- 脉动齐鲁:南水北调工程·调度运行卷
- 山东省南水北调工程建设管理局 南水北调东线山东干线有限责任公司
- 22079字
- 2021-10-22 22:50:06
第二节 调度运行管理系统
南水北调东线一期山东境内干线工程由11个设计单项组成,山东段调度运行管理系统是其中之一。这为南水北调东线山东干线水量调度自动化、决策科学化、管理现代化奠定了基础,也为今后南水北调东线全线联网实现自动化调度奠定了基础。
一、项目背景及初步设计批复情况
(一)项目背景
据统计,南水北调东线一期工程山东段干线工程全线共设有各类建筑物或设施1000多座,其中用于监测和监控的建筑物108座,其中用于输水控制的建筑物或建筑物群共86座(处)。
南水北调东线一期工程山东段工程区域内河道、湖泊及各类水工建筑物众多,调水线路所经过的韩庄运河、南四湖、梁济运河、东平湖等现有水利设施除具有输水功能外,还具有防洪、排涝、灌溉和航运等多项功能,在调水期间,需要与上述功能相互结合,调度过程复杂;由于工程区域内河道、湖泊受沿线排放的污废水影响和船舶带来的污染影响,水质保护任务艰巨。供水区内现有的跨流域调水和新增的调水并存,沿线取水口门众多,水量调度关系复杂。针对南水北调东线山东段具有线路长、供水范围大、用水户多、控制性建筑物多、水质污染源多、影响调水计划的因素多、运行管理机构地域分布广和层次多以及管理复杂、系统庞杂的特点,需采用先进的信息采集技术、信息处理技术,自动化控制技术、通信和计算机网络技术、视频监视技术、数据库及信息管理技术,以及现代化的运营、维护、管理理念,建设一套完善的、先进的山东段调度运行管理系统,才能确保南水北调东线一期工程山东段干线安全、可靠、长期、稳定、经济运行。因此,山东段调度运行管理系统是南水北调东线一期工程山东段主干线工程建成后运营、维护、管理的神经系统,对东线山东段主干线工程的高效运行、可靠监控、科学调度和安全管理起着至关重要作用。其以水调业务为主,不仅涉及700多km输水干线上的众多泵站、水库、节制闸、退水闸、分水闸、倒虹吸工作闸的协调控制,还涉及工程安全、水质安全、综合会商支持、信息服务和企业管理等方面的业务应用,是涉及面广、规模庞大、结构复杂、功能众多的系统工程。其建设内容包括水量调度系统、信息监测与管理系统、工程管理系统、综合办公系统、综合会商系统、应用交互等应用系统、闸(泵)站监控系统、应用支撑平台、数据资源管理平台、信息采集系统、计算机网络系统、通信系统及系统运行实体环境等。
(二)初步设计批复情况
调度运行管理系统建设,特别是其中的通信、监测设施、机房设施等项目建设,只有与主体工程同步实施,才能避免重复建设和资金浪费。鉴于山东段大部分单项工程已经开始实施,部分主体工程已经完建,而调度运行管理系统尚未进行初步设计工作的现状,山东干线公司按照《南水北调工程初步设计管理办法》中规定的程序和做法,完成了调度运行管理系统设计招标方案、招标文件的编写工作,并两次向国务院南水北调办提交了关于调度运行管理系统初步设计招标请示。为给工程建设赢得时间,经研究,本着为国家工程负责的态度,山东干线公司决定通过自行招标的方式,面向全国选择高水平的设计队伍承担山东段调度运行管理系统的设计任务。招标代理机构于2010年2月11日发布设计招标公告,4月6日开标,从四家投标单位(联合体)中确定北京电信规划设计院有限公司和山东省水利勘测设计院联合体为中标人。
《南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统初步设计报告》(以下简称“《初设报告》”)于2010年9月经山东干线公司初审并修改完善后上报国务院南水北调办。此时,由淮委设计公司编制的《南水北调东线一期工程调度运行管理系统总体初步设计方案》(以下简称“《全线总体设计方案》”)尚未完成,国务院南水北调办暂缓对上报的《初设报告》的审查。国务院南水北调办委托水规总院于2010年12月27—29日及2011年3月9—10日对《东线全线总体设计方案》进行了审查,形成了审查意见,但是国务院南水北调办并未批复该报告,仅作为对江苏、山东两省初步设计审查的方案依据。按照国务院南水北调办对山东段调度运行管理系统的指示精神,参考水规总院对山东段调度运行管理系统需求分析、建设方案的指导意见及建议,山东干线公司重新编制了《初设报告》(报审稿),并于2011年4月正式上报国务院南水北调办。国务院南水北调办分别于2011年5月8—9日、7月8—9日对《初设报告》进行了初审和复审。2011年8月26—31日,国务院南水北调办委托南水北调设计管理中心组织专家对《初设报告》(修改稿2011年8月版)初设概算进行了核定。山东干线公司、国务院南水北调办多次审查、修改后,于2011年9月获得国务院南水北调办批复。
山东段调度运行系统包含山东境内所有工程的通信及信息系统。其中涉及省界工程部分,水规总院专家审查意见为:台儿庄泵站、台儿庄泵站管理处、二级坝泵站、二级坝泵站现地管理站、潘庄引河闸、潘庄引河闸现地管理站、杨官屯河闸、杨官屯河闸现地管理站、大沙河闸、大沙河闸现地管理站、姚楼河闸、姚楼河闸现地管理站等划归省界;其中二级坝至韩庄(不含韩庄)段光缆管道投资及赔补费按省界计算。分拆计算所采用各种设备、材料单价、取费标准均与国务院南水北调办批复的山东段调度运行管理系统初步设计报告概算保持一致。分拆后涉及争议站点及段落投资共2668万元。
分拆后各系统投资规模见表2-2-1。
表2-2-1 分拆后各系统投资规模 单位:万元
根据国务院南水北调办批复意见,工程静态总投资为70181万元,“静态总投资中山东段相应省际工程投资暂按3700万元计列”,“山东境内静态总投资”为66481万元,总投资(不含省界部分)为67196万元。批复的初步设计概算中包含了先期结合主体土建工程实施的济南市区段暗涵及穿黄河段光缆敷设工程投资441.41万元。
国务院南水北调办批复要求,“在工程建设阶段进一步优化和完善设计方案,加强工程建设管理,确保工程建设质量,将工程建设投资严格控制在初步设计批复概算内,2013年底前完成工程主要建设任务,同时根据调度运行管理系统初期调试,进一步完成工程其他相关建设内容”。
初步设计概算批复遗留的问题:批复初步设计报告文件中对于概算的核定明确指出:“静态总投资中山东段相应省际工程投资暂按3700万元计列,贷款利息40万元。”但是批复文件仅明确了此项金额,并没有给出此静态投资相对应的工程内容,也未明确所谓“省际工程”的范围。
(三)省界调度运行管理系统协调情况
2011年3月21—23日,水利部在北京召开“南水北调东线一期苏鲁省际工程管理设施和调度运行管理系统建设有关问题协调会议”,江苏、山东两省有关单位及淮河水利委员会有关负责人参加会议。孙义福局长及水利厅马成新副厅长带队代表山东参加了会议。
