CN110471385A - 智慧泵闸控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧泵闸控制系统，包括内网调度控制系统、外网决策管理系统以及通信服务器；内网调度控制系统，用于调度控制各站点泵闸的工作状态，包括运行中心客户端、与运行中心客户端连接的泵闸调度服务器以及与泵闸调度服务器连接的泵闸工作站点，所述运行中心客户端控制泵闸调度服务器内软件的运行；外网决策管理系统，用于远程监测内网控制系统的工作状态，包括云服务平台和装载运行云服务平台的PC终端或移动终端；通信服务器，连接在内网调度控制系统和外网决策管理系统之间，用于内网调度控制系统和外网决策管理系统之间的数据传输。本发明通过智能系统远程对泵闸的工作进行控制，使用方便，提高工作效率。

Description

智慧泵闸控制系统

技术领域

本发明涉及智能控制的技术领域，尤其是涉及一种智慧泵闸控制系统。

背景技术

以经典控制理论和现代控制理论为代表的传统控制理论曾在一段时期成为控制的、解决现实问题的主导。但是随着现代科学技术的迅速发展和生产系统规模日益增大，导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的的日益复杂化，这是传统控制理论无法给予解决的，所以必须发展新的概念，理论和方法才能适应社会快速发展的需要。在迎接控制理论面临的空前挑战时，一种以人工智能、控制理论、信息论、运筹学和计算机科学等跨学科的新型控制方法——智能控制出现了。

智能控制是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。智能控制通俗地讲就是利用有关知识来控制对象，按一定要求达到预定目的，以此来解决工程上非线性、大时滞、变结构、无精确数学模型对象的控制问题。智能控制是在经典和现代控制理论基础上进一步发展和提高的。智能控制的提出，一方面是实现大规模复杂系统控制的需要；另一方面是现代计算机技术、人工智能和微电子学等学科的高度发展，给智能控制提供了实现的基础。

随着时代的进步，智能控制被广泛应用在各个领域，但是在防汛工程上，智能控制使用的频率并不是太高，特别是在堤防水坝的控制上，现有技术中堤防水坝的泵闸控制多采用人工进行控制，使用不方便，效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种智慧泵闸控制系统，通过智能系统远程对泵闸的工作进行控制，使用方便，提高工作效率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智慧泵闸控制系统，包括内网调度控制系统、外网决策管理系统以及通信服务器；内网调度控制系统，用于调度控制各站点泵闸的工作状态，包括运行中心客户端、与运行中心客户端连接的泵闸调度服务器以及与泵闸调度服务器连接的泵闸工作站点，所述运行中心客户端控制泵闸调度服务器内软件的运行；外网决策管理系统，用于远程监测内网控制系统的工作状态，包括云服务平台和装载运行云服务平台的PC终端或移动终端；通信服务器，连接在内网调度控制系统和外网决策管理系统之间，用于内网调度控制系统和外网决策管理系统之间的数据传输。

通过采用上述技术方案，内网调度控制系统设置在堤防水坝站点，将运行中心客户端设置在现场办公室内，通过操作运行中心客户端来使泵闸调度服务器工作，能够及时对堤防水坝站点进行控制；外网决策管理系统通过电脑PC终端或手机移动终端来运行云服务平台，通过云服务平台远程对内网调度控制系统进行管理、监控，做到信息和命令的快速传输，做到泵闸站点的智能化控制和管理。

本发明进一步设置为：所述泵闸调度服务器包括组态软件和数据库，所述组态软件包括潮位预测模块、站点调度模块、区域联动模块和调度流程模块，所述数据库包括工业实时历史数据库、报表、通信信息和数据接口。

通过采用上述技术方案，组态软件能够对站点的潮位情况进行提前预测，把握潮位水位情况，以便提前进行工作安排，避免故障以及突发情况的发生；对站点泵闸进行调度，能够保证站点的排涝、排水工作有序进行，泵闸的控制更智能化、有效化；区域联动模块实现多个区域站点的泵闸协同作业，在汛期能够快速高效的实现排涝工作；调度流程模块则能够展现出内网调度控制系统服务流程和服务状态，方便工作人员对整个系统的了解、熟悉和精通，能够快速掌握整个系统的操作；数据库的设置能够提供历史数据，能够导出历史数据，并且能够实现数据的实时传输。

