太河水庫調(diào)度中心系統(tǒng)建設(shè)淺析

于 蓉

（山東省水利勘測設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南250014）

太河水庫位于淄博市東南部山區(qū)淄河干流上，是一座集防洪、灌溉、城鎮(zhèn)供水、水力發(fā)電、生態(tài)養(yǎng)殖、涵養(yǎng)水源等綜合功能的大（2）型水庫。水庫工程信息化建設(shè)是提升水庫管理水平的重要內(nèi)容，建立與水利工程地位相適應(yīng)、有效促進(jìn)水利工程可持續(xù)發(fā)展的信息化體系是非常必要的[1-3]。太河水庫利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS 技術(shù)、水雨情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)、自動(dòng)化監(jiān)控監(jiān)測技術(shù)、視頻監(jiān)視技術(shù)、大壩安全監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對水利工程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、監(jiān)視、監(jiān)測和管理，基本達(dá)到水庫工程“無人值班、少人值守”的管理水平。

1 系統(tǒng)調(diào)度中心構(gòu)成

1.1 新調(diào)度中心

新建調(diào)度中心包括低壓配電、信息機(jī)房計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、中控室改造裝飾及拼接屏顯示系統(tǒng)、會(huì)商室投影儀設(shè)備、太河水庫流域?qū)嶓w沙盤等。

1.2 大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)

大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)是對原有的滲壓監(jiān)測進(jìn)行維護(hù)，更換部分滲壓計(jì)、水位計(jì)、MCU 設(shè)備及專用線纜，保障滲壓監(jiān)測系統(tǒng)正常運(yùn)行。新建大壩及溢洪閘變形在線監(jiān)測系統(tǒng)及大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件。為監(jiān)測溢洪閘閘墩位移，在西溢洪閘閘墩設(shè)2 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，東溢洪閘閘墩設(shè)4 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。

1.3 水源地保護(hù)綜合管理系統(tǒng)

太河水庫水源地保護(hù)綜合管理系統(tǒng)，分為供水調(diào)度子系統(tǒng)、工程管理子系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測保護(hù)子系統(tǒng)、視頻控制系統(tǒng)、專家?guī)熳酉到y(tǒng)、庫區(qū)三維地理信息子系統(tǒng)等，并將原太河水庫大壩安全監(jiān)測軟件系統(tǒng)、供水調(diào)度軟件系統(tǒng)、水庫監(jiān)控軟件系統(tǒng)及渠道閘門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等統(tǒng)一整合。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 框架結(jié)構(gòu)

1）總體框架。太河水庫調(diào)度中心系統(tǒng)是一個(gè)開放性的系統(tǒng)，多個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊并行運(yùn)行，同時(shí)還要保證各模塊的信息共享，數(shù)據(jù)一致。本系統(tǒng)是一個(gè)多層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，可以分為基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、客戶層。

2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。根據(jù)水庫調(diào)度中心系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)外網(wǎng)交換以及安全的需求，在控制網(wǎng)和辦公網(wǎng)直接部署網(wǎng)絡(luò)單向隔離系統(tǒng)，將控制網(wǎng)和辦公網(wǎng)數(shù)據(jù)隔離；在網(wǎng)絡(luò)單向隔離系統(tǒng)設(shè)置規(guī)則策略，僅允許控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)包傳輸至辦公網(wǎng)，不允許控制網(wǎng)數(shù)據(jù)向控制網(wǎng)傳輸。

2.2 設(shè)計(jì)原則

1）高性能、先進(jìn)性原則。系統(tǒng)在保證可靠實(shí)用、性能穩(wěn)定的前提下，注重應(yīng)用成熟技術(shù)，選擇國內(nèi)先進(jìn)的二、三維一體化地理信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使系統(tǒng)具有較高的性能指標(biāo)。

2）完整性、可靠性原則。系統(tǒng)能夠做到安全可靠運(yùn)行，并具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性能。

3）保密性、安全性原則。系統(tǒng)具有切實(shí)可行的安全保護(hù)措施和保密措施。對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)犯罪和病毒具有強(qiáng)有力的防范能力，保證數(shù)據(jù)傳輸可靠。

4）易擴(kuò)展性、靈活性原則。系統(tǒng)的軟硬件具有擴(kuò)充升級的空間，保護(hù)以往的投資，能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和用戶需求的不斷變化，使系統(tǒng)中的信息資源可長期維護(hù)使用。

