基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺研究與建設(shè)

田雪平

(白龜山水庫管理局，河南 平頂山 467031)

為了更好地保障人們的生活用水，合理規(guī)劃水資源的使用，水庫成為我國“留住淡水，合理用水”的關(guān)鍵設(shè)施。第一次全國水利普查結(jié)果顯示，我國共有10萬m3及以上的水庫98 002座，且地下水普遍水質(zhì)較差，如何開展水庫的標(biāo)準(zhǔn)化管理成為人們生活、工作保障用水的關(guān)鍵。目前，我國已經(jīng)全面進入數(shù)字信息化時代，信息技術(shù)也被應(yīng)用于各行各業(yè)中。水庫因其占地廣、變化快、檢測難等特點，管理難度較大。為了能夠更好地發(fā)揮信息技術(shù)在水庫管理中的優(yōu)勢，還需廣大從業(yè)者進一步開展信息化平臺的研究和建設(shè)。

水利工程關(guān)乎社會經(jīng)濟的持續(xù)、穩(wěn)定增長，也是生態(tài)文明建設(shè)的重點內(nèi)容。我國地域廣闊，但水資源分配不均衡，興建水利工程有助于實現(xiàn)水資源的合理配置與利用，并承擔(dān)改善水環(huán)境、防汛減災(zāi)等重要作用。我國水利工程數(shù)量和規(guī)模持續(xù)擴大，盡管已經(jīng)開始大規(guī)模搶險加固，但水庫管理工作仍存在覆蓋范圍廣、內(nèi)容繁瑣復(fù)雜、管理難度較大等問題，如何保障水庫大壩運行安全成為水庫管理的重難點所在。隨著我國水利行業(yè)的迅猛發(fā)展，大壩在線監(jiān)測和水情預(yù)報等信息技術(shù)手段得到了廣泛應(yīng)用，可輔助水庫安全管理高質(zhì)量開展，助力水庫行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。為了改善以往水庫運行中的問題，應(yīng)積極推動水利工程現(xiàn)代化建設(shè)和轉(zhuǎn)變，以科學(xué)調(diào)度為重點，推動水庫信息化改革。相關(guān)學(xué)者針對水利信息化建設(shè)也作出了研究分析，積累了豐富的研究成果，為后續(xù)的水利工程信息化改革提供支持。優(yōu)化傳統(tǒng)的管理模式，實現(xiàn)自動化、信息化水庫管理，為我國水利事業(yè)注入持久發(fā)展的動力與活力。

1 基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺主要結(jié)構(gòu)

水庫的巡查及檢測是當(dāng)前水庫管理中較難開展的工作。信息平臺中運用GPS定位技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)及RS遙感技術(shù)，輔助電站管理、大壩安全管理、水庫防洪調(diào)度、泄洪閘管理、水質(zhì)自動監(jiān)測等工作的開展，形成多個子系統(tǒng)，構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺，能夠有效提升水庫管理工作質(zhì)量和效率?；诖朔N方式，在水情、雨情和水質(zhì)監(jiān)測設(shè)施的基礎(chǔ)上，聯(lián)合計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及決策支持系統(tǒng)構(gòu)建信息化水平更高的水庫綜合信息平臺，擺脫傳統(tǒng)水庫管理模式對人員的束縛，模擬分析水庫的各種狀態(tài)，在可視化條件下遙測控制，使數(shù)據(jù)信息采集、傳輸和處理信息化，水庫管理規(guī)范化、防汛調(diào)度科學(xué)化，提高管理工作效率和質(zhì)量，實現(xiàn)全過程的數(shù)字化管理。

建立由歷史類數(shù)據(jù)庫、實時類數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫和分析類數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成的綜合數(shù)據(jù)庫，是構(gòu)建信息化管理平臺的核心所在。數(shù)據(jù)管理平臺能夠進行資源整合和綜合數(shù)據(jù)集成，提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交互接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在各系統(tǒng)內(nèi)的交流傳輸，保證數(shù)據(jù)信息的高效采集、存儲、分析和處理。決策支持系統(tǒng)需要大量數(shù)據(jù)信息支持，在防洪調(diào)度模型、數(shù)據(jù)管理平臺、水環(huán)境評價和模型、綜合數(shù)據(jù)庫的支持下模擬方案，為后續(xù)管理和決策提供參考。

2 基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)庫集成開發(fā)技術(shù)

數(shù)據(jù)庫集成開發(fā)技術(shù)是水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息平臺建設(shè)中的核心技術(shù)，是平臺正常運行的首要前提。收集水庫的動態(tài)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，使軟件平臺在豐富的數(shù)據(jù)支持下發(fā)揮應(yīng)有的作用?；跀?shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)、可擴展數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化數(shù)據(jù)信息的采集、整理和存儲，并在Web Service與HTTP Service協(xié)議上集成，提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.2 720°全景圖技術(shù)

