泵房（fáng）無人值守無線（xiàn）遠程遙控係統（tǒng）

▋概述 

隨（suí）著經濟的不斷發展，水資源的戰略（luè）地位愈來愈重要，水資源的高效利用和（hé）有效管理越來越得到世界各國政府的高度（dù）重視。世界各國先後出台了水資源調度及綜（zōng）合利用、水土保（bǎo）持、按用途優化（huà）用水及海水淡化等方針政策，並以此來解決（jué）日益嚴重的水危機問題（tí）。如我國的三峽工程，南水北調工程等等，都體現了 水資源的良（liáng）性運用。泵站是為水（shuǐ）提供勢能和壓（yā）能（néng）。解決（jué）無自流條（tiáo）件下的排灌、供水和水資源調配問題（tí）的唯一動力來源，在防洪、排澇和抗早減災，以（yǐ）及工農業用（yòng）水（shuǐ）和城鄉居民生（shēng）活供（gòng）水等方麵發揮若重要作用，一旦遭到破（pò）壞（huài），對經濟生產將造成難（nán）以（yǐ）估量的損失。如果後（hòu）期管理不善將可能直接導（dǎo）致水利設施的功能降低甚至喪失，反而給水利（lì）安全管理造成負（fù）擔。因此，泵站的（de）經濟運行和優化（huà）管理就顯得尤為重要。

隨著水利工程（chéng）的不斷建設，國家對各種水利設施自（zì）身以及水利設施的自動化運行和設備設施的安全提出了新的要（yào）求。加之現代通信（xìn）技術和視頻技（jì）術的迅速發展，為水利建設的數字化提供了技（jì）術上的有力保證。通（tōng）過基（jī）於多種通（tōng）信技術的遠程視頻監控係統和控製，水利管理部門可以實現24小時不間（jiān）斷的實時查看所管理的水利設施、河流、河道的水流和水質情（qíng）況，以及通過多級管理係統查看和轄區相關的上下遊的情況。因此，實（shí）行水利設施（shī）安全監控技術改造，實現（xiàn）“無人值守”或少人值（zhí）守廣是（shì）水利行業發展（zhǎn）的整體趨勢。

▋需要解決的問題

水利（lì）泵站監控（kòng）係統要求信（xìn）息的采集及時而且準確（què）、信（xìn）息處理操作簡單、維護方便，並且要求係（xì）統安裝方便，運作穩定，維護周期長等，現有的水利泵站監控主要以下幾個問題：

1、水利泵站一般地處偏僻（pì），距離比較遠，相互間通（tōng）信不方便，出現問題後無法及時發現和處理（lǐ），即使安排固（gù）定人（rén）員也很難集中監控管理。另外，有的地區水利監控點分散而且自然環境惡劣，這種情況下安排專人進行（háng）管理不僅反應（yīng）滯後而且也非常危險的。

2．如果沿用傳統（tǒng）的安全保衛工（gōng）作（zuò）則要對水利設施的（de）安（ān）全工作是安（ān）排多組專人晝夜輪流（liú）值班，這種方式不（bú）僅浪費了大量的人力資源而且問題出現（xiàn）後處理周期比較長，對問題也無法追蹤和回溯，也就很難快速找（zhǎo）到問題根源，也（yě）不利於信（xìn）息化（huà）管理。

3．傳統的視頻監控不僅帶寬占用大而且無（wú）法完全實現泵站設備安（ān）全管理（lǐ）和報警處理，功能單一，難（nán）以滿足要求安全警戒度高的泵站需求，不便於上（shàng）級領導的監（jiān）控監督。

4、如果采用多套獨立係統實（shí）現（xiàn）對泵站的立體安全防護，維護成本太高，視（shì）頻監控、周（zhōu）界報警和泵站動（dòng）力環境監控係統無法統一集中監控和管理。

5．水利設施（shī）發生警情時，僅（jǐn）靠就近值（zhí）班人（rén）員通知專業技術人（rén）員，無法（fǎ）在第一時間（jiān）獲取（qǔ）詳細視頻（pín）和（hé）設備的監（jiān）控信息，進行及時客觀的判斷和處理，容易（yì）延誤最佳的處理時（shí）間，後果可能無（wú）法預料。

