引灤樞紐工程信息化建設(shè)的探討

張云歧

（河北省唐山市遷西縣海委引灤工程管理局，河北 唐山 064300）

0 前言

引灤樞紐工程信息化建設(shè)起步于2000 年前后，先后建成計算機網(wǎng)絡(luò)通訊、水文測報、視頻監(jiān)視、工程管理、水質(zhì)監(jiān)測、政務(wù)辦公等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、視頻會商、公文處理的自動化。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的信息系統(tǒng)已不能滿足水利信息化發(fā)展和水安全保障能力建設(shè)的新要求，有必要重新審視現(xiàn)狀，在整合現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上提檔升級，為引灤水利事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供堅強的技術(shù)保障。

1 信息化建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)及通訊傳輸系統(tǒng)

作為信息化系統(tǒng)的核心和主要數(shù)據(jù)傳輸通道，先后建成了計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、軟交換系統(tǒng)、光傳輸和微波通信系統(tǒng)以及衛(wèi)星地面站等信息服務(wù)系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)、水利專線實現(xiàn)了局內(nèi)互通互聯(lián)，以及引灤局與上級機關(guān)的信息交換和防汛會商、視頻會議等功能，為工程管理、防汛度汛等提供了基礎(chǔ)保障。

1.2 水文測報及防汛會商系統(tǒng)

水文測報及防汛會商系統(tǒng)主要包括雨水情遙測、水情交換、洪水預(yù)報及調(diào)度、防汛會商系統(tǒng)等。2002 年始，隨著水文測報和防汛調(diào)度的需要，不斷開發(fā)建設(shè)和改進(jìn)改建，實現(xiàn)了6個主要水文斷面、35個遙測站點的數(shù)據(jù)自動采集、傳輸和洪水自動預(yù)報，為防汛會商、防汛調(diào)度提供了準(zhǔn)確、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，積累了大量的水文資料。

1.3 視頻監(jiān)視系統(tǒng)

視頻監(jiān)視系統(tǒng)主要用于工程區(qū)、管理區(qū)的視頻監(jiān)管，2011年開始建設(shè)，經(jīng)多次增建、擴建，已建設(shè)工程區(qū)14 點、管理區(qū)133點，基本實現(xiàn)了主要區(qū)域全覆蓋，為工程管理、水行政執(zhí)法和區(qū)域安全管理提供了技術(shù)支持。

1.4 政務(wù)辦公系統(tǒng)

政務(wù)辦公系統(tǒng)由引灤信息網(wǎng)、防汛網(wǎng)、辦公、檔案、人事、財務(wù)系統(tǒng)等組成，1998年建設(shè)，經(jīng)過整合、升級改造，目前保留有防汛信息網(wǎng)、綜合辦公、電子檔案和人事管理系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了網(wǎng)上辦公和信息查閱、交換等。

1.5 工程管理系統(tǒng)

建有潘家口、大黑汀電站自動監(jiān)控，水庫大壩自動監(jiān)測和閘門自動監(jiān)控系統(tǒng)等。由于當(dāng)時的技術(shù)水平限制和后期升級改造不及時，目前僅兩電站監(jiān)控系統(tǒng)和潘家口水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)正常運行，大黑汀水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)帶病運行，其他系統(tǒng)已經(jīng)癱瘓，不能全面實現(xiàn)工程管理信息化要求。

1.6 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)

水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)主要建設(shè)有水質(zhì)實時監(jiān)測管理平臺，以及潘家口、大黑汀水庫和主要入庫水文斷面水質(zhì)自動監(jiān)測站，實現(xiàn)了水庫水體和主要入庫河流的水質(zhì)實時監(jiān)測，為水資源管理提供了第一手資料。

2 存在的主要問題

2.1 設(shè)備陳舊老化

引灤樞紐工程信息化系統(tǒng)多數(shù)在2000 年前后建設(shè)，經(jīng)過多年的運行，存在設(shè)備老化、性能落后、備品配件無處可尋、不能維修維護等問題，存在運行風(fēng)險。部分系統(tǒng)已癱瘓停運，不能滿足信息化運行的需要。

