紫金橋實時數據庫構建灌區信息化管理系統
1、概述
我國幅員廣闊有許多大型灌區，每個灌區的干渠和支渠分布都存在點多、面廣、線長。灌區內的降雨時空分布極不均勻，而且灌區內的洪水具有突發性及區域性的特點，旱情又具有持久性與廣域性的特性。灌區內不僅水務調度管理任務十分繁重，而且防洪抗旱的任務也十分艱巨。這些困難要求我們有必要對灌區實現信息化，利用現代化的管理手提升我們的管理水平，達到資源的合理配置和使用，減少災害所帶來的損失。
2、系統的設計和實施
基于以上情況我們提出了基于紫金橋實時數據庫平臺的大型灌區信息化管理系統。該系統系統由以下子系統組成：水情測報系統、雨情測報系統、水量蒸發系統、水質檢測系統、土壤水分檢測系統、閘門自動控制系統、大壩安全檢測系統、自動計費系統等。其系統結構如下圖所示：
灌區信息化管理系統的所有子系統的現場數據由分布在整個灌區的現場傳感器進行數據采集，并由遠端的RTU或者其它智能設備送至遠端數據采集軟件中，遠程數據采集軟件在本地存儲顯示并上傳至紫金橋實時數據庫中。
2、1現場傳感器的選擇
現場用到的傳感器可以根據實際的需求為各個系統選擇相應的傳感器。
水位傳感器：目前采用的水位傳感器主要有浮子式水位傳感器、壓力式水位傳感器和超聲式水位傳感器等。
雨量傳感器：目前國內使用的雨量傳感器是翻斗式雨量傳感器，有0.2mm、0.5mm、1mm等多種，裝置簡單、價格低，測量精度一班都能滿足要求。
水面蒸發傳感器：主要有 AGI-１超聲波蒸發傳感器、ADM7型小型蒸發器和ＺＦＬ１型水面蒸發傳感器等。
水質測量儀：主要有意大利HANNA的 HI 99730 微電腦多功能測定儀、德國Lovibond的 ET99730微電腦多功能離子測量儀、美國EUTECH的 CyberScan5000系列--全觸摸屏水質分析儀和美國 HACH的 sensionTM378臺式多參數測定儀等。
土壤分析測試儀：有TRIME管狀土壤含水量測試儀、FD-620烘干法紅外水分測試儀和TSCII智能化土壤水分快速測試儀等。
閘位計：目前采用較多的還是機械編碼式閘位計。
大壩安全檢測系統：主要是加拿大ROCTEST公司的DSST-Ⅱ 大壩安全監測傳感器檢測系統。
另外在閘門控制系統中，閘門流量的測量主要采用兩種方式，一種是用測得的閘前閘后水位和閘門開度值換算出流量值；另一種是直接通過流量傳感器來量測。灌區采用的流量傳感器多種多樣，主要有翻板式、堰式和超聲式等。
2、2數據通訊鏈路的建立
在數據通訊的物理鏈路層面上，各個數據采集機和實時數據庫之間的通訊連接可以采用有線通訊方式和無線通訊方式。有線通訊方式包括鋪設專用通訊光纖、撥號連接、鋪設雙絞線等，無線通訊方式采用數字電臺、GSM\GPRS\CDMA1X等。
鋪設專用通訊光纖，特點是傳輸速度快，通訊距離長，安全穩定，維護簡單，但是一次性投資比較高。如果數據采集機和現場傳感器之間的距離比較近，通訊長度在1公里以內，可以采取鋪設專用通訊雙絞線，特點是投資成本低、通訊速度比較慢。對于一些有條件的地區采用固定電話撥號連接的方式，也是一種不錯的選擇，它的通訊距離可以無線延長。
對于距離比較遠并且地形相對開闊，附近又沒有固定線路可以利用，可以考慮使用數字電臺的無線通訊方式，優點是成本低，易于施工，缺點是帶寬比較窄，易受干擾。另外無線通訊方式還可以考慮使用GSM，GPRS，CDMA1X等方式，但每年必須支付一定數量的租用費用。
2、3 實時數據庫實現的功能
