灌區(qū)一張圖管理平臺構(gòu)想

鄧學(xué)剛 張龍龍

（焦作市引沁灌區(qū)管理局）

1 灌區(qū)管理平臺現(xiàn)狀

灌區(qū)現(xiàn)有管理平臺主要為實(shí)時(shí)水情平臺、視頻監(jiān)控平臺、干支渠計(jì)量平臺、總干渠斗口閘控計(jì)量收費(fèi)一體化平臺和財(cái)務(wù)管理平臺，平臺開發(fā)較分散，日常維護(hù)成本高，集成化程度低，形不成統(tǒng)一的體系，某些功能模塊出現(xiàn)了重復(fù)投資的現(xiàn)象。

灌區(qū)現(xiàn)有的實(shí)時(shí)水情平臺，主要偏重于實(shí)時(shí)、歷史水情和常用數(shù)據(jù)報(bào)表查看，圍繞現(xiàn)有平臺進(jìn)行的灌區(qū)管理工作，如供水調(diào)度主要還是依靠積累的長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一旦經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀管理人員調(diào)換崗位或退休后，容易出現(xiàn)管理能力斷檔，無法保證管理工作的穩(wěn)定性。依靠現(xiàn)有平臺進(jìn)行的灌區(qū)調(diào)度工作，并非完全建立在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，無法科學(xué)預(yù)測研判水雨情變化和需水變化趨勢，供水調(diào)度實(shí)時(shí)性較差，灌溉水利用率提升主要依靠工程建設(shè)等硬件改造，而通過運(yùn)用數(shù)據(jù)化分析等更科學(xué)高效的管理手段服務(wù)供水占比重較低。

與大型水利樞紐工程相比，平臺功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足于灌區(qū)現(xiàn)代化管理需要。與社會其他行業(yè)相比，平臺架構(gòu)、操作簡潔度及智能化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了灌區(qū)現(xiàn)代化管理需要。

總之，灌區(qū)現(xiàn)有平臺作為主要管理手段與國家提出的治理能力現(xiàn)代化要求，相差甚遠(yuǎn)。

2 灌區(qū)一張圖開發(fā)理念

一張圖平臺將“一滴水、一張圖、一數(shù)據(jù)、多應(yīng)用、新服務(wù)”的理念貫穿于開發(fā)全過程，實(shí)現(xiàn)對“一滴水”的全生命周期管理；一張圖平臺力求盡可能綜合灌區(qū)實(shí)際管理需求且后期可拓展性強(qiáng)，功能模塊類積木化搭建，同時(shí)注重平臺硬件和軟件的安全性；一張圖平臺滿足最常見的Web端（PC端）、移動(dòng)端同時(shí)在線使用，力求操作界面直觀、簡潔，操作過程智能化，常用功能或數(shù)據(jù)信息在一張圖首頁或第一層級可以輕松調(diào)用查看；一張圖平臺應(yīng)與社會化服務(wù)結(jié)合，通過租用云端服務(wù)，專業(yè)的事情由專業(yè)的人管理，減輕后期運(yùn)行、維護(hù)和設(shè)備升級的成本；一張圖平臺立足于好的平臺應(yīng)貼近實(shí)際，追求實(shí)用，更好服務(wù)管理者，服務(wù)灌區(qū)具體業(yè)務(wù)，不需要全部追求最先進(jìn)，而是結(jié)合灌區(qū)實(shí)際情況去選擇最適合的，將日常管理程序化，減輕重復(fù)工作量，讓管理更高效；一張圖平臺站在全局高度看灌區(qū)，形成全域視角，通盤考慮灌區(qū)用水，提高管理者調(diào)度的科學(xué)性、針對性、嚴(yán)肅性和傳承性，最終服務(wù)節(jié)約用水，進(jìn)一步提高灌溉水利用率。

3 灌區(qū)一張圖平臺基本架構(gòu)

隨著移動(dòng)終端的完全普及，5G及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)后端三層架構(gòu)雖然本身沒有特別的缺陷，但隨著時(shí)代的發(fā)展，已經(jīng)不能滿足萬物互聯(lián)需要。平臺架構(gòu)會隨著科技發(fā)展而不斷更新變化，但對于灌區(qū)來說，常見的商業(yè)化架構(gòu)已很成熟，比如根據(jù)數(shù)據(jù)的流向自上而下分別劃分為應(yīng)用層（客戶端層）、數(shù)據(jù)訪問層、數(shù)據(jù)分析層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)采集層的五層架構(gòu)，足以滿足灌區(qū)管理需要，不必糾結(jié)所謂的最新架構(gòu)模式。

