)測系統(tǒng)。已接入自動化系統(tǒng)的測點共計90個，其中壩水平位移測點10個、沉降監(jiān)測點60個，兩岸及壩體的測壓孔20個。4.2 本次升級改造的項目烏魯瓦提水利樞紐工程安全監(jiān)測系統(tǒng)投運以

59、來在指導施工、反饋設(shè)計、監(jiān)視工程運行等方面發(fā)揮了重要作用。但由于工程所在地環(huán)境惡劣，溫差大、風沙大，加之系統(tǒng)運行時間已近十年，因此，有必要對目前的監(jiān)測系統(tǒng)進行全面的檢查，對出現(xiàn)的問題及時維修處理，同時對部分軟、硬件進行升級，使之滿足當前管理的需要及規(guī)的要求。具體維護改造項目如下：滲壓部分兩壩肩及壩體后補共布置了18支測壓管，置滲壓計進行遙測。原項目基本資料見下表，存在以下問題：1）部分測壓管出現(xiàn)淤積2）部分儀器測值出現(xiàn)異常3）人工比測不便。測壓管基本資料孔號管口高程設(shè)計孔深實際孔深歷史最大水位埋深歷史最小水位埋深備注UP-1測值波動大UP-21970.329118.5118.599.166.3

60、1測值正常UP-31982.721132.15132.159379.8測值可疑UP-41889.00238.4222.4426.8913.05已損壞UP-51888.80838.2538.3917.4312.61測值正常UP-61889.85238.0433.5924.8613.8測值正常UP-71967.071117.8719381.43（儀器測99.15）測值波動大UP-81915.60565.236244.936.4（儀器測52.15）測值異常UP-91899.79247.6547.6535.5724.85測值異常UP-101871.88722.6723.1516.715.52（儀器測2