大型調(diào)水工程運行管理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計

周 洲，祁 潔，沈醉云

（1.南水北調(diào)東線江蘇水源有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210029；2.江蘇省鴻源招標(biāo)代理有限公司，江蘇 南京 210000）

大型調(diào)水工程運行管理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計

周 洲1，祁 潔1，沈醉云2

（1.南水北調(diào)東線江蘇水源有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210029；2.江蘇省鴻源招標(biāo)代理有限公司，江蘇 南京 210000）

大型調(diào)水工程運行管理系統(tǒng)作為調(diào)度運行管理系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)幫助調(diào)水機構(gòu)實現(xiàn)工程運行管理維護及工程防洪信息管理的職能，在統(tǒng)一的應(yīng)用支撐層上進行資源共享，最終通過業(yè)務(wù)應(yīng)用層實現(xiàn)工程運行管理系統(tǒng)功能。以南水北調(diào)東線工程為例，對工程運行維護和防洪信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計方案進行研究，詳細分析業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)流程和功能需求，根據(jù)功能需求給出相應(yīng)措施，以提高工程管理水平和總體效益。

南水北調(diào)；大型調(diào)水工程；工程運行管理系統(tǒng)；應(yīng)用設(shè)計

0 引言

南水北調(diào)東線工程（以下簡稱東線工程）是利用江蘇省江水北調(diào)工程擴大規(guī)模，向北延伸。江蘇省內(nèi)調(diào)水線路總長為 852 km，其中長江至洪澤湖長445 km，洪澤湖至駱馬湖長 270 km，駱馬湖至下級湖長 137 km。沿線輸水河道現(xiàn)狀大多具有防洪、排澇、航運、供水等綜合功能。省內(nèi)調(diào)水工程以京杭運河線為主，已建成 9 個梯級。南水北調(diào)東線一期工程新建泵站 14 座，與江水北調(diào)已有的 14 座泵站和 18 條輸水河道，形成運河線、運西線的調(diào)水工程，共同實現(xiàn)調(diào)水目標(biāo)。

南水北調(diào)東線一期工程是長距離調(diào)水工程，為保證跨流域輸水工程安全、可靠、經(jīng)濟運行，充分發(fā)揮調(diào)水工程的作用，合理利用水資源，降低運行成本，適應(yīng)工程準市場化運營的要求，急需建設(shè)一套集信息采集及水資源配置、監(jiān)控、調(diào)度、管理于一體的全線調(diào)度運行管理系統(tǒng)[1]。工程運行管理系統(tǒng)作為調(diào)度運行管理系統(tǒng)的重要組成部分，核心是項目管理，為幫助調(diào)水機構(gòu)實現(xiàn)工程運行管理維護及防洪信息管理，東線工程運行管理系統(tǒng)應(yīng)包括工程運行維護和防洪信息 2 個管理系統(tǒng)。通過信息化綜合管理，以提高工程管理效率，提高工程的管理水平，降低運行成本，實現(xiàn)“無人值班，少人值守”的現(xiàn)代化管理目標(biāo)。

1 工程運行維護管理功能

1.1 業(yè)務(wù)流程

南水北調(diào)東線工程運行維護管理系統(tǒng)的運行需要有工程調(diào)度信息、自動監(jiān)測信息、考評辦法等數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)支持，同時，通過系統(tǒng)的運行和處理，系統(tǒng)采集、加工、生成了工程巡查維護，工程維護，突發(fā)事件響應(yīng)和運行管理考評等 4 種數(shù)據(jù)。東線工程運行維護管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如圖1 所示。

1.2 數(shù)據(jù)流程

東線一期工程江蘇段維護管理系統(tǒng)總數(shù)據(jù)流程如圖2 所示。

1.3 功能需求

東線工程運行維護管理系統(tǒng)需要滿足在日常工程運行維護管理工作中的主要需求，著重實現(xiàn) 5 大功能需求：工程巡查維護、工程維修養(yǎng)護、突發(fā)事件響應(yīng)、工程管理考核和工程信息管理[2]。

1.3.1 工程巡查維護

東線工程運行維護管理工作中，需要常規(guī)性的對泵閘站、河道及湖泊堤防、各類建筑物、附屬設(shè)施等內(nèi)容進行巡視檢查。設(shè)計的東線工程運行維護管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些巡查的管理功能。

