談商河縣農村飲水安全管理信息系統建設

王金葉，劉玉峰，孟慶虎

（1.商河縣水務局，山東 商河 251600；2.山東鋒士信息技術有限公司，山東 濟南 250100）

近年來，商河縣高度重視農村飲水安全工作，通過建設平原水庫，配套規模化凈水廠，以引蓄黃河水為水源，以已建農村通自來水工程為基礎，通過供水管網連接、延伸，實現了城鄉供水同源、同網、同質，達到了全縣城鄉供水一體化的目標，徹底解決了農村飲水不安全問題。

目前，商河縣已建成了清源湖、豐源湖等以黃河水為水源的平原水庫，投入運行了清源、開源、豐源3座規模化凈水廠，供水管網覆蓋全縣城鄉地區。為進一步提升農村供水工程的運行管理水平，推動農村飲水安全工作的管理信息化、供水智慧化、調度科學化[1]，加快信息系統的建設與實踐迫在眉睫。

1 信息系統建設需求論證

1.1 需求分析

商河縣農村供水工程共包含水源地2處、水廠3個、管網監測點141個、水質監測點15個。農村飲水安全管理信息系統要實現對清源湖水庫、豐源湖水庫、開源水廠、清源水廠、豐源水廠等工程基礎信息及管網信息的采集、普查、整編和入庫，并對60處城區供水管網監測點和81處農村供水管網監測點的運行數據實時在線監測，以保障工程長效運行。為實現對水源地和水廠運行情況、管網支管壓力流量、管網末端水質的實時監控，支撐管網地理信息管理及事故分析決策處理，農村飲水安全管理信息系統需采用分層、分布、分散式結構。

1.2 規劃目標

系統采用GPRS無線網絡、寬帶網絡雙通道傳輸，以保證數據穩定性；圖像傳輸采用Internet網絡，以保證圖像傳輸的實時性。各監測點與信息中心采用中國移動GPRS網絡進行數據上傳，以保證數據采集的實時性和穩定性。同時，為進一步實現智慧水務的理念，系統建設提出了以下兩大目標。

1）管理信息化。結合管理要求及業務開發應用軟件，利用計算機網絡等現代化管理手段，對2個水源、3個水廠的生產運營數據進行圖形、列表等形式的統計和分析，為領導管理決策提供數字化的依據，提高管理水平和效率。

2）供水智慧化。根據生產要求，實現對2個水源地、3個水廠、60處城區供水管網監測點和81處農村供水管網監測點的運行數據通過一張圖的形式實時在線監測，并對異常數據進行預警，保障農村飲水工程的正常運行。

2 信息系統設計

2.1 總體布局

根據商河縣農村飲水安全工程信息管理的實際需求和現階段飲水安全信息化技術發展實際情況[2]，按照水利信息化頂層設計“五統一”的目標要求，對商河縣農村飲水安全管理信息系統進行了設計。商河縣農村飲水安全信息化工程總體框架包括如下內容：

1）感知層。包括數據采集、設備監控和視頻監控等，利用射頻、傳感器、控制設備、視頻等技術采集監測數據和設備信息。

2）通信層。采集數據與信息中心傳輸所需網絡設施，如GPRS無線網絡、專線網絡、VPN網絡等。

3）數據層。包括水利信息采集與工程監控系統軟件、水利業務模型、水利共享與交換服務等。

4）應用層。構建統一Web應用，通過列表、圖形、地圖等形式將采集數據進行展示和分析。

2.2 系統構成

系統設計了農村飲水安全綜合業務應用、農村飲水安全資源共享體系、水利信息采集與工程監控系統軟件、農村飲水安全信息化保障環境、信息中心基礎設施、水利網絡與信息傳輸、農村飲水安全信息采集與工程監控等幾大板塊。