会议没有通过淮委提出的委托淮委设计院进行省际工程初步设计及把建设费用直接拨付淮委的要求,认为:“为确保南水北调东线一期工程建设目标的如期实现,应尽快批复苏鲁省际工程管理设施和调度运行管理系统的初步设计,早日开工建设;苏鲁省际工程管理设施和调度运行管理系统由水利部淮河水利委员会直接负责建设管理”。
二、工程建设
(一)工程概况
山东段调度运行管理系统是南水北调东线一期工程山东段11个单项工程之一,也是国务院南水北调办批复的最后一个单项工程。山东段调度运行管理系统总体框架由应用系统、闸(泵)站监控系统、应用支撑平台、数据资源管理平台、信息采集系统、计算机网络系统、通信系统、系统实体运行环境、安全体系、标准规范体系、建设运行管理体系等11部分组成,系统总体框架如图2-2-1所示。
图2-2-1 山东段调度运行管理系统总体框架图
(二)分阶段实施计划及目标
山东段调度运行管理系统是规模庞大、结构复杂、功能众多的系统工程,不仅涉及山东干线沿线渠道、水库、泵站、湖泊、穿黄枢纽和各种控制性建筑物(节制闸、倒虹吸工作闸、涵闸、渠首),还涉及各级管理机构如流域机构、政府部门、职能部门,工程建设实施过程中需要各方面协调配合才能顺利完成。
依据国务院南水北调办的批复意见,南水北调东线一期山东境内调度运行管理系统工程应在2013年底完成主要工程建设任务,同时根据调度运行管理系统初期调试,进一步完成工程其他相关内容。
结合南水北调东线一期山东段主体工程和管理设施工程建设实际,以及调度运行管理系统工程的专业特点,山东段调度运行管理系统按两阶段实施,以分步实现系统建设目标。
1.第一阶段(2013年6月底前)实现通水应急调度功能
根据相关要求,本阶段分为以下3个时间节点。
第一个时间节点:2013年3月31日前,完成备调中心建设;完成部分沿输水渠道光缆通信系统建设;完成具备条件的计算机监控系统主要内容建设;应用软件系统完成需求分析;备调中心数据管理平台、应用支持平台完成部署测试。通过备调中心以及各泵站、枢纽工程节点的监测监控,实现信息采集传输分析等基本的调度功能。
第二个时间节点:2013年4月20日前,依据试通水方案,需要结合公网,充分利用3G等新技术建立临时通信系统,实现通信保障。根据实施进度,韩庄运河段、南四湖水资源控制、两湖段、穿黄工程、济平干渠段、胶东输水干线段通信系统在6月底可基本建设完成并发挥作用,但是却不能独立为4月的单元调试提供完整的信息服务,需要建设临时通信系统,完成泵站等工程节点的自动化接入,通过通信与网络系统,实现指令下达与信息的反馈。
第三个时间节点:2013年6月底前,基本完成信息采集、现地自动化设备安装;完成具备条件的通信传输、计算机网络、行政电话与语音调度等建设内容,初步形成以备调中心为指挥核心的现地自动化调度,实现通水应急调度。
2.第二阶段(2013年7月以后)完成初步设计批复全部内容
根据管理设施及城区管理机构建设进度,本阶段划分为以下2个时间节点。
第一个时间节点:2013年年底前。在2013年汛期进行联合调试以及系统完善;汛后基本达到以备调中心为核心的现地自动化调度,于2013年底初步实现远程自动化控制。
第二个时间节点:所有管理设施及城区管理机构建成之后。根据管理设施进度逐步完成剩余建设内容,最终完成调度运行系统联合调试及磨合,实现远程基于决策支持系统的同步调节及优化调度,实现最终设计目标。
(三)工程建设管理方案
1.与主体工程结合实施方案
(1)济南市区暗涵及穿黄河光缆敷设。调度运行管理系统初步设计工作正式开展之前,由于济南市区段暗涵工程和穿黄河工程正在实施,这两段工程均有敷设光缆的先天路由优势。但敷设工作必须与主体土建工程结合实施,一旦错过时机,将再无敷设光缆的机会。为此,经请示国务院南水北调办并予以同意,结合主体工程建设,先行实施了穿黄河光缆敷设工程、济南市区段暗涵光缆敷设工程。
山东干线公司行文至国务院南水北调办,提出了济南市区段、穿黄河主体工程与光缆敷设工程结合的具体工作建议,包括设计、招标、监理、资金来源等问题。根据国务院南水北调办要求,编制了《南水北调东线一期工程胶东干线济南至引黄济青段济南市区段工程和穿黄河工程光缆敷设与主体工程结合专项设计报告》(以下简称《专项报告》)。2010年5月17日,国务院南水北调办以《关于南水北调东线一期济南市区段工程及穿黄河工程光缆敷设与主体工程结合实施有关事宜的函》(国调办投计函〔2010〕33号)对《专项报告》进行了批复。主要批复意见如下:济南市区段暗涵工程及穿黄河工程光缆敷设与主体工程结合实施是必要的;结合实施专项内容是南水北调东线一期山东段调度运行管理系统工程的组成部分,本次设计单元工程光缆敷设与主体工程结合实施专项设计报告仅包含暗涵工程部分;抓紧组织处理济南市区段暗涵、隧洞工程和穿黄河工程光缆敷设与主体工程结合实施有关事宜,相关建设投资分别在济南市区段工程和穿黄河工程初步设计批复的概算中统筹解决;将《专项报告》内容纳入《南水北调东线一期山东段调度运行管理系统工程初步设计报告》,按国家有关规定另行批复。据此,尔后在《南水北调东线一期山东段调度运行管理系统工程初步设计报告》中一并批复投资441万元。
(2)纳入三大段主体工程结合实施的通信管道工程。在《初设报告》审批过程中,由于通信管道工程与主体土建工程关系紧密,必须结合实施,为此,将济东段、鲁北段、两湖段等三大段的通信管道工程纳入主体工程一并招标实施。
在调度运行管理系统初步设计报告上报待批之际,济东、鲁北、两湖等三大段主体工程相继招标开工。通信管道工程必须与主体工程结合实施,否则将产生二次开挖、赔补、交叉施工等一系列问题,造成资金浪费和影响整体工期。2010年9月25日,山东南水北调信息办向山东省南水北调有关局领导提出了《关于光缆敷设所需通信管道工程与主体工程结合实施的请示》,建议将通信管道工程纳入三大段主体工程一并实施,通信管道工程量依据已提交至国务院南水北调办的《南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统初步设计报告》(报审稿)中有关内容进行核定,追加至相应招标设计文件中,待调度运行管理系统批复后,再依据批复后的工程量进行相应调整。所需资金在主体工程中列支,待调度运行管理系统批复后再统筹考虑,得到了领导的肯定和同意。
(3)济平干渠等现地闸站视频监视及控制系统的实施。《南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统初步设计报告》不包含济平干渠等现地闸站中已经批复的内容。根据《关于调度运行管理系统实施方案及分标方案的请示》及批复,优化设计实施方案时将倒虹吸、节制闸、分水口、河闸等现地控制设备纳入闸(泵)站监控系统,统一组网设计,统一招标、统一建设,以便于系统集成。
2.优化设计实施方案
