一體化綜合管控技術(shù)在茨淮新河灌區(qū)的建設(shè)研究

孫政安 ，劉 磊 ，劉傳武

（1. 安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 蚌埠 233400；2. 南瑞集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 211111）

0 引言

我國(guó)設(shè)計(jì)灌溉面積 2 萬(wàn) hm2及以上大型灌區(qū)有456 處，現(xiàn)狀灌溉面積為 1.85×107hm2，占總有效灌溉面積的 30.2%，灌溉用水量占大陸灌溉用水總量的 33% 以上。大型灌區(qū)是重要的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、糧棉油生產(chǎn)基地，也是農(nóng)民增收的重要保障。大型灌區(qū)信息化經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)無(wú)論是規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施，還是維護(hù)管理都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步[1]。

近年來(lái)國(guó)家持續(xù)推進(jìn)大中型灌區(qū)的建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉、節(jié)水增效，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。但我國(guó)大中型灌區(qū)的信息化系統(tǒng)基本由多個(gè)功能單一的子系統(tǒng)建設(shè)而成[2]，存在設(shè)備廠家產(chǎn)品單一，無(wú)成套產(chǎn)品，產(chǎn)品功耗高，接口差異性大，多類(lèi)系統(tǒng)操作運(yùn)維繁雜，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性與測(cè)控全面性不能得到保障等問(wèn)題，國(guó)外產(chǎn)品不適用于中國(guó)灌區(qū)，從而導(dǎo)致灌區(qū)預(yù)報(bào)調(diào)度與自動(dòng)化感知測(cè)控、供水、計(jì)量等環(huán)節(jié)脫節(jié)，制約了灌區(qū)精準(zhǔn)灌溉目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為形成灌區(qū)全面感知及智慧管控的一體化綜合管控系統(tǒng)，需要從多元測(cè)控系統(tǒng)、灌區(qū)預(yù)報(bào)與調(diào)度模型及智慧綜合管控系統(tǒng)等方面實(shí)現(xiàn)灌區(qū)信息共享，科學(xué)決策，過(guò)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置和灌溉系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度[3-5]。

茨淮新河灌區(qū)全河段分 4 級(jí)控制，建有茨河鋪、插花、闞町和上橋 4 處樞紐，分段控制流量和水位，沿河兩岸各縣市均已建灌溉站，共建有涵閘86 處、排灌站 245 處。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)茨淮新河的工程管理提出更高的要求，流域管理和區(qū)域管理相結(jié)合的模式與新時(shí)代對(duì)水利工程運(yùn)行管理提出的新要求不相適應(yīng)。為全面提升灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平，以灌區(qū)最迫切的水工程管理和水資源調(diào)度智能業(yè)務(wù)為出發(fā)點(diǎn)，緊密結(jié)合茨淮新河灌區(qū)現(xiàn)代化管理需求，在建設(shè)智能感知的基礎(chǔ)上，利用一體化綜合管控平臺(tái)進(jìn)行茨淮新河灌區(qū)一張圖綜合展示、水利工程安全運(yùn)行、水資源開(kāi)發(fā)利用、工程檔案管理，依托綜合門(mén)戶(hù)、移動(dòng)服務(wù)等手段提升灌區(qū)專(zhuān)項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用能力。

灌區(qū)水利一體化綜合管控平臺(tái)作為灌區(qū)應(yīng)用智能化的新概念提出，主要包括以下 2 個(gè)方面：1）一體化綜合管控硬件平臺(tái)。針對(duì)灌區(qū)監(jiān)測(cè)類(lèi)型多，設(shè)計(jì)多元測(cè)控的一體化綜合管控硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)閘泵站、水情、水質(zhì)等信息的現(xiàn)地監(jiān)控。2）一體化綜合管控軟件平臺(tái)。通過(guò)將各類(lèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、應(yīng)用服務(wù)、人機(jī)界面等灌區(qū)水利資源進(jìn)行建模與集成，實(shí)現(xiàn)一體化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的分布式灌區(qū)水利應(yīng)用。根據(jù)茨淮新河灌區(qū)的現(xiàn)地對(duì)象類(lèi)型，建成標(biāo)準(zhǔn)化的、先進(jìn)的、開(kāi)放的、可靠的、安全的、適應(yīng)性強(qiáng)的一體化和標(biāo)準(zhǔn)化的灌區(qū)水利一體化綜合管控平臺(tái)，全面支撐茨淮新河灌區(qū)的信息化管理。

