關(guān)于中小型水閘遠(yuǎn)程控制安全措施的探討

梁 意

（梅州市梅州大堤管理處，廣東 梅州 514000）

0 前言

中小型水閘承擔(dān)著防洪排澇、調(diào)流引水等重要責(zé)任，為了加快中小型水閘安全遠(yuǎn)程控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要根據(jù)水閘實(shí)際運(yùn)行情況對存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，制定適合的安全控制措施，避免安全問題影響水閘的正常運(yùn)行。同時(shí)，水利部門要結(jié)合安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、水利工程精細(xì)化管理目標(biāo)，做好中小型水閘日常運(yùn)行管理工作，盡量避免出現(xiàn)安全事故。

1 中小型水閘遠(yuǎn)程控制安全問題

1.1 水閘無法按照指令停止

中小型水閘在接收到遠(yuǎn)程控制指令后，無法按照遠(yuǎn)程控制指令進(jìn)行操作，導(dǎo)致水閘無法遠(yuǎn)程控制開啟或停止。工作人員在傳輸開啟或者是停止指令的過程中，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷、通信中斷等故障問題時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致水閘無法接收遠(yuǎn)程控制指令，如果該故障問題出現(xiàn)后，保護(hù)措施無法正常進(jìn)行，會(huì)造成較為嚴(yán)重的后果[1]。

1.2 水閘運(yùn)行過程中存在異物

中小型水閘運(yùn)行中遇到異物卡阻，會(huì)造成水閘無法按照遠(yuǎn)程控制指令正常運(yùn)行。如果水閘運(yùn)行中出現(xiàn)較大的固體垃圾或者是較大漂浮物，會(huì)阻礙水閘的正常升降，短時(shí)間內(nèi)未能采取安全措施對其及時(shí)進(jìn)行處理，會(huì)導(dǎo)致閘門出現(xiàn)超載的情況。如果卷揚(yáng)機(jī)中出現(xiàn)異物卡頓，會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩過載斷裂的情況發(fā)生。如果是螺桿啟閉機(jī)出現(xiàn)異物卡頓，會(huì)因?yàn)檫^載導(dǎo)致螺桿彎曲或者是出現(xiàn)閘門基座變形的情況發(fā)生。

1.3 限位傳感器不靈敏

中小型水閘運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)限位傳感器無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，屬于中小型水閘運(yùn)行故障問題。限位傳感器在水閘運(yùn)行過程中的主要起到保護(hù)作用，如果閘門上升過程中限位傳感器出現(xiàn)故障問題，會(huì)導(dǎo)致閘門鋼絲繩或者是閘門沖頂損壞基座，閘門下降過程中可能會(huì)出現(xiàn)限位傳感器出現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩纏繞、螺桿頂彎等情況。

1.4 閘位儀失靈

閘位儀失靈后會(huì)到導(dǎo)致遠(yuǎn)控制系統(tǒng)無法對水閘閘門開度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤判或者是閘門開關(guān)超出限制的情況。

1.5 電氣故障

電氣故障也是水閘運(yùn)行過程中常見故障問題，如電壓過大、電流承載過大等問題。如果電壓過大，會(huì)導(dǎo)致水閘缺少運(yùn)行動(dòng)力，無法支撐卷揚(yáng)機(jī)上升。電流過載會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)火災(zāi)問題[2]。

2 中小型水閘遠(yuǎn)程控制安全措施

2.1 傳感器雙重保護(hù)

中小型水閘閘門中的上限位傳感器、下限位傳感器應(yīng)作為獨(dú)立的系統(tǒng)，并且上限位傳感器和下限位傳感器信號應(yīng)區(qū)別設(shè)置，并將信號設(shè)置為容許工作限制，遠(yuǎn)程控制過程中只要發(fā)送上限位開關(guān)信號指令，系統(tǒng)會(huì)直接連鎖切斷下降動(dòng)作，下降過程中發(fā)送下限位開關(guān)信號指令，系統(tǒng)直接切斷上升動(dòng)作，執(zhí)行信號指令，能夠避免傳感器無法按照信號指令運(yùn)行的問題。

2.2 閘門卡阻保護(hù)