《初设报告》批复后,根据国调办投计〔2011〕232号《“关于南水北调东线一期山东境内调度运行管理系统工程初步设计报告”的批复》中“在工程建设阶段进一步优化和完善设计方案”的意见,结合《初设报告》在审查过程中的专家建议,对原初步设计方案进行了优化、调整。同时根据调度运行管理系统全程全网的特点,结合其他单项工程进展情况,为确保系统的完整性,减少系统集成难度,便于工程实施,将在其他各单项工程中已批复的、与调度运行管理系统密切相关的建设内容(如:现地闸控系统、工程安全监测系统、视频监视系统等)纳入了调度运行管理系统统筹考虑,统一系统设计、统一招标、统一建设。为此,设计联合体编制了《南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统优化设计》,山东干线公司于2011年11月13日请相关专家审查后,修改为《南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统优化设计实施方案》(以下简称《优化设计实施方案》)于2012年1月5日批复同意,并报国务院南水北调办备案。
根据相关批复意见及要求,《优化设计实施方案》本着以下原则对山东段调度运行管理系统进行了优化调整:
(1)系统功能全面,满足运营管理要求。
(2)采用新技术、保证系统的先进性。
(3)确保工程进度,降低工程实施难度。
(4)简化系统部署,减少维护工作量。
(5)周密考虑方案,提高系统安全性。
(6)减少系统规模,节省工程投资。
相对于《初设报告》主要在下面两个大的方面进行了优化调整:
(1)根据国调办投计〔2011〕232号《“关于南水北调东线一期山东境内调度运行管理系统工程初步设计报告”的批复》中“在工程建设阶段进一步优化和完善设计方案”的意见和山东干线公司的要求,结合《初设报告》在审查过程中的专家建议,对原初步设计方案进行了如下优化、调整:
1)原初步设计方案的综合办公系统中缺少人力资源管理系统、财务资产管理系统、计划合同管理系统、工程档案管理系统。这些系统是山东干线公司今后运营管理不可或缺的,优化设计增补了这些系统,保证系统功能的全面性,满足运营管理的要求。
2)随着工程的进展,在初步设计阶段未定的因素逐渐明确。结合该阶段(闸站设置情况、机构合署办公)情况调整系统设计,优化设计调整了部分站点相关系统设备及机房环境建设。
3)根据专家意见,将传统的程控交换系统与电脑调度系统组成的行政电话与语音调度系统调整为IP化的行政电话与语音调度系统。并通过综合接入设备(IAD)实现电话延伸,取消PCM系统建设。
4)依据初步设计批复意见中提出的“2013年底前完成工程主要建设任务,同时根据调度运行管理系统初期调试,进一步完成工程其他相关建设内容”的要求,根据系统建设过程中的建设难点分析,影响实施进度的主要是涉及移民、占地补偿等不易控制因素,为降低实施难度,保证工程进度,优化设计阶段调整部分段落光缆建设方式,调整部分段落管道路由,将农田中的明手孔改为暗手孔。
5)为便于今后运营、维护管理,调整设备部署,优化设计阶段将应用系统设备由分布式部署改为集中部署与分布部署相结合的方式,减少设备数量及种类,减少备品备件数量,减少维护工作量;调整相应计算机网络设备配置、通信系统建设、机房环境建设。
6)应用系统设备改变部署方式后,系统和网络安全要求提高,优化设计阶段将原数据灾备中心(穿黄现地管理处)升级为备调中心。调整相关系统设备配置、机房环境建设,增加备调中心的调度会商环境建设内容。另外考虑到网络安全,在穿黄管理处与济平干渠现地管理站之间增加1跳微波系统作为备用电路。
7)优化设计对部分站点设备进行合理合并,减少管理机构同时监视现地的视频数量,以便减少系统规模,节省工程投资。
8)由于渠道先于城区管理机构建设,且已经完成征地工作;而城区管理机构受征地限制,很难在短时间建成。为满足渠道建成后临时通水需要,优化设计阶段将设在城区管理机构的行政电话语音调度系统设备移装至现地条件比较好的泵站或水库,随着渠道建成及时开通语音系统,满足现地通信要求。
9)原初步设计方案没有备用空调,在优化阶段为了保证整个系统设备在一个长期稳定的环境下运行,在重要节点山东干线公司和穿黄现地管理处(备调中心)增加了备用空调。
10)前期实施的台儿庄泵站、万年闸泵站、韩庄泵站等项目的批复和投资中,没有考虑调度运行管理系统所需的机房,增加了这些站点的机房装修改造及园区管道的建设内容。
(2)另外根据调度运行管理系统全程全网的特点,结合其他单项工程进展情况,为确保系统的完整性,减少系统集成难度,便于工程实施,将在其他各单项工程中已批复的、与调度运行管理系统密切相关的建设内容纳入了调度运行管理系统统筹考虑,统一系统设计、统一招标,再由各单项工程出资建设。
1)原初步设计方案中输水沿线泵站、水库、倒虹吸、节制闸、分水口、河闸等重点监视对象的视频监视系统都由各个单项工程建设。为便于系统集成,优化设计实施阶段除接入泵站、水库、穿黄等单项工程建设的视频监视系统外,将倒虹吸、节制闸、分水口、河闸的视频监视系统纳入调度运行管理系统统筹考虑、统一招标、统一建设。
2)闸(泵)站监控系统原初步设计方案只考虑各级管理机构的远程监控方案,不涉及现地闸(泵)站控制设备。优化设计方案除7座泵站、3座水库和穿黄河等现地控制设备同初步设计方案采取接入方式外,将倒虹吸、节制闸、分水口、河闸等现地控制设备纳入了闸(泵)站监控系统,统一组网设计,统一招标、统一建设,以便于系统集成。
3)济平干渠通信系统包含在原济平干渠单项设计中,为便于工程实施、保证系统的完整性,纳入整个山东段调度运行管理系统统一招标实施,原单项设计中右岸光缆建设由直埋改为利用现有电力杆路敷设架空光缆。另外根据山东段调度运行管理系统的要求,需要在济平干渠各现地管理站设置专用机房,优化设计阶段增加了机房环境及园区管道的建设。
4)在批复的山东投资中,不包括台儿庄泵站和二级坝泵站,但从控制的完整性来说必须形成闭环,为此增加了两个泵站的系统设备建设和之间的光缆建设。
3.分标方案
《南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统分标方案》于2011年10月编制完成,经专家审查后于2011年11月修改完成并上报国务院南水北调办,国务院南水北调办于2011年12月1日以国调办建管〔2011〕302号进行了批复。整个南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统分监理标和施工标两部分,分13个标段。其中监理标为2个标段,施工标为11个标段,具体分标情况见表2-2-2。
表2-2-2 南水北调东线一期工程山东段调度运行管理系统核准分标实施方案
结合山东段管理设施建设情况,2012年4月将原施工5标进行了拆分,将系统运行实体环境中的城区管理机构部分建设内容与视频会议系统建设内容独立成为一个标段“系统运行实体环境与视频会议标”(施工第12标),待将来条件成熟时再进行招标;原施工5标中通信电源系统、系统运行实体环境中的现地部分作为新的施工第5标段“现地机房环境及备调中心实体环境标”。国务院南水北调办于2012年4月27日以国调办建管〔2012〕97号批复同意此方案。
