遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用探析

周大鵬

（遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

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遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用探析

周大鵬

（遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

摘 要：遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)以全省 921 座水庫(kù)和重點(diǎn)輸供水項(xiàng)目作為研究對(duì)象，結(jié)合水庫(kù)防洪和興利調(diào)度管理，整合水庫(kù)報(bào)訊、水資源管理、視頻會(huì)商等基礎(chǔ)應(yīng)用，以 GIS 為應(yīng)用平臺(tái)，采用 B/S 和 C/S 相結(jié)合的開發(fā)模式，建設(shè)成一套全省水庫(kù)調(diào)度管理的綜合管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合共享，達(dá)到防汛會(huì)商決策和水資源優(yōu)化調(diào)度管理的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)管理；預(yù)報(bào)調(diào)度；信息管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)

0 引言

遼寧省水利信息化建設(shè)經(jīng)歷了從無到有、從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)、從局部應(yīng)用到全面應(yīng)用的過程，已建成了國(guó)家、省、市、縣四級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和視頻會(huì)議平臺(tái)，仍存在部門間各自為政、資源重復(fù)、數(shù)據(jù)分散、信息孤島等現(xiàn)實(shí)問題，難以形成統(tǒng)一的信息共享和管理平臺(tái)。

遼寧省供水局作為全省水庫(kù)的管理單位，承擔(dān)了全省水庫(kù)工程和防汛安全管理的具體工作，負(fù)責(zé)省直水庫(kù)的防洪、興利、供水、調(diào)度等工作。據(jù)遼寧省水利普查成果統(tǒng)計(jì)，遼寧省共有水庫(kù) 921 座，其中大型水庫(kù) 36 座、中型水庫(kù) 77 座、小型水庫(kù)808 座，針對(duì)龐大的水庫(kù)群而言，某些大型水庫(kù)已建設(shè)成單一的水庫(kù)管理信息系統(tǒng)，但多處于數(shù)據(jù)孤島，難以滿足全省層面的水庫(kù)管理，針對(duì)以上問題，遼寧省供水局于 2012 年提出遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)的建設(shè)構(gòu)想[1-3]，旨在強(qiáng)化水庫(kù)的安全管理，提升應(yīng)對(duì)突發(fā)洪澇災(zāi)害的應(yīng)急能力，優(yōu)化全省水資源的調(diào)配，最大限度的發(fā)揮水庫(kù)防洪與興利的作用，推動(dòng)遼寧省水安全保障和水生態(tài)文明的建設(shè)。

1 建設(shè)目標(biāo)與任務(wù)

1.1 建設(shè)目標(biāo)

遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)是符合國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略要求，結(jié)合遼寧省水庫(kù)管理實(shí)際需求，運(yùn)用現(xiàn)代化信息和水利科學(xué)技術(shù)手段，在整合現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和成果的基礎(chǔ)上，建立一套以信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為依托、水庫(kù)調(diào)度管理中心為平臺(tái)、各專業(yè)分析系統(tǒng)為支撐、調(diào)度管理系統(tǒng)為核心綜合管理信息系統(tǒng)，為全省水庫(kù)的蓄水、調(diào)水、供水提供全面的技術(shù)支撐，提升水庫(kù)防汛會(huì)商和興利調(diào)度的管理水平，真正意義上實(shí)現(xiàn)遼寧省水庫(kù)的現(xiàn)代化管理。

1.2 建設(shè)任務(wù)

作為遼寧省水利廳水利信息化建設(shè)的重點(diǎn)工作，遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)是一套將設(shè)備集成、軟平臺(tái)構(gòu)建、信息管理應(yīng)用為一體的綜合管理信息系統(tǒng)。具體建設(shè)任務(wù)如下：

1）水庫(kù)調(diào)度管理中心建設(shè)。即大屏幕顯示、音響、會(huì)議討論、遠(yuǎn)程視頻、集中控制、供電及綜合布線等硬件設(shè)備的集成安裝。

2）水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)。包括 1 個(gè)平臺(tái)和4 個(gè)子系統(tǒng)，即信息化平臺(tái)和防洪調(diào)度、興利調(diào)度、值班管理和綜合數(shù)據(jù)庫(kù)等子系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)嚴(yán)格按照國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用 B/S 和 C/S 相結(jié)合，在整合水情、工情、計(jì)量、調(diào)度、視頻等信息基礎(chǔ)上，為水庫(kù)防汛調(diào)度管理提供全面的技術(shù)支撐。

2.1 業(yè)務(wù)流程

遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)采集、預(yù)報(bào)、調(diào)度、會(huì)商及執(zhí)行等過程[4-6]，其業(yè)務(wù)流程如圖 1 所示，為遼寧省供水局實(shí)現(xiàn)防洪調(diào)度、興利調(diào)度、值班管理等 3 項(xiàng)功能平臺(tái)。

