论文部分内容阅读
[摘 要]水利水电自动化系统的基本功能是自动监测水利水电设施运行，对于水利水电基础设施的运行数据信息进行实时的反馈处理，充分保证水利水电基础设施的功能得以实现。目前无线通讯的自动化技术手段已经被广泛运用于水利水电系统工程，体现了无线通讯技术在节约水利水电系统运行资源、降低水利水电工程事故隐患以及提升水利水电基础设施运行效益层面上的必要性。因此，目前针对水利水电自动化系统应当予以完善调整，结合无线通讯的网络信息化手段来改进水利水电项目的自动化运行管理方式。
[关键词]无线通讯技术;水利水电自动化系统;科学运用要点
[中图分类号]TM76;TP18 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–0–02
Scientific Application of Wireless Communication Technology in Water Conservancy and Hydropower Automation System
Yang Chao
[Abstract]The basic function of a water conservancy and hydropower automation system is to automatically monitor the operation of water conservancy and hydropower facilities， and to perform real-time feedback processing on the operation data information of the water conservancy and hydropower infrastructure to fully ensure the good use of the water conservancy and hydropower infrastructure. Under the current status quo， the automation technology of wireless communication has been widely used in water conservancy and hydropower system engineering， reflecting the use of wireless communication technology in saving water conservancy and hydropower system operating resources， reducing hidden dangers of water conservancy and hydropower engineering accidents， and improving the efficiency of water conservancy and hydropower infrastructure operations. On the necessity. Therefore， the current water conservancy and hydropower automation system should be perfected and adjusted， combined with wireless communication network information means to improve the automatic operation and management of water conservancy and hydropower projects.
[Keywords]wireless communication technology;water conservancy and hydropower automation system;key points of scientific application
無线通讯技术的关键特征就是运用无线通讯网络来连接各个系统组成部分，进而达到准确与实时传递无线网络通讯数据的目标，对于传输与处理通讯数据的资源成本进行有效的节约。水利水电自动化系统具有连接水利水电基础设施各个部位的重要功能，自动化的设备运行管理系统可以将实时的水利水电工程运行数据传输给网络控制中心，以便于工程管理部门给出准确与科学的管理决策。由此能够得出，水利水电工程的自动化系统依靠无线通讯设施用于系统运行支撑，旨在合理节约水利水电工程通讯成本，改进水利水电自动化系统的运行功能。
1 无线通讯技术的特征与种类
1.1 无线网桥与扩频微波技术
无线网桥通讯技术结合了有线网桥以及无线射频两种关键传输技术模式，无线网桥的信息传输模式是运用点对点地传输远距离数据方式来保证网络通讯过程畅通，因此在根本上优化了有线网桥的传统通讯传输模式[1]。无线网桥技术的运行实现过程并不需要配备天线，其主要依靠自动式的转发数据以及存储数据设备来进行全过程的远程数据传输处理操作，从而表现出优良的网络传输抗干扰特性[2]。
扩频微波无线通讯传输模式属于非常关键的网络传输辅助技术手段，扩频微波的无线传输平台基本特征就是多地址传输，有效保证了多路径的干扰波能够被抵抗，并且可以达到优良的组网性以及数据保密性。在目前的技术演进与转型背景下，扩频微波网络已经覆盖于较广的范围面积，尤其适合户外空旷区域的数据信息传输。
