打开文本图片集

摘要：在进行泄洪闸门控制时，受复合因素的共同影响，实时水位可能存在超出安全阈值上限的情况，为此，提出基于SCADA的城市防洪工程泄洪闸门智能化控制方法。利用SCADA中的历史数据检视器 HDV 整合复合因素下的水位变化数据，包括当前水位数据、降雨量数据以及当前闸门状态下的泄洪数据，构建了水库水位发展趋势图。在具体的控制阶段，以下游安全管理要求为约束，以单位时间内的水位变化幅值为基准，调整泄洪闸门的开启程度。在测试结果中，防洪工程水位始终处于安全区间范围内。

关键词：SCADA；城市防洪工程；泄洪闸门；智能化控制；历史数据检视器 HDV；水库水位发展趋势图；

中图分类号：TV697.1 文献标识码：A

0引言

就现阶段的城市防洪工程而言，各个地方的具体建设呈现出星罗棋布的特点[1]，在一定程度上提高了水资源利用率的基础上，也使得洪工程泄洪阶段的安全管理越来越重要[2]。在此发展发展背景下，实现对城市防洪工程泄洪过程的科学化管理成为了必须要解决的问题。一般情况下，受突如其来的大规模降水因素影响，会导致水位在短时间内出现大幅上升[3]，此时，就需要结合实际情况，通过调整防洪工程泄洪闸门的状态，对水资源进行科学管理[4]。结合这一客观需求，设计一种更加智能化的闸门控制方法对于实际的城市防洪工程泄洪工作而言，具有重要的意义和价值[5]。

为此，本文提出基于SCADA的城市防洪工程泄洪闸门智能化控制方法研究，并通过对比测试的方式，分析了设计控制方法的应用效果。

1城市防洪工程泄洪闸门智能化控制方法设计

1.1基于SCADA的城市防洪工程水位发展趋势分析

一般情况下，对于单一变量条件下的城市防洪工程泄洪闸门控制而言，主要是根据水库内当前的容量信息，以及目标容量信息，结合下游的安全管理需求，对闸门的开启程度进行控制调节即可。但是对于变量不唯一的情况，仅仅考虑上述因素是远远不够的，特别是面对大规模降雨时。为此，本文利用SCADA软件建立了水库水位发展趋势图。利用SCADA中的历史数据检视器 HDV 整合复合因素下的水位变化数据，其可以表示为

2应用测试

2.1测试数据准备

在测试阶段，为了能够更加客观地对本文设计基于SCADA的城市防洪工程泄洪闸门智能化控制方法应用效果进行分析，设置了对照组。其中，对照组分别为文献[4]提出的以自动化监控为基础的闸门控制方法，以及文献[5]提出的以模糊PID为基础的闸门控制方法。在此基础上，以某水库的实际数据信息为基础，在仿真环境中进行对比测试。其中，该防洪工程的初始水位和初始库容分别为329.59 m和3853.90万m3，安全水位区间范围为326.80m-332.20m。在运行期间，发生了一次较大规模的洪水灾害，其中，最大一日洪量、最大三日洪量以及最大五日洪量分别达到了5516.20万m3，9457.16万m3和11305.04万m3，在此基础上，分别采用三种方法对防洪工程泄洪闸门进行控制测试，按照闸门下游泄流量不高于800 m3/s的标准对闸门的状态进行调节，以此保障下游区域的安全性。

2.2测试结果与分析

在上述测试环境的基础上，分别统计了不同闸门控制方法下，防洪工程水位的发展情况，得到的数据结果如表1所示。

结合表1所示的测试结果可以看出，在三种不同的防洪工程泄洪闸门控制方法下，对应的水位变化表现出了较为明显的差异。其中，在自动化监控控制方法下，在洪水发生后的90h-120h时间段内，出现了水位高于332.20m的情况，此时的水位已经超出了安全区间范围上限，且最高水位达到了332.36m，表明对应的控制方法难以实现对防洪工程水位的有效控制。在模糊PID控制方法下，在洪水发生后的90h-135h时间段内同样出现了水位超出了安全区间范围上限的情况，虽然其最高水位与自动化监控控制方法相比有所下降，但是其水位超出安全区间范围上限的持续时间更长，这是因为该控制方法难以结合实际水位变化情况及时对闸门状态作出调整。相比之下，在本文设计控制方法下，防洪工程水位始终低于332.20m，最高水位仅为331.68m，处于安全区间范围内。

3结束语

本文提出基于SCADA的城市防洪工程泄洪闸门智能化控制方法研究，能够结合实际的水位信息，实现对城市防洪工程泄洪闸门状态的适应性调整，保障水位处于安全区间范围内，同时也不会对下游的生存发展造成威胁。通过本文设计的城市防洪工程泄洪闸门智能化控制方法，希望能够为实际的闸门控制工作提供参考价值。

参考文献：

[1]刘尧，徐建，苏日建，等.基于MM32智慧农业闸门控制器的设计与应用[J].武汉轻工大学学报，2022，41（06）：93-98.

[2]刘洋，林涛，曾义昌.基于水电站生态流量补充泄放的闸门自动控制系统研究[J].水电站机电技术，2023，46（04）：85-88.

[3]黄新祥，尹志超，周玉安，等.大型水电站泄洪闸门异地控制安全控制方案研究[J].水电与抽水蓄能，2022，8（06）：67-73.