Nghiên cứu giải pháp quản lý, giám sát công trình thủy nông từ xa thông qua mạng viễn thông

Hiện nay việc quản lý giám sát công trình thuỷ nông chủ yếu được thực hiện tại chỗ. Do đó, người quản lý gặp nhiều khó khăn khi muốn quản lý các công trình trên một phạm vi rộng. Giải pháp đề xuất cho phép người quản lý biết được tình hình và có khả năng điều khiển hệ thống thuỷ nông tại bất kì đâu, bất kì thời điểm nào chỉ cần một chiếc máy tính nối mạng Internet,... Tham khảo bài viết Nghiên cứu giải pháp quản lý, giám sát công trình thủy nông từ xa thông qua mạng viễn thông để nắm bắt chi tiết.

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, GIÁM SÁT CƠNG TRÌNH THUỶ NÔNG TỪ XA THÔNG QUA MẠNG VIỄN THÔNG PGS TS NGUYỄN ĐĂNG TỘ, ThS ĐỖ VĂN HẢI, ThS PHẠM THỊ HỒNG NHUNG Khoa Cơng nghệ thơng tin - Đại học Thuỷ Lợi Tóm tắt: Hiện việc quản lý giám sát cơng trình thuỷ nơng chủ yếu thực chỗ Do đó, người quản lý gặp nhiều khó khăn muốn quản lý cơng trình phạm vi rộng Giải pháp mà đề xuất cho phép người quản lý biết tình hình có khả điều khiển hệ thống thuỷ nơng đâu, thời điểm cần máy tính nối mạng Internet đơn giản điện thoại cố định di động MỞ ĐẦU Cho đến nay, Việt Nam có thêm hàng nghìn hệ thống thuỷ nơng làm nhiệm vụ điều hòa tài nguyên nước phục vụ dân sinh, kinh tế Khơng thể phủ nhận vai trò hệ thống tưới tiêu, dù lớn hay nhỏ Tuy nhiên, hầu hết hệ thống quản lý chỗ theo phương thức thủ công, kinh nghiệm Cũng có triển khai tự động hóa, đại hóa nhà khoa học đơn vị, mức hạn chế Phương thức quản lý thủ cơng đòi hỏi lực lượng lao động đáng kể, cho hiệu không cao, thông tin thường chậm trễ đặc biệt, thông tin thu thập có độ tin cậy thấp Điều gây lãng phí nhân lực, vật lực tài nguyên, làm tăng giá thành sản phẩm, giảm hiệu chung hệ thống tưới tiêu tới vùng hưởng lợi Cũng cần thiết phải đề cập đến tham số chi phối hiệu hệ thống Giới chuyên môn ngồi nước trí rằng: Việt Nam, hệ thống tưới tiêu nói chung bị ảnh hưởng nhiều mơi trường văn hóa, hệ thống tham số khó đánh giá, kể riêng cho cơng trình cụ thể Đánh giá cho thấy, việc điều hành hệ thống thủy nơng phải tiếp tục dựa vào kinh nghiệm Nhiều phần mềm trợ giúp quản lý nước thất bại Việt Nam tập tham số này, IRRIGATION MAN (Dự án TA2 – Tăng cường lực Thủy lợi) ví dụ Nhiều giải pháp khác nhau, trực tiếp gián tiếp làm ổn định tham số này, chẳng hạn giải 148 pháp qui hoạch, giải pháp cơng trình… có giải pháp mang yếu tố ý thức chúng có ảnh hưởng đáng kể với hiệu cơng trình Giải pháp mà chúng tơi trình bày nhằm vào việc cải thiện chất lượng thông tin quản lý hệ thống, mà việc đầu tư cho vào thời điểm thuận lợi hết Với hệ thống thu thập thơng tin mới, ta quan sát đồng thời tức điểm “nóng” cơng trình khơng phụ thuộc vào vị trí người quản lý Giải pháp mang tên gọi ngắn gọn Giám sát điều khiển cơng trình thủy nơng từ xa Hiện nước, nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực có mặt số cơng trình nghiên cứu đề tài cấp Bộ “Từng bước đại hố cơng tác quản lý hệ thống thuỷ lợi Ấp Bắc, Nam Hồng, Đông Anh, Hà Nội” Trung tâm Công nghệ phần mềm Thuỷ lợi, Viện Khoa học Thuỷ lợi thực từ năm 2001 đến năm 2003 [1] Cơng trình nghiên cứu xây dựng phần mềm điều hành, quản lý hệ thống thuỷ nông; chế tạo thành cơng vi xử lý RTU thay cho PLC, có giá thành 