大型水利樞紐工程管理信息化系統(tǒng)的構(gòu)建

許　媛，周燦華，劉媛媛，張衛(wèi)東

大型水利樞紐工程管理信息化系統(tǒng)的構(gòu)建

許媛，周燦華，劉媛媛，張衛(wèi)東

（江蘇省江都水利工程管理處，江蘇江都225200）

江蘇省江都水利樞紐工程是一座具有防洪減災(zāi)、水資源供給和水生態(tài)改善等綜合功能的大型水利工程，是江蘇省水利系統(tǒng)的窗口單位之一。為適應(yīng)當(dāng)前江蘇水利現(xiàn)代化建設(shè)的新形勢(shì)、新機(jī)遇，推進(jìn)江都水利樞紐工程管理信息化建設(shè)已顯得日益迫切。介紹了江都水利樞紐工程管理信息化建設(shè)的基本情況，分析了存在的不足，對(duì)其階段建設(shè)目標(biāo)和主要建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行了探討，并提出了幾點(diǎn)想法，希望能對(duì)類似水利工程管理信息化建設(shè)起到一定的啟示和借鑒作用。

水利樞紐；工程管理；信息化

1　概述

江都水利樞紐作為淮河治理的重要節(jié)點(diǎn)工程以及江蘇江水北調(diào)和國(guó)家南水北調(diào)東線的源頭工程［1］，具有抽江北送、自流引江、抽排澇水、分泄洪水、余水發(fā)電、保障航運(yùn)、改善生態(tài)環(huán)境等綜合功能，工程位置獨(dú)特、作用重要、效益顯著，在多方面具有不可復(fù)制的唯一性。其規(guī)劃建設(shè)科學(xué)合理、運(yùn)行管理先進(jìn)高效，從規(guī)劃布局、設(shè)計(jì)施工到運(yùn)行管理，堪稱江蘇省乃至全國(guó)治水的典范。近幾年，江蘇省江都水利工程管理處搶抓江蘇推進(jìn)水利現(xiàn)代化建設(shè)的新機(jī)遇，超前謀劃，率先編制了《江蘇省江都水利樞紐管理現(xiàn)代化規(guī)劃（2011—2020）》［2］，并于2013年1月獲得江蘇省水利廳批復(fù)，這標(biāo)志著江都水利樞紐工程管理工作全面邁入現(xiàn)代化建設(shè)的新階段。工程管理信息化被列為江都水利樞紐管理現(xiàn)代化的重要內(nèi)容和標(biāo)志，得到重點(diǎn)推進(jìn)，取得了明顯成效。

近幾年，管理單位抓住南水北調(diào)東線江都站改造等工程建設(shè)的機(jī)遇，大力推進(jìn)水閘、泵站工程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，不斷提高工程管理的科技含量和信息化水平，為全面推進(jìn)江都水利樞紐工程管理信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

（1）推進(jìn)工程監(jiān)控自動(dòng)化建設(shè)。以自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)和推廣為重點(diǎn)，不斷推進(jìn)工程管理控制手段的現(xiàn)代化。重點(diǎn)是抓住南水北調(diào)東線工程江都站改造機(jī)遇，在江都三站、江都四站、江都站變電所、江都東閘、江都西閘等大中型工程中應(yīng)用最新的自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)和設(shè)備，全面提升工程控制運(yùn)用管理科技水平。到2015年底，所管轄的4座大型泵站、12座大中型水閘、1座110 kV變電所均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)控或監(jiān)測(cè)，工程運(yùn)行管理科技水平明顯提高。

（2）構(gòu)建工程管理信息化系統(tǒng)。建立江都水利樞紐工程信息發(fā)布系統(tǒng)、水情遙測(cè)系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)水情、工情、汛情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息數(shù)據(jù)共享，在工程防汛防旱科學(xué)調(diào)度和安全運(yùn)行方面發(fā)揮了重要作用。建立完善江都管理處辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和“引江信息網(wǎng)”門戶網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)單位最新動(dòng)態(tài)及重要信息發(fā)布、內(nèi)部郵件傳送、工程信息查詢等功能。同時(shí)，在變電所初步建立了集中控制中心，對(duì)由4座泵站、變電所及周邊3座配套水閘組成的核心工程探索推行遠(yuǎn)程集中控制的運(yùn)行管理新模式。

