農(nóng)村水電綜合管理信息系統(tǒng)建設(shè)

□吳海東 姜子南

（遼寧省水利事務(wù)服務(wù)中心）

1 綜述

遼寧省農(nóng)村水能資源相對匱乏，截至2017 年底，遼寧省已建成農(nóng)村水電站189 座，總裝機(jī)容量52 多萬kW，年發(fā)電量14多億kW·h。雖然遼寧省農(nóng)村水能資源量相對較少，但農(nóng)村水電站所有制形式多樣、分布分散、運(yùn)營管理水平參差不齊特點(diǎn)顯著，這給行業(yè)管理帶來很多困難，遼寧省自2006年起開始建設(shè)農(nóng)村水電管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)建設(shè)的目的、原則與構(gòu)架

2.1 目的

遼寧省希望借助于綜合管理信息系統(tǒng)，在各市、縣和水利廳之間搭建起信息的橋梁，實(shí)現(xiàn)電站信息的快速收集和準(zhǔn)確處理，進(jìn)而形成全省的水電站資料信息庫。同時利用地理信息技術(shù)，制作全省水電站的電子地圖，實(shí)現(xiàn)在地圖上對每個電站的直觀管理。對于集中后的全省水電站信息資料（包括基礎(chǔ)信息、照片等多媒體信息和圖紙、文件等資料），采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速、直觀的統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)查詢、問題報警和決策支持等功能。從而全面提升水電站的信息化管理水平，減輕日常工作，促進(jìn)水電站管理和決策的科學(xué)化。

2.2 系統(tǒng)建設(shè)原則

2.2.1 穩(wěn)定性、靈活性原則

項(xiàng)目建設(shè)嚴(yán)格按照系統(tǒng)工程的程序設(shè)計、開發(fā)和實(shí)施，嚴(yán)格質(zhì)量管理。嚴(yán)格遵循系統(tǒng)建設(shè)的程序和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，開發(fā)的成果和運(yùn)行系統(tǒng)應(yīng)具備完備的技術(shù)文檔，在系統(tǒng)建設(shè)過程中按照嚴(yán)格的管理制度和規(guī)章，保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在保證穩(wěn)定性的前提下，盡可能考慮項(xiàng)目建設(shè)的靈活性，保證系統(tǒng)能在不同的運(yùn)行環(huán)境下能兼容運(yùn)行，系統(tǒng)擁有足夠的二次開發(fā)維護(hù)能力，能滿足業(yè)務(wù)工作人員根據(jù)日常工作要求對系統(tǒng)功能所作的一些簡單修訂。

2.2.2 擴(kuò)展性原則

在滿足遼寧省農(nóng)村水電管理基礎(chǔ)需求的基礎(chǔ)上，具備開放性、可擴(kuò)展性和伸縮性。此外，系統(tǒng)應(yīng)該能夠方便地與其它系統(tǒng)對接。一方面為其它系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和分析成果；另一方面也可以方便地將其它系統(tǒng)功能嵌入到本系統(tǒng)之中。

2.2.3 安全性原則

由于整個系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)可能涉及國家和政府的內(nèi)部資料，因此保證系統(tǒng)安全與數(shù)據(jù)保密是系統(tǒng)設(shè)計的根本要求，系統(tǒng)建設(shè)必須在保證這一原則基礎(chǔ)上進(jìn)行。通過設(shè)計合理的身份認(rèn)證、權(quán)限、角色等系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的安全使用。同時通過物理或軟件手段保證數(shù)據(jù)不被非法入侵和盜用或破壞。

2.3 系統(tǒng)構(gòu)架

農(nóng)村水電信息綜合管理系統(tǒng)包括：商務(wù)智能軟件（BI）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、工作流引擎等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計時要充分考慮對中期、遠(yuǎn)期需求的支持，具有足夠的前瞻性，在電站數(shù)據(jù)庫中加入規(guī)劃電站的字段，并通過數(shù)據(jù)分析，很容易得到已、在建農(nóng)村水能資源，及規(guī)劃電站的基本信息。整個系統(tǒng)建設(shè)以“數(shù)據(jù)整合”+“數(shù)據(jù)倉庫”+“商務(wù)智能平臺”+“工作流”+“地圖引擎”+“專題應(yīng)用”+“個人門戶”+“二次開發(fā)”的模式進(jìn)行搭建。系統(tǒng)通過優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以針對200 多種數(shù)據(jù)源的連接器，包括對多種大型應(yīng)用系統(tǒng)（SAP、SAS、SPSS等）、主流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Oracle、DB2、SQL Server、Sybase 等）、常 用 數(shù) 據(jù) 文 件（EXCEL、TXT、Access、ASCII 等）、常用服務(wù)（Web Service、MQ、JMS、FTP等）都提供強(qiáng)大的整合能力。

