綜合管控平臺在布爾津河水利工程中的應用

黃 毅

(新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局，烏魯木齊 830000)

綜合管控平臺在布爾津河水利工程中的應用

黃 毅

(新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局，烏魯木齊 830000)

水利信息化系統在水利工程的應用已經覆蓋了生產運行監控、施工質量控制等各個方面。一個信息化系統含多個子系統，每個子系統相互獨立運行，并各自擁有自己獨立的數據庫、存儲等，這種傳統的水利信息化結構逐漸顯露出其各種各樣的弊端，面臨著“信息孤島、數據成災、重復建設”的尷尬境地。綜合管控、各子系統模塊化、數據庫統一化的新型水利信息化系統的構建模式是徹底擺脫這種弊端的趨勢。文章通過綜合管控平臺在新疆布爾津河水利工程中的實際應用，簡明的闡述了該信息化系統如何通過綜合管控平臺來統一數據管理、統一通信、統一存儲，如何有機地整合和優化各種獨立、分離的子系統與各種信息化業務，并闡明了該平臺在布爾津河水利工程中的應用效果，對其他水利工程信息化系統的建設具有一定的借鑒意義。

布爾津河水利工程；水利信息化；綜合管控平臺；應用效果

布爾津河水利工程是額爾齊斯河流域內非常重要的水資源調配工程，具有供水、灌溉、生態、發電等綜合效益。

1 布爾津河水利工程綜合管控平臺的建設背景

新疆水利工程自動化系統基本由閘門監控、水情測報、安全監測、圖像監控等多個功能單一的自動化子系統構成，各個子系統通過數據通信或數據庫調用等方式來實現子系統間部分數據及信息的共享，這種模式存在重復投資、運行效率低下、子系統數據接口不統一、數據無法直接共享、后期管理維護費用高等問題，已不能很好地適應水利工程信息化發展的需求。為解決以上問題，提升水利工程的管控效率和智能化水平，針對布爾津河水利工程的特點，并借鑒目前國內外同類系統的開發經驗，本著開發建設應采用先進的、科學的信息技術來搭建系統總體框架且盡可能地避免未來的重復建設的原則，提出了綜合管控平臺的理念，即在一個平臺上實現對水情、監控、工程安全監測等多個專業的數據通信、控制、數據整編、數據分析、數據報警、數據展示、運行調度等功能，達到了多個專業應用、一個平臺的目標，有效地整合了水利工程中的數據資源與軟件應用，將原有孤立的應用聯系起來，互聯互通，并在此基礎上實現了水資源調配的智能化管理。布爾津河水利工程應用實踐表明，該平臺較好地滿足了此類工程的應用需求，實現了各業務數據的統一存儲、備份與維護管理和多種業務的統一應用。

2 布爾津河水利工程綜合管控平臺的總體框架及網絡結構

2.1 綜合管控平臺總體框架

本著綜合管控的理念，該綜合管控平臺系統分為：數據采集與交互平臺、數據資源管理平臺、應用支撐平臺、應用系統平臺，系統總體框架如圖1所示。

2.1.1 數據采集與交互平臺

數據采集與交互平臺是整個平臺的基礎，是平臺的感知部分，主要由信息采集系統與現地監控系統組成。信息采集與遠程監控系統是信息化系統主要信息數據來源與控制命令的執行者，其包括閘門現地監控系統、水雨情監測系統、工程安全監測系統、視頻監視系統及動環監控系統等。

圖1 布爾津河水利工程綜合管控平臺總體框架

2.1.2 數據資源管平臺

數據資源管平臺包括調度中心與分中心之間的數據交換總線，同時提供對實時數據庫、關系數據庫、文件數據庫等標準接口，從而實現閘站監控、安全監測、動力環境監測、水情水調等各類信息的存儲、管理及與應用系統、信息采集平臺的交互[1]。

2.1.3 應用支撐平臺

應用支撐平臺負責為各類應用的開發、運行和管理提供一體化應用服務與支撐，實現各類信息的專業化分析與處理；實現綜合報警，根據告警組態定義的告警規則和策略進行告警的智能分析判斷，并支持多種告警方式，如上告警窗、推畫面、語音報警、郵件報警、短信報警、電話報警等，提供告警接口用于告警的查詢、動態操作、快速定位等；實現綜合報表、綜合統計與查詢、綜合發布等綜合信息應用[2]。