本发明进一步设置为：所述站点调度模块包括远程自动开关闸、远程自动开关泵以及泵闸联动。

通过采用上述技术方案，站点调度模块能够对水闸单独进行远程的控制、对水泵单独进行远程的控制，也能够对水闸和水泵进行远程的联动控制。

本发明进一步设置为：所述区域联动模块包括两个以上泵闸工作站点的防洪排涝状态分析、水质水位预警、水资源调度以及区域泵闸调度联动。

通过采用上述技术方案，不同站点的防洪排涝状态分析，能够收集多个站点的数据信息，排除系统错误，杜绝错误警报；对水质和水位进行预警，保证了站点位置的工作安全和生态安全；水资源调度能够提高水资源的利用率，减小浪费。

本发明进一步设置为：所述调度流程模块包括调度预案及防汛预案确立、调度模型、调度仿真、调度执行过程、调度优化、调度异常分析、调度结果分析以及辅助调度功能。

通过采用上述技术方案，通过对泵闸调度的不断模拟、不断仿真运行、不断优化、不断进行异常分析和解决，提高调度系统的智能化和准确性。

本发明进一步设置为：所述云服务平台包括调度决策管理系统、自动化监控管理系统、智能化管理系统、资产管理系统以及绩效管理系统；所述调度决策管理系统与泵闸调度服务器关联，远程监测泵闸调度服务器。

通过采用上述技术方案，调度决策管理能够远程对内网调度控制系统进行命令决策，特别是在站点现场权限不够的情况下，以便快速做出应急措施；自动化监控管理和智能化管理能够远程站点情况进行监控，使整个系统更安全、智能和高效。

本发明进一步设置为：所述调度决策管理系统包括，调度指挥模块，指挥调度通信管理、交通管理、车辆调度、应急指挥和防汛指挥；调度决策模块，远程进行防汛减灾的决策；水资源管理模块，取水、用水、节水以及回收利用；防汛物资管理。

通过采用上述技术方案，通过调度决策管理系统能够更高效的调动和管理各种资源，优化资源结构，提高资源利用效率，减小资源浪费和空耗，降低项目成本。

本发明进一步设置为：所述自动化监控管理系统包括水环境监测、管网监测、节能应用及能耗管理、通信网络监控、安全专项监控、生态跟踪系统以及设备监控数据集成，所述水环境监测监测水文水情、气象、阀道流量，所述安全专项监控监测机泵闸门的工作状态、构筑物安全、水工建筑安全，所述生态跟踪系统监测水质、生物状况以及水土保持。

通过采用上述技术方案，通过自动化监控，能够对设备和系统实现全方面的智能监控，能够从各个维度对泵闸工作站点进行监控，能够及时发现故障，排除故障。

本发明进一步设置为：所述智能化管理系统包括视频监控系统集成、安全防范系统集成、呼叫广播系统集成、保安系统集成、火灾报警系统集成以及智能卡管理系统集成，所述安全防范系统集成的监控范围包括周界、入侵、门禁、出入口、巡查和停车场。

通过采用上述技术方案，通过视频、安保、火灾广播呼叫等方面实现对现场环境进行全面布控，确保站点的安全。

本发明进一步设置为：所述资产管理系统监测管理固定资产、设备、建筑物以及构筑物，所述绩效管理系统用于绩效考核、人员管理以及效益管理，所述效益管理又包括规划管理、增值管理和费用管理。

通过采用上述技术方案，资产管理系统对站点的各种资产进行优化管理，提高利用率，减少浪费；绩效管理有助于各种考核的实施和落实。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.本发明通过智能系统对单个站点的泵闸系统进行智能控制，实现泵站闸关闭和开启的智能化控制，通过客户端的一键控制，减小对人工的需求，提高泵闸管理的高效性和准确性。

2.本发明的系统能够对单个站点的泵闸进行智能化控制，还能对多个不同区域内的站点进行协同控制，实现堤防水坝的排涝防洪，站点之间能够协同工作，缓解局部地区的防洪压力，提高防汛工作的安全性和高效性。

3.本发明中的内网调度控制系统设置在站点现场，能够对站点中的泵闸和其他设备进行智能化控制，控制命令的传递由人工传递转为信息传递，省去人工传递的时间，缩短控制命令传输的时间，实现快速执行，对防汛、排涝工作的开展，起到积极的作用。

