万家寨引黄工程作为国家水网“一主四域”骨干通道的关键一环，不仅是为山西3市18县输送“生命之水”的“大动脉”，还肩负着永定河生态补水及北京市应急供水的艰巨使命。该工程拥有5座梯级大型泵站，总扬程高达636米，年引水能力达12亿立方米，规模宏大，调度运行极为复杂。如此重要的工程，却一度因旧系统问题重重，发展受到严重制约。为保障国家水安全、推动水利行业高质量发展，万家寨水控集团加大研发投入，掌握核心技术，不断突破创新。如今，它成功搭载国产“智慧大脑”，在精准调度与高效运行层面实现质的飞跃，开启了高质量发展的全新篇章。
困境：旧系统难堪重任
20世纪90年代，作为山西省首个引入世界银行贷款的重大水利工程，万家寨引黄工程引入了全球顶尖的调度技术、设备与管理模式。其核心自动化控制系统采用澳大利亚某公司开发的软件，实现了太原调度中心对全长286公里输水线路的“遥调、遥控、遥测、遥信”，在国内首屈一指。
然而，随着工程持续运行和调度要求不断提高，原有自动化系统的弊端逐渐显现。硬件方面，多年不间断监测运行使得关键数据采集、监测设备部分老化。大量设备和软件源自国外，不仅备件采购成本居高不下，供应链安全也存在巨大风险。一旦遭遇突发状况，关键环节供应可能随时中断，给工程正常运行带来致命威胁。
软件层面的问题同样棘手。万家寨引黄工程泵站机组分三期安装，自动化控制系统品牌、种类繁多。不同技术架构、数据结构和通讯协议导致系统之间功能协同性不佳，当时的技术无法实现各部分有效信息共享和协同工作。面对复杂水情、工情，系统常常力不从心，难以满足工程对精准调度和高效运行的需求。
更为严峻的是，原有系统远程集控能力不足，无法实时、准确掌握工程各环节运行状态，导致调度决策缺乏科学依据，增加了工程运行风险。这些问题如同沉重的枷锁，严重制约了万家寨引黄工程的高质量发展，系统升级迫在眉睫。
破局：全力打造国产化“智慧大脑”
面对旧系统带来的重重困境，万家寨水控集团所属万家寨引黄水务集团开启了调度集控系统国产化升级征程。
2018年，全新调度集控系统升级项目正式启动。但工业控制系统软件开发长期存在懂软件技术者不懂工控场景、懂工控场景者不懂软件开发的难题。为攻克这一难题，项目团队与国电南瑞科技股份有限公司等国内科研机构紧密合作，组建了一支精英团队。团队成员涵盖高校专家、科研院所学者及工程一线骨干，90%以上的基层员工是运维经验丰富的技术能手，形成了四代梯队。
研发过程中，团队坚持产学研用结合，奔赴多家国内外知名企业与研究机构调研交流，往返于实验室和工程现场，全力攻克技术难题，最终形成兼顾多方面特性的技术方案。团队将调度运行经验转化为程序代码，遇到难题时，运用头脑风暴等创新思维方法开展创新活动。在多个艰难阶段，团队成员秉持核心技术完全自研的理念，付出了无数心血与智慧。
经过数年不懈努力，2024年7月25日，山西万家寨引黄调度集控系统改造完工，9月15日正式试运行。运行一年多来，该系统成功解决了大型跨流域调水工程面临的一系列难题，实现了工程全面感知、远程集控与智能调度。
该系统软硬件装备自主程度超90%，实现了全技术栈自主可控。传感基础设施搭建的“现地、站控、集控”三层分布式架构，如同“智慧之眼”，能够实时准确地掌握工程运行状态。一体化管控平台软件实现了大型梯级泵站群分层分布式协同控制，组态运维时间节省50%，像“智慧大脑”一样整合分析数据，为调度决策提供科学依据。智能调度与控制软件创新“数字值班员”机制，实现了从“开环决策”到“闭环控制”的转变，减少了人工干预，如同“调度专家”一般迅速准确地决策，降低了失误风险，提升了工程运行安全性，保障了输水安全。
领航：三效齐彰引领水利新程
山西万家寨引黄调度集控系统自投入运行以来，成效显著，在经济效益、生态效益和社会效益方面均收获颇丰，成为行业示范引领的典范。
经济效益上，综合效益将超1亿元。它有效降低运行成本，大幅提升企业经济效益与市场竞争力，为企业可持续发展筑牢根基、注入强劲动力。生态效益方面，万家寨水控集团借此深入践行“两山”理念，保障了山西中北部、永定河流域水源供应，有力促进区域生态环境修复保护。清澈水流润泽大地，干涸土地重焕生机，为生态改善贡献突出。社会效益上，新系统攻克水利水电工程调度集控多项共性瓶颈，实现从跟跑到并跑的关键跨越，使我国大型水利水电工程关键监控设备摆脱进口依赖，提升工程可靠性与安全性。此外，在研发实施过程中，还培育大批专业技术人才，成为全省骨干水网工程在自动化、信息化技术建设与运行等方面的重要支撑力量。
在研发过程中，团队攻克了“长距离无供电水位测量”技术难题，并凭借此技术在2024年全国创新方法大赛中荣获山西省赛一等奖、国赛优胜奖。
该系统的卓越表现得到了业界的高度认可。2025年全国信息技术应用创新解决方案应用推广大会上，它成功入选工信部“2024年信息技术应用创新典型应用案例”，成为全国水利行业唯一重点推荐应用案例，并正式颁布与推广。
截至目前，该系统已在滇中引水石鼓泵站、福建一闸三线工程、浙江温州瓯江引水工程等100余个项目推广应用，为其他水利项目提供了可借鉴的成功经验，推动了整个水利行业的数字化转型和高质量发展。
科学导报记者 隋萌