1.2 数传电台技术
数传电台无线通讯手段比较适合运用于多点通讯的特殊网络通讯环境，在连接网络传输通讯终端的前提下运用标准接口来传递数据，确保实现传输过程的透明化与实时性目标。现阶段的数传电台无线通讯系统平台已经延伸至30km的信息传输距离，确保控制在1 300 kbit的信号传输速度范围内，因此达到了缩小电台装置体积、提升接收信息敏锐程度以及增强网络抗干扰性的目标。 1.3 短波通讯技术
对于30MHz以内波段的较短无线电波在进行传输与接收的全过程中，技术人员目前重点选择运用短波通讯处理技术。作为远程通讯网络中的关键通讯手段，短波通讯技术可以覆盖于戈壁地区、山区丘陵地带以及海洋地区，有效弥补了超短波的传输数据模式缺陷。并且，短波通讯方式不会受到有源传输枢纽的限制与约束，即便在突发灾害的情况下也可正常实现通讯传输操作。
1.4 卫星通讯技术
卫星通讯技术的重要特征就是运用卫星中继系统来连接各个无线通信站点，充分保证了无线通讯系统达到较大的网络信息传输容量，并且确保了可靠与稳定的通讯数据信号传输效果。早在20世纪末，卫星通讯平台技术手段就已得到推广普及，现阶段的卫星通讯网络平台已经趋向于成熟，能够连接多个不同区域地点的网络通讯地址[3]。
2 水利水电自动化系统的无线通讯总体结构设计
对于水利水电大型基础设施系统来讲，自动化控制系统的总体设计思路在于实时监测水质数据与水情信息，并且将以上数据与信息准确反馈给大型基础设施的网络控制终端，确保工程值守人员能全面掌控水利水电基础设施的安全运行状况[4]。具体在针对无线通讯系统的总体网络结构进行设计时，主要应当将无线通讯系统划分为远程闸门控制系统、数据传感与自动采集系统、监测水库运行状况的系统、监控防汛工作状况的系统等。
水利水电自动化系统中的无线通讯网络重点应当包含自动监测水位、水质与雨量的网络监测站点，并且还要包含自动监测大坝变形与大坝渗流的网络站点。在视频监测系统的动态控制作用下，无线通讯组网能够确保完整覆盖于水利水电大坝建筑部位，对于水质变化情况以及坝体损坏风险因素都能进行实时性的传感监测工作，依靠远程传输的路径与方式来发送数据信息。
3 无线通讯技术在水利水电自动化系统中的具体运用实现要点
3.1 自动监控泵站与闸门运行
无线通讯网络设有各个终端的无线通讯基础设备模块，运用网络信息中心来连接各个不同区域的系统工作站。在此前提下，无线通讯的网络智能化监测设备可以用来自动感知与探测水情信息，对于潜在性的水利水电基础设施运行安全隐患都能准确进行识别，可据此给出可行的改进建议方案。具体针对水利水电基础设施中的泵站系统以及闸门系统，在全面开展自动运行监测的实践中，系统信息中心应当能够实时接收来自于各个终端的泵站运行数据，及时查找存在运行安全风险因素的泵站系统组成部分，对此进行必要的维修与保养。
水利水电闸门的自动传感监测系统具有实时监控闸门运行状况的作用，对于水利水电的基础设施闸门部位可以做到准确识别闸门功能失灵风险，提醒系统值守人员对此实施必要的维修。技术人员对于通讯传感监测模式主要可以设计为GPRS模式，确保传感系统模块能自动感知闸门下降上升、闸门开启与闭合的角度数据，以便于网络监测中心给出合理的应对措施[5]。
3.2 连接系统控制中心与监测站
闸门位置传感器、水质与水位传感器等关键性的系统监测模块都要直接连接于系统控制中心，充分保证系统控制中心能够实时接收全方位的传感数据信息，据此给出水利水电项目的运行监管决策[6]。为了实现以上的自动化监测功能与目标，那么最关键的无线通讯技术手段就是连接系统控制中心与各个监测站。系统控制中心在准确感知水利水电设施运行数据的前提下，系统监测站应当能够给出节约系统运行资源以及延长水利水电设施使用年限的科学方案。
除此以外，全面连接系统控制中心与系统监测站的方式还能达到实时查找水利水电工程安全隐患的效果。例如，针对混凝土结构的水利水电基础建筑设施而言，无线通讯系统的重要价值在于监测混凝土的安全性能缺陷。水利施工技术人员对于存在变化的空间环境因素应当运用信息化手段加以监测，从而选择合理与科学的施工技术手段来进行应对。水利施工企业务必保证水利工程建筑达到建筑使用性能的良好程度标准，确保在根本上预防水利施工中的安全事故后果，督促水利施工人员严格遵守水利工程建筑安全施工准则。混凝土裂缝的诱发原因包含很多种，技术人员针对外界气候的变化因素应当实时进行监测，准确传递数據与信息。水利施工技术人员针对水利工程项目在扩大建设施工规模的同时，应当严格防控外界气候条件改变引发的混凝土水利水电基础设施裂缝隐患。
3.3 全面采集视频监控数据与信息
动态化与智能化的视频监控技术手段应当完整贯穿于水利水电的基础设施运行使用过程，切实保证水利水电的基础设施运行数据与信息都能够纳入到视频监控系统范围内。水利水电自动化运行管理的负责人员应当准确判断无线通讯数据内容，对于动态无线视频通讯传输信息进行实时性的收集。系统管理人员只有做到了全面与完整地采集水利水电设施运行数据，才能有效查找水利水电大型设施各个部位的安全风险，及时调整现有的水利水电项目工程运行方式。近些年以来，工程管理人员针对水利工程灌区正在尝试引进视频数据采集与监控设施，旨在全面监测灌区水位波动情况。