應(yīng)用以上系統(tǒng)整體建設(shè)思路搭建的“遼寧省農(nóng)村水電綜合信息管理系統(tǒng)”的構(gòu)成如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)主要功能

3.1 信息發(fā)布

信息發(fā)布模塊類似于一個綜合性網(wǎng)站，信息發(fā)布的內(nèi)容涵蓋多方面的信息，包括水電行業(yè)政策法規(guī)，新聞動態(tài)，地方水事，水事專題，防汛抗旱，水電建設(shè)等，同時包括一句話新聞、通知、告示、活動照片等。結(jié)合農(nóng)村水電業(yè)務(wù)管理，業(yè)務(wù)信息的發(fā)布是此功能實(shí)用性的最大體現(xiàn)，從業(yè)者可通過瀏覽網(wǎng)站，了解行業(yè)最新業(yè)務(wù)信息，以及行業(yè)內(nèi)的成功管理方式和辦法。

3.2 數(shù)據(jù)錄入

在數(shù)據(jù)錄入過程中，一方面要解決如何全面采集全省的水電站的準(zhǔn)確信息，另一方面要解決好如何利用這些信息實(shí)現(xiàn)對水電站的科學(xué)管理，即充分發(fā)揮信息的價值。系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)包括：水電站的建設(shè)、經(jīng)營、管理信息等，不同規(guī)模水電站關(guān)注的指標(biāo)各不相同，此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入和導(dǎo)入功能必須具備靈活的可配制性。根據(jù)不同電站的數(shù)據(jù)特點(diǎn)、上報數(shù)據(jù)范圍、種類對錄入數(shù)據(jù)的內(nèi)容、格式等時行自由配制。數(shù)據(jù)錄入方式包括網(wǎng)上填報和EXCEL模板導(dǎo)入兩種方式。在系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)開發(fā)時，首先對數(shù)據(jù)錄入功能進(jìn)行抽象，實(shí)現(xiàn)通用的功能模塊，然后再以通用功能為基礎(chǔ)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)每項(xiàng)具體的數(shù)據(jù)錄入功能。

3.3 流域區(qū)域數(shù)據(jù)管理

流域?qū)Ш郊词且运盗饔驗(yàn)橹骶€進(jìn)行信息查詢和數(shù)據(jù)分析。通過逐級篩選河流，獲取河流相應(yīng)的電站信息，同時完成按河流主線的數(shù)據(jù)分析功能。首先要完成對水系流域的信息進(jìn)行梳理，整理出整個遼寧省從一級到末級的全部河流的名稱，河流編碼，河流上下級關(guān)系，整理各個電站與河流的對應(yīng)關(guān)系。水系流域的整理工作以水利部水利普查工作中遼寧區(qū)河流編碼的成果為基礎(chǔ)，進(jìn)一步完成末級河流的梳理，并結(jié)合系統(tǒng)建設(shè)要求進(jìn)一步擴(kuò)展和完善，以滿足系統(tǒng)的建設(shè)要求。按水系流域通過逐級河流的篩選查找到相應(yīng)的電站信息，河流結(jié)合其他條件進(jìn)行篩選查詢水電站信息等。數(shù)據(jù)分析方面，從水系流域的角度對水電站數(shù)量、裝機(jī)規(guī)模、電站形式、發(fā)電量等指標(biāo)進(jìn)行分析，同時實(shí)現(xiàn)從一級河流到末級河流的信息鉆取等。

結(jié)合電子地圖，實(shí)現(xiàn)在地圖上按流域進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和分析，如選擇某一河流，在地圖上顯示所有該河流上的水電站（跨行政區(qū)域）。通過下拉菜單選擇具體河流名稱可快速跳轉(zhuǎn)到目標(biāo)圖層并顯示相關(guān)信息查詢和分析結(jié)果。實(shí)現(xiàn)按不同流域的統(tǒng)計分析報表，可進(jìn)行不同流域的電站數(shù)、裝機(jī)容量等數(shù)據(jù)的橫向（同級河流）對比分析以及縱向（上下級河流）鉆取分析。