根據(jù)各種建筑物和設(shè)施的特點和巡視檢查工作的具體實施要求，主要有泵閘站、河道及湖泊堤防、分水口門等的巡查維護及定期和專項檢查等管理功能。具體實現(xiàn)以下工作：編制巡視工作計劃，按照工作計劃進行巡查工作；對巡查工作進行記錄；管理和維護巡查工作信息；發(fā)生突發(fā)事件時，檢查人員能夠利用隨身工具，采用拍照、攝像等方式對突發(fā)事件進行詳細記錄和上報，如果能現(xiàn)地處理，則進行現(xiàn)地處理并記錄處理情況[3]。

圖1 工程運行維護管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

1.3.2 工程維修養(yǎng)護

能夠?qū)Ψ浅Ｒ?guī)的工程維護進行組織和管理。按照工程維護流程細分為以下 7 種功能：

1）維護方案標(biāo)準化模型管理功能。能夠?qū)\行維護方案標(biāo)準化模型不斷進行維護和完善，并進行相應(yīng)修正后的模型應(yīng)用測試，使維護方案標(biāo)準化工作更加客觀公正、真實有效。

2）工程維護方案及預(yù)算編制功能?，F(xiàn)場管理單位能結(jié)合不同種類工程可能發(fā)生的工程維護情況，編制工程維護計劃及預(yù)算，并為維護工作提供依據(jù)。

3）工程維護實施過程信息記錄功能。能夠?qū)こ叹S護實施過程中的信息進行記錄和管理。

圖2 工程運行維護管理數(shù)據(jù)流程圖

4）重大工程維護輔助決策功能?？梢詾楣芾韱挝恢贫ǖ闹卮蠊こ叹S護決策做輔助支持，能夠輔助生成可以執(zhí)行的重大工程維護方案。

5）工程維護方案實施計劃編制功能。管理單位能夠結(jié)合不同種類工程可能發(fā)生的工程維護情況，編制工程維護方案計劃。

6）工程維護項目驗收功能。管理單位對現(xiàn)地管理單位的工程維護情況進行驗收。

7）文檔及資料歸檔功能。各級管理單位能夠按照文檔及資料歸檔要求，對工程維修養(yǎng)護業(yè)務(wù)中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行整理、分析和歸檔，對歸檔內(nèi)容進行打印。同時，現(xiàn)地管理單位能夠?qū)こ叹S修養(yǎng)護業(yè)務(wù)中產(chǎn)生的實體資料進行管理[4]。

1.3.3 突發(fā)事件響應(yīng)

能夠?qū)ΤＲ?guī)巡查時發(fā)現(xiàn)的不能立刻解決的突發(fā)事件進行處理和管理。按照突發(fā)事件的響應(yīng)過程細分為以下 5 種功能：

1）事件響應(yīng)預(yù)案編制及管理功能。管理單位能夠結(jié)合不同種類工程可能發(fā)生的突發(fā)事件情況，編制突發(fā)事件響應(yīng)實施計劃并管理執(zhí)行。

2）突發(fā)事件響應(yīng)方案制定功能。管理單位能夠結(jié)合不同種類工程可能發(fā)生的重大事件情況，制定重大事件響應(yīng)方案；現(xiàn)地管理單位能夠結(jié)合不同種類工程可能發(fā)生的突發(fā)事件情況，制定突發(fā)事件響應(yīng)實施方案[5]。

3）方案實施計劃及組織功能。管理單位能夠根據(jù)突發(fā)事件響應(yīng)方案，具體組織和進行突發(fā)事件的處理。

4）事件及方案實施信息采集功能。管理單位能夠記錄突發(fā)事件處理情況，并將數(shù)據(jù)提交到本系統(tǒng)。

5）文檔及資料歸檔功能。各級管理單位能夠?qū)ν话l(fā)事件響應(yīng)業(yè)務(wù)中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行整理、分析和歸檔，對工程巡查維護業(yè)務(wù)中產(chǎn)生的實體資料進行管理。

1.3.4 工程管理考核

能夠?qū)こ坦芾砭S護情況的考評進行組織和管理。按照工作流程細分為以下 4 種功能：

1）工程管理考核模型管理功能。能夠?qū)\行管理考核模型不斷進行維護和完善，并進行相應(yīng)修正后的模型應(yīng)用測試，使考評工作更加客觀公正、真實有效。