（3）編制樞紐工程信息化建設(shè)方案［3］。圍繞建立技術(shù)領(lǐng)先、體系完善、科學(xué)高效的江都水利樞紐管理信息化體系的總體目標(biāo)，組織開展信息化規(guī)劃方案論證工作，將其列為《江都水利樞紐管理現(xiàn)代化規(guī)劃（2011—2020）》的重要組成部分。并于2014年編制了《江都水利樞紐信息化建設(shè)方案》，使得江都水利樞紐信息化建設(shè)目標(biāo)更明確、思路更清晰、方案更具體，為加快水利信息化建設(shè)提供了重要依據(jù)。

按照新時(shí)期水利工程管理現(xiàn)代化建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需要，信息化建設(shè)必須緊緊圍繞江蘇水利現(xiàn)代化規(guī)劃和江都水利樞紐管理現(xiàn)代化規(guī)劃確立的目標(biāo)任務(wù)，以水利信息化引領(lǐng)江都水利樞紐管理現(xiàn)代化建設(shè)。因此，今后一段時(shí)期還將加大信息化建設(shè)力度，著力構(gòu)建較為完善、先進(jìn)實(shí)用的信息化體系。

2　信息化系統(tǒng)框架

目前國(guó)內(nèi)水利樞紐信息化系統(tǒng)由于起步較晚，尚無標(biāo)準(zhǔn)、成熟的綜合管控平臺(tái)產(chǎn)品以及明文規(guī)定的水利樞紐信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架，許多工程都是由多個(gè)功能單一的信息化子系統(tǒng)集成而成，如泵站及水閘監(jiān)控子系統(tǒng)、工程安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、水雨情測(cè)報(bào)子系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、視頻監(jiān)視子系統(tǒng)、生產(chǎn)管理信息子系統(tǒng)等［4］。根據(jù)目前存在的這些水利樞紐信息系統(tǒng)可總結(jié)出一套一般的系統(tǒng)框架［5，6］，如圖1所示。

圖1　水利信息系統(tǒng)一般框架

（1）表示層。為了給水利工程從業(yè)者連同一般用戶提供一定程度的信息支持，利用客戶端組建而成的水利信息門戶。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。為了使水利相關(guān)的數(shù)據(jù)在以公用網(wǎng)絡(luò)和私人網(wǎng)絡(luò)為載體的條件下進(jìn)行派送而構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)安全尤為重要。

（3）應(yīng)用層。水利信息系統(tǒng)框架中的核心部分為應(yīng)用層。這部分結(jié)構(gòu)的構(gòu)建要以信息化技術(shù)作為載體，根據(jù)不同的水利研究場(chǎng)景以及不具有普適性的具體樞紐應(yīng)用模型作為條件，為不同的水利用戶提供具體的水利相關(guān)服務(wù)，如雨、水情測(cè)報(bào)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)等［7］。

（4）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)核心部分應(yīng)用層發(fā)揮作用的前提與紐帶。整體構(gòu)架中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)都是由數(shù)據(jù)層以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為載體對(duì)其進(jìn)行宏觀調(diào)試及管理，因此相關(guān)的數(shù)據(jù)載體以及數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)營(yíng)控制都要在規(guī)定范圍內(nèi)完成［8］。

（5）采集層。為了獲取水利樞紐的外界環(huán)境或者工程實(shí)際運(yùn)行信息，如工程安全、閘站開閉、水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等，采集層以傳感器輸入、手動(dòng)輸入等方式將水利樞紐信息系統(tǒng)在各種實(shí)時(shí)情況下所需的具體內(nèi)容提供給整個(gè)構(gòu)架。