4 灌區(qū)一張圖平臺功能模塊構(gòu)想

4.1 天氣模塊

在一張圖地理信息首頁，通過前端雨量器自動(dòng)上報(bào)灌區(qū)范圍降雨情況，動(dòng)畫顯示區(qū)域降雨?duì)顟B(tài)。采用未來趨勢和實(shí)時(shí)天氣顯示模式切換，顯示未來7-15 d降雨趨勢，并動(dòng)畫顯示整個(gè)灌區(qū)降雨可能性。

4.2 水情模塊

4.2.1 實(shí)時(shí)水情模塊

在一張圖地理信息首頁，通過不同線條顏色等方式，直觀判別渠道區(qū)間過流狀態(tài)。常用信息采用彈出氣泡的顯示模式，如在PC/Web端將鼠標(biāo)放置于監(jiān)測站點(diǎn)或閘口上方，直接彈出本站點(diǎn)的流量、斷面尺寸、水位、流速、溫度等相關(guān)水情基本信息，鼠標(biāo)挪開后信息消失，減少鼠標(biāo)點(diǎn)擊工作量。

4.2.2 用水異常模塊

在一張圖地理信息首頁，通過設(shè)定區(qū)間渠系水利用系數(shù)限值，將前端采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)特定程序化計(jì)算分析，顯示區(qū)間用水異常信號，將異常信息通過自動(dòng)或人工方式，發(fā)送異常用水提醒短信或移動(dòng)客戶端、微信端等其它方式通知有關(guān)管理人員，同時(shí)自動(dòng)記錄，將用水異常信息形成電子檔案，強(qiáng)化供水調(diào)度工作的嚴(yán)肅性。

4.3 監(jiān)控模塊

4.3.1 閘口啟閉監(jiān)控模塊

在一張圖地理信息首頁，通過信號閃爍方式，直觀判斷干支渠及斗口閘門啟閉情況。

4.3.2 渠系建筑物綜合模塊

平臺具備引水閘、節(jié)制閘、渡槽等渠系建筑物三維模型仿真顯示、閘門啟閉狀態(tài)控制及視頻實(shí)時(shí)圖像查看；可對特定建筑物進(jìn)行歷史檔案檢索查看和檔案補(bǔ)充添加等功能。

4.4 調(diào)蓄能力統(tǒng)計(jì)模塊

平臺可手動(dòng)添加或自動(dòng)上報(bào)水庫水池的蓄水量、蓄水位等數(shù)據(jù)，輔助研判灌區(qū)范圍內(nèi)水庫水池的現(xiàn)狀調(diào)蓄能力。

4.5 調(diào)度操作票模塊

平臺通過長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)程序化和量化的方式，按照特定格式分步填寫電子調(diào)度操作票，增強(qiáng)供水調(diào)度可操作性，盡可能降低調(diào)度事故的概率，提高調(diào)度效率和安全性。

4.6 水費(fèi)模塊

水費(fèi)模塊主要包括水費(fèi)預(yù)征收、水量自助結(jié)算和報(bào)表輸出功能。平臺支持銀行轉(zhuǎn)賬、微信、支付寶等形式的預(yù)繳水費(fèi)功能?？筛鶕?jù)灌區(qū)調(diào)度整體安排，閘口在已授權(quán)的前提下，根據(jù)設(shè)定的農(nóng)業(yè)和非農(nóng)用水水價(jià)，支持固定金額或固定水量或一水一結(jié)等多種用水方式，支持水費(fèi)余額下限提醒功能，保證用水戶用水過程穩(wěn)定通暢。閘口在未授權(quán)情況下，不具備刷卡用水功能，當(dāng)監(jiān)測到未授權(quán)閘口出現(xiàn)啟閉特征時(shí)，會觸發(fā)異常報(bào)警，并第一時(shí)間通知相關(guān)管理人員。

通過水量水費(fèi)自助結(jié)算功能，實(shí)現(xiàn)用水戶與管理處、管理處與管理局之間的快速結(jié)算，第一時(shí)間生成多種數(shù)據(jù)類型的電子或紙質(zhì)報(bào)表用于存檔。同時(shí)支持用水協(xié)會和工業(yè)企業(yè)等用水戶隨時(shí)隨地通過微信、移動(dòng)客戶端、網(wǎng)站、管理處終端、水費(fèi)大廳等多種方式調(diào)取水量水費(fèi)使用詳情，保障用戶知情權(quán)。