由于IT设备技术发展较快,淘汰率较高,更新换代频繁,基于分段实施的需要,将原批复分标方案施工3标进行调整,增加标段,拆分为2个标段:①施工3标,备调中心及现地服务器、存储等计算机设备采购标;②施工13标,调度中心及调度分中心服务器、存储等计算机设备采购标。国务院南水北调办于2012年11月19日以国调办建管〔2012〕259号文批复同意。
4.设计变更情况
随着主体工程的实施,现场建设条件及需求发生了一些变化,根据这些变化情况在招标阶段及实施阶段进行了一些设计变更。
(1)招标阶段。
1)根据山东段调度运行管理系统应用系统总集方案咨询会咨询意见“采用在山东干线公司调度中心和备调中心配备服务器集群的集中式架构,进行项目集成方案的优化”,调整服务器、存储设备及中间件的配置。优化后仅是设备部署位置发生了变化,调度分中心作为客户端与调度中心相连,其职能并没减少或改变。
2)2标方案调整。原单项工程审批的闸站现地视频系统采用标清设备,在闸站现地视频系统纳入调度运行系统统一招标、统一实施过程中,由于市面上视频设备已经以高清为主,在不影响投资及效果的前提下,部分调整为720P、1080P高清设备,标清与高清并存。经专家审查,方案合理,满足功能需求。
3)5标方案调整。招标设计阶段根据招标设计审查意见,增加了备调中心专用房间装修,完善万年闸泵站显示系统,完善备调中心调度会商环境的建设方案。
4)7标方案调整。行政电话结合公网解决,调度电话系统由本工程建设。统一招标,集成商由运营商授权投标,行政电话可以利用本工程传输资源。
5)8标方案调整。根据专家意见增加备调中心网管中心的视频显示设备,增加台儿庄泵站至韩庄泵站的无线路由;增加移动办公网络(外网)建设,增加泵站、水库计算机网络改造。
(2)实施阶段。
1)批复的初步设计方案中,不包括所有在建或未建现地园区的通信管道建设,认为由管理设施项目负责。但管理设施专项中也未包括园区的通信管道建设。为便于光缆接入各现地管理站,将现地园区管道纳入本工程建设。
2)由于部分已建泵站选定机房原为办公室,地面荷载不能满足调度运行管理系统设备安装要求,需要对这些机房进行加固。但批复的初步设计概算中不含加固费用。
3)为配合园区安防系统的建设,计算机网络需增加接入交换机。
4)根据实施阶段穿黄现地管理处及济平干渠渠首管理所的主体工程建设情况,由于条件限制无法建设微波系统,备用电路方案调整为扩频通信技术。
5)根据《韩庄运河段水资源控制工程峄城大沙河节制闸工程有关问题座谈会会议纪要》,峄城大沙河节制闸、三支沟橡胶坝、魏家沟橡胶坝纳入南水北调主体工程管理,按照统一标准、统一要求、实现全覆盖的原则,将三座建筑物及即将建设的峄城大沙河节制闸现地管理设施纳入山东段调度运行管理系统,进行控制管理,建设资金由韩庄运河段水资源控制工程解决。
(3)实施中需要解决的问题及业务需求变化情况。
1)鲁北段平交涵闸监视。鲁北段有与渠道平交的涵闸200多座,但没有有效的监视监控措施,不能及时了解这些闸的工作状态,对调水安全、水质及水量统计造成较大影响,需要增加这方面的建设内容。
2)胶东、鲁北段输水渠道调度运行视频监视。为了满足输水调度运行和工程安全管理的需要,需建设胶东、鲁北段渠道沿线视频监视系统,改善管理手段、提高管理能力,为输水工程安全、可靠、稳定的运行,提供安全实时视频信息服务和工程安全管理技术支持。
3)批复的初步设计不包含流量小于5m3/s的分水口门流量监测系统的建设,根据相关管理要求,所有分水口门均需要监测流量,需要增加此部分建设内容。
4)为了满足水量调度系统水位信息采集需要,增加倒虹吸下游水位监测断面;在工程实施过程中,部分渠道已完成衬砌且已蓄水,为减少对已衬砌渠道坡面的破坏,部分浮子水位计(安装在水位测井中)变更为电子水尺(安装在渠道内);在渠道边坡上增设水位标尺,以便人工读取水位数据;部分具备施工条件的水位计测井竖管旁增设无砂管,以便测量渠道大堤地下水位。
5)根据管理设施的设计情况,部分城区管理处将建设于现地渠道旁,另外现地闸站及管理站数量相对于初设及优化设计阶段有所变化,需要将相关系统设备通过新建光缆接入。
6)根据城区管理机构的征地情况,济宁、聊城两个管理局征地离输水渠道较近,为便于统一建设,原初设批复的租用管道方案建议改为自建管道。
7)山东段调度运行管理系统涉及全线路由长,地域广阔、地形复杂,站点数量多,维护难度大。此外,自然灾害和人为破坏时有发生,危及通信系统安全。通信系统是调度指挥和行政通信的保障,同时是全线自动化的基础,要求具有较高的可靠性。除自身设备应具有较高的可靠性外,通信电源系统及机房环境等的维护是保障整个通信系统可靠性必不可少的因素。为了降低运行维护成本,实现有限维护人员的高效利用,提高运行维护水平,尽早准确发现事故隐患,提高事故处理能力,需对通信电源系统进行集中监控、统一管理,有必要建立一套通信电源集中监控系统。但在国家组织的专家审查意见中,取消了通信电源集中监控系统。考虑到有利于将来的运行维护管理,建议增加通信电源集中监控系统。
8)根据审查意见,取消机房的备用空调机组。但没有备用空调机组将增加系统运行的不安全因素,建议增加备用空调投资,以确保系统设备在合适的环境中长期稳定运行。
(四)试通水情况
由于调度运行管理系统2011年9月获得批复,按照批复工期,2013年底完成主要建设内容。根据实施进度,韩庄运河段、南四湖水资源控制、两湖段、穿黄工程、济平干渠段、胶东输水干线通信系统在2013年6月底基本可以完成建设并发挥作用,但是却不能独立为4月的单元调试提供完整的信息服务。因此需要结合公网,充分利用3G等新技术建立临时通信系统,实现通信保障。
根据试通水管理运行维护机构的设置情况,在试通水期间通信主要任务为:试通水领导小组、二级管理单位、现地站等各级运行管理单位之间的沟通联系、调度命令下达、调度执行情况汇总;水位、水量、水质以及工情信息的发送、传输和存储,初步形成以备调中心为指挥核心的现地自动化调度,实现通水应急调度。
试通水以穿黄备调中心为临时调度中心。由于二级管理部门办公场所均未建成,试通水期间韩庄运河段、两湖段、鲁北段、胶东输水干线二级管理部门办公地点设置在现地。利用调度运行管理系统通信网络及公网等技术手段,实现从备调中心到现地站点语音及网络覆盖,能够实现指令下达、反馈,典型断面信息采集、传输,为试通水提供可靠的服务。
1.通信系统构成
通信系统由调度运行管理系统已建成的通信部分和为本次试通水通信系统配置的临时通信设施组成。
试通水领导小组、穿黄备调中心、二级管理部门可以部分利用现有设施。在临时通信系统的基础上,尚需采购台式电脑、笔记本电脑(带无线上网功能)、传真机、打印机等办公设备,以便搭建完整的办公环境。
(1)指令的下达与反馈。
1)通信系统已建成部分(韩庄运河段、两湖段及南四湖水资源控制、穿黄工程、胶东输水干线济平干渠段)。
指令下达:调度指令由调度中心通过传真、电话等方式下达到现地运行单位,同时传真至二级管理单位。
指令反馈:现地运行单位执行完毕后及时通过传真反馈调度中心,同时二级管理单位落实指令的执行情况传真反馈至调度中心。