圖 1 業(yè)務(wù)流程圖

1）防洪調(diào)度。實(shí)時(shí)水雨情、工情等訊息的接收，進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)與模擬調(diào)度，制定切之可行的調(diào)度方案，在保障工程安全基礎(chǔ)上，制定優(yōu)化調(diào)度方案。

2）興利調(diào)度。掌握省直各大水庫(kù)工農(nóng)業(yè)供水和輸水工程信息，制定正確、合理、科學(xué)的供水計(jì)劃，控制用水量。

3）值班管理。將水庫(kù)辦公與業(yè)務(wù)管理集于一體，規(guī)范化管理，提升工作效率。

2.2 邏輯結(jié)構(gòu)體系

系統(tǒng)劃分 4 個(gè)層次，包括數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層和用戶層，其數(shù)據(jù)流邏輯圖如圖 2 所示。

1）數(shù)據(jù)層是對(duì)各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)與管理。

圖 2 數(shù)據(jù)流邏輯圖

2）業(yè)務(wù)層是利用專業(yè)模型進(jìn)行分析計(jì)算，獲取成果信息，供應(yīng)用層服務(wù)。

3）應(yīng)用層是水庫(kù)調(diào)度管理中心和系統(tǒng)通過獲取數(shù)據(jù)成果進(jìn)行防汛調(diào)度管理。

4）用戶層是針對(duì)不同級(jí)別用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理、維護(hù)及應(yīng)用。

3 系統(tǒng)建設(shè)與開發(fā)

3.1 水庫(kù)調(diào)度管理中心建設(shè)

供水局調(diào)度中心總體結(jié)構(gòu)由拼接顯示、矩陣切換、音響擴(kuò)聲、會(huì)議討論、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議和集中控制等系統(tǒng)組成，于 2014 年 6 月建設(shè)完成，硬件設(shè)備采用性價(jià)比高的產(chǎn)品，設(shè)備故障率低，控制軟件操作簡(jiǎn)便，經(jīng)歷 2014—2015 年多次集中會(huì)議和遠(yuǎn)程視頻會(huì)商的檢驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。硬件設(shè)備集成結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。

3.2 水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)

水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)建設(shè)為項(xiàng)目的軟系統(tǒng)建設(shè)與開發(fā)，系統(tǒng)于 2014 年 12 月投入試運(yùn)行，主要由 1 個(gè)平臺(tái)和 4 個(gè)系統(tǒng)組成。

1）信息化系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)。由水庫(kù)調(diào)度管理和地理信息系統(tǒng)平臺(tái)組成[7-11]。a. 系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)采用 B/S 與 C/S 相結(jié)合的開發(fā)模式，中心系統(tǒng)平臺(tái)采用 B/S模式開發(fā)，基于 Web 瀏覽器運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)各子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，為各子系統(tǒng)的整合提供統(tǒng)一框架平臺(tái)；各專業(yè)子系統(tǒng)采用 C/S 模式開發(fā)，保證系統(tǒng)的安全性與可靠性。b. 地理信息系統(tǒng)平臺(tái)基于 Google Earth 基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)測(cè)信息、屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)的交互查詢、管理和分析，提高系統(tǒng)的可視化水平。

圖 3 調(diào)度中心硬件設(shè)備集成結(jié)構(gòu)圖

2）防洪調(diào)度子系統(tǒng)開發(fā)。包括水雨情信息管理、?。á颍┬退畮?kù)報(bào)汛信息管理、視頻監(jiān)控、水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)調(diào)度和搶險(xiǎn)救災(zāi)信息管理 5 個(gè)部分。a. 水雨情信息管理。為滿足供水局對(duì)省直十大水庫(kù)水雨情信息進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)的需求，開發(fā)省直水庫(kù)水雨情信息管理系統(tǒng)；直接訪問遼寧省水文水雨情信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)市屬大型、中型和?。á瘢┬退畮?kù)水雨情信息的統(tǒng)計(jì)、查詢和整編。b. ?。á颍┬退畮?kù)報(bào)汛信息管理。結(jié)合基于 APP 的手機(jī)水雨情報(bào)汛終端，完成數(shù)據(jù)的上報(bào)；建立?。á颍┬退畮?kù)報(bào)汛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全省?。á颍┬退畮?kù)水雨情信息的統(tǒng)計(jì)、查詢和整編。c. 視頻監(jiān)控系統(tǒng)接口。集成已建的 49 座水庫(kù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于未建的 337 座中型以上水庫(kù)需進(jìn)一步建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在每個(gè)水庫(kù)值班室建立值班視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并配套屏幕顯示設(shè)備。d. 水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)調(diào)度。對(duì)于省直水庫(kù)，建立省直十大水庫(kù)預(yù)報(bào)調(diào)度成果管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)省直大型水庫(kù)預(yù)報(bào)調(diào)度成果的統(tǒng)一管理；開發(fā)省直大型水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口；對(duì)于市屬大、中、小型水庫(kù)，開發(fā)遼寧省水庫(kù)預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，集成水文局已建預(yù)警系統(tǒng)，目前已完成市屬大型12 座、中型 74 座、?。á瘢┬?10 座，其它 270 座水庫(kù)待進(jìn)一步完成。e. 水庫(kù)防汛預(yù)案信息管理。實(shí)現(xiàn)對(duì)搶險(xiǎn)人員、避險(xiǎn)點(diǎn)、救災(zāi)物質(zhì)、救災(zāi)倉(cāng)庫(kù)、防洪預(yù)案等信息的管理與調(diào)度。

