综合自动化工程在三座店水利枢纽的应用研究建议书 本文关键词：水利枢纽，建议书，三座，自动化工程，研究
综合自动化工程在三座店水利枢纽的应用研究建议书 本文简介：内蒙古自治区水利科研专项经费项目建议书项目编号：项目名称：综合自动化工程在三座店水利枢纽的应用研究行业主管部门：内蒙古自治区水利厅项目承担单位：赤峰市三座店水库管理局联系人：杨红军联系电话：13514765069E-mail：[email protected]二O一六年五月二十日填写说明1．本建议书
综合自动化工程在三座店水利枢纽的应用研究建议书 本文内容：
内蒙古自治区水利科研专项经费项目建议书
项目编号：
项目名称：
综合自动化工程在三座店水利枢纽的应用研究
行业主管部门：
内蒙古自治区水利厅
项目承担单位：
赤峰市三座店水库管理局
联
系
人：
杨红军
联系电话：
13514765069
E-mail：
[email protected]
二O
一
六
年
五
月
二十
日
填
写
说
明
1．本建议书为申请自治区水利科研专项项目的主要文件。各项内容必须认真填写，表内栏目不能空缺，无此项内容时填“/”。
2．项目编号不填写，由水利厅统一编写。
3．“项目名称”要简洁、明确，字数不超过20个汉字。
4．“项目基本信息表”的“内容摘要”包括项目的目标、工作内容及预期成果。
5．建议书总篇幅建议控制在8000字以内。
6．书面申报材料一式五份，A4纸打印。
项目基本信息表
项目编号
项目名称
综合自动化工程在三座店水利枢纽的应用研究
所属行业
水利
经费概算
50万元
实施周期
2
年
所属领域
□能源
■资源
□环境
□农业
□材料
□制造业
□交通运输
■信息产业与现代服务业
□人口与健康
□城镇化与城市发展
■公共安全与其他社会事业
项目与《纲要》的衔接性
□明确列入《纲要》
领域
优先主题
■基本属于《纲要》
领域
优先主题的范畴
□其他（请说明）
项目定位
□应急性
□培育性
■基础性
创新类型
□原始创新
■集成创新
□引进消化吸收再创新
项目完成时的应用类型
□形成自主研发能力
□形成规模生产能力
■局部试点示范
■较大范围推广应用
内容摘要
（500字以内）
赤峰市三座店水利枢纽工程是内蒙古自治区“十五”期间最大的水利建设项目，是一座以城市防洪、供水为主，兼顾生态农业灌溉和发电等综合利用的国家大(II)型水库。三座店水库综合自动化系统工程于2015年11月开始实施，目前工程正在实施中，计划2016年6月底全部完成。
三座店水库承担赤峰市城市防洪、城市供水任务。2011年水库被确定为一级水源保护区，是赤峰市城市发展的基础性工程。因此，水库的综合自动化系统工程在今后水库运行管理中的作用和地位十分重要。
本项目主要研究内容和预计取得的成果为：1.根据工程建设资料和目前已经实施及将要实施的综合自动化工程，总结整理一套完整的基础数据和资料作为研究的基础；2.对不同年份的自动化成果进行对比分析；3.探索自动化管理系统的升级空间，为今后水库的长远发展奠定基础；4.分析自动化管理和原始人工管理的利弊；5.探索将大坝外部观测实现自动化观测、一级水源区监控系统一并纳入综合自动化系统中，该项内容将是本项目的创新点；6.探讨将泥沙监测纳入综合自动化系统的可行性；7.初步形成一整套成熟的水库综合自动化系统管理模式，并将成果推广到相关领域。
项目承担单位的建议
建议牵头承担单位：
赤峰市三座店水库管理局
协作单位：
内蒙古农业大学水建院、北京泰豪智能工程有限公司
建议项目
负责人姓名
唐瑞华
出生年月
1965.12
职务/职称
局长/高工
手机号码
13947631512
电子邮箱
[email protected]
一、项目立项的必要性及需求分析
1．项目立项的必要性