其中,2013年4月27日,南水北调山东段调度运行管理系统韩庄运河段通信系统调试成功,这是山东段调度运行管理系统第一个开通的通信系统,也是继应急调度中心后又一个发挥功用的项目。已开通的业务有视频监控和调度电话,可以为韩庄运河段台儿庄泵站、万年闸泵站、韩庄泵站以及二级坝泵站试通水统一管理、联合调度提供基本的通信调度服务和网络服务。
通信系统是南水北调山东段调度运行管理系统基础设施之一,主要由行政电话与语音调度系统、通信传输系统、通信管道和光电缆、通信电源系统等组成,负责南水北调东线山东干线工程各级管理机构之间及管理机构与现地站之间的语音、数据、图像等各种信息的传递,为闸(泵)站监控系统、生产运营管理、运行维护管理、水资源管理、综合办公等提供通信服务。韩庄运河段通信系统主要包括连接台儿庄、万年闸、韩庄及二级坝四个泵站的通信光缆、涵盖四个泵站的通信传输系统、行政电话与语音调度系统、通信电源系统及机房环境建设等基础设施,是全线通信系统的重要组成部分。
韩庄运河段通信系统调试成功后,可以将台儿庄、万年闸、韩庄、二级坝四个泵站的视频信息上传至韩庄局临时调度分中心(选在韩庄泵站副厂房内),同时还实现了韩庄运河段的调度电话功能。同时,韩庄段建管局负责同志及调度管理人员可以在韩庄局临时调度分中心对所管辖的四个泵站下发调度指令进行语音调度,并可查看所管辖的四个泵站的视频信息,可以满足韩庄运河段试通水阶段的基本通信、调度和监视的需求。
2)通信系统未建成部分(胶东输水干线济南以东段、鲁北段)。
指令下达:调度指令由调度中心通过电话、电子邮件等方式将指令下达到现地运行单位,现地运行单位接收后用打印机打印,同时传真至二级管理单位。
指令反馈:现地运行单位执行完毕后及时通过电子邮件反馈调度中心,同时二级管理单位落实指令的执行情况传真反馈至调度中心。
大屯水库、东湖水库、双王城水库现场施工单位有固定电话接入,可以使用传真进行指令下达与反馈。
2.行政电话及语音调度系统
试通水期间,行政电话及语音调度系统要实现试通水领导小组、穿黄备调中心、二级管理单位及现地运行单位之间的语音通信,以及现地站点与所属渠段巡线人员的语音联络。
考虑到调度对实时的迫切要求,通水领导小组、穿黄备调中心、二级管理单位及现地运行单位之间的语音通信必须具有强拆、强插、群呼等调度功能,普通的电话网络难以满足要求,故主要使用调度运行管理系统建设完成的语音调度系统,并采购部分具有业务管理功能和业务调度功能的中国电信天翼对讲QChat终端一起组网,实现业务的全面覆盖,同时提供移动调度功能。
为了降低系统整体造价及使用费用,现地站点与所属渠段巡线人员的语音联络通过调度运行系统中的对讲机来实现小范围直接联络。
试通水行政电话及语音调度系统如图2-2-2所示。
图2-2-2 试通水行政电话及语音调度系统
(1)调度中心建设一套天翼对讲调度台(D200)实现对天翼对讲QChat终端调度。中国电信天翼对讲QChat终端业务特点为:
1)一按即可通。手机变成对讲机,呼叫接续快,支持单呼和组呼。
2)一呼能百应。群组内用户容量大,群组呼叫,适用于现场指挥、现场协调的工作场景。
3)跨域可联动。不受地域、距离限制,可实现远程的实时调度。
4)发言可管理。可实现分权限强行插入发言,优先下达紧急指令。
(2)渠道巡线、现场运行维护、安全保卫人员之间采用对讲机进行通话联系。
两湖段、鲁北段、胶东输水干线渠段有现地闸站62个,每个现地闸站配置2台对讲机,计124台;两湖段、鲁北段、胶东输水干线渠段合计536km,安全保卫人员所需对讲机按每3台/10km配置,计161台。共计285台。
因对讲机通信距离较近,如果采用全线组网,中继站安装调试及频点申请费用都较大。根据现场调研,采用局部组网的方式,大范围联络通过调度电话实现,采购若干车载台作为中继,灵活组网,满足需求。
施工7标(行政电话及语音调度系统)原已采购200台对讲机,另需采购85台对讲机及安装14处车载中继台,所需费用均列入施工7标(行政电话及语音调度系统)内。
3.计算机网络系统
(1)韩庄运河段、两湖段及南四湖水资源控制、穿黄工程、胶东输水干线济平干渠段。
试通水期间,穿黄备调中心、二级管理单位及现地运行单位之间以已建成的计算机网络系统作为南水北调东线一期山东段工程试通水的水情水质监测、泵闸站监控、水量监测、水资源统一调度管理等业务的承载平台。
计算机网络系统刚刚建设完成,系统运行尚未验证,稳定性不能保证。为确保试通水的顺利进行,在泵站、穿黄备调中心等已接入INTERNET的重要站点,利用现有联通公司接入光缆开通VPN业务,组建虚拟网络(VPN)。备调中心通过支持L2TP协议的路由器,采用100M专线与联通大网对接,作为计算机网络备用系统。试通水穿黄备调中心、二级管理单位及现地运行单位计算机网络拓扑图如图2-2-3所示。
图2-2-3 试通水穿黄备调中心、二级管理单位及现地运行单位计算机网络拓扑图
穿黄备调中心安装H3CICG3000网关,7个泵站(台儿庄、万年闸韩庄、二级坝、长沟、邓楼、八里湾)在电脑上下载安装VPN客户终端软件即可,需增加交换机各一台。
(2)胶东输水干线济南以东段、鲁北段。
在试通水前,现地闸、站计算机网络系统无法建成,采用中国电信无线虚拟专网(VPDN)组网。备调中心通过LNS设备(思科2811路由器)采用100M专线与电信大网对接,通过电信大网PDSN设备建立L2TP隧道,实现无线现地闸站拨号进入用户的内部网络,采用无线3G通道将现场数据信息采集回传至穿黄备调中心。
胶东输水干线济南以东段、鲁北段计算机网络拓扑图如图2-2-4所示。
穿黄备调中心安装的H3CICG3000网关支持两个VPN虚拟网接入,使用一台即可;无线接入现地闸站使用业务终端为无线数据采集器。因为试通水初期为分段试通水,6月以后联合试通水时计算机网络基本可以建成,所以不必每个闸站均配置,配置30个无线数据采集器即可。
本次试通水以穿黄备调中心为临时调度中心,是全线调度运行维护管理中心,其主要职能为:
1)接受国务院南水北调办试通水指挥机构的领导,负责与江苏省、山东省和黄河水利委员会有关机构的沟通联系工作,及时掌握水量需求和水量供给情况。
2)负责编制周、月、年供水计划的调度方案。
图2-2-4 试通水胶东输水干线济南以东段、鲁北段计算机网络拓扑图
3)负责下达流量调节和改变运行方式等调度指令,掌握并记录全线流量、水位变化情况,积累原始运行数据资料。
4)负责汇总、分析调水运行实际情况,提高全线安全经济运行水平。
5)负责调水设备、设施的维护和检修计划管理工作。
6)负责水质、水量监测管理工作。
7)负责试通水期间与调度有关的防汛度汛及应急突发事件管理工作。
8)试通水期间的安全保卫管理。
9)负责与国家有关部门的联络工作。
2013年3月,调度运行管理系统应急调度中心建设成功,并于4月13日,通过南水北调山东干线公司组织的调度运行管理系统应急调度中心试通水阶段验收。验收专家组认为,能满足试通水需要,可作为南水北调东线一期工程山东段试通水应急调度中心使用。