所有現場檢測的信息和基礎數據最后都通過不同的通訊手段進入到紫金橋實時數據庫系統中。紫金橋實時數據庫平臺是整個灌區信息化管理系統的核心部分，它負責數據的匯集、實時數據處理、歷史數據的壓縮、存儲、歷史數據查詢、對外數據發布等功能，并通過自帶的客戶端程序完成人機交互，提供各種表格，實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線，現場畫面顯示等各種用戶定制完成的功能。
紫金橋實時數據庫還可以把一部分相關數據發送到web服務器上，提供給有權限的管理人員在灌區局域網上或者在Internet上，通過IE瀏覽器訪問現場實時數據和歷史數據。紫金橋實時數據庫還具有與各種關系數據庫無縫連接的功能，通過ODBC接口把一些計費管理需要的數據存儲到關系數據庫（ACCESS 、ＳＱＬ Server和ＯＲＣＡＬ等）中，由自動計費系統進行統一管理并生成各種單據。同時紫金橋實時數據庫平臺還為其它第三方應用軟件系統提供標準的開放式接口如OPC、DDE等，以保證整個系統的開放性和靈活性，以及用戶使用的方便性。
紫金橋實時數據庫平臺為整個灌區的各個職能部門提供監測、查詢、使用服務功能，灌區局領導可以隨時掌握整個灌區內的降水、河流水情、水庫蓄水量、蒸發量，農田土壤含水量，隨時掌握任意一點的設備建筑詳細信息。并可以通過Ｉｔｅｒｎｅｔ上報到上一級主管部門。
3、結論
基于紫金橋實時數據庫平臺的灌區信息化管理系統，大大提高了灌區管理效率和管理水平，為科學決策提供了充分、準確、及時的數據，縮短了決策周期，降低了管理成本，為科學決策提供可靠依據，同時有利于改善灌區水環境，真正實現水資源的重復利用和可持續發展，有利于水資源優化配置，更好地發揮水資源的綜合效益。
我國幅員廣闊有許多大型灌區，每個灌區的干渠和支渠分布都存在點多、面廣、線長。灌區內的降雨時空分布極不均勻，而且灌區內的洪水具有突發性及區域性的特點，旱情又具有持久性與廣域性的特性。灌區內不僅水務調度管理任務十分繁重，而且防洪抗旱的任務也十分艱巨。這些困難要求我們有必要對灌區實現信息化，利用現代化的管理手提升我們的管理水平，達到資源的合理配置和使用，減少災害所帶來的損失。
2、系統的設計和實施
基于以上情況我們提出了基于紫金橋實時數據庫平臺的大型灌區信息化管理系統。該系統系統由以下子系統組成：水情測報系統、雨情測報系統、水量蒸發系統、水質檢測系統、土壤水分檢測系統、閘門自動控制系統、大壩安全檢測系統、自動計費系統等。其系統結構如下圖所示：
灌區信息化管理系統的所有子系統的現場數據由分布在整個灌區的現場傳感器進行數據采集，并由遠端的RTU或者其它智能設備送至遠端數據采集軟件中，遠程數據采集軟件在本地存儲顯示并上傳至紫金橋實時數據庫中。
2、1現場傳感器的選擇
現場用到的傳感器可以根據實際的需求為各個系統選擇相應的傳感器。
水位傳感器：目前采用的水位傳感器主要有浮子式水位傳感器、壓力式水位傳感器和超聲式水位傳感器等。
雨量傳感器：目前國內使用的雨量傳感器是翻斗式雨量傳感器，有0.2mm、0.5mm、1mm等多種，裝置簡單、價格低，測量精度一班都能滿足要求。
水面蒸發傳感器：主要有 AGI-１超聲波蒸發傳感器、ADM7型小型蒸發器和ＺＦＬ１型水面蒸發傳感器等。
水質測量儀：主要有意大利HANNA的 HI 99730 微電腦多功能測定儀、德國Lovibond的 ET99730微電腦多功能離子測量儀、美國EUTECH的 CyberScan5000系列--全觸摸屏水質分析儀和美國 HACH的 sensionTM378臺式多參數測定儀等。