2）考核計劃及組織管理功能。現(xiàn)場管理單位、分公司、總公司能夠制定自己的考核計劃，并對所屬管轄單位進行考核。

3）工程現(xiàn)地檢查情況記錄功能。能夠為上級檢查提供各種基礎(chǔ)資料，上級檢查后，能生成檢查情況說明信息。

4）工程管理考核分級考評功能?，F(xiàn)場管理單位、分公司、總公司能夠?qū)λ鶎俟茌爢挝贿M行運行管理考核，結(jié)合各個管理處日常巡查維護、考核檢查情況等信息，應(yīng)用考核模型對管轄單位及工作人員進行考核打分，根據(jù)考核打分匯總排序得到考核結(jié)果，對考核結(jié)果進行記錄，并在各自管理范圍內(nèi)進行考核結(jié)果的表彰和批評。

1.3.5 工程維護信息

能夠?qū)こ绦畔⑦M行查詢和管理。按照工作流程細分為以下 6 種功能：

1）工程基礎(chǔ)信息綜合查詢功能。能夠?qū)δ纤闭{(diào)沿線各類工程和附屬設(shè)施等信息進行多種方式的查詢、分析、統(tǒng)計。在查詢、統(tǒng)計時，以文本和電子地圖漫游（WebGIS 支持）2 種形式進行，最快捷全面、直觀地了解工程的各類基礎(chǔ)信息。

2）工程安全實時監(jiān)測信息查詢功能。能夠以文本和電子地圖漫游的方式對工程安全實時監(jiān)測的信息進行查詢、統(tǒng)計和分析。

3）工程運行維護信息查詢功能。能夠以文本和電子地圖漫游的方式對工程運行維護的信息進行查詢、統(tǒng)計和分析。

4）工程環(huán)境信息管理功能。能夠?qū)|線工程的環(huán)境信息進行管理，包括工程環(huán)境信息的維護、查詢、統(tǒng)計分析，以及工程環(huán)境信息及各類分析結(jié)果的電子地圖。

5）工程附屬設(shè)施信息管理功能。能夠?qū)|線工程的附屬設(shè)施信息進行管理，包括工程附屬設(shè)施信息的維護、查詢、統(tǒng)計分析，以及工程附屬設(shè)施分布的電子地圖。

6）工程運行維護管理報表功能。能夠自定義工程運行維護管理的各種報表，并支持報表的導(dǎo)入、導(dǎo)出、打印功能。

2 工程防洪信息管理功能

2.1 業(yè)務(wù)流程

對干渠與交叉河流的水文、工情險情、氣象信息，以及干渠交叉建筑物水位信息進行監(jiān)視，若數(shù)據(jù)在非正常范圍內(nèi)，明顯存在洪水威脅，則進行預(yù)警，進入應(yīng)急響應(yīng)；如果不能確認存在洪水威脅，則進行分析研究，判斷是否存在洪水威脅，如果確認存在，則進行預(yù)警，進入應(yīng)急響應(yīng)；否則繼續(xù)進行信息監(jiān)視。

進入應(yīng)急響應(yīng)后，警報若解除，則繼續(xù)進行信息監(jiān)視；否則專家根據(jù)相應(yīng)信息進行會商，研究制訂處理方案。

對處理方案反復(fù)比較，最后執(zhí)行處理方案，如工程出現(xiàn)損毀，則組織人力物力進行工程搶護。工程防洪信息管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如圖3 所示。

圖3 工程防洪信息管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

2.2 功能需求

1）信息接收處理功能。按信息接收處理方式的不同，分為外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)接收處理功能。

外部數(shù)據(jù)接收處理按本系統(tǒng)的標(biāo)準對接收的數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換等處理，存入數(shù)據(jù)庫中，外部數(shù)據(jù)包括河流相關(guān)洪水預(yù)報、水文、氣象信息；內(nèi)部數(shù)據(jù)包括交叉河流建筑物斷面水位數(shù)據(jù)、相關(guān)工程、河湖工情險情信息。

2）信息服務(wù)及監(jiān)視功能。信息服務(wù)及監(jiān)視有信息服務(wù)、監(jiān)視預(yù)警、洪水預(yù)警等功能。主要提供河流建筑物斷面水位、河流水文氣象，以及與工程相關(guān)的主要工程、堤防、河道湖泊等多種信息的查詢和統(tǒng)計功能，實現(xiàn)對河流建筑物斷面水位、水文氣象數(shù)據(jù)、洪水預(yù)報數(shù)據(jù)、工情數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，遇超警戒的數(shù)據(jù)預(yù)警，為各級系統(tǒng)操作人員提供全面的信息服務(wù)[6]。