4.7 值班巡檢模塊

4.7.1 灌區(qū)值班模塊

平臺具備灌區(qū)值班人工記錄功能，第一時(shí)間對值班期間往來信息、供水異常等進(jìn)行記錄和轉(zhuǎn)發(fā)。

4.7.2 巡檢模塊

前端巡查人員或基層管理人員通過移動(dòng)端上報(bào)巡檢異常信息，調(diào)度中心一張圖平臺和管理處主要負(fù)責(zé)人移動(dòng)端第一時(shí)間接收顯示異常信息，并按紅黃藍(lán)不同顏色區(qū)分異常等級和具體位置。

4.8 數(shù)據(jù)分析、管理模塊

4.8.1 年度報(bào)告模塊

平臺具備降雨量、水量、水費(fèi)和灌溉進(jìn)度按日、周、月份、季度和年度等時(shí)間段分類進(jìn)行報(bào)表查詢輸出功能，同時(shí)可將各種數(shù)據(jù)整理后，自動(dòng)生成灌區(qū)年度運(yùn)行報(bào)告，對灌區(qū)進(jìn)行全方位數(shù)據(jù)體檢。

4.8.2 檔案管理模塊

平臺提供電子檔案及數(shù)據(jù)錄入接口，通過科學(xué)的分目分類，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)除涉密信息外的全檔案數(shù)據(jù)的電子化，快速便捷的數(shù)據(jù)檢索調(diào)閱，形成灌區(qū)及渠系建筑物的全生命周期數(shù)據(jù)鏈。支持一個(gè)數(shù)據(jù)或檔案多用途多指向多關(guān)聯(lián)，節(jié)省數(shù)據(jù)存儲空間。

4.8.3 數(shù)據(jù)分析模塊

平臺具備固定式和自有組合式的數(shù)據(jù)分析功能，常用需求采用固定式分析，特殊分析需求采用自由組合式分析，讓數(shù)據(jù)會說話，更全面診斷灌區(qū)發(fā)展情況。深度挖掘沉淀數(shù)據(jù)的潛在商業(yè)價(jià)值，如研究探索數(shù)據(jù)與企業(yè)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的關(guān)系；如大型建筑物歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)、灌區(qū)水文數(shù)據(jù)的科研價(jià)值。抓住灌區(qū)數(shù)據(jù)處于實(shí)時(shí)變化更新的特性，探索建立數(shù)據(jù)收費(fèi)制，針對不同需求提供最新數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為另一種生產(chǎn)力，增加灌區(qū)經(jīng)濟(jì)收入，提高平臺自身效益。

4.8.4 旱情預(yù)測模塊

平臺根據(jù)歷史降雨統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過特定算法模型計(jì)算分析，判斷短中長期的干旱可能發(fā)展趨勢，提前科學(xué)謀劃灌區(qū)范圍內(nèi)中長期用水計(jì)劃，盡可能減少因天災(zāi)造成的損失。

4.8.5 灌區(qū)綜合調(diào)度決策系統(tǒng)模塊

根據(jù)上游水資源現(xiàn)狀及變化趨勢，結(jié)合天氣、不同種類用戶用水歷史數(shù)據(jù)及特征習(xí)慣、灌區(qū)工程現(xiàn)狀、水庫水池庫容現(xiàn)狀、灌區(qū)本年度各類農(nóng)業(yè)作物種植面積、旱情發(fā)展趨勢、水量損耗等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將成熟的調(diào)度管理經(jīng)驗(yàn)程序化，形成綜合判斷決策方案，最終可通過人工比選，提前做好供水調(diào)度準(zhǔn)備工作。

5 建議

灌區(qū)一張圖是灌區(qū)管理能力提檔提級的重要工具，是綜合展示灌區(qū)形象的重要窗口。資金是灌區(qū)一張圖實(shí)施的關(guān)鍵因素，建議灌區(qū)應(yīng)立足實(shí)際，先期做好以下工作：

將灌區(qū)近遠(yuǎn)期管理需求以清單方式進(jìn)行羅列，與專業(yè)機(jī)構(gòu)深度交流溝通，反復(fù)優(yōu)化需求，充分論證一張圖平臺的可行性；在積極申報(bào)國家、省市財(cái)政資金扶持的同時(shí)，先期組織人員對灌區(qū)歷史檔案進(jìn)行數(shù)字化錄入，從檔案中提煉數(shù)據(jù)并科學(xué)分類分目；與專業(yè)人士交流溝通，了解灌區(qū)地理信息系統(tǒng)的搭建，了解灌區(qū)應(yīng)提前做哪些準(zhǔn)備工作，使工作更有針對性，避免工作的重復(fù)性；對社會效益或經(jīng)濟(jì)效益良好的灌區(qū)，在前期準(zhǔn)備工作已經(jīng)驗(yàn)收通過的基礎(chǔ)上，先行先試，按功能模塊的投資額及難易度分步搭建平臺。