2.1.4 應用系統平臺

應用系統平臺是信息化系統的核心業務平臺，提供各類業務應用，包括綜合監控監測、水量調度、工程安全分析評估、綜合展示與信息服務等業務應用。

2.2 綜合管控平臺網絡結構

根據布爾津河水利工程的特點，該綜合管控平臺的網絡結構采用采取縱向分層、橫向分區的系統結構搭建(如圖2所示)。

2.2.1 根據本工程管理機構設置，綜合管控平臺縱向上分為四級

第一級：中心級，即調度中心；第二級：分中心級，即水調分中心；第三級：管理站級；第四級：現地級，即工程沿線各現地監控監測站。

2.2.2 根據工程信息化業務需求，綜合管控平臺橫向上分為控制區、管理區

控制區部署實時性要求最強、安全性要求最高的生產控制系統，實現閘門監控、水情測報、安全監測、動環監控等綜合監控監測業務及工程安全分析評估業務、水庫發電調度(水量調度子模塊之一)等應用，各現地監控、監測站通過控制專網接入綜合管控平臺。管理區用于承載管理類應用業務，實現水量調度、綜合展示與信息服務等業務應用。在管理區同時部署綜合辦公、工程管理、視頻會議、等的業務應用系統。控制區與管理區共用同一個綜合管控平臺，相互之間通過正向隔離裝置，實現綜合監控監測各類數據向管理區的同步，在管理區實現綜合監控監測系統各類數據的綜合展示與查詢服務。

圖2 信息化系統總體網絡結構圖

3 綜合管控平臺在本工程中的軟硬件部署

根據布爾津河水利工程管理機制及應用系統的特點，本工程綜合管控平臺采取數據集中存儲和管理但分散應用的方式(如圖3所示)。

圖3 綜合管控平臺軟硬件部署圖

調度中心設置一套完整的應用系統，實現工程全線各站點數據采集與交互、統一數據存儲與管理、一體化應用支撐及各類基礎應用與決策支持應用、視頻圖像的監控、存儲與應用(如圖4所示)，并根據軟件應用需求配置相應的數據服務器、應用服務器、工作站等硬件平臺。在工程沿線管理站僅配置客戶端工作站，實現遠程瀏覽應用。

圖4 綜合管控平臺各業務應用界面展示

4 結 論

綜合管控平臺在布爾津河水利工程中的實際應用解決了傳統方式存在的問題，為大型水利工程的自動化、智能化運維管理提供了一個全新的高效應用模式。此綜合管控平臺針對工程各業務工作流程的特點，建立統一的數據模型，通過采用成熟的數據庫技術、數據存儲技術和數據處理技術，建立分布式網絡存儲管理體系，滿足海量數據的存儲管理要求，通過采用備份等容災技術，保證數據的安全性，整合系統資源，保證數據的一致性和完整性，并形成統一的數據存儲與交換和數據共享訪問機制，為綜合管控平臺建設及閘站監控、水情、安全監測等應用系統提供統一的數據支撐，實現不同業務功能歷史數據的統一入庫存儲和查詢功能且屏蔽了底層數據的差異。

布爾津河水利工程綜合管控平臺的應用是國內首套水利工程中的綜合管控平臺，平臺的成功開發、建設、投運填補了國內大型引供水工程無綜合管控平臺應用的空白。此綜合管控平臺實現了水利信息化中閘控、水情、安全監測、視頻等多個子系統的綜合建設，實現了水利工程信息化系統的統一監控和管理，并在此基礎上完成了供水調度業務應用的構建，提高運管效率的同時方便了自動化系統的后期維護，具有較強的經濟效益，對其他引供水工程的建設有一定的參考價值。

[1]夏智娟，鄭健兵，吳寧.水利工程綜合管控系統元數據管理設計[J].水電自動化與大壩監測.2013(02)：19-22.

[2]黃祚繼，黃忠赤，馬浩.水利工程自動化現狀與適應技術分析研究[J].水利建設與管理，2012(10)：53-55.

1007-7596(2017)06-0132-03

2017-05-16

黃毅(1982-)，男，福建仙游人，工程師，從事水利信息化建設與管理工作。

TP311.52

B