中小型水閘閘門在運(yùn)行的過程中，會(huì)按照遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)定掃描周期對閘門開度值進(jìn)行掃描，完成掃描后將開度值與上周期開度值進(jìn)行比較，從而得出開度值之間的數(shù)值差。如果連續(xù)三個(gè)掃描周期開度值與設(shè)定值比較小，說明閘門存在異物卡阻的情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對閘門進(jìn)行鎖停，并進(jìn)行警報(bào)通知工作人員進(jìn)行故障檢查，使閘門能夠正常運(yùn)行。閘門卡阻保護(hù)設(shè)計(jì)過程中如果投入和控制選項(xiàng)，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇，如果閘門傳感器出現(xiàn)緊急故障，需要快速關(guān)閉水閘，工作人員可以選擇退出選項(xiàng)，解除卡阻保護(hù)功能，使水閘能夠及時(shí)停止運(yùn)行。

2.3 閘位信號斷線檢測機(jī)制

中小型水閘運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)失靈的情況，閘位信號斷線等問題，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠?qū)π盘枖嗑€問題進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)確定出現(xiàn)故障問題后，會(huì)發(fā)出停止閘門運(yùn)行的指令，并發(fā)揮故障報(bào)警使工作人員立即排查安全故障。對閘位信號模擬量值判斷過程中，如確定閘位值在正常范圍內(nèi)的，說明不存在故障問題，閘位值主要用于通道故障報(bào)警，終止閘門控制以及進(jìn)行閘位信號斷線檢測。

2.4 運(yùn)行超時(shí)保護(hù)

中小型水閘運(yùn)行中應(yīng)設(shè)計(jì)運(yùn)行超時(shí)保護(hù)系統(tǒng)。水閘接收到開啟、關(guān)閉指令后，對上限和下限傳感器運(yùn)行路線進(jìn)行判斷，根據(jù)開啟、關(guān)閉速度計(jì)算出運(yùn)行時(shí)間。運(yùn)行超時(shí)保護(hù)啟動(dòng)后如果超出運(yùn)行時(shí)間，關(guān)閉閘門，發(fā)出報(bào)警信號，減少限位傳感器失靈的情況出現(xiàn)[3]。

2.5 閉氣機(jī)電氣量保護(hù)

傳統(tǒng)水閘開啟、關(guān)閉設(shè)備都為熱繼電器，其主要原因是熱繼電器靈敏度不高，運(yùn)行時(shí)間較長，如果出現(xiàn)電機(jī)卡阻的問題，切斷電機(jī)回路，會(huì)出現(xiàn)閥門沖頂安全故障。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對開啟、關(guān)閉設(shè)備的有效保護(hù)，應(yīng)在電氣回路中安裝電氣量采集元件，并監(jiān)測設(shè)備在運(yùn)行過程中的電流繼電保護(hù)設(shè)置為二段式。水閘閘門啟動(dòng)過程中電流保護(hù)值會(huì)達(dá)到較高的水平，對電機(jī)工作時(shí)間進(jìn)行記錄。閘門啟動(dòng)過程的電流數(shù)值高于保護(hù)值說明閘門存在故障問題。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間過長會(huì)造成電動(dòng)過熱，當(dāng)測量到的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間超過整定的允許啟動(dòng)時(shí)間時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)動(dòng)作而跳閘。同時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行低電流保護(hù)，使閘門能夠正常關(guān)閉、開啟，閘門停止運(yùn)行之后應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號。

3 中小型水閘運(yùn)行管理措施

3.1 推進(jìn)中小型水閘安全運(yùn)行

中小型水閘運(yùn)行管理過程中，應(yīng)全面落實(shí)水閘安全管理責(zé)任制度，確定中、小型水庫責(zé)任人名單，并向水利部門上報(bào)備案，如果發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制安全問題，可及時(shí)尋找責(zé)任人解決。明確水閘地方政府防汛責(zé)任和主管部門安全監(jiān)督責(zé)任，并進(jìn)行中小型水閘防汛責(zé)任人培訓(xùn)，減少中小型水閘在運(yùn)行過程中存在的安全問題。汛期來臨前，應(yīng)對水閘安全運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患并采取措施進(jìn)行治理。制定水閘控制運(yùn)用計(jì)劃，并加強(qiáng)水閘遠(yuǎn)程控制的培訓(xùn)和演練，汛期中能夠?qū)崿F(xiàn)對水閘的有效控制，達(dá)到防洪排澇的目的[4]。對中小型水閘進(jìn)行日常巡檢、維修養(yǎng)護(hù)和安全監(jiān)測，并對中小型水閘安全性進(jìn)行鑒定，按照規(guī)定日期完成中小型水閘安全鑒定任務(wù)。中小型水閘責(zé)任部門可制定遠(yuǎn)程控制安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督檢查手冊以及安全問題清單，對中小型水閘容易出現(xiàn)安全問題的區(qū)域進(jìn)行專項(xiàng)檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施進(jìn)行整改，保證中小型水閘能夠正常運(yùn)行[5]。