3　信息化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于江都水利樞紐承擔(dān)的功能和實(shí)際需求，信息化管理體系大致可分為工程監(jiān)控與信息采集系統(tǒng)、綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、資源共享服務(wù)系統(tǒng)三大部分，主要涉及工程監(jiān)控、調(diào)度管理、工程管理、河湖管理、水文測(cè)報(bào)、電子政務(wù)（辦公自動(dòng)化）以及信息處理與資源共享等方面?？傮w的邏輯結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2　整體邏輯結(jié)構(gòu)

3.1工程監(jiān)控與信息采集系統(tǒng)

主要包括遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)、閘站監(jiān)控系統(tǒng)。

3.1.1遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)

利用江都站變電所控制室建立完善江都水利樞紐遠(yuǎn)程集中監(jiān)控中心，改造完善監(jiān)控設(shè)備、控制軟件、數(shù)據(jù)存貯中心和現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，對(duì)樞紐主要站閘運(yùn)行數(shù)據(jù)、視頻信號(hào)進(jìn)行匯集和存貯，對(duì)泵站工程及周邊主要配套水閘組成的核心工程進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制，對(duì)其他水閘進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)樞紐工程的集中監(jiān)控和運(yùn)行管理。

3.1.2閘站監(jiān)控系統(tǒng)

對(duì)現(xiàn)有閘站工程監(jiān)控系統(tǒng)分期進(jìn)行升級(jí)改造，完善保護(hù)系統(tǒng)，研究開發(fā)智能化管理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘站工程進(jìn)行自動(dòng)控制、視頻監(jiān)視和設(shè)備保護(hù)，對(duì)主要水情數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)采集、顯示、分析和存儲(chǔ)，提高可靠性、安全性、實(shí)用性，全面提升水閘、泵站工程監(jiān)控的技術(shù)水平。

3.2綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

主要包括防汛防旱調(diào)度管理、工程管理、水文測(cè)報(bào)、河湖管理、電子政務(wù)（辦公自動(dòng)化）等子系統(tǒng)。

3.2.1防汛防旱調(diào)度管理系統(tǒng)

按照江蘇省水利防汛抗旱決策支持系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，利用江都水利樞紐工程集中監(jiān)控中心，建設(shè)防汛防旱調(diào)度管理系統(tǒng)，設(shè)置工情、雨情、水情、災(zāi)情、水量等信息采集、數(shù)據(jù)存貯管理中心，研究編制優(yōu)化調(diào)度方案和閘站工程聯(lián)合調(diào)度管理方案，研究開發(fā)調(diào)度管理系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信息進(jìn)行顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)分析；發(fā)布工程調(diào)度指令，跟蹤記錄執(zhí)行情況；對(duì)泵站工程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度；泵站與配套工程形成聯(lián)合調(diào)度模式，滿足防汛防旱預(yù)警及調(diào)度管理要求，保證工程安全高效的運(yùn)行。

3.2.2工程管理信息系統(tǒng)

按照工程管理規(guī)程和辦法，結(jié)合工程管理精細(xì)化的要求，研究開發(fā)工程管理信息系統(tǒng)，其主要內(nèi)容涵蓋規(guī)劃建設(shè)、加固改造、運(yùn)行管理、檢查觀測(cè)、維修養(yǎng)護(hù)、管理考核、安全生產(chǎn)、應(yīng)急管理、水政執(zhí)法、制度規(guī)程、信息發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)審批等方面，具有工程管理全過程信息的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、管理、查詢、信息發(fā)布等功能，可基本實(shí)現(xiàn)水閘、泵站技術(shù)管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。

3.2.3水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)

按發(fā)展需要對(duì)現(xiàn)有水文測(cè)站進(jìn)行合理調(diào)整，增加泵站、水閘水文站點(diǎn)，對(duì)樞紐水文數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、統(tǒng)一發(fā)布，實(shí)行數(shù)據(jù)共享。在江蘇省水文信息化系統(tǒng)的總體要求和框架下，按照先進(jìn)實(shí)用原則，建立水文測(cè)報(bào)信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、處理和發(fā)布。

3.2.4河湖管理信息系統(tǒng)

