大型水利樞紐工程管理信息化系統的構建

許　媛，周燦華，劉媛媛，張衛(wèi)東

大型水利樞紐工程管理信息化系統的構建

許媛，周燦華，劉媛媛，張衛(wèi)東

（江蘇省江都水利工程管理處，江蘇江都225200）

江蘇省江都水利樞紐工程是一座具有防洪減災、水資源供給和水生態(tài)改善等綜合功能的大型水利工程，是江蘇省水利系統的窗口單位之一。為適應當前江蘇水利現代化建設的新形勢、新機遇，推進江都水利樞紐工程管理信息化建設已顯得日益迫切。介紹了江都水利樞紐工程管理信息化建設的基本情況，分析了存在的不足，對其階段建設目標和主要建設內容進行了探討，并提出了幾點想法，希望能對類似水利工程管理信息化建設起到一定的啟示和借鑒作用。

水利樞紐；工程管理；信息化

1　概述

江都水利樞紐作為淮河治理的重要節(jié)點工程以及江蘇江水北調和國家南水北調東線的源頭工程［1］，具有抽江北送、自流引江、抽排澇水、分泄洪水、余水發(fā)電、保障航運、改善生態(tài)環(huán)境等綜合功能，工程位置獨特、作用重要、效益顯著，在多方面具有不可復制的唯一性。其規(guī)劃建設科學合理、運行管理先進高效，從規(guī)劃布局、設計施工到運行管理，堪稱江蘇省乃至全國治水的典范。近幾年，江蘇省江都水利工程管理處搶抓江蘇推進水利現代化建設的新機遇，超前謀劃，率先編制了《江蘇省江都水利樞紐管理現代化規(guī)劃（2011—2020）》［2］，并于2013年1月獲得江蘇省水利廳批復，這標志著江都水利樞紐工程管理工作全面邁入現代化建設的新階段。工程管理信息化被列為江都水利樞紐管理現代化的重要內容和標志，得到重點推進，取得了明顯成效。

近幾年，管理單位抓住南水北調東線江都站改造等工程建設的機遇，大力推進水閘、泵站工程自動化監(jiān)控系統建設，不斷提高工程管理的科技含量和信息化水平，為全面推進江都水利樞紐工程管理信息化建設奠定了基礎。

（1）推進工程監(jiān)控自動化建設。以自動化監(jiān)控技術的研發(fā)和推廣為重點，不斷推進工程管理控制手段的現代化。重點是抓住南水北調東線工程江都站改造機遇，在江都三站、江都四站、江都站變電所、江都東閘、江都西閘等大中型工程中應用最新的自動化監(jiān)控技術和設備，全面提升工程控制運用管理科技水平。到2015年底，所管轄的4座大型泵站、12座大中型水閘、1座110 kV變電所均實現了自動化監(jiān)控或監(jiān)測，工程運行管理科技水平明顯提高。

（2）構建工程管理信息化系統。建立江都水利樞紐工程信息發(fā)布系統、水情遙測系統，初步實現水情、工情、汛情實時監(jiān)測、信息數據共享，在工程防汛防旱科學調度和安全運行方面發(fā)揮了重要作用。建立完善江都管理處辦公自動化系統和“引江信息網”門戶網站，實現單位最新動態(tài)及重要信息發(fā)布、內部郵件傳送、工程信息查詢等功能。同時，在變電所初步建立了集中控制中心，對由4座泵站、變電所及周邊3座配套水閘組成的核心工程探索推行遠程集中控制的運行管理新模式。

（3）編制樞紐工程信息化建設方案［3］。圍繞建立技術領先、體系完善、科學高效的江都水利樞紐管理信息化體系的總體目標，組織開展信息化規(guī)劃方案論證工作，將其列為《江都水利樞紐管理現代化規(guī)劃（2011—2020）》的重要組成部分。并于2014年編制了《江都水利樞紐信息化建設方案》，使得江都水利樞紐信息化建設目標更明確、思路更清晰、方案更具體，為加快水利信息化建設提供了重要依據。