例如，对于水利水电基础设施的施工建设过程来讲，运用无线通讯的自动化控制技术手段可以确保实时传递施工数据信息，切实杜绝水利水电的基础设施存在工程质量缺陷。信息化技术平台将会增进水利施工人员之间的交流沟通，有益于水利水电施工项目的顺利推进。水利水电项目的监理部门以及施工企业都要积极运用信息技术平台，运用立体化的信息技术模型来查找水利水电项目施工的安全隐患，及时弥补水利水电施工中的质量安全缺陷。工程监理部门应当运用信息化技术平台来沟通与监督施工操作人员，培养水利水电施工人员的质量安全意识。水利水电施工建设项目具有复杂性与紧迫性的特征，水利水电施工企业务必做到正确认识水利水电施工质量保障的意义，避免水利水电项目施工企业存在过度重视水利施工工期以及施工成本的倾向。工程监理部门针对水利水电的大规模建设项目应当严格把控项目施工质量，认真督促水利水电施工负责人员履行工程质量保障的义务与责任。
4 结束语
经过分析可见，水利水电自动化系统重点应当包含无线网桥通讯技术、扩频微波通讯技术、数传电台技术、短波通讯以及卫星通讯技术等。现阶段的水利水电大型公共基础设施包含多层面的工程运行功能，水利水电项目建设与运行的基本宗旨在于保障供电安全，提升水利水电大型建筑设施的使用效益。在此基础上，技术人员针对水利水电自动化的无线通讯系统必须要展开合理科学的系统优化设计，确保做到实时采集与监控水利水电通讯网络数据，增强水利水电管理部门针对水利水电项目的运行使用全过程的监管控制能力。
参考文献
[1] 茜扬.水利工程自动化控制系统故障排除方法探究[J].水利科技与经济，2021，27（2）：93-96.
[2] 刘玉帅，金波.水利工程中的自动化安全监测系统研究[J].河南科技，2020，39（35）：77-79.
[3] 王岩，尚振兰，周威.闸门自动化监控系统在水利工程中的实际应用[J].智能城市，2020，6（3）：187-188.
[4] 李谦.水利工程中安全监测自动化系统的应用方法[J].四川建材，2019，45（11）：137+147.
[5] 胡正松，冯磊，刘锋.平湖市城市防洪系统南市圩区工程自动化控制系统设计及应用[J].浙江水利科技，2018，46（6）：73-76.
[6] 张春哲.无线通讯技术在水利水电自动化系统中的应用[J].黑龙江水利科技，2018，41（8）：84-87.
[关键词]无线通讯技术;水利水电自动化系统;科学运用要点
[中图分类号]TM76;TP18 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–0–02
Scientific Application of Wireless Communication Technology in Water Conservancy and Hydropower Automation System
Yang Chao
[Abstract]The basic function of a water conservancy and hydropower automation system is to automatically monitor the operation of water conservancy and hydropower facilities， and to perform real-time feedback processing on the operation data information of the water conservancy and hydropower infrastructure to fully ensure the good use of the water conservancy and hydropower infrastructure. Under the current status quo， the automation technology of wireless communication has been widely used in water conservancy and hydropower system engineering， reflecting the use of wireless communication technology in saving water conservancy and hydropower system operating resources， reducing hidden dangers of water conservancy and hydropower engineering accidents， and improving the efficiency of water conservancy and hydropower infrastructure operations. On the necessity. Therefore， the current water conservancy and hydropower automation system should be perfected and adjusted， combined with wireless communication network information means to improve the automatic operation and management of water conservancy and hydropower projects.