2.2 系統(tǒng)整合水平低

引灤樞紐工程信息化系統(tǒng)建設(shè)年代不同，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和水平參差不齊，各系統(tǒng)獨立運行、數(shù)據(jù)資源分散。沒有統(tǒng)一的信息管理平臺，缺乏有效的系統(tǒng)整合，無法實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)共享，對工程管理、防汛調(diào)度決策具有不利影響。

2.3 感知能力不足

水雨情遙測站點覆蓋范圍不足，水質(zhì)自動監(jiān)測站點少，視頻監(jiān)視、水資源監(jiān)管覆蓋面不全；大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)帶病運行，閘門監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓；缺少地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測等。對信息化、智慧化建設(shè)，實現(xiàn)智能監(jiān)管、精準(zhǔn)決策形成制約。

2.4 網(wǎng)絡(luò)、通信保障能力差

網(wǎng)絡(luò)、通訊基礎(chǔ)設(shè)施老化、性能落后，支撐能力不足；傳輸帶寬不足，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，工控網(wǎng)建設(shè)不健全，應(yīng)急通信手段缺乏；數(shù)據(jù)災(zāi)備能力低，存在安全隱患；網(wǎng)絡(luò)安全體系不完善，沒有形成有效防護等。

3 “十四五”及今后建設(shè)的思路

3.1 建設(shè)目標(biāo)

緊密圍繞智慧水利對信息化建設(shè)的新需求，立足引灤樞紐工程信息化建設(shè)基礎(chǔ)，充分運用新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)“信息采集處理自動化、工程管理運行數(shù)字化、預(yù)報調(diào)度決策智能化”，為工程運行管理、防洪供水保障、水資源保護等業(yè)務(wù)的規(guī)范化、科學(xué)化、精細(xì)化、現(xiàn)代化提供服務(wù)，為適應(yīng)水安全保障需求提供有力支撐。

3.2 總體框架

按照引灤樞紐工程信息化建設(shè)總目標(biāo)，以監(jiān)測監(jiān)控體系和通信傳輸網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)中心為核心、以智慧應(yīng)用體系為重點、以網(wǎng)絡(luò)安全體系和運維管理平臺為保障、以集控會商中心為工作平臺，構(gòu)建智慧引灤“一中心、三體系、三支撐保障”的“五橫兩縱”總體框架。

3.3 實施路徑

3.3.1 完善監(jiān)測監(jiān)控體系，實現(xiàn)水信息全方位立體化動態(tài)感知

完善水利常規(guī)要素監(jiān)測體系、視頻監(jiān)控體系，建設(shè)遙感監(jiān)測體系和工程控制體系，擴大監(jiān)測監(jiān)控范圍，完善監(jiān)測監(jiān)控手段，實現(xiàn)水信息全方位立體化動態(tài)感知，提升工程管控能力。

升級改造水文站，完善監(jiān)測項目和設(shè)施設(shè)備，擴建水文遙測站網(wǎng)，增加流動測量設(shè)備；實現(xiàn)流域降水、主要出入庫斷面在線實時監(jiān)測和潘、大水庫區(qū)域水文巡測和應(yīng)急監(jiān)測；完善水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)，增加出入庫河流斷面、庫區(qū)的自動監(jiān)測站點密度，提升對水庫富營養(yǎng)化狀況的應(yīng)急反應(yīng)能力；升級改造大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)；合理布設(shè)視頻監(jiān)控點位，實現(xiàn)視頻全覆蓋和動態(tài)監(jiān)控，加強視頻數(shù)據(jù)處實時處理，實現(xiàn)智能視頻分析，為保障工程安全運行提供數(shù)據(jù)支持；升級改造潘、大水庫閘門自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對潘、大水庫閘門的遠(yuǎn)程及現(xiàn)地控制，提高水利工程管控能力和管理水平；充分利用遙感技術(shù)，實現(xiàn)對水庫現(xiàn)狀及多時相監(jiān)測分析，提升水資源管理、水環(huán)境監(jiān)測、洪澇災(zāi)害應(yīng)對、水生態(tài)監(jiān)測等技術(shù)能力。