按照新時期水利工程管理現代化建設的現實需要，信息化建設必須緊緊圍繞江蘇水利現代化規(guī)劃和江都水利樞紐管理現代化規(guī)劃確立的目標任務，以水利信息化引領江都水利樞紐管理現代化建設。因此，今后一段時期還將加大信息化建設力度，著力構建較為完善、先進實用的信息化體系。

2　信息化系統框架

目前國內水利樞紐信息化系統由于起步較晚，尚無標準、成熟的綜合管控平臺產品以及明文規(guī)定的水利樞紐信息系統的標準構架，許多工程都是由多個功能單一的信息化子系統集成而成，如泵站及水閘監(jiān)控子系統、工程安全監(jiān)測子系統、水雨情測報子系統、水質監(jiān)測子系統、視頻監(jiān)視子系統、生產管理信息子系統等［4］。根據目前存在的這些水利樞紐信息系統可總結出一套一般的系統框架［5，6］，如圖1所示。

圖1　水利信息系統一般框架

（1）表示層。為了給水利工程從業(yè)者連同一般用戶提供一定程度的信息支持，利用客戶端組建而成的水利信息門戶。

（2）網絡層。為了使水利相關的數據在以公用網絡和私人網絡為載體的條件下進行派送而構建的網絡層，網絡安全尤為重要。

（3）應用層。水利信息系統框架中的核心部分為應用層。這部分結構的構建要以信息化技術作為載體，根據不同的水利研究場景以及不具有普適性的具體樞紐應用模型作為條件，為不同的水利用戶提供具體的水利相關服務，如雨、水情測報，水質監(jiān)測等［7］。

（4）數據層。數據層是系統核心部分應用層發(fā)揮作用的前提與紐帶。整體構架中出現的數據都是由數據層以數據結構為載體對其進行宏觀調試及管理，因此相關的數據載體以及數據庫的運營控制都要在規(guī)定范圍內完成［8］。

（5）采集層。為了獲取水利樞紐的外界環(huán)境或者工程實際運行信息，如工程安全、閘站開閉、水質實時監(jiān)測等，采集層以傳感器輸入、手動輸入等方式將水利樞紐信息系統在各種實時情況下所需的具體內容提供給整個構架。

3　信息化系統總體設計

基于江都水利樞紐承擔的功能和實際需求，信息化管理體系大致可分為工程監(jiān)控與信息采集系統、綜合業(yè)務應用系統、資源共享服務系統三大部分，主要涉及工程監(jiān)控、調度管理、工程管理、河湖管理、水文測報、電子政務（辦公自動化）以及信息處理與資源共享等方面。總體的邏輯結構，如圖2所示。

圖2　整體邏輯結構

3.1工程監(jiān)控與信息采集系統

主要包括遠程集中監(jiān)控系統、閘站監(jiān)控系統。

3.1.1遠程集中監(jiān)控系統

利用江都站變電所控制室建立完善江都水利樞紐遠程集中監(jiān)控中心，改造完善監(jiān)控設備、控制軟件、數據存貯中心和現場控制設備，對樞紐主要站閘運行數據、視頻信號進行匯集和存貯，對泵站工程及周邊主要配套水閘組成的核心工程進行遠程集中控制，對其他水閘進行集中監(jiān)測、監(jiān)視，可實現樞紐工程的集中監(jiān)控和運行管理。

3.1.2閘站監(jiān)控系統

對現有閘站工程監(jiān)控系統分期進行升級改造，完善保護系統，研究開發(fā)智能化管理軟件，實現對閘站工程進行自動控制、視頻監(jiān)視和設備保護，對主要水情數據、設備運行狀態(tài)進行自動采集、顯示、分析和存儲，提高可靠性、安全性、實用性，全面提升水閘、泵站工程監(jiān)控的技術水平。

