水利工程運行管理中遠程監(jiān)控技術的有效應用

馬 娜

（廣州市增城區(qū)水務技術中心，廣東 廣州 511300）

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，水利工程作為一項民生工程，其建設規(guī)模也越來越大，為了全面保障水利工程穩(wěn)定持續(xù)有效運轉(zhuǎn)，水利工程運行管理工作也凸顯出越來越重要的價值和作用。而現(xiàn)代化遠程控制技術的有效應用可以全面掌握水庫及河道等相關水域的變化情況，為水利工程管理決策的制定提供有效的數(shù)據(jù)參考，全面推進水利工程管理工作有效開展。

1 水利工程管理中應用遠程監(jiān)控技術的必要性

隨著水利工程建設力度的不斷加大，遠程監(jiān)控技術對工作質(zhì)量和效率的提升發(fā)揮著非常積極的作用。現(xiàn)階段，遠程監(jiān)控技術已成為水利工程運行管理工作中不可或缺的一部分，它為整個運行管理工作的落實提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。因水利工程涉及的范圍較廣，要想實現(xiàn)全方位管理，需要投入大量的人力、物力。現(xiàn)如今，在遠程監(jiān)控技術的支持下，運行管理工作的開展可以充分發(fā)揮信息化手段的優(yōu)勢，有效實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的獲取、傳輸和共享，不僅減少了人力的投入，而且提高了整個運行管理工作的效率。相比于傳統(tǒng)的人工管理模式，遠程監(jiān)控技術的應用能夠促進水利工程運行管理工作向智能化和自動化方向發(fā)展。信息數(shù)據(jù)的收集、傳輸和處理都是自動化操作，既便捷又高效，促進水利工程運行管理工作的有效性得到全面提升。遠程監(jiān)控技術的應用還可以實現(xiàn)對相關設備和設施的自動控制，促進水利工程運行管理工作在開展過程中更加有效、及時，最大限度地發(fā)揮水利工程運行管理工作的價值和作用。而在傳統(tǒng)的人工模式中，需要人工計算相關的數(shù)據(jù)，需要人工來親自操作，既無法保障數(shù)據(jù)計算的準確性，也無法保障操作的及時性，使整個管理工作存在一定的誤差和風險。因此，現(xiàn)代化遠程監(jiān)控技術的應用促進了水利工程運行管理模式和手段的不斷改革和創(chuàng)新，對我國水利工程的發(fā)展有著重要的價值。

2 水利工程遠程監(jiān)控技術應用過程中的功能

水利工程遠程監(jiān)控技術在應用過程中表現(xiàn)出的功能主要有三個方面：一是監(jiān)測監(jiān)控功能，二是運行功能，三是維護管理功能。

水利工程運行管理工作需要在相關的數(shù)據(jù)基礎上進行，而這些數(shù)據(jù)是通過收集處理而來的。遠程監(jiān)控技術在水利工程運行管理中的應用，可以發(fā)揮軟件和系統(tǒng)的優(yōu)勢，根據(jù)用戶的需求來收集相關的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對其進行有效整理從而形成基礎數(shù)據(jù)。零散的基礎數(shù)據(jù)經(jīng)過遠程監(jiān)控系統(tǒng)分析之后，轉(zhuǎn)化成水利工程運行管理工作所需要的有效數(shù)據(jù)資料。因此，遠程監(jiān)控技術監(jiān)測功能的實現(xiàn)就會通過收集、傳輸和存儲水利工程在運行過程中產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù)，再利用顯示、查詢和計算等功能處理這些數(shù)據(jù)，為水利工程運行管理工作的開展提供參考，不斷提高管理工作的精準度和有效性。