720°全景圖技術(shù)是地理信息技術(shù)和全景圖技術(shù)的有機整合，便于更加直觀、清晰地了解水庫的運行管理狀況，應(yīng)用范圍較廣。全景本質(zhì)上是一種映射周圍景象幾何關(guān)系的平面圖片，需要借助專門的全景播放器矯正處理后方可呈現(xiàn)三維全景圖，便于多角度觀察和分析。借助無人機低空720°全景采集數(shù)據(jù)，與閘門、泵站和大壩等被拍攝物體的距離控制在50 m左右，相機視角水平360°×垂直180°，分辨率0.2 m，拼接后像素在3 000萬以上。運用全景拼接技術(shù)對拍攝的多幅圖片進行后期拼接處理，進而形成720°全景圖，輸出圖像長寬比2∶1，對于失真的圖片進行適當(dāng)調(diào)色和優(yōu)化。

2.3 NFC安全巡查巡檢技術(shù)

此項技術(shù)即近場通信技術(shù)，借助配備了NFC技術(shù)的移動智能終端，在接近測量物體時實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，借助單一芯片集成感應(yīng)式讀卡器與點對點通信功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。此項技術(shù)集合了移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、GPS定位技術(shù)等，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建SaaS互聯(lián)網(wǎng)+架構(gòu)模式。進入登錄界面后APP程序啟動，完成任務(wù)后將采集數(shù)據(jù)上傳到云端數(shù)據(jù)庫，計算機后臺處理。安全巡查系統(tǒng)具有水行政巡查、巡查任務(wù)和工程巡查等功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，提升水庫設(shè)備的管理和維護能力。下載巡查任務(wù)和巡查計劃，根據(jù)實際情況對區(qū)域進行巡查，一旦發(fā)現(xiàn)違法、違規(guī)行為及時上報和處置，點擊巡查簽到，記錄人員簽到時間和具體位置，上傳巡查內(nèi)容，便于后期檢查和處理。

2.4 信息化管理子系統(tǒng)

基于信息化管理子系統(tǒng)，可以實現(xiàn)視頻監(jiān)控、工程管理、安全管理、工程調(diào)度、水生態(tài)保護、檔案管理等功能。作為綜合管理系統(tǒng)的核心，與水庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)內(nèi)容緊密結(jié)合，提供的業(yè)務(wù)模塊可以滿足現(xiàn)有水庫信息化管理需求，輔助日常管理和綜合評估工作高效開展。后臺的管理子系統(tǒng)，具有通知公告、下達任務(wù)、部門管理、用戶管理和權(quán)限管理等模塊，用于輔助管理人員開展工作，維護數(shù)據(jù)庫信息。

2.5 系統(tǒng)集成互聯(lián)技術(shù)

將采集的靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)等信息集成上傳到云端數(shù)據(jù)庫后，可以借助系統(tǒng)集成互聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)泵閘監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)和水資源調(diào)度管理系統(tǒng)的互聯(lián)互通，開展模型綜合分析。水庫巡查巡檢工作主要包括檢查壩體表面是否存在異常、壩身是否存在裂縫或塌坑、有無白蟻活動、背水坡有無浸水或滲漏、排水導(dǎo)滲設(shè)備是否運轉(zhuǎn)正常等內(nèi)容。在傳統(tǒng)的水庫管理工作中，巡查巡檢完全依靠巡查員，巡查員在工作中難免疏忽大意，導(dǎo)致水庫存在安全隱患。將信息技術(shù)應(yīng)用到水庫的動態(tài)巡查巡檢工作中，能夠輔助巡查員完成每一個檢查步驟，確保大壩及水庫各種設(shè)備都處于正常和安全的工作狀態(tài)中。管理人員能夠通過信息平臺完成對水庫的實時監(jiān)測工作，監(jiān)督并提醒巡查人員完成巡查工作，同時在信息平臺中實現(xiàn)對巡查人員巡查軌跡的回訪和統(tǒng)計，以做備用。