基于管理單位承擔(dān)的邵伯湖高郵湖管理職能，建立河湖信息系統(tǒng)。利用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)以及水位、雨量、水質(zhì)等自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)河湖水文信息、水質(zhì)信息、健康狀況、堤防管理現(xiàn)狀、水利工程運(yùn)行情況、保護(hù)范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目等信息的自動(dòng)采集、分析。同時(shí)，對(duì)巡查執(zhí)法信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳送、存貯，對(duì)違章處理進(jìn)行跟蹤，為科學(xué)保護(hù)河湖提供技術(shù)支撐。

3.2.5電子政務(wù)系統(tǒng)

（1）行政資源管理系統(tǒng)。依據(jù)《水利電子政務(wù)基本技術(shù)要求》，結(jié)合江都水利樞紐職能，在原辦公自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建立行政資源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)審計(jì)、人力資源、培訓(xùn)考核、文獻(xiàn)檔案、視頻會(huì)議等統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)與江蘇省水利廳、廳屬單位相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，做到網(wǎng)上查看、網(wǎng)上申請(qǐng)、網(wǎng)上審批，提升行政資源管理的水平。

（2）公眾服務(wù)管理系統(tǒng)。以“引江信息網(wǎng)”為基礎(chǔ)，建立WEB“門戶網(wǎng)站”和WAP“門戶網(wǎng)頁”，向公眾提供發(fā)布政策法規(guī)、政務(wù)信息、水情水質(zhì)信息、湖泊保護(hù)信息、工程運(yùn)行信息等，滿足社會(huì)對(duì)公眾信息的需求。

3.3資源共享系統(tǒng)

主要包括信息處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、資源共享系統(tǒng)等。

3.3.1信息處理系統(tǒng)

按照《江蘇省水利數(shù)據(jù)中心技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)規(guī)章制度，結(jié)合江都水利樞紐實(shí)際需求，研究水文、閘站、河湖等各類信息的收集、處理技術(shù)，建立信息處理系統(tǒng)，達(dá)到各類水利信息的統(tǒng)一處理。

3.3.2數(shù)據(jù)中心

按照省水利信息存儲(chǔ)的總體要求和統(tǒng)一規(guī)劃，建立閘站監(jiān)控、水文信息、河湖信息等節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心，各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一開發(fā)平臺(tái)、統(tǒng)一傳輸模式、統(tǒng)一維護(hù)管理，實(shí)現(xiàn)閘站、河湖、水文等各類信息的統(tǒng)一存儲(chǔ)。同時(shí)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房。

3.3.3資源共享系統(tǒng)

在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的框架下，建立開放的、標(biāo)準(zhǔn)的資源共享系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)之間、上下級(jí)部門、管理處與水利廳之間的資源共享與交換。

4　建議

（1）推進(jìn)信息化建設(shè)需要科學(xué)編制建設(shè)方案。信息化建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要分步推進(jìn)、不斷完善。因此，當(dāng)前首先要根據(jù)水利現(xiàn)代化建設(shè)的總體要求和上級(jí)信息化建設(shè)的規(guī)劃布局，結(jié)合單位的實(shí)際情況，制訂信息化建設(shè)規(guī)劃和方案，確定總體架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，分功能塊開展專題研究和專項(xiàng)方案設(shè)計(jì)，并在實(shí)踐中不斷完善提高。

（2）推進(jìn)信息化建設(shè)需要緊密結(jié)合實(shí)際需求。在制定和實(shí)施信息化建設(shè)方案的過程中，不能片面追求“高、大、上”，而要更多地結(jié)合本單位、本工程的實(shí)際需求和多年打下的良好基礎(chǔ)，與工程管理的相關(guān)要求、精細(xì)化管理理念等充分融合，既要體現(xiàn)先進(jìn)性，更要體現(xiàn)安全性、可靠性、實(shí)用性，還要考慮經(jīng)濟(jì)性。