3.2綜合業(yè)務應用系統

主要包括防汛防旱調度管理、工程管理、水文測報、河湖管理、電子政務（辦公自動化）等子系統。

3.2.1防汛防旱調度管理系統

按照江蘇省水利防汛抗旱決策支持系統的框架結構，利用江都水利樞紐工程集中監(jiān)控中心，建設防汛防旱調度管理系統，設置工情、雨情、水情、災情、水量等信息采集、數據存貯管理中心，研究編制優(yōu)化調度方案和閘站工程聯合調度管理方案，研究開發(fā)調度管理系統軟件，實現對各種信息進行顯示、查詢、統計分析；發(fā)布工程調度指令，跟蹤記錄執(zhí)行情況；對泵站工程進行優(yōu)化調度；泵站與配套工程形成聯合調度模式，滿足防汛防旱預警及調度管理要求，保證工程安全高效的運行。

3.2.2工程管理信息系統

按照工程管理規(guī)程和辦法，結合工程管理精細化的要求，研究開發(fā)工程管理信息系統，其主要內容涵蓋規(guī)劃建設、加固改造、運行管理、檢查觀測、維修養(yǎng)護、管理考核、安全生產、應急管理、水政執(zhí)法、制度規(guī)程、信息發(fā)布、網絡審批等方面，具有工程管理全過程信息的存儲、統計、管理、查詢、信息發(fā)布等功能，可基本實現水閘、泵站技術管理的數字化、網絡化。

3.2.3水文測報系統

按發(fā)展需要對現有水文測站進行合理調整，增加泵站、水閘水文站點，對樞紐水文數據統一采集、統一發(fā)布，實行數據共享。在江蘇省水文信息化系統的總體要求和框架下，按照先進實用原則，建立水文測報信息系統，實現水文數據自動采集、處理和發(fā)布。

3.2.4河湖管理信息系統

基于管理單位承擔的邵伯湖高郵湖管理職能，建立河湖信息系統。利用遙感技術、地理信息系統、全球定位系統以及水位、雨量、水質等自動監(jiān)測技術，實現河湖水文信息、水質信息、健康狀況、堤防管理現狀、水利工程運行情況、保護范圍內建設項目等信息的自動采集、分析。同時，對巡查執(zhí)法信息進行實時采集、傳送、存貯，對違章處理進行跟蹤，為科學保護河湖提供技術支撐。

3.2.5電子政務系統

（1）行政資源管理系統。依據《水利電子政務基本技術要求》，結合江都水利樞紐職能，在原辦公自動化系統基礎上，建立行政資源管理系統，實現財務審計、人力資源、培訓考核、文獻檔案、視頻會議等統一管理，實現與江蘇省水利廳、廳屬單位相關系統聯網運行，做到網上查看、網上申請、網上審批，提升行政資源管理的水平。

（2）公眾服務管理系統。以“引江信息網”為基礎，建立WEB“門戶網站”和WAP“門戶網頁”，向公眾提供發(fā)布政策法規(guī)、政務信息、水情水質信息、湖泊保護信息、工程運行信息等，滿足社會對公眾信息的需求。

3.3資源共享系統

主要包括信息處理系統、數據中心、資源共享系統等。

3.3.1信息處理系統

按照《江蘇省水利數據中心技術規(guī)范》及相關規(guī)章制度，結合江都水利樞紐實際需求，研究水文、閘站、河湖等各類信息的收集、處理技術，建立信息處理系統，達到各類水利信息的統一處理。

3.3.2數據中心

按照省水利信息存儲的總體要求和統一規(guī)劃，建立閘站監(jiān)控、水文信息、河湖信息等節(jié)點數據中心，各個數據庫實現統一開發(fā)平臺、統一傳輸模式、統一維護管理，實現閘站、河湖、水文等各類信息的統一存儲。同時，建設標準化機房。

3.3.3資源共享系統

在相關標準體系的框架下，建立開放的、標準的資源共享系統，實現內部系統之間、上下級部門、管理處與水利廳之間的資源共享與交換。

4　建議

（1）推進信息化建設需要科學編制建設方案。信息化建設是一個系統工程，需要分步推進、不斷完善。因此，當前首先要根據水利現代化建設的總體要求和上級信息化建設的規(guī)劃布局，結合單位的實際情況，制訂信息化建設規(guī)劃和方案，確定總體架構，在此基礎上，分功能塊開展專題研究和專項方案設計，并在實踐中不斷完善提高。