5）開放性、標(biāo)準(zhǔn)化原則。系統(tǒng)具有多機(jī)種、多平臺(tái)的兼容性，在數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)接口等方面具有良好的操作性和擴(kuò)展性。

6）實(shí)用性、易用性原則。人機(jī)界面簡單、統(tǒng)一、友好；指令簡單、準(zhǔn)確、無異議；系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)預(yù)報(bào)并迅速解決。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢及安全部署

3.1 部署單向隔離網(wǎng)閘，保障水庫信息安全

針對閘門的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，充分考慮遠(yuǎn)程控制信息的安全防護(hù)措施，在辦公網(wǎng)和閘門自動(dòng)化控制網(wǎng)之間部署工控級單向隔離網(wǎng)閘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從閘門自動(dòng)化控制網(wǎng)向辦公網(wǎng)單向傳輸，保證太河水庫綜合管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整和閘門自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制的信息安全。

3.2 精美建模，二、三維一體化生動(dòng)展現(xiàn)

以二、三維一體化地理信息為基礎(chǔ)，制作太河水庫整個(gè)庫區(qū)范圍的三維場景，對庫區(qū)范圍內(nèi)水雨情監(jiān)測信息、閘門工情監(jiān)測信息、視頻監(jiān)視信息和大壩原型監(jiān)測信息等信息進(jìn)行匯聚查詢、生動(dòng)展現(xiàn)，真正做到二、三維調(diào)用同一套數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)二維場景和三維場景無縫切換、自由縮放、同步編輯，在終端實(shí)現(xiàn)美輪美奐的三維地圖和逼真的模擬三維場景。

3.3 整合各類信息資源，避免信息孤島

平臺(tái)集成各業(yè)務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)水庫系統(tǒng)的集中監(jiān)控和聯(lián)合管理，有效提高各管理部門的工作效率。平臺(tái)整合視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、水質(zhì)水質(zhì)監(jiān)測子系統(tǒng)以及大壩位移監(jiān)測系統(tǒng)、辦公OA 子系統(tǒng)，為各管理部門科學(xué)高效管理提供了強(qiáng)有力的支撐。

4 建 議

4.1 建立信息系統(tǒng)長期維護(hù)機(jī)制

信息系統(tǒng)的生命力在于能否將部門監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)備資料數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)合理整合；數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確；平臺(tái)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)是否具備“時(shí)效性”。因此在系統(tǒng)建設(shè)過程中及以后要建立一套信息系統(tǒng)維護(hù)機(jī)制，切實(shí)維護(hù)好系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并利用系統(tǒng)所提供的工具保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。

4.2 閘門控制監(jiān)測點(diǎn)物理隔離安全措施

為了防止黑客攻擊，越權(quán)訪問遠(yuǎn)程控制服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等，控制網(wǎng)和辦公外網(wǎng)在本方案已經(jīng)通過單向網(wǎng)閘方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的物理隔離，對于目前閘門的檢測與控制，建議使用隔離柵從監(jiān)測點(diǎn)就把控制信號與監(jiān)測信號一分為二，從而使控制系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)就在硬件層面上實(shí)現(xiàn)了絕對的物理隔離，這樣即使極端情況下黑客突破了辦公網(wǎng)，也無法訪問控制端，從而保證了水庫閘壩的安全。

4.3 加強(qiáng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

隨著水利管理單位標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)及規(guī)范化規(guī)范化管理的不斷發(fā)展，太河水庫信息化管理水平不斷提升，為保障更好的決策分析與調(diào)度管理，建議制定全方位信息安全防護(hù)體系，將GIS、高清視頻監(jiān)控、移動(dòng)辦公APP 等應(yīng)用系統(tǒng)與太河水庫現(xiàn)有信息化基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行無縫銜接與有機(jī)結(jié)合，確保信息安全。

5 結(jié) 語

通過系統(tǒng)平臺(tái)架設(shè)及基礎(chǔ)硬件設(shè)施建設(shè)，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，將雨水情、防汛調(diào)度、供水自動(dòng)化等系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)資源共享，構(gòu)建空間覆蓋、信息融合、運(yùn)轉(zhuǎn)高效、數(shù)據(jù)共享的智慧水庫系統(tǒng)，全面提升水庫的安全管理和服務(wù)能力，提高防災(zāi)減災(zāi)能力，有效保障工程安全、飲水安全與公共安全，最終實(shí)現(xiàn)水庫管理的可視化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和現(xiàn)代化，切實(shí)提升水庫科學(xué)防洪能力和城鄉(xiāng)居民的飲水安全。