[Keywords]wireless communication technology;water conservancy and hydropower automation system;key points of scientific application
無线通讯技术的关键特征就是运用无线通讯网络来连接各个系统组成部分，进而达到准确与实时传递无线网络通讯数据的目标，对于传输与处理通讯数据的资源成本进行有效的节约。水利水电自动化系统具有连接水利水电基础设施各个部位的重要功能，自动化的设备运行管理系统可以将实时的水利水电工程运行数据传输给网络控制中心，以便于工程管理部门给出准确与科学的管理决策。由此能够得出，水利水电工程的自动化系统依靠无线通讯设施用于系统运行支撑，旨在合理节约水利水电工程通讯成本，改进水利水电自动化系统的运行功能。
1 无线通讯技术的特征与种类
1.1 无线网桥与扩频微波技术
无线网桥通讯技术结合了有线网桥以及无线射频两种关键传输技术模式，无线网桥的信息传输模式是运用点对点地传输远距离数据方式来保证网络通讯过程畅通，因此在根本上优化了有线网桥的传统通讯传输模式[1]。无线网桥技术的运行实现过程并不需要配备天线，其主要依靠自动式的转发数据以及存储数据设备来进行全过程的远程数据传输处理操作，从而表现出优良的网络传输抗干扰特性[2]。
扩频微波无线通讯传输模式属于非常关键的网络传输辅助技术手段，扩频微波的无线传输平台基本特征就是多地址传输，有效保证了多路径的干扰波能够被抵抗，并且可以达到优良的组网性以及数据保密性。在目前的技术演进与转型背景下，扩频微波网络已经覆盖于较广的范围面积，尤其适合户外空旷区域的数据信息传输。
1.2 数传电台技术
数传电台无线通讯手段比较适合运用于多点通讯的特殊网络通讯环境，在连接网络传输通讯终端的前提下运用标准接口来传递数据，确保实现传输过程的透明化与实时性目标。现阶段的数传电台无线通讯系统平台已经延伸至30km的信息传输距离，确保控制在1 300 kbit的信号传输速度范围内，因此达到了缩小电台装置体积、提升接收信息敏锐程度以及增强网络抗干扰性的目标。 1.3 短波通讯技术
对于30MHz以内波段的较短无线电波在进行传输与接收的全过程中，技术人员目前重点选择运用短波通讯处理技术。作为远程通讯网络中的关键通讯手段，短波通讯技术可以覆盖于戈壁地区、山区丘陵地带以及海洋地区，有效弥补了超短波的传输数据模式缺陷。并且，短波通讯方式不会受到有源传输枢纽的限制与约束，即便在突发灾害的情况下也可正常实现通讯传输操作。
1.4 卫星通讯技术
卫星通讯技术的重要特征就是运用卫星中继系统来连接各个无线通信站点，充分保证了无线通讯系统达到较大的网络信息传输容量，并且确保了可靠与稳定的通讯数据信号传输效果。早在20世纪末，卫星通讯平台技术手段就已得到推广普及，现阶段的卫星通讯网络平台已经趋向于成熟，能够连接多个不同区域地点的网络通讯地址[3]。
2 水利水电自动化系统的无线通讯总体结构设计
对于水利水电大型基础设施系统来讲，自动化控制系统的总体设计思路在于实时监测水质数据与水情信息，并且将以上数据与信息准确反馈给大型基础设施的网络控制终端，确保工程值守人员能全面掌控水利水电基础设施的安全运行状况[4]。具体在针对无线通讯系统的总体网络结构进行设计时，主要应当将无线通讯系统划分为远程闸门控制系统、数据传感与自动采集系统、监测水库运行状况的系统、监控防汛工作状况的系统等。
水利水电自动化系统中的无线通讯网络重点应当包含自动监测水位、水质与雨量的网络监测站点，并且还要包含自动监测大坝变形与大坝渗流的网络站点。在视频监测系统的动态控制作用下，无线通讯组网能够确保完整覆盖于水利水电大坝建筑部位，对于水质变化情况以及坝体损坏风险因素都能进行实时性的传感监测工作，依靠远程传输的路径与方式来发送数据信息。
3 无线通讯技术在水利水电自动化系统中的具体运用实现要点
3.1 自动监控泵站与闸门运行
无线通讯网络设有各个终端的无线通讯基础设备模块，运用网络信息中心来连接各个不同区域的系统工作站。在此前提下，无线通讯的网络智能化监测设备可以用来自动感知与探测水情信息，对于潜在性的水利水电基础设施运行安全隐患都能准确进行识别，可据此给出可行的改进建议方案。具体针对水利水电基础设施中的泵站系统以及闸门系统，在全面开展自动运行监测的实践中，系统信息中心应当能够实时接收来自于各个终端的泵站运行数据，及时查找存在运行安全风险因素的泵站系统组成部分，对此进行必要的维修与保养。