2.6 安全日志

水庫安全日志主要起到提醒和備忘的作用。在傳統(tǒng)的水庫管理工作中，水庫的調(diào)度命令、設(shè)備的安全檢查等都需要進行手動記錄，不利于查看、傳達和保存，若日后需要對該段時間的工作進行追溯，也缺乏依據(jù)。在信息平臺中完成相關(guān)工作，能夠?qū)⑺畮斓恼{(diào)度命令第一時間傳達至每一位工作人員，并提醒檢修人員及時完成檢修工作，以保障水庫的正常運行。水庫安全日志還包括對水、電、油等內(nèi)容的記錄，及時對工作所涉及的各種設(shè)備進行檢測，進而保證管理工作的正常開展，提升水庫管理工作質(zhì)量。若問題已經(jīng)發(fā)生，應(yīng)及時記錄到安全日志并向上級匯報，妥善處理相關(guān)問題，將其對水庫管理工作的影響降至最低。此外，為了保證數(shù)據(jù)信息的安全，應(yīng)根據(jù)工作需要部署安全防火墻，全面落實數(shù)據(jù)訪問管理和數(shù)據(jù)安全管理，保證主備用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的一致性。

3 信息平臺建設(shè)優(yōu)化對策

3.1 加大硬件投入

為了保證信息平臺的質(zhì)量，應(yīng)加大在硬件方面的投入。雖然信息平臺在使用時沒有較高的設(shè)備要求，但是架構(gòu)高質(zhì)量的信息平臺必須具有一定的硬件基礎(chǔ)。信息平臺的運行需要數(shù)據(jù)庫的支撐，為了保障數(shù)據(jù)的實時性和高效性，在采購各種設(shè)備時必須對其性能進行嚴(yán)格把控，機架服務(wù)器、存儲硬件和光纖的采購應(yīng)以大品牌、高性能為主，以提升數(shù)據(jù)庫和硬件設(shè)備質(zhì)量，增強其應(yīng)用的安全性。

3.2 開發(fā)多種使用功能

信息平臺是為水庫工作人員服務(wù)的，為了有效提升信息平臺的實用性，在建設(shè)信息平臺時應(yīng)多從水庫工作人員的角度考慮，增添各種實用的功能。例如，巡查任務(wù)查看功能，在信息平臺中為巡查人員單獨開發(fā)一個區(qū)域，在該區(qū)域中巡查人員能夠查看到需要巡查巡檢的各個地點，在各個地點的后面還要有正常/異常兩個選項，若選擇正常選項則表示該地區(qū)巡查完畢無異常，若選擇異常選項則表示該地區(qū)存在異常需要解決。同時，巡查人員也能夠自行創(chuàng)建巡查計劃，在巡查計劃中填寫執(zhí)行計劃的原因即可，給予巡查人員在工作范圍內(nèi)的最大自由，有效提升工作質(zhì)量。在開發(fā)各種方便水庫工作人員的功能時，開發(fā)人員應(yīng)謹(jǐn)記實用性這一核心要件，促進水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理。

3.3 強化工作人員的技術(shù)能力

信息平臺是為水庫工作人員建設(shè)和服務(wù)的，其核心理念是幫助水庫工作人員以最高標(biāo)準(zhǔn)完成管理工作，并且其在操作上已經(jīng)做了大量簡化，方便工作人員使用。但對信息平臺的維護工作仍需專業(yè)人員進行，如果維護人員的能力水平較低會嚴(yán)重影響信息平臺的使用體驗。為了更好地完成維護工作，水庫督導(dǎo)人員應(yīng)定期對維護人員的技術(shù)能力進行考核，采取科學(xué)的獎懲制度，使維護人員能夠真正為信息平臺的維護工作負責(zé)，逐步完善并提高自身能力，為水庫信息平臺的建設(shè)和維護提供更高水平的保障。

3.4 制定科學(xué)完善的使用制度

需要制定科學(xué)完善的水庫信息平臺使用制度，后臺管理人員的登錄和信息發(fā)布必須嚴(yán)格符合規(guī)定，規(guī)定主要涉及四個方面：第一，安全管理。水庫工作人員的登錄賬號，尤其是具有發(fā)布消息權(quán)限的賬號和密碼，應(yīng)由專人負責(zé)管理和使用，嚴(yán)禁隨意告訴他人。密碼設(shè)置應(yīng)具有一定的安全等級強度，并定期更換。第二，平臺維護。水庫信息平臺的日常管理由各科室自行完成，若出現(xiàn)技術(shù)問題則向局信息中心申請進行維護。第三，日常更新。各科室自行負責(zé)信息平臺內(nèi)容的更新，并開展各科室年度評比，按規(guī)定進行獎勵或處罰。第四，內(nèi)容準(zhǔn)確性。各科室必須保證發(fā)布信息的及時、準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)問題及時改正。

4 結(jié)語

水庫是保障人們基本生活用水和生產(chǎn)用水的重要設(shè)施，其工作效率和質(zhì)量的高低影響著人們的生活質(zhì)量。信息平臺建設(shè)可促進水庫各項工作的全面開展，相關(guān)人員應(yīng)積極落實各項措施，為水庫工作的正常運行提供保障。