4.本发明中的外网决策管理系统通过服务器设置在远程的电脑PC端或者手机移动端，通过安装相应的软件模块，能够在移动当中进行对内网泵闸调度进行决策和管理，整个系统的管理更人性化、轻量化、智能化；通过外网决策能够实现对内网泵闸调度进行远程的命令决策，在汛期排涝的工作中起到更及时更安全的作用；通过外网管理对站点的各种情况、各种环境因素、各种人文因素进行细致化的监控和管理，及时发现问题，及时解决问题，使整个防汛指挥工作做的更全面细致，大大的节省人力物力，相比于人工指挥，智慧泵闸控制系统更先进、更智能、更高效、更安全。

附图说明

图1是本发明中控制系统的结构示意图。

图2是本发明中泵闸调度服务器的结构示意图。

图3是本发明中外网决策管理系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种智慧泵闸控制系统，包括内网调度控制系统、外网决策管理系统以及通信服务器。

内网调度控制系统设置在泵闸工作站点，就近对泵闸的工作进行控制，用于调度控制各站点泵闸的工作状态，内网调度控制系统包括运行中心客户端、与运行中心客户端连接的泵闸调度服务器以及与泵闸调度服务器连接的泵闸工作站点三部分，运行中心客户端设置在站点管理所的办公室内，控制泵闸调度服务器内软件的运行，软件通过泵闸调度服务器控制电信号传输，通过电信号传输控制泵闸的启动和关闭，实现站点泵闸的控制。

参照图1和图2，泵闸调度服务器包括组态软件和数据库，组态软件包括潮位预测模块、站点调度模块、区域联动模块和调度流程模块，数据库包括工业实时历史数据库、报表、通信信息和数据接口。

潮位预测模块能够帮助工作人员预测每日的潮位变化，预测方法可以采用环比和同比的方法，环比本月的潮位情况，同比历年同时期的潮位情况，从而预测出每天的潮位情况。站点调度模块直接对单个站点的泵闸进行控制，包括远程自动开关闸的功能、远程自动开关泵的功能以及泵闸联动开关的功能，在远程实现泵闸的开闭。区域联动模块包括两个以上泵闸工作站点的控制工作，可进行防洪排涝状态分析、水质水位预警、水资源调度以及区域泵闸调度联动吗，特别适用于上下游站点之间的联动控制。调度流程模块是对泵闸调度进行模拟仿真，程序优化的模块，包括调度预案及防汛预案确立、调度模型、调度仿真、调度执行过程、调度优化、调度异常分析、调度结果分析以及辅助调度功能；调度预案及防汛预案确立，能够快速做出反应机制；调度模型，方便操作人员熟悉调度系统的结构模式，有助于学习培训；调度仿真，进行仿真操作，检测系统是否能够正常工作；调度执行过程能够呈现出整个调度工作的流程，操作人员按照流程进行操作，避免出现错误；调度优化和调度异常分析，能够将系统操作过程中发现的问题和异常进行分析并解决；调度结果分析，通过分析调度结果，能够进一步优化系统操作。

工业实时历史数据库能够为防汛监测工作提供大量的历史数据，方便档案库的建立和信息的收集，为后续的防汛工作提供大量的参考数据；数据库中的报表能够将数据表格化，能够自动生成数据表，方便工作人员进行数据导出；通信信息和数据接口方便进行数据的导出和远程传输。

外网决策管理系统，设置在防汛指挥中心，用于远程监测内网控制系统的工作状态，包括云服务平台和装载运行云服务平台的PC终端或移动终端，云服务平台承载在服务器中，其中，云服务平台包括调度决策管理系统、自动化监控管理系统、智能化管理系统、资产管理系统以及绩效管理系统。PC终端或移动终端安装云服务平台控制界面，对云服务平台进行控制。

调度决策管理系统与泵闸调度服务器关联，远程监测泵闸调度服务器。调度指挥，能够进行通信管理、交通管理、车辆管理、应急指挥和防汛指挥；调度决策，能够进行防汛减灾的重大决策的制定；水资源管理，能够优化水资源利用，包括泵闸上游取水、泵闸上下游的用水、下游的节水和回收利用；防汛物资管理，优化资源调配，减少浪费。

自动化监控管理系统包括水环境监测、管网监测、节能应用及能耗管理、通信网络监控、安全专项监控、生态跟踪系统以及设备监控数据集成，水环境监测监测水文水情、气象、阀道流量，节能应用及能耗管理能够整合能源管理数据，安全专项监控监测机泵闸门的工作状态、构筑物安全、水工建筑安全，生态跟踪系统监测水质、生物状况以及水土保持。通过自动化监控，能够对设备和系统实现全方面的智能监控，能够从各个维度对泵闸工作站点进行监控。

