基于標(biāo)準(zhǔn)化管理的灌區(qū)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郭玟志 盧傳博 郝濱

【摘要】? ? 為了提升水資源的利用效率，在灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化的管理原則，實(shí)現(xiàn)信息化設(shè)計(jì)。基于此，本文先分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)信息化建設(shè)的現(xiàn)狀，隨后，以具體案例分析的方式，提出了基于標(biāo)準(zhǔn)化的灌區(qū)灌溉管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。

【關(guān)鍵詞】? ? 信息系統(tǒng)? ? 灌區(qū)灌溉? ? 標(biāo)準(zhǔn)化管理

引言：當(dāng)前，我國(guó)信息技術(shù)持續(xù)不斷發(fā)展，并逐漸滲透到了水利工程項(xiàng)目當(dāng)中，為灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)的信息化和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)帶來(lái)了全新的發(fā)展動(dòng)力。但是，從當(dāng)前國(guó)內(nèi)灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)看，仍存在信息化水平不足的問(wèn)題。基于此，本文從國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理角度出發(fā)，研究灌區(qū)灌溉管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，具有現(xiàn)實(shí)意義。

一、灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)信息化建設(shè)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)的灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)建設(shè)水平較低，在初期發(fā)展階段，灌區(qū)信息系統(tǒng)的采集方式和傳輸方式都比較落后。大部分灌區(qū)內(nèi)部?jī)H有一個(gè)水位觀測(cè)點(diǎn)，不能對(duì)當(dāng)?shù)赜脩舻膶?shí)際用水量進(jìn)行精準(zhǔn)地觀測(cè)，因此也就不能根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際需求和當(dāng)?shù)厮澹瑢?shí)現(xiàn)資源的合理調(diào)度，造成了資源浪費(fèi)。在信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，從事灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)研發(fā)和管理的工作人員技術(shù)水平整體偏低，且受到傳統(tǒng)觀念的影響，新技術(shù)推廣和普及難度較大。若想構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)管理，就需要增強(qiáng)管理人員的信息化意識(shí)[1]。

二、基于標(biāo)準(zhǔn)化管理的灌區(qū)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案

2.1案例分析

S水庫(kù)位于我國(guó)陜西省西安市西南方，距離市區(qū)約100公里。S水庫(kù)工程項(xiàng)目的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田灌溉、城市供水、防洪以及水力發(fā)電等多項(xiàng)任務(wù)，其中，農(nóng)田灌溉取得了突出成就，對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)。隨著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷壯大，同時(shí)結(jié)合大型水庫(kù)高土石壩的安全檢測(cè)工程需要，需要對(duì)S水庫(kù)的灌區(qū)信息系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的具體管理需求，需要增加相應(yīng)的觀測(cè)設(shè)施。

2.2設(shè)計(jì)方案

1.采集監(jiān)控。在基礎(chǔ)監(jiān)控設(shè)施建設(shè)方面，主要是通過(guò)工程項(xiàng)目當(dāng)中傳感器或者智能化設(shè)備的方式，將灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)實(shí)際中所涉及到的水質(zhì)、雨水情報(bào)、安全管理和項(xiàng)目運(yùn)行等方面的信息進(jìn)行采集匯總。S水庫(kù)的灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)建設(shè)中，采集監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)主要的關(guān)注點(diǎn)為人工監(jiān)控信息、自動(dòng)監(jiān)控信息、外部交換信息、視頻監(jiān)控信息和其他信息等五個(gè)方面。

2.通信網(wǎng)絡(luò)。信息通信網(wǎng)絡(luò)是S水庫(kù)灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)，其功能是為各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供服務(wù)，具體分為信息視頻的傳輸、信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)交換和語(yǔ)言通信傳輸?shù)热?xiàng)內(nèi)容。

3.數(shù)據(jù)中心。為了構(gòu)建更為完善的信息數(shù)據(jù)資源中心，推動(dòng)灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心模式過(guò)渡轉(zhuǎn)移到智能化水利信息數(shù)據(jù)發(fā)展模式，S水庫(kù)和灌區(qū)數(shù)據(jù)管理中心，構(gòu)建了私有云平臺(tái)。在數(shù)據(jù)中心建立了和工程項(xiàng)目有關(guān)的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和模型組件庫(kù)等。數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)中心的搭建，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置，并且可以滿足不同的應(yīng)用服務(wù)。

4.服務(wù)平臺(tái)。服務(wù)平臺(tái)的搭建是灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)的重要模塊，這一模塊將中間技術(shù)和服務(wù)器作為核心，不僅可以提升信息系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行的效率，而且還能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)內(nèi)容的簡(jiǎn)化。S水庫(kù)智慧信息系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，支持系統(tǒng)門(mén)戶內(nèi)容的管理，并且還可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，達(dá)到工作流程制定和智能化決策的效果。

2.3實(shí)現(xiàn)方法

1.流程控制。以日常檢查處理流程為例，S水庫(kù)灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)設(shè)的檢驗(yàn)對(duì)象包括了隧洞、渠道和周圍建筑物，檢驗(yàn)的目的是為了保持周圍環(huán)境衛(wèi)生，并對(duì)違章建筑物進(jìn)行處理。日常檢驗(yàn)要嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行，在信息系統(tǒng)支持下，可按照填寫(xiě)巡查記錄-月初匯總上報(bào)-檢查結(jié)果反饋-處理意見(jiàn)的流程進(jìn)行處理。2.智能化調(diào)度。智能化調(diào)度是根據(jù)用戶對(duì)于不同灌溉區(qū)域、不同時(shí)間和不同要求，實(shí)現(xiàn)了智能針對(duì)性灌溉服務(wù)管理。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)之后的S水庫(kù)灌區(qū)灌溉管理信息系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)中心和水動(dòng)力學(xué)調(diào)度模型的支持下，可提前計(jì)算出調(diào)度方案，再將調(diào)度方案指令發(fā)布到終端設(shè)備，則可以根據(jù)具體的指令，實(shí)現(xiàn)灌溉區(qū)水資源的合理調(diào)度。3.遠(yuǎn)程控制。灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)離不開(kāi)單元模塊的支持。通過(guò)S水庫(kù)的灌區(qū)灌溉管理系統(tǒng)分析可以看出，閘門(mén)開(kāi)度儀、現(xiàn)場(chǎng)控制PLC、閘位計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)控制電器元件等。遠(yuǎn)程控制中，借助系統(tǒng)附帶的安全定位功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)閘門(mén)開(kāi)度儀超過(guò)限定值以及電機(jī)過(guò)載情況的制動(dòng)關(guān)閉保護(hù)，避免電機(jī)和平臺(tái)出現(xiàn)故障問(wèn)題。

總結(jié)：綜上所述，灌區(qū)灌溉管理信息化系統(tǒng)的建設(shè)使區(qū)域內(nèi)部的資源得到了整合，實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化配置，并且提高了灌區(qū)水資源的利用效率，進(jìn)而降低整體供水成本，使得從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)民們種植和管理壓力降低，收益也因此得到了大幅度提升。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]王玫麗，談曉珊，張新宇.基于GIS的瑪納斯河灌區(qū)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].水利信息化，2018（05）：65-68.