引洮供水二期信息化平臺設(shè)計思路探索與應(yīng)用

趙國榮，歐陽宏

(1.甘肅水務(wù)節(jié)水科技發(fā)展有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000)

1 項目背景

引洮供水工程骨干供水網(wǎng)絡(luò)共建設(shè)1條總干渠、9條干渠及2條分干渠、20條支渠，20條非農(nóng)業(yè)輸水供水管線、10條鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水管線，其中渠系合計長度907.492km，管線總長292.87km，工程分一期、二期建設(shè)。為了解決引洮供水工程通信網(wǎng)絡(luò)，運行工況數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、診斷、預(yù)警，工程集中控制的問題，綜合決策等問題，從而滿足工程整體安全和分水調(diào)度要求，滿足工程整體安全和供水安全。本文主要圍繞引洮供水二期工程信息化業(yè)務(wù)需求，緊密結(jié)合引洮二期輸水工程總體運管需求，提出了六層四體系的系統(tǒng)總體架構(gòu)和涵蓋1個門戶、3個平臺、4類應(yīng)用的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為引洮供水二期工程管理提供信息化平臺。

2 信息化系統(tǒng)組成及總體方案

2.1 信息化系統(tǒng)組成

引洮供水一期工程已經(jīng)在定西市建設(shè)了運行管理中心，本次信息化系統(tǒng)建設(shè)主要完成通渭縣、會寧縣運行管理部的機房及視頻會議會商系統(tǒng)，總干渠、干渠(四～九干)、分干渠(八干一、二分干)、供水管線(18條)沿線共215處閘(閥)門綜合自動監(jiān)控系統(tǒng)，3座泵站綜合自動監(jiān)控系統(tǒng)，沿線水位、流量、壓力、溫度等水情信息監(jiān)測系統(tǒng)(壓力監(jiān)測和流量調(diào)節(jié)閥流量監(jiān)測設(shè)備的配置詳見水機專業(yè)相關(guān)內(nèi)容)，沿線主要建筑物的安全監(jiān)測系統(tǒng)，沿線主要建筑物的視頻監(jiān)視系統(tǒng)，以及動環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和相關(guān)電源系統(tǒng)等設(shè)計。將這些系統(tǒng)通過通信傳輸網(wǎng)絡(luò)與定西市運行管理中心預(yù)留的接口進行對接，最終實現(xiàn)引洮供水一期、二期工程的統(tǒng)一調(diào)度管理。

2.2 總體方案

引洮供水二期工程運行管理中心信息化系統(tǒng)以數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺和應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺為基礎(chǔ)，再根據(jù)業(yè)務(wù)具體需求開發(fā)部署各類業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。其中數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺和應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺滿足具備完整的一體化管控基礎(chǔ)平臺要求，提供測點、畫面、報表、曲線、通訊接口(可根據(jù)協(xié)議自定義開發(fā)標準通訊驅(qū)動)等組態(tài)及開發(fā)工具，滿足后期接入的不同測站的需求。結(jié)合現(xiàn)場管理機構(gòu)設(shè)置，在會寧運行管理部及現(xiàn)場14個管理站配置相應(yīng)的一體化管控平臺軟件終端；同時結(jié)合現(xiàn)場管理機構(gòu)設(shè)置，在會寧運行管理部及現(xiàn)場14個管理站配置相應(yīng)的工作站、打印機等終端硬件設(shè)備，同時與定西運行管理中心的數(shù)據(jù)容災(zāi)備份系統(tǒng)結(jié)合，在通渭臨時運行管理中心設(shè)置數(shù)據(jù)異地容災(zāi)備份系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的兩地三中心，確保數(shù)據(jù)安全。

3 業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

3.1 一個門戶網(wǎng)