智能化管理系统包括视频监控系统集成、安全防范系统集成、呼叫广播系统集成、保安系统集成、火灾报警系统集成以及智能卡管理系统集成，安全防范系统集成的监控范围包括周界、入侵、门禁、出入口、巡查和停车场，智能卡管理系统集成包括消费、引导、管理和表务管理等功能，管理系统中还集成GIS、OA、BIM、DHI、网格化管理和通信驱动接口等功能模块。

资产管理系统监测管理固定资产、设备、建筑物以及构筑物，资产管理系统对站点的各种资产进行优化管理，提高利用率，减少浪费；绩效管理系统用于绩效考核、人员管理以及效益管理，效益管理又包括规划管理、增值管理和费用管理，有助于各种考核的实施和落实。

云服务平台上还设置有安全运行协同管理模块，包括系统运行管理、环境保护管理、安全管理、移动服务管理、实验室信息管理系统和智慧服务管理等单元，而智慧服务管理又分为公用事业管理、客户服务、网上服务、呼叫中心、信息发布和微信服务等功能。

云服务平台上还包括数据库及大数据分析模块，大数据分析包括设备、服务、维护和优化等方面，进行模型分析、机泵管网设备健康评估、地下水分析、仿真建模和水文降水模型，仿真建模包括资源调度模型、管网模型、管网安全模型和机泵模型。

通信服务器，连接在内网调度控制系统和外网决策管理系统之间，用于内网调度控制系统和外网决策管理系统之间的数据传输，采用网络隔离技术进行数据传输。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智慧泵闸控制系统，其特征在于：包括内网调度控制系统、外网决策管理系统以及通信服务器；

内网调度控制系统，用于调度控制各站点泵闸的工作状态，包括运行中心客户端、与运行中心客户端连接的泵闸调度服务器以及与泵闸调度服务器连接的泵闸工作站点，所述运行中心客户端控制泵闸调度服务器内软件的运行；

外网决策管理系统，用于远程监测内网控制系统的工作状态，包括云服务平台和装载运行云服务平台的PC终端或移动终端；

通信服务器，连接在内网调度控制系统和外网决策管理系统之间，用于内网调度控制系统和外网决策管理系统之间的数据传输。

2.根据权利要求1所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述泵闸调度服务器包括组态软件和数据库，所述组态软件包括潮位预测模块、站点调度模块、区域联动模块和调度流程模块，所述数据库包括工业实时历史数据库、报表、通信信息和数据接口。

3.根据权利要求2所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述站点调度模块包括远程自动开关闸、远程自动开关泵以及泵闸联动。

4.根据权利要求2所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述区域联动模块包括两个以上泵闸工作站点的防洪排涝状态分析、水质水位预警、水资源调度以及区域泵闸调度联动。

5.根据权利要求2所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述调度流程模块包括调度预案及防汛预案确立、调度模型、调度仿真、调度执行过程、调度优化、调度异常分析、调度结果分析以及辅助调度功能。

6.根据权利要求1所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述云服务平台包括调度决策管理系统、自动化监控管理系统、智能化管理系统、资产管理系统以及绩效管理系统；所述调度决策管理系统与泵闸调度服务器关联，远程监测泵闸调度服务器。

7.根据权利要求6所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述调度决策管理系统包括，调度指挥模块，指挥调度通信管理、交通管理、车辆调度、应急指挥和防汛指挥；调度决策模块，远程进行防汛减灾的决策；水资源管理模块，取水、用水、节水以及回收利用；防汛物资管理。

8.根据权利要求6所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述自动化监控管理系统包括水环境监测、管网监测、节能应用及能耗管理、通信网络监控、安全专项监控、生态跟踪系统以及设备监控数据集成，所述水环境监测监测水文水情、气象、阀道流量，所述安全专项监控监测机泵闸门的工作状态、构筑物安全、水工建筑安全，所述生态跟踪系统监测水质、生物状况以及水土保持。

9.根据权利要求6所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述智能化管理系统包括视频监控系统集成、安全防范系统集成、呼叫广播系统集成、保安系统集成、火灾报警系统集成以及智能卡管理系统集成，所述安全防范系统集成的监控范围包括周界、入侵、门禁、出入口、巡查和停车场。

10.根据权利要求6所述的智慧泵闸控制系统，其特征在于：所述资产管理系统监测管理固定资产、设备、建筑物以及构筑物，所述绩效管理系统用于绩效考核、人员管理以及效益管理，所述效益管理又包括规划管理、增值管理和费用管理。