供电解决方案:
1)具备安装条件的通信电源系统试通水前安装到位。
2)通信电源系统安装不能按时完成的闸站,要求中标单位对UPS电源优先购买。
3)购置部分便携式小型发电机,当在闸站主电源发生故障,备用电源又不能长时间开启的情况下使用。两湖段购置1台,鲁北段购置3台,胶东输水干渠段购置3台。
临时通信设施:在试通水领导小组、穿黄备调中心、4个二级试通水单元、64个现地运行单位(另有3个与二级管理部门合并)安装天翼对讲QChat终端、便携式电脑、传真机、打印机、VPN接入设备。
1)试通水领导小组、穿黄备调中心设施配置。
通信设施配置:总指挥、副总指挥及试通水领导小组办公室负责人等岗位各配置1部天翼对讲终端,调度组配置6部天翼对讲终端;共配置9部天翼对讲终端。配置传真机2台。
办公设施配置:配置9台台式电脑、4台便携电脑、3台A3打印机,13个终端桌、13个终端椅。
2)四个试通水单元管理单位设施配置。
四个试通水单元管理单位包括:韩庄运河段、两湖段、鲁北段、胶东输水干线。
通信设施配置:设备、设施维护管理和防汛度汛等应急事件管理共2人,各配置1部天翼对讲终端,调度组与现地运行人员配置4部天翼对讲终端,共配置6部天翼对讲终端;配置传真机1台。
办公设施配置:配置5台台式电脑、2台便携电脑、2台A3打印机,10个终端桌、12个终端椅。
3)现地运行单位设施配置。
试通水期间共设64个现地管理站,由现地运行维护单位专人负责管理。配置临时通信设施站点见表2-2-3。
表2-2-3 配置临时通信设施站点表
续表
a.韩庄运河段、两湖段及南四湖水资源控制、穿黄工程、胶东输水干线济平干渠段。
每个泵站通信设施配置:1台传真机、2部天翼对讲终端。办公设施配置:2台便携式电脑、1台打印机,2个终端桌、4个终端椅。便携式电脑主要用于现地监测设备的数据备份,以及用于监测维护人员手工录入人工采集的监测数据或观测的工程安全信息。
每个现地管理站通信设施配置:1台传真机、2部天翼对讲终端。办公设施配置:1台便携式电脑、1台打印机,1个终端桌、2个终端椅。便携式电脑主要用于现地监测设备的数据备份,以及用于监测维护人员手工录入人工采集的监测数据或观测的工程安全信息。
b.胶东输水干线济南以东段、鲁北段。
东湖水库、双王城水库通信设施配置:1台传真机、2部天翼对讲终端。办公设施配置:2台便携式电脑、1台打印机,2个终端桌、4个终端椅。便携式电脑主要用于现地监测设备的数据备份,以及用于监测维护人员手工录入人工采集的监测数据或观测的工程安全信息。
每个现地管理站通信设施配置:1台传真机、2部天翼对讲终端。办公设施配置:1台便携式电脑、1台打印机,1个终端桌、2个终端椅。便携式电脑主要用于现地监测设备的数据备份,以及用于监测维护人员手工录入人工采集的监测数据或观测的工程安全信息。试通水通信及办公设施配置表见表2-2-4。
表2-2-4 试通水通信及办公设施配置表
4)由山东省水利厅至玉符河倒虹吸租赁2芯运营商光纤,通过济平干渠光缆实现穿黄备调中心与山东省水利厅的通信功能。
5)通过山东省水利厅到国务院南水北调办路由租赁1条电路,实现试通水领导小组与国务院南水北调办信息互通功能。
通信系统运行安全要求:通信系统所有设备、缆线均落实到责任人进行管理、维护;并准备好备品、备件,确保试通水期间的设备保障;安排专业通信抢修人员、工具,保障调度运行管理系统的正常运行。
为本次试通水通信系统配置的专用通信工具,只能用于试通水工作,不能用于其他用途。固定公网电话与天翼对讲终端互为备用。选定的固定公网与移动公网必须信号稳定、安全可靠、通信畅通。通信工具选用性能稳定、具备录音功能的固定电话、天翼对讲终端。
设备调试与验收:
1)永久通信设备。在试通水前,已建成通信系统通过了初步验收,设备和系统测试满足合同要求。
2)临时通信设备。申请安装完毕的固定电话、传真机、天翼对讲终端等通信设施通过相互通话、互发传真、短消息等进行检查,各种业务功能齐全,验证通信设施处于正常通信状态。
办公环境中电脑终端设备(包括便携式电脑)通过上互联网、互发电子邮件等方式验证办公环境对外联络正常。
设施运行与维护:
1)通信设备管理要求。通信设施和办公设施在试通水期间起着非常重要的作用。为保证试通水期间信息畅通,调度指令和反馈信息正确下达上传,随时能接收和发送有关工程调度语音和数据信息,对通信设施和办公设施要求如下:①配置天翼对讲终端、3G上网卡、对讲机、传真机、台式电脑和便携式电脑等均为专用设施,不得被挪用和占用。其中天翼对讲终端、对讲机不能随意带离岗位。②天翼对讲终端、VPN和VPDN虚拟专网采用后付费方式,要求及时交费,以保证通信设施处于正常通信状态。③天翼对讲终端、对讲机必须24小时开机,更换的电池必须及时充电,备用电池必须处于充满状态。④通信设施和办公设施要有相应的备品备件(包括所用的打印纸、传真纸),并登记造册,记录备品备件状态,维护记录,备品备件进行统一管理。
2)通信设施维护要求。通信设施分运营商的设施和自建(或购)的通信设施,维护要求如下:①对于天翼对讲终端、3G上网卡、传真机、电脑、打印机等自购终端维护,其产品说明书、保修卡等保存完整。定期对天翼对讲终端、传真机、电脑、打印机擦拭、除尘。对于台式电脑和便携式电脑安装防病毒软件,定时、定期进行病毒扫描和清除。②对于天翼对讲终端、对讲机的维护要求,小心使用,及时充电。③自建的通信系统在试通水期间采用由原承包商负责维护,承包商必须有相应维护人员在现场,要求通信系统处于正常工作状态。④办公环境整洁,不存放与办公设施无关的物品,定期对所有电脑、打印机、传真机进行巡视,及时增补打印机、传真机等纸张、墨粉等消耗材料。⑤通信设施和办公设施备品备件保存完好,可及时用于检修更换。
3)通信设备故障处理。
当自建的专用通信系统发生故障引起通信中断时,立即切换至备用通信方式。并及时用天翼对讲终端进行故障申告,通知承包商尽快进行抢修、限时恢复。
当天翼对讲终端、VPN和VPDN虚拟专网等通信设施发生故障引起通信中断时,立即切换至备用通信方式。并及时用行政电话进行故障申告,通知运营商尽快进行抢修、限时恢复。
当台式电脑、便携式电脑、打印机、对讲机、传真机、天翼对讲终端等办公和通信设施发生故障时应立即采用备用的正常设施进行更换,再将故障设备送去修理,修复后设备作为备用设备使用。
(五)试通水工作情况
1.试通水过程中调度运行管理系统的运行效果
调度运行管理系统主要进行如下项目的监测:视频、水位、流量、扬压力、闸门开度等项目。
流量计已经完成韩庄、济平干渠渠首、东湖水库、大沙溜、引黄济淄、双王城水库、市界、大屯水库的安装、调试。通过使用走航式ADCP,在各主要交水断面进行测试,对超声波流量计进行了校核。在试通水期间,各流量计和走航式ADCP工作正常,现场监管局通过读取流量计和ADCP数值,准确的了解了通水期间的流量信息。