3.2 數(shù)字助力中小型水閘運(yùn)行管理

水利部門可以將中小型水閘信息系統(tǒng)與水庫系統(tǒng)、堤防系統(tǒng)進(jìn)行整合，使中小型水閘信息管理系統(tǒng)優(yōu)化升級，實(shí)現(xiàn)全國中小型水閘互聯(lián)互通，通過信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)防汛抗旱信息共享，中小型水閘責(zé)任部門可通過系統(tǒng)進(jìn)行安全問題交流，為遠(yuǎn)程控制安全水平提升助力。鼓勵(lì)中小型水閘在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中逐漸融入大數(shù)據(jù)、人工智能等多項(xiàng)信息技術(shù)，保證中小型水閘能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，使水利工程運(yùn)行管理信息水平獲得提升。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息填報(bào)、審核等流程規(guī)范化，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時(shí)，也可以避免數(shù)據(jù)丟失，對于信息數(shù)據(jù)應(yīng)填寫詳細(xì)，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)模糊不清的情況，并建設(shè)中小型水閘質(zhì)量管理制度，做好信息數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查工作。中小型水閘管理過程中要做好水閘遠(yuǎn)程觀測工作，并收集水閘運(yùn)行信息，對于水閘遠(yuǎn)程控制過程中可能存在的安全問題進(jìn)行分析，對于安全問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決，從源頭上解決遠(yuǎn)程控制的安全問題。定期對遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)實(shí)際需要對系統(tǒng)進(jìn)行升級處理，保證水閘能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低安全故障發(fā)生概率。

3.3 全面推進(jìn)中小型水閘標(biāo)準(zhǔn)化

中小型水閘行政主管部門以及相關(guān)管理機(jī)構(gòu)，應(yīng)完善中小型水閘所在地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化制度管理體系，形成遠(yuǎn)程控制常態(tài)化工作機(jī)制。按照水利部門印發(fā)的中小型水閘標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊作為推進(jìn)中小型水閘標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的模板，認(rèn)真履行上述要求，使中小型水閘運(yùn)行管理工作向著標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，也可規(guī)范遠(yuǎn)程控制工作流程和工作內(nèi)容。主管部門和管理機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)中小型水閘標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況制定合適的實(shí)施方案，制定年度計(jì)劃，加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的落實(shí)[6]。

3.4 健全中小型水閘運(yùn)行管理體制機(jī)制法治

根據(jù)水利部門印發(fā)的《水閘運(yùn)行管理辦法》開展中小型水閘的云頂管理工作，并利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對中小型水閘進(jìn)行安全監(jiān)測，各個(gè)中小型水閘主管部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行需要，建立地方性運(yùn)行法規(guī)制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證中小型水閘能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。不同的中小水閘管理機(jī)構(gòu)應(yīng)堅(jiān)持流域系統(tǒng)觀念，加強(qiáng)中小型水閘運(yùn)行管理鏈條，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)的有效的監(jiān)控，保證目標(biāo)任務(wù)能夠全面落實(shí)，使中小型水閘能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，對于中小型水閘可能出現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制安全風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行分析，制定針對性解決措施，做好遠(yuǎn)程控制安全保護(hù)措施，降低中小型水閘安全故障的概率，并落實(shí)中小型水閘運(yùn)行管理措施，為遠(yuǎn)程控制安全提供保障。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)水平的不斷提升，人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)逐漸在各個(gè)領(lǐng)域中滲透，想要推進(jìn)中小型水閘向著信息化、智能化的方向發(fā)展，必須強(qiáng)化中小型遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對中小型水閘遠(yuǎn)程控制，并落實(shí)安全保護(hù)措施，減少中小型遠(yuǎn)程控制中存在安全隱患。只有在實(shí)現(xiàn)安全目標(biāo)的基礎(chǔ)上，才能夠使中小型水閘保持高效、安全、穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行，才可以減少安全事故的發(fā)生。