1 一體化綜合管控平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

1.1 總體框架

本研究從實(shí)際出發(fā)研制適用于茨淮新河灌區(qū)的多元測(cè)控一體化綜合管控硬件平臺(tái)架構(gòu)，在此架構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水情、閘控等灌區(qū)現(xiàn)地監(jiān)控設(shè)備的一體化監(jiān)控，并通過(guò)多專(zhuān)業(yè)融合的一體化綜合管控軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水情、閘控、視頻等各類(lèi)信息的遠(yuǎn)程綜合管控。

灌區(qū)信息化應(yīng)用系統(tǒng)是由多監(jiān)控系統(tǒng)集成的綜合系統(tǒng)，結(jié)合信息化發(fā)展水平及水利信息化建設(shè)頂層設(shè)計(jì)，采用一體化統(tǒng)一平臺(tái)設(shè)計(jì)，在統(tǒng)一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各類(lèi)監(jiān)測(cè)與調(diào)度專(zhuān)業(yè)應(yīng)用，以及信息管理和決策支持應(yīng)用。灌區(qū)信息化應(yīng)用系統(tǒng)主要由綜合數(shù)據(jù)采集與交互接口、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)共享平臺(tái)、應(yīng)用支撐平臺(tái)、一體化業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)成[6-7]。

灌區(qū)一體化綜合管控平臺(tái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集處理，并在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)閘站、水情、視頻圖像等各類(lèi)傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集，綜合展示，以及報(bào)警、報(bào)表等公共應(yīng)用；統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)閘站遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控、水雨情測(cè)報(bào)、視頻監(jiān)視、水量調(diào)度、水費(fèi)征收、移動(dòng)應(yīng)用、辦公自動(dòng)化、門(mén)戶(hù)網(wǎng)站等專(zhuān)業(yè)應(yīng)用；統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)全景 Web發(fā)布及 GIS 展示等信息管理應(yīng)用；并在一體化綜合管控平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)綜合專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)分析與處理及會(huì)商決策支持等決策支持應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)灌區(qū)綜合調(diào)度提供一體化的綜合技術(shù)平臺(tái)。

灌區(qū)一體化綜合管控平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖 1 所示。

圖 1 灌區(qū)一體化綜合管控平臺(tái)架構(gòu)圖

1.2 建設(shè)內(nèi)容

1.2.1 信息采集系統(tǒng)

用來(lái)描述茨淮新河灌區(qū)基本情況，描述的是灌區(qū)的基礎(chǔ)資料，信息更新周期比較長(zhǎng)，主要包括灌區(qū)位置、面積，灌排、用水戶(hù)信息，以及灌區(qū)管理層信息等基本數(shù)據(jù)[8]。

為加強(qiáng)灌區(qū)水資源調(diào)配的能力，必須加強(qiáng)管理局對(duì)茨淮新河沿線主要泵站、分水閘門(mén)水量的監(jiān)控。為完善水情數(shù)據(jù)，在茨淮新河轄區(qū)內(nèi)，依托安徽省水文監(jiān)測(cè)項(xiàng)目建設(shè)，茨淮新河沿岸已建設(shè)多處雨量、水位監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，數(shù)據(jù)落地在安徽省水文局信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)。為避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)省投資，設(shè)計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)共享的方式實(shí)現(xiàn)水雨情數(shù)據(jù)采集，提高數(shù)據(jù)利用率。

建設(shè)利辛縣謝劉站、阜陽(yáng)市阜蒙河站、鳳臺(tái)縣小黑河站、懷遠(yuǎn)縣河西站、蒙城縣蒙鳳溝站等站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；更新改造上橋節(jié)制閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；共享整合永幸河灌區(qū)管理處所轄泵站的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)；共享整合茨河鋪、插花、闞疃樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