6、由於泵站等水利（lì）設施分布點多、涉及困廣、交通不便、自然（rán）環境條件較差，並且與監（jiān）控中心的距離較（jiào）遠，所以在傳輸線路上（shàng）施工布線非常不方（fāng）便（biàn），使用有線傳輸方式很難解決。

▋解決方案

針對（duì）水利行業監控的現狀。設備製造（zào），結合客戶實際需求情況，在多年實際應用中不斷總（zǒng）結，推出（chū）“水利無人值守綜合監控係統”，通過合（hé）理的架構有效地解決了水利行業的多種難題，很（hěn）好地滿足了水利（lì）行業用戶的實際需求。

1、安全監控係統中不僅提供前端作業區（qū）實時視頻測覽（lǎn），而且可實現門禁及動力環境設備報警時聯動，燈光打開、警鈴以及發送短信或（huò）者彩信、控製水壩和水閘的開關設備等多種（zhǒng）操作，同時可將報警信息上傳到網絡管理中（zhōng）心和網絡管理分控，也可以由中心進行遠程指導或（huò）者操作排除險情，做到事故及時處（chù）理。達到泵站的少人或（huò）無人值守。

2、軟件平台整體設計上按照多層網絡結（jié）構進行（háng）設計，在前端泵站使用無人值守工作（zuò）站，采用嵌入式本地監控係統（tǒng），確保工作穩（wěn）定的前提下，能夠將泵站設備監（jiān）控、防盜報警監控，周界報警係統（tǒng）、消防報警係（xì）統、門禁控製係統、燈光控製係統、語音（yīn）對講係統和（hé）果站的動力環境（jìng）監控（kòng）進行（háng）統一管理。同時在水利管理中心通過水（shuǐ）利無人（rén）值守綜合管理（lǐ）平台進行統（tǒng）一監控管理，包括警情處理，數據報表分析：遠程管理、集中存儲等任務。

3．通過前端泵站視（shì）頻監控，可以實時觀測泵站設備以及涵閘的運行情況（kuàng），為（wéi）領導決策提供了直觀的圖（tú）像信息，同時可以改善觀測，流量工作人員（yuán）的工作環境，減（jiǎn）少工作人員，做到少人或無人（rén）值守（shǒu），真正體現泵站的現代化管理，智能（néng）化操作。

4、通過代理轉發服務器軟件可以大大降低（dī）帶寬的占用，另（lìng）外在前端監控主機上安裝IE分控軟件後各級領導（dǎo）可以（yǐ）在世界各個地方（fāng）通過網絡使用IE瀏覽（lǎn）器查看水利設施的運轉（zhuǎn）情況。

5、通（tōng）過多播語音對講技術可以使（shǐ）得多個前端和中心進行語音通信，通過語音對講功能中心技術人員就可以通過視頻和對講對前端人員進行技術指導，大大提高了（le）維護效率（lǜ），降（jiàng）低維護成本：

6、根據現場泵站實（shí）際情況，既可選擇有線網絡傳（chuán）輸，也可采用無線（xiàn）3G/4G/5G網絡傳輸來解決遠距離傳輸問題。 

▋方案設計

1、前端每一個泵站放（fàng）置一台網絡動（dòng）環主機作為核（hé）心設備。網絡動環主（zhǔ）機負（fù）責采集前端泵房音視頻監控，具備（bèi）可識別語音對講，防盜入侵報警、消防（fáng）報（bào）警、門禁（考勤）管理、泵房漏水檢測和動力環境檢測TCP/IP網絡（luò）數據傳（chuán）輸（shū）。

2、采用無線3G/4G/5G通信傳輸，解密布線施工複雜，費用昂貴的問題。

3、在（zài）監控係統上，使用一套（tào）軟件平台集成（chéng）視頻監控係統、遠程報警聯網係統、燈光控製係統、泵站動力環境集中監控係統、門禁聯（lián）網係統等子係統。