韩庄段完成了泵站和视频信息的集成。通过对泵站和视频的集成,使台儿庄、万年闸、韩庄和二级坝四个泵站的自动化、视频信息接入到韩庄泵站,能在韩庄泵站监控室内集中显示,方便调水期间及时、准确的了解闸站信息和各泵站关键部门的状态。
备调中心已经进行了试通水阶段验收。备调中心的功能房间包括电力电池室、综合机房、网管中心、会商室、调度室等已完工;功能房间内的硬件设备设施包括机房环境设施、电源设备、空调设备、光缆、电缆、机架(柜)、走线架、视频设备、投影设备、显示设备、音响设备、语音交换设备、通信传输设备、计算机网络设备、各种服务器、存储设备、会议设施等已完成安装调试。备调中心已具备调度、指挥的功能。
济平干渠完成13个闸站PLC柜体的安装、接线测试和就地通信,PLC和触摸屏的程序完成,已经实现触摸屏控制。济平干渠安装的25套电子水尺数据上传调试完成,能够在触摸屏上显示。
济平干渠视频安装、调试完成,图像质量得到各级领导的认可。通过调用各路视频,可以清楚的观测到各闸站人工水尺、水位等信息,给调度指挥提供可视化的保证。
(1)雷达水位计及超声波流量计应用效果如图2-2-5所示。
(2)ADCP测流效果如图2-2-6所示。
(3)电子及人工水尺效果如图2-2-7所示。
(4)视频监控效果如图2-2-8所示。
(5)备调中心调度室效果如图2-2-9所示。
(6)备调中心机房及调度室、会商室如图2-2-10所示。
2.通水运行过程中调度运行管理系统的运行情况
图2-2-5 雷达水位计及超声波流量计应用效果图
图2-2-6 ADCP测流效果图
图2-2-7 电子及人工水尺效果图
图2-2-8 视频监控效果图
图2-2-9 备调中心调度室效果图
图2-2-10 备调中心机房及调度室、会商室图
本次试运行工程主要有备调中心、济平干渠、韩庄运河段、两湖段、三个水库及部分闸站的通信电源设备及配套运行系统,光缆传输及综合网管系统,行政电话及语音调度系统,计算机网络系统,视频监控系统,信息采集系统,信息监测与管理系统,综合会商系统等。
(1)备调中心建成并投入使用。
山东段调度运行管理系统备调中心是山东段调度运行管理系统的组成部分,位于山东省泰安市东平县斑鸠店镇穿黄河工程建设处,建设内容包括调度室、会商室、综合机房、网管中心、电力电池室等功能房间建设及功能房间内的设施、设备安装等;功能房间内的硬件设备设施主要包括机房环境设施、电源设备、空调设备、光缆、电缆、机架(柜)、走线架、视频设备、投影设备、显示设备、音响设备、语音交换设备、通信传输设备、计算机网络设备、各种服务器、存储设备、视频解码器、会议设施等。
图2-2-11 7个泵站视频接入及泵站运行信息接入
备调中心于2012年9月30日正式开工,目前完成了调度室、会商室、综合机房等功能房间建设及其内部主要设备设施的安装调试工作。调度室内的大屏幕系统、视频监控系统、信息监测与管理系统、水质系统、调度仿真系统、语音调度系统等安装完毕投入使用,能够把现地具备条件的如济平干渠、穿黄、泵站、水库等的运行信息接入到调度室,基本实现了远程监控功能;会商室的投影设备、显示设备、音响设备、会议设施等建设内容全部完成,具备了应急会商功能;综合机房内的空调系统、各类服务器、交换机等设备完成了安装及调试能够保证业务的正常使用;网管中心部署完成了网管监测系统、IAD语音服务系统,保证了网络及语音服务的畅通无阻。
(2)完成关键断面的信息采集与上传。
1)实现了所有7级泵站运行信息的集成与接入。
完成了韩庄段、两湖段7个泵站的视频与运行信息的接入与集成,能够把7个泵站的视频信息上传到备调中心的视频监视系统进行集中显示与管理,能够把7个泵站的运行信息,包括前后池水位信息、流量信息等上传到备调中心的远程自动化系统,能够使备调中心及时掌握泵站的运行状况。7个泵站视频接入及泵站运行信息接入如图2-2-11所示。
接入的7个泵站信息列表见表2-2-5。
表2-2-5 7个泵站信息列表
2)完成了3个水库的信息采集与上传。
完成了大屯水库、双王城水库的水情信息的接入与集成,完成了东湖水库的视频信息与水情信息的接入与集成。东湖水库视频接入及3个水库运行信息接入如图2-2-12所示。
接入的3个水库信息列表见表2-2-6。
表2-2-6 接入的3个水库信息列表
3)完成了济平干渠视频及运行信息的采集与上传。
完成了济平干渠所有闸站的视频信息设备的安装调试工作,闸前闸后安装的激光云台达到高清水准,其他摄像头均为标清水准,图像质量及显示效果很好地满足了通水要求。这些高清效果的视频信息能够通过网络上传至备调中心在调度大屏上集中显示;完成了济平干渠所有闸站的人工水尺及电子水尺的安装与调试,上下游水位信息实现了自动采集上传并能在PLC触屏上集中显示;渠首闸上游完成了雷达式水位计的安装与调试,能够动态监测东平湖的水位变化信息;完成了济平干渠所有节制闸及倒虹吸的PLC控制柜的安装与调试,完成了PLC触摸屏的程序开发与部署,实现了现地触摸屏控制,在触摸屏上能实现上下游水位、闸门开度等信息的集中显示;完成了济平干渠安防视频监视系统的建设,保证了通水安全。济平干渠视频及运行信息的采集系统、相关设备情况如图2-2-13所示。接入的13个闸站信息列表见表2-2-7。
图2-2-12 东湖水库视频接入及3个水库运行信息接入
图2-2-13(一) 济平干渠视频及运行信息的采集系统、相关设备情况
图2-2-13(二) 济平干渠视频及运行信息的采集系统、相关设备情况
表2-2-7 接入的13个闸站信息列表
4)完成了穿黄枢纽自动化监控系统的建设。
完成了穿黄枢纽视频监视系统、闸站自动系统、调度室实体环境等的建设任务,使穿黄枢纽能够集中对所辖4个闸站的运行进行管理,同时能够把穿黄枢纽的重要运行信息及视频信息长传到备调中心。穿黄枢纽视频信息及运行信息接入如图2-2-14所示。
5)完成了典型断面的流量信息的采集与上传。
图2-2-14 穿黄枢纽视频信息及运行信息
流量监测信息除完成对泵站、水库等主体工程已建流量计信息的接入外,调度运行管理系统自建的10套波流量计也全部实现信息的自动采集与上传,超声波流量计包括韩庄泵站、济平干渠渠首、大沙溜倒虹吸、东湖水库、引黄济淄分水口、双王城水库、市界节制闸、大屯水库、穿黄出口闸等,电磁流量计完成了引黄济青上节制闸的安装调试。流量信息具备了现地显示及上传功能,在通水期间,读数稳定,精度可靠,发挥了较好的作用。除固定测流外,7套移动式测流ADCP全部到货并投入使用,试运行前完成了操作培训并发放到各现场建管局,通水期间又对各局进行了现场支持,ADCP除了可以校核固定流量计精度外,还可在台儿庄泵站、暗涵出入口、小清河入口、穿黄出入口、入小清河分洪道等重要断面进行机动测流。对于不具备光纤传输条件的,采用3G路由器临时组建VPN网的方式将这些站点流量数据实时传输到备调中心调度运行管理系统中。典型断面的流量信息的采集与上传如图2-2-15所示。
图2-2-15 典型断面的流量信息的采集与上传
接入的22个闸站测流信息列表见表2-2-8。
表2-2-8 接入的22个闸站测流信息列表