利用現(xiàn)地一體化硬件平臺(tái)裝置在茨淮新河灌區(qū)沿線建設(shè) 61 套雷達(dá)水位計(jì)、59 套雷達(dá)波流速儀和16 套閘泵站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水位、流量及閘泵的一體化監(jiān)控，接入已建系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。沿線建設(shè) 133 處視頻監(jiān)視站點(diǎn)，并通過(guò)有線和無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)重要節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。

1.2.2 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

根據(jù)茨淮新河灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)包含以下節(jié)點(diǎn)：安徽省水利廳，茨淮新河工程管理局、茨淮新河工程管理局蚌埠基地，上橋樞紐、茨河鋪樞紐、插花樞紐、闞疃樞紐、鳳臺(tái)縣永幸河灌區(qū)管理處、62 座二級(jí)灌排泵站。

現(xiàn)地監(jiān)控設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)綜合考慮茨淮新河灌區(qū)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，灌區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)以租用公網(wǎng)專(zhuān)線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)施，管理局區(qū)域以自建光纜的方式實(shí)施。

1.2.3 數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)

為滿(mǎn)足灌區(qū)業(yè)務(wù)需求，根據(jù)數(shù)據(jù)分類(lèi)及流程分析，數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì)應(yīng)涵蓋水量分配、閘泵站監(jiān)控、工程維護(hù)、水情監(jiān)測(cè)與管理、水質(zhì)監(jiān)測(cè)與管理、綜合辦公、視頻圖像、空間基礎(chǔ)地理信息、沿線地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等數(shù)據(jù)，是一個(gè)具有多級(jí)結(jié)構(gòu)、廣域分布的大型綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)可對(duì)已建和新建系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，形成一個(gè)互通共享的平臺(tái)，避免平臺(tái)系統(tǒng)的孤島效應(yīng)和重復(fù)性建設(shè)[9]。

茨淮新河灌區(qū)以安徽省水利廳水利大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，補(bǔ)充建立統(tǒng)一資源目錄，整合茨淮新河灌區(qū)工程調(diào)度業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，共享融合安徽省水利廳水利大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)多元化采集、主體化匯集創(chuàng)建全域化原始數(shù)據(jù)，開(kāi)展存量和增量數(shù)據(jù)資源匯集和治理，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)資源[10]。

1.2.4 應(yīng)用支撐平臺(tái)

利用功能強(qiáng)大的應(yīng)用支撐平臺(tái)構(gòu)建灌區(qū)一體化綜合管控軟件平臺(tái)，遵循面向服務(wù)的軟件體系架構(gòu)，采用分布式服務(wù)組件模式，提供統(tǒng)一的服務(wù)容器管理、層次化的功能設(shè)計(jì)，能有效對(duì)數(shù)據(jù)及軟件功能模塊進(jìn)行良好組織，提供統(tǒng)一的、簡(jiǎn)便的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境。針對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用和運(yùn)行維護(hù)需求開(kāi)發(fā)的公共應(yīng)用支持和管理功能，能為應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行管理提供全面的支持。

灌區(qū)應(yīng)用支撐平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)資源的有效共享和應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通，為應(yīng)用系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持、多種服務(wù)及運(yùn)行環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間及應(yīng)用系統(tǒng)與其他平臺(tái)之間信息交換、傳輸、共享的核心。茨淮新河灌區(qū)一體化綜合管控軟件平臺(tái)主要包含基礎(chǔ)應(yīng)用組件、公共服務(wù)、應(yīng)用交互、虛擬化應(yīng)用組件等組成部分。

1.2.5 業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

在一體化綜合管控軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上建立的茨淮新河灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，包括閘泵站監(jiān)控與管理、水量調(diào)度、水費(fèi)征收、視頻監(jiān)控、工程安全監(jiān)測(cè)管理、綜合信息服務(wù)、綜合辦公等系統(tǒng)。

1.2.6 應(yīng)用交互系統(tǒng)

在茨淮新河灌區(qū)建設(shè)門(mén)戶(hù)、手機(jī) App 及微信公眾號(hào)等應(yīng)用交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)業(yè)務(wù)的便捷查看及交互。