3）興利調(diào)度子系統(tǒng)開發(fā)。分工業(yè)及生活、農(nóng)業(yè)及生態(tài)、大伙房輸水及重點(diǎn)供水調(diào)度等 3 層結(jié)構(gòu)。a.工業(yè)生活及農(nóng)業(yè)供水調(diào)度。直接訪問遼寧省水資源管理信息系統(tǒng)，對(duì)水庫(kù)工業(yè)生活及農(nóng)業(yè)供水計(jì)劃、供水計(jì)量和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與查詢，為科學(xué)調(diào)度、合理供水提供參考依據(jù)。b. 大伙房輸水及重點(diǎn)供水調(diào)度。開發(fā)供水信息管理系統(tǒng)接口，將大伙房輸水供水調(diào)度計(jì)劃、供水計(jì)量、流量監(jiān)測(cè)納入子系統(tǒng)中，系統(tǒng)形成優(yōu)化調(diào)度方案，并預(yù)留重點(diǎn)供水信息管理系統(tǒng)接口。

4）值班管理子系統(tǒng)開發(fā)。值班管理子系統(tǒng)為水庫(kù)日常調(diào)度運(yùn)行提供平臺(tái)，內(nèi)容包括日常值班、調(diào)度計(jì)劃、相關(guān)文件、業(yè)務(wù)報(bào)表等。a. 工程運(yùn)行管理。包括工程基本資料、工程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備維修記錄、搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案等，對(duì)各類型水庫(kù)的防汛預(yù)案進(jìn)行管理和維護(hù)。b. 調(diào)度日常值班管理。包括防汛和供水值班模塊的開發(fā)，包括調(diào)令發(fā)布、調(diào)令執(zhí)行、值班表、值班記錄、重大事件處理及值班日志等內(nèi)容。c. 防汛組織管理。實(shí)現(xiàn)對(duì)防汛組織和人員等信息的管理。d. 辦公自動(dòng)化。為各級(jí)管理人員提供資源共享和信息交互的平臺(tái)，滿足用戶日常辦公的需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)通知公告信息的管理與查詢。具體內(nèi)容包括合同管理、政策法規(guī)、報(bào)告上傳，建立文件服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)調(diào)度日常工作自動(dòng)化。

5）綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)。完成水雨情、工情、防洪調(diào)度、興利調(diào)度、空間和值班管理 6 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立（如圖 4 所示）及資料成果的整編與錄入。

圖 4 數(shù)據(jù)庫(kù)框架結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語(yǔ)

遼寧省水庫(kù)調(diào)度管理系統(tǒng)經(jīng)歷了 2015 年度汛期的考驗(yàn)，展現(xiàn)其功能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠、操作便利等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)水雨情信息、洪水預(yù)報(bào)預(yù)警、防汛調(diào)度成果、供調(diào)水?dāng)?shù)據(jù)的綜合信息管理，顯著提高了水庫(kù)的洪水預(yù)報(bào)效益和水資源的優(yōu)化配置，為全省水庫(kù)安全、有效的運(yùn)行提供了技術(shù)支撐，系統(tǒng)運(yùn)行和管理過程中需注意的問題如下：

1）充分考慮數(shù)據(jù)查詢的運(yùn)行效率，建議從外界獲取數(shù)據(jù)采用聚合或同步方式進(jìn)行整合。

2）運(yùn)行操作人員掌握的熟練程度不同，建議界面結(jié)構(gòu)優(yōu)化，簡(jiǎn)潔清晰。

3）進(jìn)一步加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)試過程，降低程序bug問題的出現(xiàn)。

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Construction and Application Analysis on Reservoir Dispatching Management System in Liaoning Province

ZHOU Dapeng
(Liaoning Province Research Institute of Water Resources and Hydropower, Shenyang 110003, China)

Abstact:This study taking the entire 921 reservoirs and key water supply project as the research object, develops a set of comprehensive reservoir dispatching management system based on GIS application platform, by the use of B/S and C/S mode, combining with reservoir flood control, irrigation scheduling management, reservoir telecommunication, water resource management, and video in consultation. It realizes the share and integration of data resources and business system, and reaches the goals of flood control and consultation and water resources optimization scheduling management.

Key words:reservoir management; forecast scheduling; information management system; database

中圖分類號(hào)：TV697.1+3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9405(2016)02-0064-05

收稿日期：2016-01-22

作者簡(jiǎn)介：周大鵬（1981-），男，遼寧營(yíng)口人，高級(jí)工程師，從事水利水電自動(dòng)化和信息化科研與設(shè)計(jì)工作。