3.3.2 建設(shè)引灤局?jǐn)?shù)據(jù)中心，提供基礎(chǔ)支持和智慧支撐

對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行升級完善，建設(shè)功能完整、標(biāo)準(zhǔn)開放、方便集成的數(shù)據(jù)中心，為引灤信息化系統(tǒng)提供計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源以及云平臺服務(wù)與軟件云服務(wù)等；

搭建完善的數(shù)據(jù)體系，通過對數(shù)據(jù)資源整合、挖掘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一存儲管理和服務(wù)，提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、完整、有效的數(shù)據(jù)資源，提升并發(fā)揮數(shù)據(jù)價值，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐；

搭建應(yīng)用支撐平臺，構(gòu)建智慧使能平臺，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源的深度挖掘和應(yīng)用，支持庫區(qū)及大壩安全管理的智能化管理和供水安全、水質(zhì)安全的智能洞察。

3.3.3 打造創(chuàng)新協(xié)同智慧應(yīng)用體系，提高管理決策水平

搭建以引灤樞紐全景平臺為核心，涵蓋工程管理、水資源管理、防汛減災(zāi)、政務(wù)管理的智慧應(yīng)用體系。利用專業(yè)模型、算法、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段，深化水利業(yè)務(wù)應(yīng)用，為實現(xiàn)“四預(yù)”提供支撐，提升引灤樞紐工程智慧化管理水平。

建設(shè)工程管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，基于引灤樞紐數(shù)字平臺，利用圖像識別、視頻分析等技術(shù)及安全評估等模型，實現(xiàn)安全預(yù)警、運維管理、應(yīng)急管理，為引灤樞紐工程的安全運行提供技術(shù)保障。

建設(shè)水資源管理業(yè)務(wù)應(yīng)用，利用徑流預(yù)報、水資源調(diào)度等模型及視頻智能分析、知識圖譜等技術(shù)，實現(xiàn)水資源動態(tài)評價、水量水質(zhì)綜合調(diào)度、供水發(fā)電、水資源保護執(zhí)法等功能。

構(gòu)建防汛減災(zāi)業(yè)務(wù)應(yīng)用體系?；谝秊礃屑~數(shù)字平臺，整合防汛業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提升完善現(xiàn)有功能，實現(xiàn)洪水預(yù)測模擬、洪水風(fēng)險分析、防洪調(diào)度、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警，為強化“四預(yù)”提供支撐。

建設(shè)政務(wù)管理應(yīng)用系統(tǒng)，構(gòu)建包括規(guī)劃計劃、財務(wù)資產(chǎn)、黨建管理、審計監(jiān)督、考核評價等內(nèi)容的政務(wù)辦公體系，促進(jìn)引灤局辦公標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、智慧化。

3.3.4 升級信息化基礎(chǔ)設(shè)施，提升保障能力

升級通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，以租用和自建相結(jié)合的方式，完善水利專網(wǎng)，擴容互聯(lián)網(wǎng)帶寬，建設(shè)備用互聯(lián)網(wǎng)出口，利用衛(wèi)星技術(shù)提升應(yīng)急通信能力。

加強網(wǎng)絡(luò)安全防護體系建設(shè)，升級改造網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施，對工控系統(tǒng)進(jìn)行安全加固，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全預(yù)警體系。構(gòu)建智慧運維管理平臺，形成集監(jiān)、管、控為一體的完整的監(jiān)控及運維管理體系，對前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸、云平臺、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)等信息化資產(chǎn)實時在線監(jiān)測與智能監(jiān)管，實現(xiàn)智能運維保障。

4 結(jié)語

水利信息化是提升工程管理水平和水安全保障能力的重要手段。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略思想以及“把握新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局”要求，提升水利工程智慧化水平，強化“預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”四項措施，通過改、擴建、新建信息采集系統(tǒng)，更加全面、快速地掌握引灤樞紐工程監(jiān)控信息；利用數(shù)字模擬等新技術(shù)提升核心決策能力；完善加固網(wǎng)絡(luò)安全屏障，保障信息安全。為引灤樞紐工程安全可靠運行，提升水安全保障能力，保證水資源持續(xù)利用和引灤工程持續(xù)發(fā)揮效益提供強有力的技術(shù)支撐。