門戶網(wǎng)統(tǒng)一集成門戶網(wǎng)為主導(dǎo)，在電腦端、移動端APP和微信小程序建設(shè)統(tǒng)一門戶，實現(xiàn)功能包括每日報告、信息查詢、工程巡查、工程管理、智慧調(diào)度、監(jiān)測統(tǒng)計、信息上報、信息提醒、新聞公告、輔助功能、信息安全、單點登錄、用戶管理、界面服務(wù)、公眾互動等。

3.2 三個平臺

引洮供水二期信息化平臺打造三大基礎(chǔ)平臺，主要為信息采集交互平臺、數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺和應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺。信息采集交互平臺主要實現(xiàn)引洮供水工程各類感知終端設(shè)備的數(shù)據(jù)接入，并按照統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)格式推送至各應(yīng)用系統(tǒng)；數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺主要為為系統(tǒng)內(nèi)各功能或外系統(tǒng)提供不同類型數(shù)據(jù)庫的通用數(shù)據(jù)訪問接口，實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的入庫存儲和查詢功能；應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺，主要為系統(tǒng)提供包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、權(quán)限設(shè)定、圖形框架、綜合報警、綜合展示、數(shù)據(jù)通訊、控制服務(wù)等功能，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部的數(shù)據(jù)交換服務(wù)?？刂茀^(qū)與管理區(qū)的數(shù)據(jù)交換，運行管理中心與管理中心的數(shù)據(jù)交換，以及本工程與外部系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換等。

3.3 四類應(yīng)用

3.3.1監(jiān)測類

(1)多源全景監(jiān)控系統(tǒng)

多源全景監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容包含引洮一期、二期現(xiàn)地閘門位置，數(shù)量，泵站機組臺數(shù)、控制模式及相關(guān)水情信息，工程安全監(jiān)測點位布設(shè)，采集形式及分析結(jié)論等，動力運行環(huán)境狀態(tài)、運行參數(shù)等等的各類現(xiàn)地監(jiān)測監(jiān)控。用戶通過PC客戶端及手機移動終端進入二、三維WebGIS平臺，通過鼠標拾取，快速瀏覽等模式迅速實現(xiàn)監(jiān)測點的位置、參數(shù)、實時數(shù)據(jù)的查詢，同時提供綜合的信息服務(wù)。

(2)三維GIS虛擬仿真系統(tǒng)

二期供水工程沿線壩體、渡槽、閘門、管理站、隧洞、分水口、下渠通道、排洪建筑、倒虹吸等水工建筑。其中隧洞171座，全長368.971km；暗渠219段，全長44.525km；明渠全長6.36km；管道全長121.314km；渡槽(管)48座，3.318km；陡坡(管)72座，全長4.363km；倒虹吸19座，全長14.246km。此外還包括等各類建筑物205座。對引洮供水二期工程水利專題數(shù)據(jù)進行整編、建庫，結(jié)合工程總布置及專業(yè)設(shè)計圖紙等，整編和制作工程線路、建筑物分布、設(shè)施設(shè)備分布、各類監(jiān)測點(工程安全監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測、水情監(jiān)測、氣象監(jiān)測、視頻監(jiān)測等地理數(shù)據(jù)。結(jié)合工程需要，制作用戶常用的水利專題圖。結(jié)合軟件開發(fā)、集成及調(diào)試標段招標文件引洮供水工程基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)整編成果和模型，構(gòu)建引洮供水一、二期工程三維場景，主要包括項目范圍內(nèi)影像、高程處理和影像融合、建筑物模型組裝和融合表現(xiàn)、工程表現(xiàn)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)表現(xiàn)、配景表現(xiàn)、電子沙盤標識和符號化等。通過三維引擎將模型繪制渲染，三維引擎通過接收各種操作信息來改變模型狀態(tài)，實現(xiàn)交互，在此面板中，選擇項前復(fù)選框查詢到對應(yīng)場景中如地理位置、高程數(shù)據(jù)、河流路徑、水流等信息。同時，場景中心位置的十字準星所在位置的經(jīng)緯度坐標、海拔高度能同時在右上角實時顯示出來。當(dāng)鼠標點擊左、右鍵移動時，對應(yīng)的場景可分別從遠近、不同角度變換觀測。

