塔里木河流域信息化整合平臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用

廉 娟

（新疆塔里木河流域管理局信息中心，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

塔里木河流域信息化整合平臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用

廉 娟

（新疆塔里木河流域管理局信息中心，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

塔里木河流域水資源管理信息化整合項(xiàng)目以保障塔里木河流域科學(xué)水資源調(diào)度、防汛供水安全、管理現(xiàn)代化和信息智能化為出發(fā)點(diǎn)，以遙測(cè)、通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、地理信息系統(tǒng)、決策支持等技術(shù)手段為依托在塔里木河流域內(nèi)建成比較完善的水情、水量、工情、圖像等水量及水資源信息基礎(chǔ)，功能比較完備的水量調(diào)度及水資源管理業(yè)務(wù)應(yīng)用，統(tǒng)一規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全可靠的保障等體系，全面提升流域水資源調(diào)度管理信息化水平，最終實(shí)現(xiàn)流域水資源調(diào)度管理的信息化、自動(dòng)化。

水利信息化；水量調(diào)度；整合；信息共享

0 引言

水利信息化建設(shè)是水利現(xiàn)代化的重要組成部分[1]，塔里木河流域信息化建設(shè)經(jīng)過 10 多年的建設(shè)，取得了顯著的成就，通過塔河近期綜合治理的信息化項(xiàng)目建設(shè)，初步建成了依托國(guó)家公網(wǎng)、覆蓋流域“四源一干”的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)，建立了綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，建設(shè)了一批水利信息化系統(tǒng)工程，涵蓋了水文監(jiān)測(cè)、流域水量調(diào)度閘門遠(yuǎn)程監(jiān)控、水情遙測(cè)、與遙感相結(jié)合的地下水生態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻會(huì)議異地會(huì)商、塔河網(wǎng)和辦公自動(dòng)化等多方面業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

通過 10 多年的信息化建設(shè)，打下了流域信息化發(fā)展的基礎(chǔ)，有力地促進(jìn)了流域從傳統(tǒng)水利管理模式向現(xiàn)代資源水利管理模式的轉(zhuǎn)變，提升了水資源和水利工程管理、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)的能力，提高了對(duì)水資源分配和宏觀調(diào)度的監(jiān)督和控制效率。塔里木河流域管理局的信息化工作為構(gòu)建數(shù)字塔里木河奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為流域水資源、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了積極的促進(jìn)作用。

隨著塔里木河流域管理體制的變化，2011年，新疆維吾爾自治區(qū)人民政府決定，整合兼并現(xiàn)有塔里木河流域主要源流管理機(jī)構(gòu)，即將源流葉爾羌河、和田河和阿克蘇河流域管理局及具有流域水資源管理職能的巴州水利工程管理處等“四源流”流域管理機(jī)構(gòu)整建制（包括河道水工程）移交自治區(qū)塔管局統(tǒng)一管理，隸屬新疆維吾爾自治區(qū)塔里木河流域管理局，對(duì)源流水資源和河流上的提引水工程等實(shí)行直接管理。各“源干流管理局”在之前幾十年的流域管理中，根據(jù)各自的實(shí)際業(yè)務(wù)也建設(shè)了很多信息化工程，但隨著信息化建設(shè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)分散建設(shè)產(chǎn)生了新問題，制約了信息化系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）不同業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)、來源不統(tǒng)一，系統(tǒng)孤立、分散，數(shù)據(jù)資源整合困難，水利信息數(shù)據(jù)浪費(fèi)嚴(yán)重，產(chǎn)生“信息孤島”[2]現(xiàn)象，導(dǎo)致信息共享困難。

2）信息化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，信息化系統(tǒng)出現(xiàn)塊狀分割，難以形成整體。

基于上述原因，水利信息化資源整合共享勢(shì)在必行[3]。本著在塔里木河流域內(nèi)建成比較完善的水情、水量、工情、圖像等水量及水資源信息基礎(chǔ)，功能比較完備的水量調(diào)度及水資源管理業(yè)務(wù)應(yīng)用，統(tǒng)一規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全可靠的保障等體系的總體思路，塔里木河流域管理局經(jīng)過反復(fù)調(diào)研論證，啟動(dòng)了塔里木河流域水資源管理信息化整合項(xiàng)目——即塔里木河流域“一張圖”服務(wù)平臺(tái)。

1 建設(shè)任務(wù)

為實(shí)現(xiàn)塔里木河流域水資源管理信息化整合建設(shè)目標(biāo)，本著統(tǒng)一設(shè)計(jì)，分步實(shí)施，打破條塊分割，避免重復(fù)投資，實(shí)現(xiàn)資源高度共享的建設(shè)原則，服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)任務(wù)主要包括： 信息采集及重點(diǎn)工程遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、 網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)（數(shù)據(jù)中心）、應(yīng)用支撐平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)，以及保障系統(tǒng)安全高效可靠運(yùn)行的實(shí)體環(huán)境和建設(shè)運(yùn)行管理體系等建設(shè)任務(wù)。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)思路