土壤分析測試儀：有TRIME管狀土壤含水量測試儀、FD-620烘干法紅外水分測試儀和TSCII智能化土壤水分快速測試儀等。
閘位計：目前采用較多的還是機械編碼式閘位計。
大壩安全檢測系統：主要是加拿大ROCTEST公司的DSST-Ⅱ 大壩安全監測傳感器檢測系統。
另外在閘門控制系統中，閘門流量的測量主要采用兩種方式，一種是用測得的閘前閘后水位和閘門開度值換算出流量值；另一種是直接通過流量傳感器來量測。灌區采用的流量傳感器多種多樣，主要有翻板式、堰式和超聲式等。
2、2數據通訊鏈路的建立
在數據通訊的物理鏈路層面上，各個數據采集機和實時數據庫之間的通訊連接可以采用有線通訊方式和無線通訊方式。有線通訊方式包括鋪設專用通訊光纖、撥號連接、鋪設雙絞線等，無線通訊方式采用數字電臺、GSM\GPRS\CDMA1X等。
鋪設專用通訊光纖，特點是傳輸速度快，通訊距離長，安全穩定，維護簡單，但是一次性投資比較高。如果數據采集機和現場傳感器之間的距離比較近，通訊長度在1公里以內，可以采取鋪設專用通訊雙絞線，特點是投資成本低、通訊速度比較慢。對于一些有條件的地區采用固定電話撥號連接的方式，也是一種不錯的選擇，它的通訊距離可以無線延長。
對于距離比較遠并且地形相對開闊，附近又沒有固定線路可以利用，可以考慮使用數字電臺的無線通訊方式，優點是成本低，易于施工，缺點是帶寬比較窄，易受干擾。另外無線通訊方式還可以考慮使用GSM，GPRS，CDMA1X等方式，但每年必須支付一定數量的租用費用。
2、3 實時數據庫實現的功能
所有現場檢測的信息和基礎數據最后都通過不同的通訊手段進入到紫金橋實時數據庫系統中。紫金橋實時數據庫平臺是整個灌區信息化管理系統的核心部分，它負責數據的匯集、實時數據處理、歷史數據的壓縮、存儲、歷史數據查詢、對外數據發布等功能，并通過自帶的客戶端程序完成人機交互，提供各種表格，實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線，現場畫面顯示等各種用戶定制完成的功能。
紫金橋實時數據庫還可以把一部分相關數據發送到web服務器上，提供給有權限的管理人員在灌區局域網上或者在Internet上，通過IE瀏覽器訪問現場實時數據和歷史數據。紫金橋實時數據庫還具有與各種關系數據庫無縫連接的功能，通過ODBC接口把一些計費管理需要的數據存儲到關系數據庫（ACCESS 、ＳＱＬ Server和ＯＲＣＡＬ等）中，由自動計費系統進行統一管理并生成各種單據。同時紫金橋實時數據庫平臺還為其它第三方應用軟件系統提供標準的開放式接口如OPC、DDE等，以保證整個系統的開放性和靈活性，以及用戶使用的方便性。
紫金橋實時數據庫平臺為整個灌區的各個職能部門提供監測、查詢、使用服務功能，灌區局領導可以隨時掌握整個灌區內的降水、河流水情、水庫蓄水量、蒸發量，農田土壤含水量，隨時掌握任意一點的設備建筑詳細信息。并可以通過Ｉｔｅｒｎｅｔ上報到上一級主管部門。
3、結論
基于紫金橋實時數據庫平臺的灌區信息化管理系統，大大提高了灌區管理效率和管理水平，為科學決策提供了充分、準確、及時的數據，縮短了決策周期，降低了管理成本，為科學決策提供可靠依據，同時有利于改善灌區水環境，真正實現水資源的重復利用和可持續發展，有利于水資源優化配置，更好地發揮水資源的綜合效益。
文章版權歸西部工控xbgk所有，未經許可不得轉載。
服務咨詢