2.3 應用平臺

根據系統需要和特點，信息系統的業務應用系統與支撐平臺之間采用松耦合結構。應用支撐平臺的服務組件均配置部署在應用服務器上。為保持可伸縮、可擴展、無狀態的鏈接模式，該信息系統采用Web Services、功能模塊、開發組件的方式實現業務應用系統與支撐平臺的交互使用[3-5]。

3 信息系統數據庫組成

系統采用SQL Server2016數據庫，該數據庫提供數據加密（TDE）、數據加密（TDE）、移動報告、災難恢復功能，具有極高的安全性、擴展性和穩定性。數據內容主要包括基礎信息數據庫、監測點信息數據庫、實時監測數據庫、其他信息數據庫4部分（如圖1示）。

4 信息系統應用與實踐

4.1 基礎信息管理

1）工程基本信息檢索。工程基本信息管理功能可以按輸入的檢索條件，如工程名稱、行政區劃、投資、供水能力等，對信息庫中的集中供水工程進行檢索，顯示全部符合條件的工程名稱，并可根據權限對選擇的工程進行信息的查看和修改。

2）監測點信息管理。主要針對建設的監測站信息、監測站安裝的設備屬性信息以及前置機采集程序的參數信息進行在線維護。

4.2 運行監測分析

1）運行監測信息查詢。實現對監測要素實時和歷史過程信息、預測預報信息、特征信息、屬性信息、統計信息和比較信息等查詢，其查詢方式可采用地圖導航查詢、菜單驅動查詢等方式。表達方式采用過程線、表格、圖片、示意圖等。

2）報警信息查詢。展示所有系統報警信息列表，并通過高亮和彈窗的方式，提示報警數據。必要時，系統可以通過短信平臺將預警信息發送到相關人員的手機進行提示。

4.3 GIS地理顯示

1）供水管網分布。在地圖上展示管網的分布圖。貫穿從取水、制水、供水、用水整個環節。點擊某段管網可查看管網的長度、材質、鋪設時間、地理坐標等主要信息。

2）工程地理信息分布。農村飲水安全工程數量多、規模大，為輔助管理者決策與調度，在工程地理分布圖上，將工程分為10萬人以上、5萬～10萬人、1萬～5萬人、5千～1萬人、5千人以下聯村、5千人以下單村工程等六個圖層，可以方便快捷地按地理位置檢索工程信息，并對檢索到的工程信息進行展示和導出。

3）水廠監測點地理分布。在地圖上展示水廠監測點的分布信息，點擊水廠監測點圖標可查看水廠的實時運行數據。

4）管網監測點地理分布。在地圖上展示管網監測點的分布信息，點擊管網監測點圖標可查看管網的實時運行數據，如壓力、流量等主要信息。同時，提供管網監測點的空間檢索功能，用戶可輸入關鍵字查詢管網監測點的詳細信息以及在地圖上的地理位置信息。

4.4 統計分析實現

1）水源保障率分析。利用數據庫中的實時監測數據和歷史數據，通過對水源的平均水位與保障水位、日平均取水量和設計日取水量進行對比分析，采用水源分析模型，計算出水源的保證率，分為較好、一般、較差三個等級，并可將數據導出。

2）工程供水水量分析。根據工程的受益人口、月實際供水量，利用供水符合分析模型，對工程供水負荷率及人均用水量進行分析，并可將統計分析數據進行導出。

5 結語

商河縣根據自身的供水工程情況，進行了系統的農村飲水安全管理信息系統設計、建設與實踐，有效完成了農村飲水安全基礎數據庫的核查、補充和完善，全面提升了農村飲水安全管理部門的管理水平、服務水平和工作效率。

根據初步統計，商河縣農村飲水安全管理信息系統投入使用后，農村飲水安全數據完整程度達到100%，數據準確率達到95%以上，全縣基本實現農村飲水安全管理工作的管理信息化、供水智慧化、調度科學化目標，有效提升了商河縣農村飲水安全信息化水平。