水利樞紐工程綜合管理信息化系統框架設計

王程

【摘 要】隨著我國水利行業的不斷發展，逐漸突出了運行管理等方面問題，基于以上發展現狀，需要建立健全水利樞紐運行管理機制。文章對水利樞紐工程綜合管理信息化系統框架設計進行了研究分析，以供參考。

【關鍵詞】水利樞紐工程；綜合管理；信息化；框架設計

1前言

水利工程管理是我國水利管理中重要的組成部分，是一個不斷發展的動態歷史過程，其建設標志著從傳統水利走向現代水利的變革。水利工程管理以使用防滲墻施工技術、混凝土壩施工技術、砌石拱壩施工技術和水庫土壩防滲加固技術等現代化施工技術來提高工程質量、發揮工程效益為目標，管理內容包括施工前質量管理、施工過程管理、施工后質量管理和施工成本管理。本文對水利工程管理中存在的問題與對策進行研究，并從施工前質量管理、施工過程管理、施工后質量管理和施工成本管理四個方面來分析水利工程管理的內容。

2水利樞紐運行管理當中存在的各項問題

2.1缺乏完善的水利樞紐運行管理制度

在實際建立水利樞紐運行管理機制期間，存在較大界定模糊的法律條文，在確定和明確管理體系期間，大部分水利樞紐運行管理制度出現不同程度的問題，并且在實際應用期間逐漸顯示出較大的不適應性，在較大程度上制約了水利樞紐運行實效性。

2.2分析工業生產期間產生的污染

針對水利樞紐運行管理制度來說，城市工業生產產生的廢物物以及居民生活排放的污水等，都會對水利工程產生較大的污染影響。即使某些工業企業在廢水排放口設置了一系列廢水凈化處理設施，然而還有相當一大部分企業由于資金等各項因素影響，沒有對污水和廢水進行凈化處理直接排放在自然環境當中，由于排放污水的各項性質無法滿足標準要求，因此環境和水體都產生了較大污染。按照調查報告當中的各項數據可以看出，我國部分地區的煤炭企業的產量值能夠達到4×107噸，已經遠遠超過控制總量的兩倍以上。大部分且在污水排放期間都缺乏凈化處理設備，嚴重污染了生態環境和水環境。

2.3存在嚴重的水土流失情況

在對我國水土流失情況進行調查分析，結果顯示，某些水利樞紐周邊生態環境低下，存在嚴重的水土流失現象。再加上我國相關部門缺乏改善資金和資源，因此無他中無法科學有效地治理水利樞紐周邊的生態環境，這樣就導致整個生態系統呈現較大的脆弱性。并且在出現嚴重的水土流失現象。一項對某些水利樞紐周邊生態環境的調查顯示，該地區存在嚴重的水土流失情況，流失面積已經高達93.7%，河道當中出現較多泥沙和粗砂，已經成為我國水土流失治理的重點地區。因此需要全面構建和管理生態系統，該項修復內容主要包括在受到人為影響，需要修復退化的河流。由于該水利樞紐存在較多的水生態破壞問題，導致無法產生徑流，進一步無法構成水生態系統，所以不需要對其進行修復。相關管理部門需要加強對水利樞紐管理制度的構建意義，全面分析生態環境的各項構建要素，有效針對水利樞紐運行現狀采取針對性地管理機制，這樣能夠在較大程度上降低對水利樞紐工程的影響作用。

2.4灌溉區域無法對水庫環境質量進行調節

在水利樞紐運行管理當中，出現了較多工程灌溉區域污染水質嚴重不達標現象。在設計水利工程項目期間，需要將工程灌溉區域出現了嚴重的總氮和總磷等營養物質不達標情況，嚴重超出國家相關標準規定。在出現該種現象之后，在較大程度上影響了水利樞紐運行管理體制的建立和改造。比如某工程在完成一期建設之后，由于長時間存在水體污染情況，嚴重制約了水庫污染的調節作用，并且導致水庫水資源出現二次污染情況。嚴重危害了基礎設施建設，導致水質安全質量受到威脅。