3）洪水預(yù)警功能。能對河流洪水參數(shù)進行越復(fù)限報警，工情險情進行記錄。管理系統(tǒng)對洪水參數(shù)及相關(guān)計算數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，這些參數(shù)量值可預(yù)先設(shè)定限制范圍，當(dāng)它們越限及復(fù)限時進行相應(yīng)的處理，包括越限報警，以及越復(fù)限時的自動顯示、記錄和打印；對于重要參數(shù)及數(shù)據(jù)還可進行越限后至復(fù)限的數(shù)據(jù)存儲及召喚顯示；啟動相關(guān)量分析功能，實現(xiàn)洪水預(yù)警提示；對于一些重要參數(shù)有趨勢報警功能。

4）防洪應(yīng)急響應(yīng)功能。在河流洪水預(yù)警后，啟動防洪應(yīng)急響應(yīng)，將預(yù)警的結(jié)果傳送給水調(diào)應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)處理，保證工程調(diào)水的安全；同時專家根據(jù)監(jiān)視的有關(guān)信息，進行防洪會商，對搶護方案進行對比分析，反復(fù)討論、修訂，提出處理及搶護方案。在搶護方案確定后，進入防洪組織管理子系統(tǒng)進行處理。

5）防洪組織管理功能。能實現(xiàn)防洪組織信息的管理，可進行信息的存儲，搶護物資、隊伍及分布情況的查看；對搶護中需要的主要物資可進行查詢統(tǒng)計，了解主要存放地點、調(diào)度情況等。

可根據(jù)防洪所需的物資清單，優(yōu)先考慮距離近、道路良好、物資數(shù)量充足的倉庫，給出使用倉庫到使用地點的最佳路線；查找搶險隊伍及人員的信息，優(yōu)先考慮距離近、道路良好、裝備精良的搶險隊伍，并給出搶險隊伍駐地到搶護地點的最佳路線。

3 結(jié)語

南水北調(diào)東線工程運行維護管理系統(tǒng)是整個南水北調(diào)東線工程業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的重要組成部分。從南水北調(diào)工程的整體視角出發(fā)，以國家電子政務(wù)技術(shù)總體框架為基礎(chǔ)，經(jīng)過傳輸層對所有南水北調(diào)東線工程的數(shù)據(jù)上傳，最終通過業(yè)務(wù)應(yīng)用層實現(xiàn)南水北調(diào)東線工程的水量調(diào)度、綜合會商、工程管理和綜合辦公等功能。為加強南水北調(diào)工程的精細化管理，實現(xiàn)江蘇境內(nèi)水資源優(yōu)化配置和工程優(yōu)化運行，智能化分析處理、科學(xué)化決策支持提供了技術(shù)支撐，進一步提高了南水北調(diào)東線工程的現(xiàn)代化管理水平。

[1] 中國水利現(xiàn)代化研究課題組.國家現(xiàn)代化與水利現(xiàn)代化[J].中國水利，2004 (4): 1-5.

[2] 顧浩.中國水利現(xiàn)代化研究[M].北京：中國水利水電出版社，2004: 26-29.

[3] 宋厚清.大型泵站調(diào)度運行管理系統(tǒng)設(shè)計研究[J].山東水利，2010 (4): 20-22.

[4] 吳建華.水利工程綜合自動化系統(tǒng)的理論與實踐[M].北京：中國水利水電出版社，2006: 15-28.

[5] 劉蜀岷.關(guān)于水利工程項目管理的探討[J].東北水利水電，2010 (5): 57-58 .

[6] 陸惠民，蘇振民，王延樹，等.工程項目管理[M].南京：東南大學(xué)出版社，2002.

Application Design on Large-scale Water Diversion Project Operation and Management System

ZHOU Zhou1, QI Jie1, SHEN Zuiyun2

(1.East Route of South-to-North Water Transfer Project Jiangsu Water co., Ltd, Nanjing 210029, China; 2.Jiangsu Hongyuan Bidding Agent co., Ltd, Nanjing 210000, China)

Operation management system of large-scale water diversion project as important part of dispatch and operation management system, undertakes the function of helping the diversion institutions to realize engineering operation, management and maintenance and engineering flood control information management.It carries through resource sharing at uniform application support layer and realizes project operation management system function through business application layer finally.Taking east route of South-to-North Water Transfer Project as an example, the article studies the application design scheme of engineering operation and maintenance and flood control management system, labors business process, data flow and functional requirement.Based on functional requirements, it gives corresponding measures to improve level and overall benefit of project management.

south-to-north water transfer; large-scale water diversion project; project operation and management system; application design

TV68

A

1674-9405(2014)05-0054-05

2013-12-23

周 洲（1983－），男，江蘇揚州人，工程師，主要從事水利信息化系統(tǒng)建設(shè)與工程運行管理工作。