70% thiết bị nhập ngoại loại Việc kết nối đến thiết bị quan trắc thực qua modem, sử dụng đường điện thoại Một cơng trình khác, “Nghiên cứu giải pháp cơng nghệ, thiết bị hệ thống thủy lợi nhằm phân phối số lượng nước hiệu cao” Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam thực từ năm 2006 đến năm 2008 [2] Đề tài áp dụng công nghệ SCADA thiết bị đo nước vào cơng trình, tiêu biểu hệ thống thủy nông Củ Chi, hồ Dầu Tiếng Giao tiếp hệ thống thực quay số qua modem hữu tuyến modem vô tuyến Những thành cơng cơng trình kể góp phần đáng kể tiến trình đại hố hệ thống thuỷ nông Tuy nhiên, hạn chế chung là: dải quan trắc hạn chế; thiếu hình ảnh thực động nên Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống đề xuất phải dựa chủ yếu vào kinh nghiệm; truyền tải liệu qua + Điện thoại di động: dùng điện thoại gửi tin modem có nhiều hạn chế; cơng trình quan nhắn theo cú pháp qui định đến hệ thống để trắc cơng trình bảo vệ cần đầu tư đáng kể Quan trọng cả, giải pháp nêu chưa tích nhận thơng tin thời hệ thống qua hợp nhiệm vụ cảnh báo Giải pháp tin nhắn trả 2.2 Yêu cầu thiết bị trình bày sau giải phần lớn Để xây dựng hệ thống cần có hạn chế nêu trên, dù chưa phải tất trang thiết bị sau: GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT + Máy tính đóng vai trò làm máy chủ, 2.1 Đặc điểm Hệ thống mà chúng tơi xây dựng (hình sử dụng máy tính thơng thường có tốc độ vừa phải 1) có số đặc điểm: + Các camera: sử dụng camera rẻ 1/ Tích hợp cơng nghệ GIS cho phép người quản lý giám sát cơng trình tiền webcam + GSM modem: để kết nối với mạng di động phạm vi rộng cách dễ dàng thông qua GSM Có thể sử dụng điện thoại di động có khả đồ số 2/ Hệ thống cho phép giám sát hình ảnh từ kết nối với máy tính + Voice card: để kết nối với mạng điện thoại cố xa sử dụng mạng Internet thông qua camera định Có thể sử dụng voice modem để thay 3/ Cho phép nhiều phương thức kết nối đến + Modem ADSL đường truyền ADSL hệ thống Người dùng cần sử dụng + Một số thiết bị phần cứng ghép nối với thiết bị đầu cuối sau máy tính Tuỳ thuộc vào yêu cầu điều khiển cụ tương tác với hệ thống từ xa: + Máy tính: sử dụng máy tính với cấu thể hệ thống 2.3 Thử nghiệm hình vừa phải, nối mạng Internet đủ để truy Chúng tiến hành thử nghiệm với hệ cập hệ thống Xem vị trí cơng trình đồ số, xem thơng tin chi tiết cơng trình thống cơng trình: cống trạm bơm Ngồi ra, xem hình ảnh cơng trình tuyến đê Hà Nội Với phương pháp sử dụng máy tính để quản trực tiếp thông qua camera thơng số lý, giám sát cơng trình từ xa ta cần kỹ thuật thiết bị công trình + Điện thoại cố định: Sử dụng điện thoại gọi máy tính nối mạng Internet Sau đăng nhập điện đến hệ thống, hệ thống tự động cung cấp vào hệ thống ta xem cơng trình đồ số (hình 2) thơng tin qua giao tiếp giọng nói 149 Hình 2: Các cơng trình thuỷ nơng đồ số Các thao tác phóng to, thu nhỏ, di chuyển, đo khoảng cách, thêm lớp, bớt lớp thực dễ dàng giúp người quản lý giám sát hệ thống cơng trình phạm vi rộng Muốn xem thơng tin chi tiết cơng trình đó, ta cần bấm chuột phải vào cơng trình Cửa sổ thơng tin chi tiết lên (hình 3) gồm thông tin chung, thông số kỹ thuật Ngồi ra, chương trình cho phép quản lý văn bản, hồ sơ, ảnh, đoạn video tư liệu liên quan đến cơng trình Và đặc biệt xem trạng thái, hình ảnh thiết