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1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目背景

南水北調(diào)來水調(diào)入密云水庫(kù)調(diào)蓄工程是北京市南水北調(diào)配套工程的重要組成部分。工程由團(tuán)城湖取水，通過現(xiàn)狀京密引水渠，經(jīng)懷柔水庫(kù)輸水至密云水庫(kù)。工程新建屯佃泵站、前柳林泵站、埝頭泵站、興壽泵站、李史山泵站、西臺(tái)上泵站、郭家塢泵站、雁棲泵站、溪翁莊泵站共9座提升泵站、DN2600輸水管道21.5km、改造加固隧洞2條、對(duì)現(xiàn)狀渠道及渠系建筑物進(jìn)行改造并新建自動(dòng)化監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。輸水線路總長(zhǎng)約103km，總揚(yáng)程132.85m。

為了方便整個(gè)調(diào)水系統(tǒng)的調(diào)度管理、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，工程構(gòu)建通信平臺(tái)，建立集數(shù)據(jù)、圖像傳輸為一體的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2 總體建設(shè)內(nèi)容

工程總體建設(shè)內(nèi)容由南水北調(diào)來水調(diào)入密云水庫(kù)調(diào)蓄工程（簡(jiǎn)稱調(diào)蓄工程）、密云水庫(kù)走馬莊隧洞改造工程2部分組成。

(1) 調(diào)蓄工程

基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)京密引水渠沿線泵站、閘站等水工設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)輸水渠道、輸水管線、輸水隧洞進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)、語音的傳輸與共享，建立自動(dòng)化監(jiān)控、調(diào)度、管理系統(tǒng)。

工程共設(shè)置1個(gè)調(diào)度中心，9個(gè)監(jiān)控泵站（屯佃泵站監(jiān)控站、前柳林泵站監(jiān)控站、埝頭泵站監(jiān)控站、興壽泵站監(jiān)控站、李史山泵站監(jiān)控站、西臺(tái)上泵站監(jiān)控站、郭家塢泵站監(jiān)控站、雁棲泵站監(jiān)控站、溪翁莊泵站）、10個(gè)監(jiān)控閘站（安河閘泄洪閘、峰山口輸水閘、七孔橋節(jié)制閘、興壽泄洪閘、崔村泄洪閘、東沙河泄洪閘、土城泄洪閘、前柳林泄洪閘、雁棲泄洪閘、北臺(tái)上倒虹吸出口閘）。

工程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)從專業(yè)以及功能劃分為以下7個(gè)子系統(tǒng)：

——通信子系統(tǒng)

——監(jiān)控子系統(tǒng)

——安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

——綜合信息管理子系統(tǒng)

——視頻安防子系統(tǒng)

——會(huì)商子系統(tǒng)

——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

本工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)覆蓋調(diào)度中心、3個(gè)管理所、9個(gè)泵站、10個(gè)閘站，根據(jù)北京市南水北調(diào)配套工程總體要求，本工程調(diào)度中心、各監(jiān)控泵站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由控制專網(wǎng)、業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)和業(yè)務(wù)外網(wǎng)組成，三個(gè)相互隔離的網(wǎng)絡(luò)。

系統(tǒng)整體框架圖

 (2) 密云水庫(kù)走馬莊隧洞改造工程

通過敷設(shè)光纜、電纜，實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)控命令、視頻圖像的傳輸；更換原有光纜（副壩附近MCU房至密云水庫(kù)管理處），最終將數(shù)據(jù)、圖像傳送至密云水庫(kù)管理處，構(gòu)建自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)庫(kù)區(qū)水位、閘門荷載、閘門開度、管道壓力、電氣參量等數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)閘門運(yùn)行工況。實(shí)現(xiàn)閘門的現(xiàn)地控制/遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)，同時(shí)預(yù)留遠(yuǎn)方控制功能

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

• 先進(jìn)性

系統(tǒng)的高度集成：借助力控SCADA軟件強(qiáng)大的圖形組態(tài)功能、系統(tǒng)集成功能，可以將絢爛、逼真的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)畫面、視頻影像、GIS信息高度集成在SCADA系統(tǒng)上顯示，形成數(shù)據(jù)模擬與視頻影像、GIS系統(tǒng)無縫集成的監(jiān)控方式。

強(qiáng)大的報(bào)表功能：通過所存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)可以方便生成各種值班報(bào)表、操作報(bào)表、報(bào)警報(bào)表以及日月年報(bào)表。
　　方便的報(bào)警輸出：支持多媒體語音、視頻、文本語音轉(zhuǎn)換、郵件和短信等實(shí)時(shí)方式的報(bào)警通知與輸出。
　　歷史追憶（事故追憶）：通過定義事故追憶條件和追憶變量，以及追憶時(shí)間的設(shè)置，當(dāng)追憶條件滿足的時(shí)候產(chǎn)生追憶指示，用戶可以通過追憶組件來查看事故的回放?；胤诺倪^程支持曲線和表格，并支持打印和存盤等。

• 安全性

在操作上嚴(yán)格權(quán)限管理。系統(tǒng)應(yīng)提供審計(jì)跟蹤功能，記錄所有用戶操作過程，對(duì)出現(xiàn)的系統(tǒng)安全問題提供調(diào)查的依據(jù)和手段；系統(tǒng)應(yīng)具備事務(wù)日志功能。

冗余：為確保泵站的安全運(yùn)行，系統(tǒng)采用雙CPU雙機(jī)雙網(wǎng)冗余配置，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)的冗余，在恢復(fù)后，故障期間的歷史、報(bào)警數(shù)據(jù)可自動(dòng)同步，充分保證數(shù)據(jù)的完整性。并支持增加專門的冗余狀態(tài)探測(cè)通道，通過配置專用網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)快速的切換，并可以做到1S內(nèi)的切換。最大程度的保證泵站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

• 實(shí)時(shí)性

實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)中的水情、工情、雨情等信息，并將其存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中。具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和較高的處理效率，對(duì)訪問的響應(yīng)時(shí)間要短；采集接口的實(shí)時(shí)性好，能滿足其應(yīng)用的需要；采集接口的實(shí)時(shí)性不能影響生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的性能。

數(shù)據(jù)緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳：泵站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷或網(wǎng)速過慢的情況并不多，但是一旦出現(xiàn)必將因數(shù)據(jù)丟失而造成分析的誤差、決策的不準(zhǔn)確。因此，為了實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)也不丟失數(shù)據(jù)的要求，系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)緩存的功能，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)，系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)緩存在本地磁盤，待恢復(fù)后，再自動(dòng)將緩存的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)中。如此一來，可最大程度的確保數(shù)據(jù)的萬無一失。

與集控中心的交互：泵站需要與集控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，統(tǒng)一協(xié)調(diào)也是未來城市供水的發(fā)展方向。從數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖?、安全、可靠角度考慮，泵站與集控中心間的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)采用系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸接口，因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部的傳輸接口解析簡(jiǎn)單，無需反復(fù)的請(qǐng)求、回復(fù)，也不會(huì)添加繁瑣包頭包尾，從而實(shí)現(xiàn)快速可靠的數(shù)據(jù)交互。

• 高性能的歷史存儲(chǔ)

實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)承擔(dān)著存儲(chǔ)、管理大量的、高密度的過程數(shù)據(jù)的工作，當(dāng)需要時(shí)它還需快速的將某時(shí)間段內(nèi)的過程數(shù)據(jù)提供出來。因此工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的性能直接關(guān)系到分析、統(tǒng)計(jì)的效果。主要的性能指標(biāo)如下：

3 系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)