1.2.7 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

灌區(qū)信息化系統(tǒng)涉及學(xué)科門(mén)類(lèi)較多，覆蓋范圍較廣，建設(shè)周期相對(duì)較長(zhǎng)，需要多家建設(shè)單位相互協(xié)作共同完成。工程建設(shè)中所用設(shè)備可能涉及不同廠家的產(chǎn)品和技術(shù)，因此制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，是規(guī)范、統(tǒng)一信息化系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行管理的重要基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)信息和軟、硬件資源共享，系統(tǒng)有效開(kāi)發(fā)和順利集成，系統(tǒng)安全運(yùn)行和平穩(wěn)更新完善的重要保證。按照 SL 61—2015《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，SL/Z 388—2007《實(shí)時(shí)水情交換協(xié)議》及SL 651—2014《水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通信規(guī)約》等規(guī)范統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.8 安全體系

對(duì)于灌區(qū)來(lái)說(shuō)，為滿(mǎn)足最根本的安全需求，需要建設(shè)主動(dòng)、開(kāi)放、有效的系統(tǒng)安全體系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全狀況可知、可控和可管理，形成集防護(hù)、檢測(cè)、響應(yīng)、恢復(fù)于一體的安全防護(hù)體系。在茨淮新河灌區(qū)通過(guò)防火墻、堡壘機(jī)、WAF（Web 應(yīng)用防護(hù)系統(tǒng)）、上網(wǎng)行為管理、日志設(shè)計(jì)系統(tǒng)等建設(shè)整個(gè)灌區(qū)的網(wǎng)絡(luò)安全體系。

2 一體化綜合管控硬件平臺(tái)

灌區(qū)信息化建設(shè)涉及的自動(dòng)化控制的對(duì)象較多，分布范圍較廣，需要采集的物理量類(lèi)型多，采用的傳感器類(lèi)型相應(yīng)較多，相應(yīng)測(cè)控裝置涉及的閘泵站監(jiān)控、水情監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視等多個(gè)專(zhuān)業(yè)。若傳感器和測(cè)控裝置的現(xiàn)場(chǎng)總線不能統(tǒng)一，勢(shì)必增加現(xiàn)場(chǎng)布線難度，給設(shè)備的更換維護(hù)帶來(lái)一定困難，且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的業(yè)務(wù)能力要求也較高，各專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化子系統(tǒng)的融合也較難統(tǒng)一到一個(gè)系統(tǒng)中。為此，針對(duì)灌區(qū)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)了具備多元測(cè)控方式和低功耗物聯(lián)功能的硬件架構(gòu)，提出集自供電、自喚醒、自調(diào)節(jié)、計(jì)量及遠(yuǎn)程運(yùn)維于一體的低成本測(cè)控解決方案，利用一體化監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)閘泵站自動(dòng)化控制、水情采集等業(yè)務(wù)一體化監(jiān)控。茨淮新河灌區(qū)閘泵站多元測(cè)控拓?fù)鋱D如圖 2 所示。

圖 2 茨淮新河灌區(qū)閘泵站一體化監(jiān)控拓?fù)鋱D

一體化綜合管控硬件平臺(tái)主要由 PLC 及擴(kuò)展模塊組成。PLC 模塊是一體化管控硬件平臺(tái)的核心部分，內(nèi)嵌電源轉(zhuǎn)換模塊，為整套系統(tǒng)提供工作所需的電源，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的工作參數(shù)存儲(chǔ)、運(yùn)行時(shí)的任務(wù)調(diào)度、內(nèi)部高速總線控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及對(duì)外通信。PLC 模塊集成翻斗式雨量傳感器、SDI-12 及RS-485 等接口，基本可以獨(dú)立完成針對(duì)水情專(zhuān)業(yè)的監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)一體化綜合管理硬件平臺(tái)應(yīng)用于自動(dòng)控制或工程安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域時(shí)，需要選配相應(yīng)的擴(kuò)展模塊以完成特定的監(jiān)控功能。

3 一體化綜合管控軟件平臺(tái)