監(jiān)測是為了收集和整理運行管理中所需要的相關數(shù)據(jù)。監(jiān)控功能作為遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能，通過發(fā)揮自動化控制系統(tǒng)的作用實現(xiàn)對水利工程的遠程操作，不僅可以遠程啟動水利工程，還可以遠程關閉水利工程，這促進了水利工程有效性的最大發(fā)揮。在傳統(tǒng)的工作模式中，水利工程的應用主要靠人工操作，這種操作方式不僅在時間上比較滯后，而且存在著一定的危險因素。而在啟用遠程監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控功能之后，可以在控制流域內(nèi)水利工程的過程中實現(xiàn)自動化操作。它不僅可以科學監(jiān)督流域水量調(diào)度，還可以為水利工程系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)有效運行提供有效的保障，促進水利工程運行管理工作效率不斷提升。

隨著遠程監(jiān)控技術的不斷發(fā)展，其在水利工程中應用的范圍也越來越廣，二者之間的融合度也越來越高。遠程監(jiān)控技術除了具有監(jiān)測和監(jiān)控功能之外，還可以實現(xiàn)相關監(jiān)測設備的檢測與維護功能。通過全面細致的檢測工作可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的安全和故障隱患，進而采取相應的措施消除隱患，確保系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行。遠程監(jiān)控技術通過分析檢測過程中獲取的數(shù)據(jù)，并將其與標準數(shù)據(jù)進行對比，對相關設備系統(tǒng)當前的運行狀態(tài)進行準確判斷。如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，遠程監(jiān)控系統(tǒng)會啟動相關程序?qū)z測的異常數(shù)據(jù)進行初步分析和處理。當設備存在異常情況或故障時，系統(tǒng)也會以預警的形式來提醒工作人員，進而采取相關措施及時處理出現(xiàn)的故障，保證設備和系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定安全運行。

3 水利工程遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分

水利工程遠程監(jiān)控系統(tǒng)在運行的過程中主要依靠一些先進設備，目前采用的設備主要分為以下三個部分：一是數(shù)據(jù)通信設備，二是視頻采集設備，三是控制中心設備。以上設備在系統(tǒng)運行過程中發(fā)揮著不同功能，都為水利工程運行管理工作的有效開展提供了科學有效的數(shù)據(jù)基礎。

1）視頻采集設備作為遠程監(jiān)控系統(tǒng)的基礎設備，它主要是采集被監(jiān)控區(qū)域的圖像光信號，然后再通過先進的技術將獲取的光信號轉(zhuǎn)化為工作人員容易識別的數(shù)字信號，最后作為一手資料為水利工程運行管理工作的開展提供直觀的素材。

2）數(shù)據(jù)通信設備作為遠程監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的設備，它可以借助現(xiàn)代通信技術實現(xiàn)數(shù)字水利的發(fā)展。監(jiān)控系統(tǒng)的運行需要以數(shù)據(jù)通信設備為載體開展網(wǎng)絡監(jiān)控體系的構建，保障后續(xù)數(shù)據(jù)順利有效傳輸。尤其是針對一些距離比較遠的數(shù)據(jù)采集點，它采用網(wǎng)絡接入的方式能夠及時有效地將數(shù)據(jù)傳送給相關人員進行處理。

3）控制中心設備在遠程監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中主要起到自動控制的作用。水利運行管理工作中，對相關數(shù)據(jù)信息的有效應用必須以相關設備為支撐，而控制中心設備在其中就扮演著至關重要的角色。遠程監(jiān)控系統(tǒng)在收集完數(shù)據(jù)并對其進行傳輸處理之后，還要發(fā)揮控制中心設備的優(yōu)勢，將其結果以畫面的形式展示出來[1]。工作人員要以數(shù)據(jù)為基礎在終端設備上開展決策工作，對制定的決策及時發(fā)布，為水利工程的良好發(fā)展提供有效的保障。不過在遠程監(jiān)控系統(tǒng)實際運行過程中，為了能夠全面有效地控制多路輸出及多畫面影像顯示，控制中心設備要發(fā)揮不同功能設備的優(yōu)勢，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時準確收集，并保證工作人員能夠及時有效地使用數(shù)據(jù)，最大限度地發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值和作用。