以水量調(diào)度業(yè)務(wù)的工作流程為主線，從業(yè)務(wù)需求分析入手，從信息采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、業(yè)務(wù)應(yīng)用等各個(gè)層面進(jìn)行整合完善；升級(jí)和擴(kuò)建已有的水情、工情等監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一系統(tǒng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高新老系統(tǒng)間的兼容性和互通性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效集成和靈活擴(kuò)展，保證信息安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的信息共享；對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行在數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，充分利用已有的標(biāo)準(zhǔn)和成果，在數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入及交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用和信息服務(wù)。

2.2 總體數(shù)據(jù)流程

根據(jù)塔里木河流域管理局業(yè)務(wù)流程分析，需要從外部接收需水、沿線或流域的水文氣象及用水戶的用水申請(qǐng)等信息。系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理包括水量調(diào)度、遙感信息、綜合監(jiān)控、辦公自動(dòng)化和綜合信息服務(wù)等。輸出信息包括調(diào)度計(jì)劃、水量統(tǒng)計(jì)信息、水費(fèi)信息等，以及滿足各級(jí)管理部門要求的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表等。系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流程如圖 1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流程圖

2.3 總體框架

通過系統(tǒng)需求分析，根據(jù)系統(tǒng)總體方案的基本設(shè)計(jì)思路，借鑒目前國(guó)內(nèi)同類系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)應(yīng)采用先進(jìn)、科學(xué)的信息技術(shù)，搭建系統(tǒng)總體框架，盡可能地避免未來的重復(fù)建設(shè)，為系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)自下而上分為 6 層，即基礎(chǔ)設(shè)施層、通信網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)資源層、應(yīng)用支撐平臺(tái)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和交互層。系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)體環(huán)境、信息安全體系、建設(shè)運(yùn)行管理及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為整個(gè)系統(tǒng)提供了運(yùn)行保障。系統(tǒng)總體框架如圖 2 所示。

圖2 系統(tǒng)總體邏輯框架圖

1）基礎(chǔ)設(shè)施層。基礎(chǔ)設(shè)施層是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)的感知部分，主要由信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成。

2）通信網(wǎng)絡(luò)層。通信網(wǎng)絡(luò)層為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸及交換網(wǎng)絡(luò)通道。

3）數(shù)據(jù)資源層。數(shù)據(jù)資源層主要包括各類數(shù)據(jù)的匯聚交換與資源管理，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的中樞，對(duì)下實(shí)現(xiàn)與各信息采集及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與下發(fā)，對(duì)上為應(yīng)用支撐平臺(tái)及各類業(yè)務(wù)應(yīng)用提供處理后的數(shù)據(jù)信息。

4）應(yīng)用支撐層。為業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供統(tǒng)一的支撐平臺(tái)，提高業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一的服務(wù)。

5）業(yè)務(wù)應(yīng)用層。業(yè)務(wù)應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控、水量調(diào)度、防汛預(yù)警等各類業(yè)務(wù)應(yīng)用。

6）交互層。為系統(tǒng)各類用戶提供人機(jī)交互的接口。

7）系統(tǒng)實(shí)體運(yùn)行環(huán)境。為系統(tǒng)運(yùn)行提供物理環(huán)境，主要由調(diào)度會(huì)商、機(jī)房工程、視頻會(huì)議等系統(tǒng)組成。

8） 規(guī)范體系。a. 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，是規(guī)范、統(tǒng)一系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行管理的重要基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)信息和軟、硬件資源共享、系統(tǒng)有效開發(fā)和順利集成、系統(tǒng)安全運(yùn)行和平穩(wěn)更新完善的重要保證。b. 安全體系。對(duì)于塔管局水資源管理信息化系統(tǒng)來說，為了滿足最根本的安全需求，需要建設(shè)主動(dòng)、開放、有效的系統(tǒng)安全體系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全狀況可知、可控和可管理，形成集防護(hù)、檢測(cè)、響應(yīng)、恢復(fù)于一體的安全防護(hù)體系。

2.4 總體功能

1）水量調(diào)度。針對(duì)塔管局及源、干流管理局水調(diào)工作業(yè)務(wù)復(fù)雜，時(shí)效性高的特點(diǎn)，基于采集、收集整理入庫(kù)的數(shù)據(jù)源及統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)上層水量調(diào)度業(yè)務(wù)應(yīng)用。業(yè)務(wù)功能包括水量分配方案和計(jì)劃制定，水量調(diào)度實(shí)施，水量調(diào)度總結(jié)與評(píng)價(jià)，水量調(diào)度業(yè)務(wù)信息綜合查詢與發(fā)布等功能。

2）防汛預(yù)警。能對(duì)河流洪水預(yù)報(bào)信息、工情險(xiǎn)情對(duì)工程安全調(diào)水造成的影響進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)行預(yù)警；實(shí)現(xiàn)防汛組織與物資管理。