续表
6)完成2处水质自动监测站的建设并使用。
在长沟泵站、济平干渠渠首建设完成2处自动水质监测站,分别监测南四湖出口、东平湖出口的水质,监测内容包括总磷、总氮、氨氮、高锰酸钾指数、电导率、浊度、水温、酸碱度、溶解氧等九项指标,同时完成水质视频监视系统的建设,监测指标及视频信息均能上传至备调中心。试运行期间,两个水质自动监测站运行正常,每六小时自动采集一次,一天完成4次采样分析,分析结果能够自动生成报表,定期上报及存档。完成一台水质移动监测车的建设并投入使用。
2处水质自动监测站视频及采集信息如图2-2-16所示。
(3)部分业务系统在备调中心完成部署并投入使用。
1)信息监测与管理系统。
该系统实现了水位、开度、流量、水质、工程安全等监测信息的管理功能。通过该系统可以实时查看各个闸泵站水情信息,并能查询运行以来水情历史信息,绘制水情实时与历史曲线图,具备了水情信息的查询、统计、报表等功能,所有报表按照试运行要求进行设计。对于暂不具备自动化条件的站点,可以通过人工导入的方式将水情信息录入系统。
系统首页通过电子地图展示整个工程中各闸泵站分布情况,并能实时显示各闸泵站水位,流量等水情信息及视频监控信息。通过信息监测中水情监测可以查看各个闸泵站水位、流量信息,并能自动生成报表,定期导出存档;目前,济东、鲁北各闸站暂不具备水情信息自动化采集传输条件,通过人工读取数据,按照相关模板制作成表格,手动批量导入到系统中。信息监测与管理系统如图2-2-17所示。
2)水量调度系统仿真系统。
图2-2-16 2处水质自动监测站视频及采集信息
图2-2-17 信息监测与管理系统
调度仿真系统投入使用,可以通过二维形式展示各个闸站、泵站实时运行情况,闸泵站水位、流量、开度等信息实时显示并更新;可以通过三维图形来展示整个南水北调东线一期工程的工况地貌,对各个闸泵站建筑构造及特点有更加直观的了解,在展示中,渠道中水情信息能够实时显示更新。水量调度仿真系统如图2-2-18所示。
图2-2-18 水量调度仿真系统
3)综合会商系统。
本次试运行,综合会商系统中的移动调度系统、三维展示系统、应急响应子系统投入了使用。
移动调度信息服务系统是南水北调一期工程山东段调度运行系统的重要系统之一,该系统采用携带方便、操作灵活的移动终端,弥补了固定地点办公的局域性限制;通过系统提供的功能,使用人员能够随时随地掌握辖管各工程运行状况、水情/水质实时和历史监测信息、视频信息、工程维护信息、重要调度指令、各项告警信息,方便应对各种突发事件,便于领导辅助决策。并提供水情、工程运行状况的信息采集功能,在未安装自动采集设备或自动采集设备故障及通信不畅的情况下,能够方便快捷的采集现场实时信息,第一时间上报到调度指挥中心,实时掌握现场情况。
移动调度系统实现了随时随地实时查看的水情监测信息,为实时了解工程运行状况提供了便利;通过手持移动终端在工程巡查过程中发现的工程异常情况可以通过移动调度直接拍照上传,调度中心的值班人员可以通过应急响应子系统第一时间查到现地上报的工程异常情况,及时下达处理措施。三维展示系统建设完成了鲁南段、济平干渠段、济东段的闸泵站、渠道、管理区等建模工作,以及实现了泵站内部的虚拟现实(VR),为全面了解工程概况提供非常形象、直观的展示效果。移动调度系统及三维展示系统如图2-2-19所示。
(4)通信系统目前建设完成了韩庄段、两湖段、济平干渠等站点。韩庄运河段共设4个泵站通信节点,韩庄泵站为汇聚节点,其他为普通节点;两湖段共设置3个泵站通信节点,其中长沟泵站为汇聚节点,其他为普通节点。济平干渠段是南水北调东线一期工程山东境内最早建成的一段主体工程,共在现地管理站设置13个通信节点,其中济平干渠渠首管理所、孝里河倒虹吸现地管理站为传输汇聚节点,李山头节制闸现地管理站为中继节点;其他现地管理站为普通节点。
(5)语音调度系统建设覆盖7个调度交换站点、5个管理局、59个现地管理站及75个现地闸站。行政电话系统覆盖7个调度交换站点、5个管理局、59个现地管理站及75个现地闸站以及23个城区管理处。目前已经开通的站点包括韩庄段、两湖段、穿黄备调中心、济平干渠段各站点。在网运行的主要设备包括:IP调度系统、调度交换机、IAD、调度台、视频电话、IP电话、以太网交换机、UPS、蓄电池组、行政电话IAD等,试运行期间各种设备运行状况良好。
备调中心部署天翼对讲系统控制平台,管理整个对讲系统终端及分组情况,实现呼叫控制。通过触控式语音调度台,实现各闸泵站语音调度自动化,一键拨号,多方电话,强插强拆等功能。
图2-2-19 移动调度系统及三维展示系统
(6)计算机网络系统通水试运行期间采用以备调中心为核心汇聚点的星型网络结构。现地站管理站、泵站、水库通过传输通信设备直至备调中心。计算机网络系统参加试运行的设备主要包括36台罗杰康RX1500交换机,5台罗杰康RS900NC交换机和两台思科6509核心交换机,分别安装在备调中心、济平干渠、东湖水库、邓楼、二级坝、八里湾、长沟、台儿庄、韩庄等站点,完成了网管系统在备调网管中心的部署,能够查看各网络节点的运行状态,对网络问题进行诊断与预警,保证了网络的畅通。计算机网络系统如图2-2-20所示。
图2-2-20 计算机网络系统
3.存在问题
存在问题包括以下几个方面:
(1)运行管理制度不健全。制定了相关管理制度、处罚措施以及责任追究办法,试运行期间安排24小时值班,每天定时对全线闸(泵)站进行检查,保证系统运行正常。但制度不是太健全,应对出现的故障及时进行排查、解决并总结;对出现的故障点尽快修复并追究相关单位责任。
(2)基础设施不完善。在开通过程中,发现部分站点基础管线、市电等设施不完善,由于工期紧,为了开通,采用临时引接等方案,给系统运行带来不稳定性,并且没有整体规划,临时布线不规范、美观,后期正式通水后还需要中断系统,进行割接改造。各标段设计、施工人员提前摸清各站点情况,现场情况与设计不符、不具备开通条件的,及时进行沟通、讨论、确定切实可行的变更方案。
(3)各标段加强沟通,信息共享。调度运行管理系统各标段业务相互承载,环环相扣,某环节出了问题,将影响后面各个标段业务的开通。试通水过程中部分环节存在沟通不及时的问题,造成某些环节安装、调试进展不顺利,多次进站,并且延误工期等情况。各标段应进一步加强沟通,信息共享,各自标段内的问题尤其可能对其他标段开通造成影响的问题,及时汇总上报,便于监理统一部署,安排工作。
(4)已安装设备的维护问题。试通水后,部分站点的设备出现断电等情况,赶至现场排除故障时,发现存在人为因素。为了保证系统的稳定运行,请现场建管机构及时建立制度,规范管理已安装设备。
(5)现场人员不足。受管理体制等因素影响,运行管理人员配备不足,现场建管局在试通水期间只能借调大批监理和施工单位人员进行值班和巡查。
(6)信息采集方面。主要问题是大部分闸门开度无法准确获取,无法通过闸前、闸后水位及闸门开度计算流量。后期工程建设希望根据工程具体情况考虑合适的闸门开度监测手段。