黃壁莊水庫信息化建設現狀與對策

□張路杰 劉燕強 肖偉強

黃壁莊水庫是海河流域子牙河水系滹沱河干流上的一座梯級大(Ⅰ)型水利樞紐工程，總庫容12.10 億m3，其功能主要以防洪為主，兼具城市及工業供水、灌溉、發電等作用，是海河流域南系防洪體系的骨干工程，也是實現河北省委省政府提出的“四保”防洪重任的關鍵性工程。隨著信息技術的發展，多年來黃壁莊水庫在信息化建設中取得了較大的成就，但也存在系統整合程度低、業務功能覆蓋不全等問題，亟待建設一個功能全面、標準統一、數據共享的綜合管理平臺，現以黃壁莊水庫信息化建設為背景，通過梳理信息化現狀及問題，提出了水庫信息化的建設思路，為其他水庫的信息化建設提供參考借鑒。

1.信息化概況

黃壁莊水庫信息化建設方面目前有水雨情自動測報系統、大壩安全監測系統、視頻監控系統等基礎感知系統。三維地理信息系統、水質水量實時在線監測系統、水資源管理系統、崗黃水雨情自測報系統等業務應用體系，經過多年的持續發展信息化建設初具規模。

1.1 基礎感知系統建設概況

水雨情自動測報系統始建成于1996 年，1998 年在其基礎上開發了洪水調度系統，后經改造于2002 年6 月投入運行。水庫流域內報汛方式以自報為主，系統采用Inmarsat-C 衛星通信和超短波通信混合組網方案。

大壩安全監測系統始建成于2004年，由自動化監測儀器、現地監測單元（MCU）、通信傳輸和安全監測中心組成。主要功能是對采集數據進行管理，實現數據采集、整理、匯總等初級應用。

視頻監控系統于2016 年建成，在副壩、主壩、重力壩等重要部位裝設了80 臺200 萬像素網絡高清球型數字攝像機及41 套雙向廣播語音對講系統。

1.2 業務應用體系建設概況

2016 年開發了三維地理信息系統，系統基于C/S 架構設計，并與視頻監控系統進行了整合，充分展現了水庫所在流域的真實地貌、水工建筑物及機電設備的運行情況，實現水庫工程無縫隙監管。

2018 年建設實施了黃壁莊水庫水質水量實時在線監測系統，系統基于B/S 架構設計，該系統實現了水位、出入庫流量、水質、雨量、蒸發量的實時遠程監控，及時掌握庫區水文狀況。

2019 年建設了水資源信息管理系統，系統采用B/S 架構，對原有系統軟件進行了升級擴展，開發移動端功能。系統將水雨情、水質、供水量、視頻監控等數據信息集成，實現數據實時調用、展示分析的功能

2019 年 10 月，石家莊市水文局組織實施了崗黃水雨情自測報系統改造，改造完成后崗黃流域水雨情數據全部由省水文局通過水利專網向崗南、黃壁莊水庫推送。

2.存在問題

2.1 系統整合程度較低

水庫現有的信息系統在建設年代、開發語言、數據庫、技術架構、網絡環境、物理環境等方面不盡相同，相互之間比較獨立，導致業務和數據孤島現象嚴重，有必要打造一個綜合的管理平臺，實現數字化、智慧化、協同化管理。

2.2 業務功能覆蓋不全

目前已建的水雨情自測報系統、大壩安全監測系統、黃壁莊水庫水質水量實時在線監測等系統只實現了部分基礎功能，業務模塊還欠完整，仍需完善。例如，物資管理、機電設備管理、供水調度、防洪調度、工程、機電、安保巡查、知識資料等。

2.3 自動化能力不足

巡查問題從反饋到解決等環節需要在線下消耗大量的時間和精力，另外，無法從宏觀上實時掌握水庫運行管理過程中相關的問題。興利調度、洪水調度等缺少自動化決策機制，工程觀測和監測數據計算需要消耗大量的人力。

3.建設思路

以構建“數字化、智慧化、協同化”水庫綜合服務平臺為遵旨，對現有系統進行充分的技術和業務評估，因地制宜選擇恰當的集成方式將現有崗黃自測報系統、水質水量實時在線監測系統、大壩安全監測系統、視頻監控系統、綜合辦公等進行整合集成，另外，在此基礎上擴展業務功能，實現防汛管理、調度管理、物資管理、設備管理、監測管理、巡查管理、知識管理等模塊的功能擴展。

黃壁莊水庫數字化模型庫

3.1 創建一個數據倉庫

通過統一的數據匯聚渠道，對各類涉水數據信息進行池化匯聚、資源整合、抽取重構和統一存儲。建立多層分布、實時更新、安全可信、共享利用的數據倉庫，形成高價值、高復用的數據服務體系，實現“一數一源，一源多用”。

3.2 建立數字化模型庫

對水庫已建的工程建筑物，主要內容包含主壩、副壩、重力壩、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、靈正渠，按照統一的交付標準、編碼標準、顆粒度及文件格式，建立水庫建筑信息模型庫，并與工程資料、圖紙、巡查記錄、維修保養記錄等信息進行邏輯關聯，以利于開展工程建筑全生命周期數字化管理。

3.3 建設崗黃流域一張圖

將水庫控制流域范圍內的河流、水庫、水文站、氣象站及水庫現地視頻監控點位、工程點位等信息進行上圖展示，實現流域范圍靜態點位基礎信息與動態監測數據的聯合聯動展示，制定預警預報計劃，提供二三維相結合的可視化場景，輔助水庫工作者作出積極有效的調度決策。

3.4 構建一個應用平臺

落實水庫各處室業務流程模型，以“核心功能聚類、業務中心化”為構建原則，建成“高內聚、松耦合，可獨立開發部署運維”的微服務體系。最終實現“防汛、調度、物資、設備、監測、巡查、知識”7 個核心模塊的建設，實現水庫業務功能全覆蓋，與省水利廳“水利一張網”平臺深入融合，數據共享，提升應用平臺整體智能化水平和工作效率。

4.結語

黃壁莊水庫信息化建設思路，以水庫“兩庫一圖”為基礎，以“一個平臺”為核心載體，謀劃智慧水庫“2+1+1”總體框架，全面提升水庫感知傳輸、整合共享、分析決策、運維管理水平。