一體化綜合管控軟件平臺(tái)主要在建立灌區(qū)數(shù)據(jù)資源管理、應(yīng)用支撐等系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)所有業(yè)務(wù)的模塊化建設(shè)和統(tǒng)一應(yīng)用。業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)遵循當(dāng)前主流 W3C 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，采用SOA 架構(gòu)，基于電子地圖技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用支撐平臺(tái)提供泵閘站監(jiān)控類(lèi)、工程維護(hù)管理類(lèi)、水量管理類(lèi)、視頻類(lèi)信息的服務(wù)功能，完成對(duì)信息的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)分析等功能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)完整的權(quán)限機(jī)制，能根據(jù)不同的角色，授予不同的權(quán)限，訪問(wèn)不同的資源。系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)大的 Web 應(yīng)用框架，在此框架上通過(guò)靈活配置，快速定制信息服務(wù)應(yīng)用界面，為灌區(qū)管理提供信息支持。主要應(yīng)用系統(tǒng)包括 GIS 綜合信息服務(wù)、泵閘站監(jiān)控與管理、水量調(diào)度、水費(fèi)征收、視頻監(jiān)控、工程安全監(jiān)測(cè)管理、智能應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用、綜合辦公和應(yīng)用交互等系統(tǒng)[11]。

3.1 GIS 綜合信息服務(wù)系統(tǒng)

通過(guò)電子地圖或高分辨率影像圖、數(shù)字高程模型及基礎(chǔ)地理信息資料，依托 GIS 平臺(tái)服務(wù)、遙感影像分析技術(shù)等，構(gòu)建各類(lèi)專(zhuān)題服務(wù)，為茨淮新河灌區(qū)工程管理與調(diào)度決策提供可視化地圖支撐。通過(guò)采用地理信息、虛擬仿真等技術(shù)，將灌區(qū)的基本狀況和各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、圖表整合到電子地圖上，實(shí)現(xiàn)一張圖及多維展示的目的。通過(guò)基于地圖的查詢(xún)，能及時(shí)、準(zhǔn)確、直觀地把握灌區(qū)水資源的運(yùn)行現(xiàn)狀。全程監(jiān)測(cè)灌區(qū)水流水位、流量、視頻等信息，并通過(guò)模擬圖形實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)顯示重要節(jié)點(diǎn)狀態(tài)[12]。

3.2 水量調(diào)度系統(tǒng)

水量調(diào)度系統(tǒng)主要完成水量調(diào)度日常業(yè)務(wù)處理工作，為水量調(diào)度方案編制、綜合決策會(huì)商提供基礎(chǔ)支持。通過(guò)各級(jí)日常業(yè)務(wù)處理功能的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，可以有效規(guī)范灌區(qū)的水量調(diào)度日常業(yè)務(wù)處理工作，使日常業(yè)務(wù)處理工作規(guī)范化、程序化、自動(dòng)化，提高水量調(diào)度日常處理工作的效率[13]。

根據(jù)茨淮新河灌區(qū)水資源調(diào)度的要求和實(shí)際梯級(jí)泵站的運(yùn)行管理制度，從灌區(qū)需水、配水、供水及反饋等環(huán)節(jié)進(jìn)行灌區(qū)水資源的總體調(diào)度。灌區(qū)水量調(diào)度主要業(yè)務(wù)流程如下：年度限額分配方案（年內(nèi)各月用水計(jì)劃的編制與下發(fā)）→實(shí)際用水過(guò)程監(jiān)控→對(duì)比統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)→計(jì)劃分配調(diào)整→總結(jié)。具體流程圖如圖 3 所示。

圖 3 灌區(qū)水量調(diào)度流程圖

水量調(diào)度工作內(nèi)容如下：根據(jù)水量調(diào)度的需要收集各類(lèi)信息，依據(jù)用水總量控制、年內(nèi)控制、以供定需、統(tǒng)一調(diào)度分級(jí)管理負(fù)責(zé)的原則，編制流域水量分配方案、緊急情況下的水量調(diào)度預(yù)案和年度水量調(diào)度計(jì)劃，并負(fù)責(zé)進(jìn)行灌區(qū)水量的實(shí)時(shí)調(diào)度[14]。水量調(diào)度具體采取年計(jì)劃、月調(diào)節(jié)、旬調(diào)度的方式，根據(jù)調(diào)度指令的下發(fā)和執(zhí)行反饋形成閉環(huán)水量調(diào)度流程，達(dá)到管理與調(diào)度控制無(wú)縫融合，灌區(qū)按需灌溉、科學(xué)管控、節(jié)水增產(chǎn)的目的，推進(jìn)灌區(qū)水資源調(diào)度的智能化水平。