近年来，世界信息技术飞速发展，特别是以计算机及网络为代表的计算机信息网络技术及其应用系统在全世界的迅速推广和应用，使人们获取、交流和处理信息的手段发生了巨大的变化。全社会的信息化发展也将给水库信息化建设带来了机遇。水库综合自动化系统是当前国家水利信息化建设的一个重要方向和应用，是体现水利信息化深层价值的重要手段。
随着经济建设的发展，水利工程失事造成的危害性更加突出，作为水利工程管理的必要组成部分，建立先进的综合自动化水库管理系统成为实现水利现代化的一个重要内容。水库工程安全管理是水利枢纽工程管理的一项重要任务，是确保水库大坝安全，发挥工程效益的必要措施，水库综合自动化是在保证水库大坝安全运行的基础上，对水库的综合利用、最大限度的发挥社会和经济效益提出的更高要有，实现水资源优化调度，发挥水库的最大功效。自治区现有水库？座，其中大型水库？座，中型水库？座，小型水库？座。相对于南方经济发达地区的水库，我区水库的综合自动应用集成度不高。为科学合理的用水、配水、防洪、抢险提供实时数据和决策支持功能。水库的综合自动化系统工程在今后水库运行管理中的作用和地位十分重要。
赤峰市三座店水利枢纽工程是内蒙古自治区“十五”期间最大的水利建设项目，是一座以城市防洪、供水为主，兼顾生态农业灌溉和发电等综合利用的国家大(II)型水库。总库容3.052亿m3，正常蓄水位724m。工程建设内容主要有主坝、副坝、泄洪冲砂洞及发电引水系统，其中主坝最大坝高52.4m，坝顶长614.4m；副坝最大坝高4.5m，坝顶长490m；泄洪冲砂洞左岸洞全长329.66m，右岸洞全长421.77m；电站厂房内设400KW水轮发电机2台，1600KW水轮发电机1台，电站总装机容量2400KW。
赤峰市三座店水利枢纽工程于2005年7月开工建设，
2009年8月1日通过了下闸蓄水验收，
2011年主体工程全部完工。三座店水库承担赤峰市城市防洪、城市供水任务。2011年三座店水库被确定为赤峰市一级水源保护区，是赤峰市城市发展的基础性工程。三座店水库综合自动化系统将为水库的运行及日常管理提供科学、先进、安全可靠的技术平台，系统将整合三座店水库大坝安全监测子系统、闸门控制子系统、水雨情自动测报子系统、电站自动控制子系统、视频监控子系统和办公自动化子系统。采用统一平台，全面、直观、系统的将各子系统相关数据信息及成果展现给会商决策人员。
2．项目的需求性分析
（1）项目具备条件：三座店水库现已建成工程安全监测子系统、闸门控制子系统、水雨情自动测报子系统、电站自动控制子系统、视频监控子系统和办公自动化子系统等。目前，已实施的各系统间没有进行有效集成，各子系统独立运行。
（2）项目的需求性：
目前三座店水库已经建成的各个子系统之间没有实现数据共享和互连互通，水库管理者要分别访问多个系统才可获得所需数据。并且需要大量的时间来对各个系统的数据进行综合分析，才能得出水库运行需要的数据，对枢纽工程运行决策提供数据支撑，系统的运行维护工作量大，并且对水库管理人员水平要求较高。如果一个环节出现问题，将影响整个防洪调度运行的及时准确性。
（3）项目社会效益
二、项目目标及主要任务
1．主要目标
本次自动化系统建设内容是在整合各子系统资源的基础上，采用成熟技术和产品，汇集各子系统采集的相关信息，构成赤峰市三座店水利枢纽工程建设管理局综合自动化系统，形成集安全监测、闸门控制、水雨情自动测报、电站自动控制、视频监控和办公自动化等综合管理功能于一体的信息化系统。根据水库信息化建设要求，按照以数据为中心设计开发原则，系统采用不影响各子系统的独立方式运行。各子系统在实现其应用功能的同时将本系统加工、处理后的数据成果通过统一的数据库接口发布上传到其对应的数据库中去。系统将最大限度的综合各子系统的应用成果，以系统化的方式将各子系统信息有机结合，对水库的工作管理、控制运用、会商决策形成全面、有力的支持。
2．研究与开发任务与内容
三座店水库综合自动化系统工程主要包括三大系统即工程监控系统、办公自动化系统、信息中心会商系统。该系统又包含现地测控单元、电站中控室、安全监测中心、调度指挥中心为对象的以下三个层级，即就地测控层级、中间层级、指挥调度层级。就地测控层级和中间层级包括：1.工程安全监测子系统，该系统所有设备已经实施完成，能够实现现地监测和向外传输接口的安装调试；2.电站自动控制子系统，该系统已安装完成，待调试；3.水雨情自动测报子系统，该系统已实施调试完成；4.闸门控制子系统，该系统已实施完成，可以实现对左右岸泄洪冲沙洞出口弧形工作门液压启闭机的微机监控和远程控制；5.视频监控子系统，提供了大坝、现地各闸门、电站工作工况、水情信息等各方面的视频信息，为监控中心提供控制调度的视频反馈信息，实时掌握各部位的运行工况。指挥调度层级暂时设在现场办公区，包括1.信息中心会商子系统，位于管理局附属楼内，该系统正在实施中；2.办公自动化子系统，位于管理局主办公楼内，该系统正在实施中，包括决策办公室设备、值班室设备、工程资料管理设备、防汛调度会商室设备等等；3.档案管理子系统，目前已经安装完毕，待调试。枢纽工程城区调度中心建成后可以实现远程传输，远程监控和远程调度。
系统包括新建自动化系统和整合原有自动化系统两部分。根据以上建设内容分析，并综合考虑水库已有各自动化系统的实施情况以及三座店水利枢纽的未来发展需要，实现“以水利信息化带动水利现代化”，设备及软件系统的应采用市场上技术先进、经过工程应用的成熟产品，并且支持根据工程实际开展定制性开发。经综合比较，软件系统采用长江勘测规划设计研究有限责任公司自主研发的“水库管理一体化信息系统”。工程安全监测子系统升级为自动测量机器人系统，选用徕卡测量系统有限公司生产的
TM50
测量机器人，实现自动无人24h值守和数据处理的自动化，进一步提高观测精度。
3．项目的技术关键、技术难点、创新点(预期成果与考核指标)
三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础
1．国内外技术发展趋势与现状、专利等知识产权及相关技术标准情况分析。
据有关资料标注，我国近8.6万座水库大坝，目前实现自动化的达到？%。根据科技的发展，引进水库管理自动化，已经引起库区各级政府和管理部门的高度重视。自？？年以来，我国水利行业科技创新层出不穷，水利部和国家防汛办增在？？展开了以水库大坝自动化为主题的全国行研讨会，开展了全国性的学术会议。
国外在水库大坝建设上，投入大，自动化程度高，能够及时准确的利用仪器采集的数据进行科学的分析，减低了水库安全隐患，提高了水库运行效率，。
该系统是在调研我国30余座中小型水库和南京、北京等国内多家水雨情、安全监测等设备生产和软件开发长江的基础上，集合了国内相关管理软件的优势，采用统一的系统架构和平台，研发的一套集地理信息、水雨情、安全监测、防洪调度、兴利调度、防汛调度、视频监控、综合管理以及系统管理等功能于一体的实用、经济、简洁的解决方案。系统可以独立部署运行，也可以集成不同厂家或水库现有的安全监测、水雨情、闸门监控以及视频监控等信息化系统，解决“信息孤岛”问题。
系统基于.NET平台框架、B/S模式（浏览器/服务器模式）进行构建，采用C#语言进行开发，SQL
Server
2008数据库、.Net
Framework
4.0、Windows
Server
2008、IIS7.0作为系统的运行环境。系统采用分层式架构、模块化思想进行程序开发和部署，系统结构包括数据访问层、业务逻辑层以及表现层，实现“高内聚、低耦合”，大大降低模块之间的耦合性，增强系统的可维护性和扩展性。系统通过数据采集服务将水库的各类工情、水雨情、巡视检查以及视频等数据采集到系统数据库中，并对超出预设范围的数据进行预警提示。基于采集的数据，通过各功能模块实现实时数据监测、实时状态报警、运行状态预警、历史过程查询、专业分析诊断、调度决策支持、图形图表绘制、报表自定义和整编报告生成等功能。
针对水利工程的不同管理层级和需求，系统提供三个不同的部署方案以及可供选择的功能模块，其中包括针对大中型水库管理单位的单库部署方案、针对中小型水库的库群部署方案以及移动应用方案，库群部署方案的数据来源于中小型水库数据采集终端以及单库系统数据上传。在各级管理单位均可部署移动应用，真正实现水库实时、立体监控管理。
2．国内现有工作基础（主要从国内技术基础、研发力量等方面阐述项目的可行性）。
该系统是在调研国内大量水库及行业内多个管理部门实际需求的基础上，集合了国内相关管理软件的优势，采用统一的系统架构和平台，自主研发的一套集基本信息、水雨情、安全监测、防洪调度、兴利调度、视频监控、综合管理以及系统管理等八大功能于一体的经济实用、操作简单、界面简洁的水库管理信息化方案。系统可独立部署运行，同时也提供通过中间件服务、WEB服务、数据库共享等技术集成不同厂家以及水库管理单位已有的安全监测、水雨情、闸门监控以及视频监控等信息化系统，解决“信息孤岛”问题，最大限度地发挥信息化系统的作用。系统已取得软件著作权，登记号为2014SR031142。系统已在四川、广东、湖北、安徽、重庆等省市应用，系统得到业主管理单位的一致认可。
四、技术、经济效益及成果共享方式
1．技术、经济、社会效益分析
该系统功能覆盖水库管理中安全监控、运行管理、办公自动化等核心业务，使其日常运行维护管理规范化、流程化、信息化；
目前我国水利信息管理系统中，唯一具有运行管理报告自动生成功能的信息化管理软件，可根据需要随时自动生成周、月、季、年、专题等各种资料整编或运行管理报告；
可集成水库管理单位现有不同厂家的安全监测、水雨情、闸门监控以及视频监控等信息化系统，最大程度利用水库原有信息化系统资源；
系统具备自动预警、自动发送提醒短信机制以及辅助应急事件处置功能；
系统功能模块可根据水库管理单位实际情况选择部署，图形报表可以根据需要灵活定制；
通过系统的移动应用客户端，水库管理人员可随时随地掌握水库的实时动态；
针对我国各类水库尤其是中小型水库的需求进行开发，经济、实用、简洁，对水库管理人员要求较低。
系统部署时，不需要额外配置硬件设备以及购买商业运行软件，经济实用。
2．成果社会共享方式和范围
？？
五、实施年限、经费概算与资金筹措
1．年度计划、阶段目标
项目计划2016年1月开始实施，到2017年9月底结束。
2016年1月—2016年10月，对管理局的现有工程安全监测子系统、电站自动控制子系统、水雨情自动测报子系统、闸门控制子系统、视频监控子系统、档案管理子系统进行整合。完成现场办公区的信息中心会商子系统、办公自动化子系统。
2016年10月—2017年7月，
完成大坝外部观测自动测量机器人的安装调试工作，对以往的历史数据进行人工补录，初步分析大坝的沉降变形；完成库区的自动化测量淤积工作，通过分析水库下闸蓄水后的库区淤积数据、泥沙监测数据，对比初步设计的分析，对水库如何排沙、提高水库运行寿命提出符合实际、切实可行的运行方案。
2017年7月—2017年9月，通过综合自动化的实施，对采集到的数据进行分析，明确
，提出
建议方案，形成科研成果，达到
的目的。
2.经费来源
内蒙古自治区水利科研专项经费
项目申请经费构成
单位：万元、
分
类
总
额
自
筹
贷
款
地方或部门
自治区科技经费
其
它
人民币
50
50
外
汇
年度投资表
年
度
贷
款
自治区科技经费
地方或部门
2016
25
2017
25
合
计
50
3．经费概算（概要说明项目经费概算情况）。
本项目结合各个子系统采集到的数据等相关技术资料，通过本次实施的自动化项目采集到的所有数据研究，得出
结论，对渗漏处理提出可靠依据，消除坝下明流。专项经费主要是购买设备和实验费用。
综合自动化系统工程在今后水库运行管理中的作用和地位十分重要。本项目主要研究内容和预计取得的成果为：1.根据工程建设资料和目前已经实施及将要实施的综合自动化工程，总结整理一套完整的基础数据和资料作为研究的基础；2.对不同年份的自动化成果进行对比分析；3.探索自动化管理系统的升级空间，为今后水库的长远发展奠定基础；4.分析自动化管理和原始人工管理的利弊；5.探索将大坝外部观测实现自动化观测、一级水源区监控系统一并纳入综合自动化系统中，该项内容将是本项目的创新点；6.探讨将泥沙监测纳入综合自动化系统的可行性；7.初步形成一整套成熟的水库综合自动化系统管理模式，并将成果推广到相关领域。
专项经费支出概算
单位：万元
序号
预算科目名称
专项
经费
合计
项目承担单位
协作单位
1
一、经费支出
50
2
（一）直接费用
48.2
3
1．设备费
2.4
4
（1）购置设备费
2.4
5
（2）试制设备费
6
（3）设备改造与租赁费
7
2．材料费
1.1
8
3．测试化验费
14.1
9
4．燃料动力费
8.1
10
5．差旅费
6.5
11
6．会议费
3.3
12
7．国际合作与交流费
0
13
8．出版/文献/信息传播/知识产权事务费
3.0
14
9．劳务费
6
15
10．专家咨询费
5
16
11．其他支出
2
17
（二）间接费用
1.8
18
其中：管理费
1.8
主要科研设备以及材料购置明细表
单位：万元
名
称
规
格
数
量
单
价
金
额
备
注
六、必要的支撑条件、组织措施及实施方案
1．必要外部支撑条件
本项目承担单位是赤峰市三座店水库管理局，管理局组建于2009年，全局有正高级水利专业技术人员1人，副高级水利专业技术人员11人，中级水利专业技术人员15人。各类专业技术人员从施工开始到完工管理跟踪负责，有丰富的专业技术经验。能为本课题做出技术上有力支撑。协作单位是内蒙古农业大学水利与土木工程建筑学院和北京泰豪智能工程有限公司。内蒙古农业大学水利与土木工程建筑学院相关专家学者为本项目提供水利工程技术支持，北京泰豪智能工程有限公司在工程实施上给予人员、设备、技术支持。
2．项目承担单位建议
项目承担单位建议由赤峰市三座店水库管理局统一负责项目实施。
承担项目的技术力量状况
项目负责人
唐瑞华
性别
男
年龄
51
政治面貌
中共党员
职务
局长
职称
高级工程师
所学专业及程度
水利，大学本科
外文水平
英语四级
工作单位
赤峰市三座店水库管理局
主要成就、发明和获奖等情况
1992年获得内蒙古自治区农牧业丰收计划一等奖。
1996年获得国家农业部农牧业丰收计划一等奖。
项目参加人
姓
名
性别
年龄
专业及程度
职称
工作单位
周海龙
男
45
水工/学士
高级工程师
赤峰市三座店水库管理局
杜海波
男
42
水利/学士
高级工程师
赤峰市三座店水库管理局
韩永明
男
50
水资源规划与利用/学士
高级工程师
赤峰市三座店水库管理局
朱仲元
男
58
水文地质、水资源/博士
高级工程师
内蒙古农业大学水利与土木工程建筑学院
苏亚立
男
43
水利/本科
高级工程师
赤峰市三座店水库管理局
谭淑芳
女
40
水利/本科
高级工程师
赤峰市三座店水库管理局
霍俊福
男
41
水利/本科
高级工程师
赤峰市三座店水库管理局
朱元文
男
43
自控/学士
高级工程师
北京泰豪智能工程有限公司
3．组织实施方案与管理措施
赤峰市三座店水库管理局统一负责项目立项、申报、组织实施。在项目实施过程中，负责协调与项目有关的其他工作。
七、与本行业有关已承担或正在承担的国家其他科技计划项目（课题）之间的关联联系请作出说明。
暂无
八、其他需要说明的问题（与建议的项目承担单位有关已承担或正在承担的国家其他科技计划项目（课题）之间的关联联系请作出说明）
暂无
九、推荐部门意见（并加盖公章）
同意申报。
赤峰市三座店水库管理局
2016年6月1日
—
1919
—