（2）推進信息化建設需要緊密結合實際需求。在制定和實施信息化建設方案的過程中，不能片面追求“高、大、上”，而要更多地結合本單位、本工程的實際需求和多年打下的良好基礎，與工程管理的相關要求、精細化管理理念等充分融合，既要體現先進性，更要體現安全性、可靠性、實用性，還要考慮經濟性。

（3）推進信息化建設需要加強專項技術研究。當前，信息化技術高度發(fā)達、發(fā)展迅速，如何在水利工程管理中推廣應用、提高管理的技術水平，需要有針對性地開展專題研究。近階段需重點開展泵站集中遠程控制、泵站優(yōu)化調度、閘站聯合調度、業(yè)務管理信息化等方面的技術研究，為專項方案的編制提供技術支持。

（4）推進信息化建設需要不斷加大資金投入。信息化系統設計壽命有限，技術更新較快，管護要求較高，無論是建設還是管理維護都必須有一定的資金作保證。一方面，要利用工程建設、加固改造等，落實信息化建設資金；另一方面，要按照日常管理、維護、升級的需要，落實信息化系統運行維護、完善升級資金。

5　結語

推進江都水利樞紐工程管理信息化建設是適應水利現代化建設的客觀要求，是提高江都水利樞紐運行管理效能、提高現代化管理水平、展示南水北調東線源頭工程現代化建設成就的重要標志，需要積極實踐、大膽探索，加強組織領導和專項技術研究，編制細化建設方案，積極、有序地分步推進，并不斷完善、總結、提高，努力把江都水利樞紐工程打造成江蘇省乃至全國水利工程管理現代化建設的示范窗口之一，為水利工程管理信息化建設提供成功經驗。

［1］辛華榮，周燦華，樊旭，等.對江都水利樞紐管理現代化的思考［J］.中國水利，2013（8）：40-45.

［2］江蘇省江都水利工程管理處.江蘇省江都水利樞紐管理現代化規(guī)劃（2011—2020）［R］.江都：江蘇省江都水利工程管理處，2013.

［3］江蘇省江都水利工程管理處.江都水利樞紐工程信息化建設方案［R］.江都：江蘇省江都水利工程管理處，2014.

［4］吳蘇琴.基于計算機技術的水利工程管理信息化系統研究［D］.西安：西安理工大學，2010：64-65.

［5］宋斯陽.水利樞紐數字水利信息系統的分析與設計［D］.西安：長安大學，2013：28-29.

［6］苗飛躍.水利工程信息化系統集成技術研究和實現［D］.揚州：揚州大學，2014：40-44.

［7］吳擎文.貴州省黔中水利樞紐工程信息化系統技術方案探討［J］.中國農村水利水電，2013（7）：72-74.

［8］張毅波.大型水利樞紐綜合集成管理系統分析與設計［D］.武漢：華中科技大學，2010：16-20.

Construction of Management Informatization System of Large-scale Water Control Project

XU Yuan1，ZHOU Can-hua1，LIU Yuan-yuan1，ZHANG Wei-dong1
（Jiangdu Water Conservancy Project Management Office，Jiangdu 225200，China）

Jiangsu Province Jiangdu water conservancy project is a large water conservancy project with flood control and disaster mitigation，water supply and water ecological improvement function，and is one of the window units of Jiangsu province water conservancy project construction and management.In order to adapt to the new situation and new opportunities of Jiangsu water conservancy modernization construction，it is urgent to promote the construction of management information of Jiangdu water conservancy project.It is introduced of the basic situation of management information construction of Jiangdu water conservancy project，and the disadvantages are analyzed，and the stage construction goal and main construction contents are discussed，and some ideas of information construction are put forward，in order to enlighten similar water conservancy project management information construction.

water control project；engineering management；informatization

TP317.1

A

1004-7328（2016）04-0059-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2016.04.019

2016—03—12

許媛（1981—），女，工程師，主要從事水利工程建設管理工作。