河北省岗南水库管理局 河北石家庄 050408
摘要： 由于岗南水库主坝与副坝坝段较长，主要建筑物分布较分散，各工程区区间跨度大，造成工程巡查时间长、效率低。拟采用成熟的GPRS通信技术用于工程巡查，达到巡查快速、及时、高效、全覆盖、无死角，发现问题及时处理，避免安全事故的发生。
关键词：GPRS通信技术 水库工程 应用
岗南水库位于海河流域子牙河系滹沱河中游，距下游省会石家庄市58公里，是一座以防洪为主，结合灌溉发电、城市供水、农业、工业供水等综合利用的大（Ⅰ）型水利枢纽工程，设计总库容17.04亿立方米，控制流域面积15900平方公里，防洪标准达到万年一遇。
岗南水库坝型为土石坝，由主坝、副坝、正常溢洪道、新增溢洪道、泄洪洞、输水洞、电站、调节池等八部分组成，其中主副坝总长7168米。
一、问题的提出
目前在水库日常工程巡查中，采用人工徒步巡查的方式，按照规范要求每月对所有建筑物进行至少两次的全面检查。由于水库主坝与副坝坝段较长，主要建筑物分布较分散，各工程区区间跨度大，造成工程巡查全覆盖每次至少3天时间，特别是主副坝上下游坝坡面积较大且全部为块石护坡，坡陡难走，坝脚区域全部绿化，荆棘遍布，给巡查工作带来难度，造成工程检查不及时、不到位、时间长、难度大、效率低。
工程检查主要目的是通过巡查，及时发现工程安全运行存在的问题和隐患，及时采取处理措施，消除工程存在的问题和隐患，保证工程安全运行。若巡查不及时、不到位、工程隐患未发现，工程配套的机电设备及线路突发故障，尤其是在汛期期间没能第一时间采取措施，很有可能造成严重的事故和无法挽回的损失。
为使工程巡查达到及时、到位、准确发现问题或情况，拟采用成熟的GPRS通信技术用于工程巡查，达到巡查快速、及时、高效、全覆盖、无死角，发现问题及时处理，避免安全事故的发生，确保工程安全运行。
二、GPRS通信技术的简介
随着计算机科学和网络技术的发展，近些年来，通信技术的发展和进步突飞猛进，通过新技术的广泛应用，大大地方便了信息的传输和交换，使通信事业在人们的日常学习、工作和生活中发挥着越来越重要的作用。目前GPRS通信技术越来越成熟，GPRS通讯技术不仅广泛的应用到工程中的各个领域，而且也正在逐步扩大到人们生活中的方方面面。
GPRS是英文“General Packet Radio Service”字头的缩写，是通用分组无线服务技术的简称，经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。GPRS可以说是GSM的延续。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。
GPRS这项全新通讯技术的特点：可在任何时间、任何地点都能快速方便地实现连接上网，同时费用又很合理。简单地说：速度上去了，内容丰富了，应用增加了，而费用却更加合理。其特点主要表现在以下几个方面：
(1)高速数据传输速度10倍于GSM，还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件。
(2)永远在线
由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫连接)，因而您随时都可与网络保持联系，举个例子，若无GPRS的支持，当您正在网上漫游，而此时恰有电话接入，大部分情况下您不得不断线后接通来电，通话完毕后重新拨号上网。这对大多数人来说，的确是件非常令人恼火的事。而有了GPRS，您就能轻而易举地解决这个冲突。
(3)仅按数据流量计费
即根据您传输的数据量(如：网上下载信息时)来计费，而不是按上网时间计费，也就是说，只要不进行数据传输，哪怕您一直“在线”，也无需付费。做个“打电话”的比方，在使用GSM+WAP手机上网时，就好比电话接通便开始计费；而使用GPRS+WAP上网则要合理得多，就像电话接通并不收费，只有对话时才计算费用。总之，它真正体现了少用少付费的原则。
三、GPRS技术在工程巡查中的应用
鉴于现在的水库工程主要建筑物分布较分散，各工程区区间跨度大现状，可利用现有成熟的GPRS通信技术弥补工程区发生情况不能第一时间作出反应的问题。
GPRS通信技术应用广泛，下面就以我所在河北省岗南水库为例子来具体说明GPRS技术在水利工程中的应用。
GPRS通信技术作为一种成熟的技术已经实现模块化。GPRS通信模块，采用高性能工业级无线模块及嵌入式处理器，以实时操作系统作为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议，为用户提供高速，稳定可靠，永远在线的透明数据传输通道。
GPRS通信技术的具体原理为：将主坝以及调节池工程区内的线路电压、电流、配电室内的温度和湿度以及设备放置室内的图像等实时数据通过数据采集模块进行采集，采集的数据通过PLC分析处理，最终用GPRS通信模块将数据传送至主机，如出现异常情况主机将发出警报并通过短信模块将编写好的短信发送至设置好的手机上，工作人员将第一时间获取设备线路情况并迅速采取措施，将事故和问题消灭在萌芽状态，把损失降到最低，确保水库可以高效稳定的运行。
GPRS通信技术可作为一个平台，现在最容易实现的是最基础的数据采集和信息回传功能，通过这项技术还可以实现更高层面的信息交互功能，信息不仅能够回传至主机，而且主机通过对数据分析后，对相应的工程点PLC发送相关指令，对应的机构动作，从而实现对工程点设备的远程控制，例如发现配电柜内的温度异常后，主机发出警报和切断电源指令，工程点PLC接到指令后，相应的机构动作切断电源，第一时间采取措施，最大程度降低事故损失；在汛期内电力保障尤为重要，当采集模块采集市电的电压为零时，主机收到信息后，发出报警和启动备用电源指令，工程点相应的PLC接受指令，相应机构动作启动备用电源，为处置突发状况争取时间。充分利用这项技术定会为水库的持续高效稳定发展作出巨大的贡献。
论文作者:尚鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/15
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