3.3.2管理類

(1)水資源智能調(diào)度系統(tǒng)

實現(xiàn)通過整合、集成調(diào)度SCADA、管網(wǎng)GIS、水廠過程控制、抄表營業(yè)收費、服務(wù)熱線(呼叫中心)等信息化系統(tǒng)，建立管網(wǎng)水力模型、專家決策支持、供水調(diào)度預(yù)案知識庫、專家?guī)旌驼{(diào)度輔助決策等系統(tǒng)，實現(xiàn)引洮供水工程調(diào)度科學(xué)、經(jīng)濟，節(jié)能減排，優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

(2)智能化運維管理系統(tǒng)

按照《引洮供水工程運行管理標準》完成系統(tǒng)設(shè)計、優(yōu)化和修改，保證運行管理信息化系統(tǒng)能夠全面、先進、通暢、安全、科學(xué)、人性化運行

(3)標準化管理系統(tǒng)

實現(xiàn)網(wǎng)上辦公、移動辦公，根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)批示草擬文稿并能及時得到提示，隨時隨地處理事物，有效加快辦文流程、提高辦公效率，加大灌區(qū)管理透明度，確保流程的精細化、管控的精細化和運作的嚴謹性。

3.3.3決策類

智能預(yù)警決策功能以一體化軟件平臺的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)智能報警和APP交互等功能，解決海量報警中無法人工尋找重要信息的問題，保障工程安全穩(wěn)定運行，最終實現(xiàn)供水安全和工程安全。

3.3.4服務(wù)類

綜合信息服務(wù)系統(tǒng)中的一部分信息是各專題數(shù)據(jù)庫的原始信息，一部分是綜合信息服務(wù)系統(tǒng)能夠集成各數(shù)據(jù)庫中的信息，并擁有重新組織和加工的能力的信息，涵蓋引洮供水工程概要，引洮供水一期、二期的輸水調(diào)度，引洮供水工程建筑物和機電設(shè)備安全監(jiān)測，引洮供水工程運行維護等服務(wù)。

3.4 系統(tǒng)集成

引洮供水工程信息化系統(tǒng)是一個較復(fù)雜的信息系統(tǒng)工程，工程距離長，建設(shè)內(nèi)容包括通信、網(wǎng)絡(luò)、軟件、業(yè)務(wù)各個方面，具有建設(shè)周期長、范圍廣、多學(xué)科等特點，并需考慮后期工程擴容接入的需求。從工程建設(shè)整體分析，系統(tǒng)集成的任務(wù)主要包括：計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、計算機系統(tǒng)集成、應(yīng)用系統(tǒng)集成。

4 結(jié)語

引洮供水二期工程骨干信息化平臺開發(fā)自2021年4月開工以來，已按照項目建設(shè)進度完成了1個門戶、3個平臺、4類應(yīng)用的開發(fā)任務(wù)，其中閘門控制系統(tǒng)二期通水以來一直應(yīng)用至今，水量調(diào)度人員在辦公室可實現(xiàn)千里范圍內(nèi)的水量調(diào)度和統(tǒng)計，該平臺結(jié)合長距離引調(diào)水工程管理需求中建設(shè)的閘門綜合自動監(jiān)控、現(xiàn)地閥門綜合自動監(jiān)控、水質(zhì)在線監(jiān)測、供水設(shè)施監(jiān)測、動力環(huán)境監(jiān)控、視頻圖像采集及會議會商等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和資源管理與分析進行各類應(yīng)用程序開發(fā)，打造立體化監(jiān)測、精細化管理、智能化決策和便捷化服務(wù)于一體的引洮工程管控平臺，降低管理過程中的各類風(fēng)險，利用系統(tǒng)逐步優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，為最終實現(xiàn)“智慧引洮”提供強大的基礎(chǔ)保障。