（3）推進(jìn)信息化建設(shè)需要加強(qiáng)專項(xiàng)技術(shù)研究。當(dāng)前，信息化技術(shù)高度發(fā)達(dá)、發(fā)展迅速，如何在水利工程管理中推廣應(yīng)用、提高管理的技術(shù)水平，需要有針對(duì)性地開展專題研究。近階段需重點(diǎn)開展泵站集中遠(yuǎn)程控制、泵站優(yōu)化調(diào)度、閘站聯(lián)合調(diào)度、業(yè)務(wù)管理信息化等方面的技術(shù)研究，為專項(xiàng)方案的編制提供技術(shù)支持。

（4）推進(jìn)信息化建設(shè)需要不斷加大資金投入。信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命有限，技術(shù)更新較快，管護(hù)要求較高，無論是建設(shè)還是管理維護(hù)都必須有一定的資金作保證。一方面，要利用工程建設(shè)、加固改造等，落實(shí)信息化建設(shè)資金；另一方面，要按照日常管理、維護(hù)、升級(jí)的需要，落實(shí)信息化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、完善升級(jí)資金。

5　結(jié)語

推進(jìn)江都水利樞紐工程管理信息化建設(shè)是適應(yīng)水利現(xiàn)代化建設(shè)的客觀要求，是提高江都水利樞紐運(yùn)行管理效能、提高現(xiàn)代化管理水平、展示南水北調(diào)東線源頭工程現(xiàn)代化建設(shè)成就的重要標(biāo)志，需要積極實(shí)踐、大膽探索，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)和專項(xiàng)技術(shù)研究，編制細(xì)化建設(shè)方案，積極、有序地分步推進(jìn)，并不斷完善、總結(jié)、提高，努力把江都水利樞紐工程打造成江蘇省乃至全國(guó)水利工程管理現(xiàn)代化建設(shè)的示范窗口之一，為水利工程管理信息化建設(shè)提供成功經(jīng)驗(yàn)。

［1］辛華榮，周燦華，樊旭，等.對(duì)江都水利樞紐管理現(xiàn)代化的思考［J］.中國(guó)水利，2013（8）：40-45.

［2］江蘇省江都水利工程管理處.江蘇省江都水利樞紐管理現(xiàn)代化規(guī)劃（2011—2020）［R］.江都：江蘇省江都水利工程管理處，2013.

［3］江蘇省江都水利工程管理處.江都水利樞紐工程信息化建設(shè)方案［R］.江都：江蘇省江都水利工程管理處，2014.

［4］吳蘇琴.基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的水利工程管理信息化系統(tǒng)研究［D］.西安：西安理工大學(xué)，2010：64-65.

［5］宋斯陽.水利樞紐數(shù)字水利信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)［D］.西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2013：28-29.

［6］苗飛躍.水利工程信息化系統(tǒng)集成技術(shù)研究和實(shí)現(xiàn)［D］.揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2014：40-44.

［7］吳擎文.貴州省黔中水利樞紐工程信息化系統(tǒng)技術(shù)方案探討［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2013（7）：72-74.

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Construction of Management Informatization System of Large-scale Water Control Project

XU Yuan1，ZHOU Can-hua1，LIU Yuan-yuan1，ZHANG Wei-dong1
（Jiangdu Water Conservancy Project Management Office，Jiangdu 225200，China）

Jiangsu Province Jiangdu water conservancy project is a large water conservancy project with flood control and disaster mitigation，water supply and water ecological improvement function，and is one of the window units of Jiangsu province water conservancy project construction and management.In order to adapt to the new situation and new opportunities of Jiangsu water conservancy modernization construction，it is urgent to promote the construction of management information of Jiangdu water conservancy project.It is introduced of the basic situation of management information construction of Jiangdu water conservancy project，and the disadvantages are analyzed，and the stage construction goal and main construction contents are discussed，and some ideas of information construction are put forward，in order to enlighten similar water conservancy project management information construction.

water control project；engineering management；informatization

TP317.1

A

1004-7328（2016）04-0059-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2016.04.019

2016—03—12

許媛（1981—），女，工程師，主要從事水利工程建設(shè)管理工作。