4 遠程監(jiān)控技術在水利工程運行管理中的應用

4.1 在水文信息方面的應用

水利工程運行管理工作在開展過程中可以充分發(fā)揮遠程監(jiān)控技術的價值和優(yōu)勢，遠程監(jiān)控相關的水文信息。水利工程中的水文信息主要包括具體時間段特定水域的水位、水質(zhì)、水流量等相關主要信息。為了進一步提高水利工程運行管理工作的效果，可以通過遠程監(jiān)控水文信息獲取相關的數(shù)據(jù)，為后續(xù)水利工程運行管理工作的開展及相關政策的制定提供有效的數(shù)據(jù)支撐。水文信息會隨著各種因素的變化而不斷變化，如果僅僅依靠人工管理動態(tài)化的水文信息，一方面難度比較大，另一方面會存在一定的不足和漏洞，無法保障工作質(zhì)量和效率。目前，工作人員可以利用遠程監(jiān)控技術實現(xiàn)水利工程建設全過程的實時監(jiān)控，及時有效地處理相關的水文信息，從而提高管理工作的有效性和準確性。

水利工程中設置的水文站一般用于分析和采集水文信息，但是水利工程包含的范圍較廣，其信息量較大，收集起來較困難。因此，管理人員可以通過現(xiàn)代化信息技術及時有效地整理和收集相關的水文數(shù)據(jù)，并在此基礎上實時觀測水利中的各項數(shù)據(jù)，達到有效管理區(qū)域水資源的目的[2]。遠程監(jiān)控系統(tǒng)在運行的過程中還能通過收集數(shù)據(jù)圖像和視頻及時地掌握一手水文信息資料，并對其進行實時處理，并能自動觀測和預報出現(xiàn)的水文變化，有效減少了水文信息收集和整理的工作量，提高了數(shù)據(jù)信息處理的效率和質(zhì)量，為水文工程運行管理工作的順利開展奠定基礎。

4.2 在防洪工作方面的應用

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展及自然環(huán)境的不斷變化，近年來，我國的水患災害頻發(fā)，水利工程運行管理工作也凸顯出越來越重要的價值和作用，直接關乎國計民生。因此，在水利工程運行管理工作開展過程中，一定要針對水患災害做好相關的防洪防汛工作，為人民的生命財產(chǎn)安全提供有效保障。在以往防洪防汛工作開展過程中，采用的傳統(tǒng)工作模式由于信息化程度比較低，導致遠程監(jiān)控技術價值得不到有效發(fā)揮，在水勢猛漲的情況下并不能準確地開展相關的監(jiān)測工作，即使投入大量的人力、物力和財力也無法針對水患災害進行全面預防，不能為居民的生命財產(chǎn)安全提供全面性的保障。

隨著先進信息技術在水利工程運行管理中的有效應用以及遠程監(jiān)控系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，工作人員可以將相關監(jiān)控設備安裝在水利工程的重要水文觀測點或其他一些關鍵位置，實時掌握區(qū)域內(nèi)的水量變化情況。遠程監(jiān)控技術在應用的過程中可以針對產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)，通過預警的方式告知管理人員，以便于管理人員采取針對性的措施開展防洪防汛工作。遠程監(jiān)控技術還可以以圖像的形式反饋當下發(fā)生的險情，相關人員可以根據(jù)傳輸?shù)膱D像信息對即將發(fā)生的險情進行準確預測，進而使相關人員準確把握防洪防汛工作中的重點和方向，促進防洪防汛工作順利有效開展，最大限度地降低水患災害發(fā)生的概率和災害的影響。