bị thời điểm (hình 4) có đủ thẩm quyền, trực tiếp điều khiển thiết bị từ xa thông qua cú nháy chuột Hình 4: Cửa sổ quan sát hình ảnh, trạng thái thiết bị Khơng có máy tính, khơng có Internet giải pháp thay dùng điện thoại cố định di động để giao tiếp với hệ thống Khi sử dụng điện thoại cố định (hoặc di động) gọi điện đến hệ thống làm theo hướng dẫn, hệ thống tự động trả lời thông tin mà người dùng yêu cầu tình hình thiết bị cơng trình Người dùng điều khiển thiết bị từ xa thơng qua bàn phím điện thoại Một phương pháp khác sử dụng nhắn tin SMS đến hệ thống theo cú pháp quy định Hệ thống xác minh, chứng thực trả lời thông tin liên quan đến trạng thái thiết bị hệ thống qua tin nhắn phản hồi Người dùng có thẩm quyền điều khiển thiết bị cơng trình thơng qua tin nhắn SMS KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Hình 3: Cửa sổ thơng tin chi tiết cơng trình 150 Bài viết trình bày cách tiếp cận việc giám sát, điều khiển hệ thống thuỷ nông từ xa Người sử dụng có nhiều lựa chọn muốn kết nối đến hệ thống Khơng thể nói phương pháp kết nối tốt phương pháp kết nối kia, mà tuỳ thuộc vào trường hợp, hoàn cảnh cụ thể, người sử dụng lựa chọn cho phương pháp phù hợp Giải pháp mà đề xuất không tập trung vào sản xuất, chế tạo phần cứng không vào phương pháp điều hành hệ thống thuỷ nông Chúng tập trung chủ yếu vào giải pháp phần mềm quản lý, giải pháp truyền thông giúp cho người sử dụng tương tác với hệ thống từ xa nhiều phương thức khác Hiện thử nghiệm thành công việc giám sát, điều khiển số thiết bị qua mạng Internet, mạng điện thoại cố định di động phòng thí nghiệm Hi vọng thời gian tới với hỗ trợ đơn vị liên quan, chúng tơi sớm triển khai hệ thống đến cơng trình thuỷ nơng góp phần bước đại hố hệ thống thuỷ nơng nước nhà TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trung tâm Công nghệ phần mềm Thuỷ lợi, Viện Khoa học Thuỷ lợi; Từng bước đại hoá công tác quản lý hệ thống thuỷ lợi Ấp Bắc, Nam Hồng, Đông Anh, Hà Nội; 2001-2003 [2] Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam; Nghiên cứu giải pháp công nghệ, thiết bị hệ thống thủy lợi nhằm phân phối số lượng nước hiệu cao; 2006-2008 Summary STUDY THE SOLUTION FOR MANAGEMENT AND SUPERVISION IRRIGATIONAL SYSTEMS VIA TELECOMMUNICATION NETWORKS Nowadays, the management and supervision irrigational systems mainly perform locally Hence, it is very difficult for the manager to manage irrigational systems in a large area We propose a solution which allows users to be able to get the current status of the system and control it in anywhere, at any time if they have a computer which connected to the Internet or a land phone or a mobile phone 151 ... cơng trình thống cơng trình: cống trạm bơm Ngồi ra, xem hình ảnh cơng trình tuyến đê Hà Nội Với phương pháp sử dụng máy tính để quản trực tiếp thông qua camera thông số lý, giám sát cơng trình từ. .. không vào phương pháp điều hành hệ thống thuỷ nông Chúng tập trung chủ yếu vào giải pháp phần mềm quản lý, giải pháp truyền thông giúp cho người sử dụng tương tác với hệ thống từ xa nhiều phương... dụng công nghệ SCADA thiết bị đo nước vào cơng trình, tiêu biểu hệ thống thủy nông Củ Chi, hồ Dầu Tiếng Giao tiếp hệ thống thực quay số qua modem hữu tuyến modem vô tuyến Những thành công cơng trình