3）綜合監(jiān)控監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)電廠、泵站、流域各渠首閘門遠(yuǎn)程監(jiān)控，全流域各斷面的水位、水量等水情測(cè)報(bào)，下坂地等大壩安全監(jiān)測(cè)，生態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視等綜合監(jiān)控監(jiān)測(cè)功能。

4）遙感監(jiān)測(cè)。主要提供塔里木河流域干流下游生態(tài)輸水水頭，洪水期源、干流跑漫水，臺(tái)特瑪湖面積和干流植被類型，覆蓋度動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)功能。

5）移動(dòng)應(yīng)用。通過智能手機(jī)等移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)場(chǎng)合下的信息監(jiān)測(cè)和查詢展示，使用戶可以隨時(shí)隨地查詢和獲取各類監(jiān)測(cè)信息。在用戶在接收到預(yù)警消息時(shí)，可以在消息內(nèi)容的基礎(chǔ)上，查詢更詳細(xì)更全面的信息內(nèi)容，幫助用戶及時(shí)準(zhǔn)確地了解當(dāng)前情況。

3 數(shù)據(jù)匯聚交換與整合

塔里木河流域管理局部署一套基于統(tǒng)一平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)訪問等方式與各下屬單位新建應(yīng)用系統(tǒng)及塔管局已建系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，在塔里木河流域管理局實(shí)現(xiàn)水量調(diào)度、防汛預(yù)警等專業(yè)應(yīng)用，水情測(cè)報(bào)、地下水生態(tài)監(jiān)測(cè)等綜合監(jiān)測(cè)應(yīng)用，綜合信息展示、移動(dòng)信息服務(wù)等信息服務(wù)應(yīng)用。

根據(jù)塔里木河流域現(xiàn)有信息化系統(tǒng)整合思路，閘門監(jiān)控、視頻監(jiān)控和遙感監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)作為獨(dú)立子系統(tǒng)進(jìn)行部署，并通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交互方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，其中閘門監(jiān)控系統(tǒng)可通過 OPC 方式與新建應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行通訊，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可通過視頻廠家提供的標(biāo)準(zhǔn) SDK 接口進(jìn)行通訊。

辦公自動(dòng)化、財(cái)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)使用現(xiàn)有系統(tǒng)，在塔管局中心配置服務(wù)器，各下屬單位通過配置客戶端，實(shí)現(xiàn)辦公、財(cái)務(wù)的統(tǒng)一應(yīng)用管理。數(shù)據(jù)匯聚交換如圖 3 所示。

4 結(jié)語(yǔ)

塔里木河流域水資源管理信息化整合項(xiàng)目以分析塔里木河信息化系統(tǒng)現(xiàn)狀為前提，明確業(yè)務(wù)處理流程、數(shù)據(jù)流程和功能需求，提出功能全面的系統(tǒng)整合完善方案，在水情測(cè)報(bào)、視頻監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信等系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)已建系統(tǒng)整合完善與有效銜接。系統(tǒng)建成后將從數(shù)據(jù)整合、平臺(tái)建設(shè)、系統(tǒng)應(yīng)用 3 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)信息化與水量調(diào)度業(yè)務(wù)的深度融合，全面提升塔里木河流域管理單位流域水資源統(tǒng)一調(diào)度與管理業(yè)務(wù)的能力[3-4]。

[1] 蔡陽(yáng). 現(xiàn)代信息技術(shù)與水利信息化[J]. 水利水電技術(shù)，2009，40 (8): 133-138.

[2] 朱光軍，楊小琴，汪蘭芳. 湖北省水利“一張圖”服務(wù)共享平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用[J]. 水利信息化，2014 (1): 55-58.

[3] 付靜，詹全忠. 水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施整合共享研究與實(shí)踐[J]. 水利信息化，2014 (6): 27-31.

[4] 覃新聞，托乎提?艾合買提，吾買爾江?吾布力，等. 塔里木河流域水資源統(tǒng)一管理與調(diào)度實(shí)踐[M]. 北京：中國(guó)水利水電出版社，2013: 93-102.

Construction and Application of Information Integration Platform in Tarim River Basin

LIAN Juan

(Xinjiang Tarim River Basin Management Bureau, Information Center, Korla 841000, China)

To ensure scientific water resources scheduling, flood control and water supply safety, modernization management and intelligent information as a starting point, based on telemetry, communication and computer network, automatic control, geographic information system, decision support technology, the Tarim River Basin water resources management information integration project builds a relatively complete regime, discharge, flood so, the image of water and water resources information system, basic technical standards complete function of water regulation and water resources management business application system, unified standards and safety guarantee system in Tarim River Basin. It enhances the level of water resources management information, finally realizes the informatization and automation of basin water resources management system.

water conservancy information; water dispatch; integration; information sharing

圖3 數(shù)據(jù)匯聚交換圖

TV39

A

1674-9405(2015)04-0061-05

2015-04-22

廉 娟（1982－），女，河北玉田人，工程師，從事水利信息化規(guī)劃、建設(shè)管理、信息系統(tǒng)運(yùn)維管理等工作。