3水利樞紐工程綜合管理信息化系統框架設計

3.1設計思路

3.1.1分層分區建設思路

系統設計和建設采取分層分區的思路，按照“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”原則，滿足水利工程控制系統安全體系建設規范要求。分層主要是從管理層次來說，根據水利樞紐公司各層級職責定位的不同，依據管理需求系統建設可以分為兩個層級；分區主要是從網絡信息安全的角度來說，根據樞紐工程水庫調度、電站管理、工程防汛等不同業務應用的安全需求，采用網絡分區的方式進行系統建設。縱向上，考慮到水利樞紐工程不同業務管理機構的職能范圍和應用需求，系統在縱向結構上通常可以分為集控中心和業務管理分中心兩層。集控中心負責匯聚來自各業務管理分中心的相關數據，配置完整的自動化信息化系統功能，處理不同業務管理分中心之間的數據交互和業務協同，負責整套系統的運行管理。業務管理分中心負責采集和處理業務相關信息，配置業務管理流程和功能，保持與集控中心的信息交互，接收和執行來自集控中心的指令。橫向上，為保障系統運行安全和網絡信息安全，劃分為安全區Ⅰ（控制區）、安全區Ⅱ（業務區）和安全區Ⅲ（管理區），三個分區配置獨立網絡，網絡之間配置橫向隔離裝置以進行物理隔離。安全區Ⅰ：用于實時控制，承載實時性要求最強、安全性要求最高的控制信息，包括運行電站監控系統、閘門監控系統等，符合電力安全規定架構要求。安全區Ⅱ：用于承載各類業務信息，包括水情水調、工程防汛、安全監測、綜合決策等。安全區Ⅲ：用于承載各類管理信息，包括視頻監控、遠程辦公、視頻會議、信息發布等，可以與互聯網連接，用于通過互聯網進行信息傳輸的應用。

3.1.2應用支撐平臺思路

隨著信息技術的快速發展，數據存儲、硬件平臺、應用系統等資源無法共享的問題越來越嚴重，迫使用戶不得不花費大量的投資去打通這些信息孤島，或者提前終止已有業務系統的生命周期，重新投資建設新的業務系統以滿足新的業務需求，造成重復建設和投資效率低下等問題，面對這些問題，應用支撐平臺技術應運而生。

3.2總體框架設計

3.2.1綜合展示層

綜合展示層以二三維可視化信息綜合展示與會商平臺為依托，是水利樞紐工程及樞紐管轄范圍總體信息展示、用戶交互及查詢會商的窗口。綜合展示以樞紐工程管轄區域基礎地理信息系統和工程三維模型為載體，集成工程的基本屬性、水文地質、結構圖紙等設計成果數據，通過GIS、三維、虛擬現實等展示技術再現工程主要業務的真實管理和決策環境，提供電站監控、水庫調度、水雨情監測、視頻監控等電子沙盤，對各類專題信息以及各子系統處理后的成果信息進行直觀形象的展示，對水利樞紐工程的全局運行狀況、所在流域水雨情信息等進行動態展示。

3.2.2業務應用層

業務應用層是整個系統的核心，用于實現系統的核心業務邏輯，集成用戶直接使用的各類業務應用系統，主要包括各種業務應用、辦公應用、移動應用、綜合應用等。

3.2.3應用支撐層

應用支撐層遵循SOA（面向服務的體系結構）設計理念，集成ESB（企業服務總線）技術，基于跨操作系統平臺、數據庫平臺的中間件軟件構建，提供跨領域、與具體業務無關、通用的基礎服務，包括公共服務、系統管理、應用組件、交互接口等，具有良好的平臺兼容性、部署靈活性、互操作性和標準性等特點，提供一個支持信息訪問、傳遞、以及協作的集成化環境，能實現個性化業務應用的高效開發、集成、部署與管理。

3.2.4數據中心層

數據中心層是利用基礎設施層的硬件、軟件和網絡設施構成的一個存儲、管理和訪問數據的數據支撐平臺，將水利樞紐工程涉及的各類數據進行集中管理，支持大量異構數據的交互和共享[18]，并確保數據的唯一性、準確性和安全性。

4結束語

綜上所述，從我國水利樞紐運行管理的發展現狀可以看出，在建立管理制度時需要全面考慮水利工程實際運行情況，并且按照相關法律政策全面提升水利樞紐周邊的生態環境。

（作者單位：黑河黃藏寺水利樞紐工程建設管理中心）