3.3 移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)

通過(guò)構(gòu)建面向系統(tǒng)各級(jí)個(gè)性化、人性化的移動(dòng)信息服務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)茨淮新河灌區(qū)移動(dòng)應(yīng)用的安全登錄、信息查詢(xún)、巡檢上報(bào)、信息提醒與視頻瀏覽等功能，為茨淮新河灌區(qū)日常管理工作提供移動(dòng)環(huán)境服務(wù)。

3.4 應(yīng)用交互系統(tǒng)

應(yīng)用交互系統(tǒng)主要提供灌區(qū)的內(nèi)外網(wǎng)門(mén)戶(hù)，為灌區(qū)管理人員和社會(huì)公眾提供應(yīng)用交互接口。

1）內(nèi)網(wǎng)門(mén)戶(hù)。內(nèi)網(wǎng)門(mén)戶(hù)提供的個(gè)性化服務(wù)為局域網(wǎng)用戶(hù)提供個(gè)性化的訪問(wèn)界面，以及有權(quán)訪問(wèn)的應(yīng)用功能和信息內(nèi)容，灌區(qū)各級(jí)工作人員通過(guò)內(nèi)網(wǎng)門(mén)戶(hù)進(jìn)行身份驗(yàn)證后，進(jìn)入個(gè)性化工作界面，查閱相關(guān)信息。

2）外網(wǎng)門(mén)戶(hù)。外網(wǎng)門(mén)戶(hù)提供公共參與、監(jiān)督水資源管理的渠道，及時(shí)向用戶(hù)、公眾及社會(huì)發(fā)布水資源管理和流程審批動(dòng)態(tài)信息，定期向社會(huì)各界公告流域水資源情勢(shì)、開(kāi)發(fā)利用保護(hù)情況和重要水事活動(dòng)，提高社會(huì)各界對(duì)水資源的關(guān)注，增強(qiáng)全民的節(jié)水、惜水、護(hù)水意識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

在茨淮新河灌區(qū)利用現(xiàn)地一體化綜合管控硬件及軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)所有業(yè)務(wù)的一體化運(yùn)行與管理。本研究主要從現(xiàn)地多元測(cè)控技術(shù)方面做出創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)水情、閘控、視頻信息的一體化監(jiān)控，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種支持各類(lèi)自動(dòng)化設(shè)備測(cè)控接入的標(biāo)準(zhǔn)通信服務(wù)架構(gòu)，提出支持行業(yè)主流協(xié)議的接入規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可接入主流的閘泵閥控制、水情、視頻等裝置設(shè)備。建設(shè)了灌區(qū)一體化綜合管控軟件平臺(tái)，構(gòu)建以 GIS 綜合展示、預(yù)報(bào)調(diào)度、工程管理、信息服務(wù)為主體的灌區(qū)智慧管控應(yīng)用體系，并基于平臺(tái)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的功能組件。

本研究總體建立了“灌區(qū)信息觀測(cè)直觀化、通信網(wǎng)絡(luò)立體化、運(yùn)行環(huán)境集約化、應(yīng)用系統(tǒng)智能化、安全體系可靠化”的茨淮新河灌區(qū)信息化體系，推動(dòng)了茨淮新河灌區(qū)業(yè)務(wù)、管理和服務(wù)模式創(chuàng)新，促進(jìn)了茨淮新河灌區(qū)信息化從“傳統(tǒng)模式”向“智能管理”的轉(zhuǎn)變[15]，為茨淮新河灌區(qū)管理能力現(xiàn)代化提供了有力支撐。為進(jìn)一步推進(jìn)灌區(qū)智能化的發(fā)展，建議今后應(yīng)從灌區(qū)大數(shù)據(jù)分析和智能互動(dòng)應(yīng)用進(jìn)行深入的研究。