4、係統無縫集（jí）成彩信發送模塊，將（jiāng）報警抓拍到圖片及時發（fā）送給相應管理人員，保證讓泵站就近的管理（lǐ）人員迅速處理警情。

▋係統介紹

係統按照兩層網絡結構進行設計，在（zài）泵站作業區設置本地監控係統，包括（kuò）泵站設（shè）備監控、泵站周邊區域監控，周界報警係統、消（xiāo）防（fáng）報警係統、門禁監控係統、燈光語言控製係統、泵站（zhàn）工作區動力環境監控。在監（jiān）控中心總部設（shè）置無人值守泵站遠程監（jiān）控係（xì）統統一監管，包括（kuò）警情處（chù）理，數據報表分析，遠（yuǎn）程管理（lǐ）、集中存儲等任務。

5.1、係（xì）統功能 

1、遠程監測各加壓泵站（zhàn）水（shuǐ）池水位或進站（zhàn）壓力、出站流量、出站壓力。

2、遠程監測加壓泵組的工作狀態、電流、電壓（yā）、保護狀態（tài）、工作模式。

3、遠程切換水泵的控製模（mó）式，遠程控製加壓（yā）泵組水泵（bèng）的（de）啟停。

4、光纖通信時，支持視頻在線監（jiān）視泵站全景、電氣控製室（shì）等重要工位。

5、現場出現電流電壓（yā）超（chāo）限、水位（wèi）超限、設備保護等狀（zhuàng）況時，監控中心可（kě）聲光報警。

6、支持（chí）各種（zhǒng）監（jiān）測信息（xī）、控製信息、報警信息、操作信息的存儲和查詢。

5.2、功能特點

1、 采集進站管道（dào）壓力或清水池水位、出站壓力、出站流量。

2、 采集每台加壓泵啟停狀態、工作電流、工（gōng）作電壓、電能等電參數。

3、采集配電室各（gè）路開關狀態、電能（néng）等。  

4、無線通（tōng）信時，圖像監視泵站全景、電氣室、泵房等重要工位。

5、支持（chí）加（jiā）壓泵（bèng）啟（qǐ）動（dòng）櫃手動控製、自動控製、遠程控製加壓水泵的啟停，控（kòng）製模式可切（qiē）換。  

6、 依據供水壓力和（hé）水泵運行時間，智（zhì）能選擇水泵（bèng）投（tóu）入運行。

7、 電流過（guò）大、缺相、水位（wèi）過低過高、控製櫃保護、配電室故障、閑人進入（rù）等情況發生時，立（lì）即上報信息。  

8、支持光纖通信、局域網通信、4G、短消（xiāo）息等無線通（tōng）信方式（shì）。

9、 存儲、顯示、查（chá）詢泵站監控數據及工作參數。

10、支持多（duō）路圖像監控。

11、 支持就地、遠程維（wéi）護（hù）測控設備。

▋係統優（yōu）勢

水利應用的行業特點是被監控（kòng）的地點如被監（jiān）控點地域分散，距離監控中心距離遙遠。這種（zhǒng）特（tè）點（diǎn）使得傳統的模擬（nǐ）電視監控係統已經（jīng）不能（néng）適（shì）應（yīng）需求。同（tóng）時需要瀏覽監控圖像的水利部門和相關單位，人員比較多。如何有效地在現有帶寬條件下使用（yòng）戶獲得流暢的、清晰的監控視頻（pín）是係統設計成敗的關鍵。同（tóng）時簡單的數字視頻（pín）監控係統已（yǐ）不能適應水利部門的（de）實標需求，如（rú）何能將泵站視頻監控（kòng）報警係統（tǒng）與泵（bèng）站動力（lì）環境監測係統，人（rén）員出入管理係統和（hé）泵站自（zì）動化（huà）控製（zhì）係統集成，進行有效的聯動，是目前水利（lì）行業監控發展（zhǎn）的方（fāng）向。

目前“水利無人值守綜合監控係統”無線（xiàn）遠程通信全部采用標準TCP／IP協議，可直接應用在局域網或者廣域（yù）網上，針對各泵站距離比較遠，不易鋪設有線線路的情況，也可采用無線3G/4G/5G通信來解決遠距離通信的問題。“水利無人值守綜合管理平台”軟件采用當（dāng）前比較流行（háng）的多級網絡架構，使得整個係統結構清晰，易於管理和擴展，同時係統支持代理功能，很好的解決了多（duō）人同時瀏覽視頻時的帶寬限製，係統還（hái）支持網絡分控和IE分控，這樣使得整個係（xì）統可以不受地域的限製自由連接整個係統分為：前端泵站本地監控係統，網絡傳（chuán）輸係統和監控中心係統構成（chéng）。