4.3 在施工管理方面的應用

在水利工程施工管理中有效應用遠程監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控和掌握水利工程的建設施工情況，及時了解當前施工效果，進而為后續(xù)施工方案的制定給予正確的指導，為施工進度和質(zhì)量提供了有效的保障，全面推進水利工程建設施工順利有效開展。一般在水利工程施工過程中會存在一些關鍵的施工區(qū)域，這些關鍵施工區(qū)域往往涉及比較復雜的施工技術，涉及的知識也比較廣泛。為了保障施工效果，工作人員可以針對重點施工區(qū)域發(fā)揮遠程監(jiān)控系統(tǒng)的作用對其進行實時監(jiān)控，全面掌握施工現(xiàn)場情況以及施工中采用的相關技術的落實情況，進而為水利工程現(xiàn)場施工進度、質(zhì)量提供全面性的保障。

如BIM遠程監(jiān)控信息化在水利工程施工管理過程中可實現(xiàn)項目概況、考勤簽到、通知公告、周報管理、會議管理、任務管理、進度計劃、質(zhì)量安全、形象進度、構件管理、智慧工地（視頻監(jiān)控）、安全巡檢、審批等工作內(nèi)容一體化。利用BIM，從技術上說，通過建模，項目中后期的施工問題、運維問題可以在項目初期被發(fā)現(xiàn)并改正，降低施工難度，實現(xiàn)工程全程可控；從管理上說，可以利用BIM模型實現(xiàn)各參與方的協(xié)同管理，降低溝通難度，實現(xiàn)人員可控；從信息上說，因工程全階段管理所產(chǎn)生的信息量相當龐大，所有的工程信息都加載在BIM模型上，減少了信息的丟失，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可控；從過程管理上說，對每一個施工工序進行任務分工，指令明確、責任清晰，及時上傳下達，隨時隨地了解施工現(xiàn)場的情況，快速解決現(xiàn)場問題，施工過程臺賬一目了然，審批快捷，實現(xiàn)了信息化施工管理。

4.4 在特殊水域和保護區(qū)方面的應用

特殊水域的管理在水利工程運行管理中扮演著至關重要的角色。在現(xiàn)代遠程監(jiān)控技術的支持下，針對河道、水庫等一些特殊水域，也可以對其具體狀態(tài)進行實時監(jiān)控。掌握水庫水位變化情況及蓄水具體情況對于水利工程運行管理工作的開展有著非常重要的價值。水庫管理人員可以利用遠程監(jiān)控技術將各區(qū)域水庫情況以視頻的形式呈現(xiàn)出來，準確把握各水庫數(shù)據(jù)[3]。工作人員還可以利用遠程控制系統(tǒng)監(jiān)測到的不同的水流情況，科學調(diào)度水庫閥門的流量。通過監(jiān)測河道的異常水流及水質(zhì)污染情況，對其產(chǎn)生的原因進行溯源，并采取針對性的措施進行解決。遠程控制系統(tǒng)在自動化控制特殊工作區(qū)域的過程中，還可以降低工作人員不安全操作的概率，提高整體工作質(zhì)量和效率。

水利工程運行管理工作涉及的管理范圍比較廣，如果采用人工的方法開展管理工作，想要實現(xiàn)大范圍內(nèi)可疑物體的實時監(jiān)控就具有一定的難度。而遠程監(jiān)控技術的有效應用則可以對管理范圍內(nèi)的環(huán)境情況進行實時監(jiān)控，跟蹤處理監(jiān)控到的異常問題，進而準確掌握水利工程保護區(qū)的情況。工作人員還可以通過遠程監(jiān)控對水利工程保護區(qū)的現(xiàn)狀進行分析，判斷里面存在的危險因素，有效明確存在的異常物體并預測其發(fā)展情況，進而采取針對性的措施，為水利工程的安全運行提供有效保障[4]。

5 結語

綜上所述，遠程監(jiān)控技術在水利工程運行管理工作中的有效應用具有非常重要的價值和意義。它在提升管理工作效率和質(zhì)量的同時，節(jié)省了大量的人力投入。因此，水利工程在建設和發(fā)展的過程中要加大對遠程監(jiān)控技術的應用和研究力度，充分發(fā)揮先進信息技術及設備的優(yōu)勢，全面保障水利工程運行管理工作的順利有效開展，為我國水利工程事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎。