排涝泵站智慧管控一体化平台的构建与应用

应用

摘要：随着极端天气的增加，为解决城市内涝，城市化圩区日益增多，这些地区防洪堤闭合，需要依靠排涝泵站强排。排涝泵站的运行涉及两个重要的因素，即排涝规模及运行方式。排涝站的合理设计是关系到河道行洪能力和经济安全建设的重要保障。本文介绍了智慧管控一体化平台的体系结构，并对其数字化施工管理数字化运维、智能操作、智能管理等功能作介绍。

关键词：排涝泵站；智慧管控；一体化平台；应用 引言

排涝泵站是发电和调度的重要组成部分，不仅承担基本负荷，而且在调峰和调频中发挥着重要作用。随着智能电网的建设和大规模可再生能源的并网，智能排涝泵站已成为排涝泵站的主要发展方向。

1一体化管控平台架构与功能设计 1.1一体化管控平台架构

(1)基于SOA架构理念设计,采用业界常用的模块化管理技术、微服务体系架构,以服务提供业务支撑,具备稳定、可扩展的特点,支持个性化定制和快速开发。从另一个角度来看,基于业界常用的J2EE分层架构和B/S架构设计,考虑界面控制、业务逻辑和数据映射分离,提高业务展示的灵活性和可配置性,满足因频繁出现的业务需求变动确保系统稳定性的要求。(2)微服务的设计理念为整个平台及衍生业务系统带来了低耦合的特点,在微服务体系下,各模块体现为独立的服务业务层、接口层,一个业务层是一个独立的服务,只需要依赖接口即可实现模块间的相互访问,各功能模块均采用功能聚合设计手段;目前已实现将组织机构、物资、交接班、工作计划等设计为独立的应用服务。(3)前后端分离方式,采用Rest风

格API进行数据交互,降低开发的复杂性,提高系统的可伸缩性,例如当前端修改Grid等界面组件,无需对后端进行重启操作;权限配置可以支持控制到按钮级别。(4)支持热部署,进行功能升级时,仅需要通过命令升级局部功能模块服务,无需整个系统重新启动。

1.2业务功能设计

基于排涝泵站业务管理模式和实际工作需要,专业化的统一管控平台打通与SAP/EAM、RP证等系统的数据接口,完善辐射防护数据管控流程,将仍存在的纸质流程电子化,同时在业务上实现RWP跟踪、管理监督、物项管理、信息统计分析等功能应用,形成自主化的统一管控平台,并成为排涝泵站领域信息化重要工具,通过信息化手段提高用户工作效率,增强管理效益。此外,针对统一管控平台业务流程和数据流转情况,开发与其他业务系统接口对接功能,实现消息管理、用户认证、统一待办、邮件、RP授权资质证、RWP工作许可证等信息的无缝对接。

1.3主要开发工具

一体化管控平台开发技术包括基于SpringBoot的开发框架,使用JavaWeb开发程序解耦,集成了Cas、Mybatis、Redis等框架,使用后端代码生成器,根据数据库表生成常规重复性代码,开发人员专注于业务逻辑代码的实现,大幅提升其工作效率。前端开发基于主流的Vue.js框架,并使用了ElementUI来展示业务数据。业务数据存储分为关系型数据库和非关系型数据库,关系型数据库使用Oracle数据库,系统表和业务表都存在数据库中;非关系型数据库使用Redis缓存静态数据,可大幅提高系统的性能及效率。自定义巡检路线和站点设置,通过定时任务生成工作计划,实现巡检工作的智能快捷化管理。使用移动端APP对巡检数据进行填报,可离线上传巡检数据和下载巡检任务及路线,让巡检工作更为安全可靠。利用Echarts技术实现基于门户剂量统计汇总及机组各区域间的辐射剂量可视化展示信息,实现动态数据制图,可节省对数据进行整合的时间,提高数据信息的刷新频次和速度,有效提高工作效率。

2排涝泵站智慧管控一体化平台应用 2.1数字化施工管理

由于参与人数多、工期长，排涝泵站的施工管理极为复杂。施工管理系统的通用模块，包括计划管理、设计管理、材料管理、施工组织、进度管理、安全管理、质量管理、评估管理、文件管理和智能站点。每个模块都由许多子模块组成。例如，进度管理模块包括施工日志、监督日志、进度警告、进度验证、进度统计和定期报告。

2.2数字化运维 2.2.1数字档案

在IMCIP中，所有数据都被指定为KKS代码。在此基础上，将SCADA数据、在线监控数据、生产管理数据、火灾报警数据、视频监控数据、项目管理数据、设备恢复数据、工具数据、关键数据和备件数据连接到D数字模型。因此，模型组装后，数据通过KKS代码直接连接到虚拟场景，然后，通过数据的发布和集成来开发数字档案。

2.2.2虚拟维修培训

为了提高拆装的方便性，设计了基于三维数字模型的虚拟维修培训系统。系统可以提供程序化的操作步骤，以便新员工可以接受培训，外部工人可以快速了解维护流程。维护流程取自《排涝泵站维护指南》，动画引擎和轻量级是构建培训系统的关键技术。

2.3智能操作 2.3.1趋势分析

故障预警是防止排涝泵站非计划停运的重要手段，趋势分析是故障预警的基础。IMCIP中的趋势分析包括趋势预测和趋势检查，将机器学习算法应用于趋势预测。如果预测数据值高于极限值，则发出预警信息，趋势检查用于判断当前数据和历史数据之间是否存在趋势增长。如果有上升趋势，也会发出预警信息。如果任何部件处于注意状态、异常状态和严重状态，则设备的整体评估为最严重状态。

2.3.2故障诊断

通常，基于专家经验的人工故障诊断方法在排涝泵站中起着重要作用。由于过于依赖专家经验、时间以及地域的限制，人工断层方法难以取得良好的效果。水轮发电机组是由水轮机、调速器和轴组成的紧密耦合的复杂系统，因此，水轮发电机组的故障很难诊断。相比之下，辅助系统相对简单，失效机理相对清晰。为此，设计了辅助系统故障诊断模块，该模块引入了故障树方法，采用正向方法从上到下搜索故障，并结合底部事件的程度得到故障发生率。

2.4安全管理

(1)运行安全模块可以提供工作人员的位置和轨迹、运行信息以及现场工作人员的不安全行为。视频监控模块用于显示不同视频源的监控画面。(2)环境监测模块显示生产区和生活区的环境监测数据。(3)消防管理和控制模块用于检查和确认火灾报警信息，并协助应急指挥。建立火灾报警与门禁系统、火灾报警与视频的联动，将辅助应急指挥信息推送到工作人员手中，提高火灾应急处理效率，缩短处理时间。(4)安全保护管理和控制模块提供入侵检测、陌生人检测和区域访问控制。(5)应急指挥模块。提供了应急指挥流程、厂内外电话号码、应急领导小组的作用、各区域的人数以及不同区域的应急逃生路线。因此，可以及时组织救援和疏散。

结束语

排涝泵站设计方案有效消除了区域内可能发生的洪涝灾害隐患，同时也解决了蓄水、渠道淤积、水污染应急事件等多功能问题。本文通过对排涝泵站的设计布置进行了详细的分析，探讨了排涝泵站智慧管控一体化平台的构建与应用，为相似区域及功能需求相近的工程提供参考。

参考文献

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