前端泵站本地（dì）監控係統采用無人值守工作站作（zuò）為本地核心監控硬件平台。

無人值守工作站是麵（miàn）向水利行業監控開發的（de）行業硬件產品，采用嵌入式（shì）操作係統，可以確保泵站前端監控係統工作的（de）穩定性。

無人（rén）值守工作站可以實現泵站設備的視（shì）頻監控，可連接大量報警設備，例（lì）如門磁、紅外、煙感、水浸等，一（yī）旦出現異常，係統（tǒng）能自動報警，上傳報警信息並聯動（dòng）進（jìn）行（háng）數字錄像或聲光電報警。無人（rén）值守工作站可以將門（mén）禁係統無縫（féng）接入，加強對泵站進出（chū）人員的管（guǎn）理（lǐ）。通過音視頻監控使管理（lǐ）人員能夠隨時隨地看到設備和現場工作人員的工作情況，還可以與（yǔ）前端工作人員對話，加強管理的互動性。可結合大量專業的環（huán）境監測（cè）設備，實現及時反映空調係統、溫濕度等保障設備的數（shù）據。報警時可以聯動完備的錄（lù）像策略，可以（yǐ）通過手機發送彩信或者短信通知值班人員或相關領導和技術人員。

以上所有功能，均由無（wú）人值守工（gōng）作站硬件設備完成，無需通過監控中心（xīn）進（jìn）行操（cāo）作，確保即使傳輸網絡出現問題，前端（duān）泵站的監控係統不會出任何問題，用戶還可以通過手機進行（háng）遠（yuǎn）程監控和實時管（guǎn）理，確保係統的安全性。

針對水利行業用戶的特（tè）殊（shū）需求，開發出（chū）適合行業用（yòng）戶（hù）使用（yòng）的，穩定、高度集成化的網絡（luò）監（jiān）控（kòng）產品，這無人值守工作站提供標準TCP／IP接口，將（jiāng）處理過的數據上傳至上層管理中（zhōng）心，由（yóu）監控（kòng）中心對前端的各個泵站進行統一的集中管理。同時根（gēn）據水利行業需要提供（gòng）相應接口，可以方便的納入水利指揮調度係統。為水利指揮調（diào）度的決策和指揮提供客觀和詳（xiáng）實（shí）的數據。

水利無人值守監控係統（tǒng），在監控中心能夠將泵站（zhàn）的各個監視（shì）點，該係統（tǒng）可對所有前端泵站的重點部位進行24小（xiǎo）時（shí）視頻監控，並可以按照不同的方式對不同的前端設置錄像。如主控製室全貌，設備情況、斷路器，隔離刀間現場實際狀態等通過遠程無人值守泵站監控係統傳輸到水利巡檢中心和調（diào）度所（suǒ），對重要泵站，局領導及調（diào）度人員可通過無人值守泵站監測係統對（duì）泵站的環境進行監視（shì）；無（wú）人值班泵站可減少巡檢人員（yuán）工作強度（dù），彌補泵站取消運行人員直觀性不強（qiáng）的弱點，同時加強對本站的安（ān）全、保衛（wèi）工作、火警進行監視、以提高泵站運行（háng）水平。

▋應用意義

泵（bèng）站（zhàn）水利無人值守監控係統，其關鍵技術實（shí）現了對泵站的“無人值守，少人看管”的全自動化（huà）控（kòng）製管理，為泵站提（tí）高安全管理水平，持續降低管理費（fèi）用支出提供了條件，利用優化調度在線運行，實現了（le）節能、增效，創造了巨大的經濟效益。係統實現聯網監控後（hòu），可實現數據共享，方便了領導查詢，為水利和水利工程設施的運行管（guǎn）理與調度決策提供了方（fāng）便，保證了調度的實時性，促進了管理水（shuǐ）平的提高，為管理工作提供了極大的便捷。