3.4 地圖功能

基于GIS電子地圖的直觀水電數(shù)據(jù)信息展示功能，可供用戶通過GIS地圖直接查找所關(guān)注的一所或多所電站，并通過在地圖上的簡單點(diǎn)擊操作，獲取所管轄電站的分布、自然資源、各電站詳情等信息。同時，利用系統(tǒng)所提供的政區(qū)、流域、單一電站三種靈活的數(shù)據(jù)角度，實(shí)現(xiàn)對管轄區(qū)域內(nèi)電站分布、自然資源、電站詳情的多角度信息獲取。系統(tǒng)開發(fā)過程中，利用地理信息系統(tǒng)軟件，根據(jù)水電站管理的特點(diǎn)，進(jìn)行二次開發(fā)，在網(wǎng)頁中實(shí)現(xiàn)所有電子地圖的基本功能的實(shí)現(xiàn)，包括圖形放大、縮小、平移、全圖、鷹眼、圖形檢索和導(dǎo)航等功能。此外還可以實(shí)現(xiàn)如下功能：在線編輯圖元對象的功能，用戶可以在Web程序中新增、修改和刪除點(diǎn)線面圖元，并且可以編輯圖元對象的其它屬性信息；提供了用戶自定義關(guān)聯(lián)信息的功能，用戶可以在Web程序中為每個圖元對象掛載文檔、URL、自定義信息和知識庫中相應(yīng)的模塊頁面等信息。

3.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析功能包括綜合分析和專題分析。綜合分析將農(nóng)村水電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與水能資源調(diào)查評價緊密結(jié)合。此應(yīng)用包括水能資源可開發(fā)情況，水能資源已開發(fā)情況，流域（河流）基本情況三部分。水能可開發(fā)情況可以在系統(tǒng)自行選擇按政區(qū)或按流域顯示，通過不圖的圖表可以查看政區(qū)或流域可開發(fā)情況的數(shù)據(jù)，包括理論蘊(yùn)藏量、裝機(jī)容量，年發(fā)電量，電站數(shù)量以及開發(fā)率情況，并通過圖表的方式顯示各政區(qū)或流域裝機(jī)容量，年發(fā)電量對比情況。在水能資源已開發(fā)情況模塊下，描述了目前已開發(fā)的電站的情況，展示相關(guān)裝機(jī)容量、年發(fā)電量，電站型式，自動化情況，建設(shè)情況，所有制形式，水資源情況，并通過圖表的方式顯示該政區(qū)、該流域下電站開發(fā)情況，以及近10 a年發(fā)電量情況和項(xiàng)目建設(shè)情況等。

專題分析是按事先設(shè)計好的分析方法和分析內(nèi)容，固化在系統(tǒng)中的分析展現(xiàn)形式。專題分析內(nèi)容以圖表的形式進(jìn)行占比、區(qū)域?qū)Ρ?、鉆取等分析方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)追溯和詳細(xì)分析，采用更多的分析方法實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的多角度、多展現(xiàn)形式、層層剝離的詳盡分析。常用的數(shù)據(jù)分析的方法如：對比分析、焦點(diǎn)分析、追溯分析、聯(lián)想分析和其它分析等。同時，系統(tǒng)還設(shè)置自由分析功能，自由分析的分析方法和分析內(nèi)容可變，展現(xiàn)方式可變，主要以圖表、表單等形式展現(xiàn)分析結(jié)果，用戶可在頁面上進(jìn)行勾選，拖拽等操作，選定分析方法和分析內(nèi)容，完成不同內(nèi)容的不同側(cè)面的數(shù)據(jù)自由分析。自由分析以直觀、快速、方便為特點(diǎn)。通過點(diǎn)選所需的分析指標(biāo)，就可以快速生成任意數(shù)據(jù)組合的分析報表和分析圖表。

3.6 業(yè)務(wù)信息管理

系統(tǒng)首次將農(nóng)村水電業(yè)務(wù)管理納入到平臺中，系統(tǒng)將與農(nóng)村水電站日常管理相關(guān)的業(yè)務(wù)信息整合進(jìn)來，涵蓋了遼寧省農(nóng)村水電行業(yè)管理的全部業(yè)務(wù)，包括對水能資源的管理、在建項(xiàng)目的管理及投入運(yùn)行水電站的管理等。系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對電站安全年檢制度、防汛責(zé)任人制度、防汛檢查、防汛預(yù)案審查、電站安全隱患排查信息的全面掌握，在收集各類電站安全信息及業(yè)務(wù)信息后，再結(jié)合BI 技術(shù)提供有效的安全管理信息化手段。遼寧省綜合信息管理系統(tǒng)了實(shí)現(xiàn)水電站基礎(chǔ)信息的采集與農(nóng)村水電業(yè)務(wù)完善結(jié)合，使系統(tǒng)不單單對農(nóng)村水電站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，還對農(nóng)村水電全行業(yè)管理信息進(jìn)行綜合運(yùn)用，從而真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)村水電綜合管理的信息化、數(shù)字化。