水利水电闸门的自动传感监测系统具有实时监控闸门运行状况的作用，对于水利水电的基础设施闸门部位可以做到准确识别闸门功能失灵风险，提醒系统值守人员对此实施必要的维修。技术人员对于通讯传感监测模式主要可以设计为GPRS模式，确保传感系统模块能自动感知闸门下降上升、闸门开启与闭合的角度数据，以便于网络监测中心给出合理的应对措施[5]。
3.2 连接系统控制中心与监测站
闸门位置传感器、水质与水位传感器等关键性的系统监测模块都要直接连接于系统控制中心，充分保证系统控制中心能够实时接收全方位的传感数据信息，据此给出水利水电项目的运行监管决策[6]。为了实现以上的自动化监测功能与目标，那么最关键的无线通讯技术手段就是连接系统控制中心与各个监测站。系统控制中心在准确感知水利水电设施运行数据的前提下，系统监测站应当能够给出节约系统运行资源以及延长水利水电设施使用年限的科学方案。
除此以外，全面连接系统控制中心与系统监测站的方式还能达到实时查找水利水电工程安全隐患的效果。例如，针对混凝土结构的水利水电基础建筑设施而言，无线通讯系统的重要价值在于监测混凝土的安全性能缺陷。水利施工技术人员对于存在变化的空间环境因素应当运用信息化手段加以监测，从而选择合理与科学的施工技术手段来进行应对。水利施工企业务必保证水利工程建筑达到建筑使用性能的良好程度标准，确保在根本上预防水利施工中的安全事故后果，督促水利施工人员严格遵守水利工程建筑安全施工准则。混凝土裂缝的诱发原因包含很多种，技术人员针对外界气候的变化因素应当实时进行监测，准确传递数據与信息。水利施工技术人员针对水利工程项目在扩大建设施工规模的同时，应当严格防控外界气候条件改变引发的混凝土水利水电基础设施裂缝隐患。
3.3 全面采集视频监控数据与信息
动态化与智能化的视频监控技术手段应当完整贯穿于水利水电的基础设施运行使用过程，切实保证水利水电的基础设施运行数据与信息都能够纳入到视频监控系统范围内。水利水电自动化运行管理的负责人员应当准确判断无线通讯数据内容，对于动态无线视频通讯传输信息进行实时性的收集。系统管理人员只有做到了全面与完整地采集水利水电设施运行数据，才能有效查找水利水电大型设施各个部位的安全风险，及时调整现有的水利水电项目工程运行方式。近些年以来，工程管理人员针对水利工程灌区正在尝试引进视频数据采集与监控设施，旨在全面监测灌区水位波动情况。
例如，对于水利水电基础设施的施工建设过程来讲，运用无线通讯的自动化控制技术手段可以确保实时传递施工数据信息，切实杜绝水利水电的基础设施存在工程质量缺陷。信息化技术平台将会增进水利施工人员之间的交流沟通，有益于水利水电施工项目的顺利推进。水利水电项目的监理部门以及施工企业都要积极运用信息技术平台，运用立体化的信息技术模型来查找水利水电项目施工的安全隐患，及时弥补水利水电施工中的质量安全缺陷。工程监理部门应当运用信息化技术平台来沟通与监督施工操作人员，培养水利水电施工人员的质量安全意识。水利水电施工建设项目具有复杂性与紧迫性的特征，水利水电施工企业务必做到正确认识水利水电施工质量保障的意义，避免水利水电项目施工企业存在过度重视水利施工工期以及施工成本的倾向。工程监理部门针对水利水电的大规模建设项目应当严格把控项目施工质量，认真督促水利水电施工负责人员履行工程质量保障的义务与责任。
4 结束语
经过分析可见，水利水电自动化系统重点应当包含无线网桥通讯技术、扩频微波通讯技术、数传电台技术、短波通讯以及卫星通讯技术等。现阶段的水利水电大型公共基础设施包含多层面的工程运行功能，水利水电项目建设与运行的基本宗旨在于保障供电安全，提升水利水电大型建筑设施的使用效益。在此基础上，技术人员针对水利水电自动化的无线通讯系统必须要展开合理科学的系统优化设计，确保做到实时采集与监控水利水电通讯网络数据，增强水利水电管理部门针对水利水电项目的运行使用全过程的监管控制能力。
参考文献
[1] 茜扬.水利工程自动化控制系统故障排除方法探究[J].水利科技与经济，2021，27（2）：93-96.
[2] 刘玉帅，金波.水利工程中的自动化安全监测系统研究[J].河南科技，2020，39（35）：77-79.
[3] 王岩，尚振兰，周威.闸门自动化监控系统在水利工程中的实际应用[J].智能城市，2020，6（3）：187-188.
[4] 李谦.水利工程中安全监测自动化系统的应用方法[J].四川建材，2019，45（11）：137+147.
[5] 胡正松，冯磊，刘锋.平湖市城市防洪系统南市圩区工程自动化控制系统设计及应用[J].浙江水利科技，2018，46（6）：73-76.
[6] 张春哲.无线通讯技术在水利水电自动化系统中的应用[J].黑龙江水利科技，2018，41（8）：84-87.