引洮供水二期信息化平臺設計思路探索與應用

趙國榮，歐陽宏

(1.甘肅水務節水科技發展有限責任公司，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000)

1 項目背景

引洮供水工程骨干供水網絡共建設1條總干渠、9條干渠及2條分干渠、20條支渠，20條非農業輸水供水管線、10條鄉鎮供水管線，其中渠系合計長度907.492km，管線總長292.87km，工程分一期、二期建設。為了解決引洮供水工程通信網絡，運行工況數據采集、傳輸、分析、診斷、預警，工程集中控制的問題，綜合決策等問題，從而滿足工程整體安全和分水調度要求，滿足工程整體安全和供水安全。本文主要圍繞引洮供水二期工程信息化業務需求，緊密結合引洮二期輸水工程總體運管需求，提出了六層四體系的系統總體架構和涵蓋1個門戶、3個平臺、4類應用的業務系統，為引洮供水二期工程管理提供信息化平臺。

2 信息化系統組成及總體方案

2.1 信息化系統組成

引洮供水一期工程已經在定西市建設了運行管理中心，本次信息化系統建設主要完成通渭縣、會寧縣運行管理部的機房及視頻會議會商系統，總干渠、干渠(四～九干)、分干渠(八干一、二分干)、供水管線(18條)沿線共215處閘(閥)門綜合自動監控系統，3座泵站綜合自動監控系統，沿線水位、流量、壓力、溫度等水情信息監測系統(壓力監測和流量調節閥流量監測設備的配置詳見水機專業相關內容)，沿線主要建筑物的安全監測系統，沿線主要建筑物的視頻監視系統，以及動環境監測系統和相關電源系統等設計。將這些系統通過通信傳輸網絡與定西市運行管理中心預留的接口進行對接，最終實現引洮供水一期、二期工程的統一調度管理。

2.2 總體方案

引洮供水二期工程運行管理中心信息化系統以數據管理技術支撐平臺和應用管理技術支撐平臺為基礎，再根據業務具體需求開發部署各類業務應用模塊。其中數據管理技術支撐平臺和應用管理技術支撐平臺滿足具備完整的一體化管控基礎平臺要求，提供測點、畫面、報表、曲線、通訊接口(可根據協議自定義開發標準通訊驅動)等組態及開發工具，滿足后期接入的不同測站的需求。結合現場管理機構設置，在會寧運行管理部及現場14個管理站配置相應的一體化管控平臺軟件終端；同時結合現場管理機構設置，在會寧運行管理部及現場14個管理站配置相應的工作站、打印機等終端硬件設備，同時與定西運行管理中心的數據容災備份系統結合，在通渭臨時運行管理中心設置數據異地容災備份系統，實現數據的兩地三中心，確保數據安全。

3 業務應用系統

3.1 一個門戶網

門戶網統一集成門戶網為主導，在電腦端、移動端APP和微信小程序建設統一門戶，實現功能包括每日報告、信息查詢、工程巡查、工程管理、智慧調度、監測統計、信息上報、信息提醒、新聞公告、輔助功能、信息安全、單點登錄、用戶管理、界面服務、公眾互動等。

3.2 三個平臺

引洮供水二期信息化平臺打造三大基礎平臺，主要為信息采集交互平臺、數據管理技術支撐平臺和應用管理技術支撐平臺。信息采集交互平臺主要實現引洮供水工程各類感知終端設備的數據接入，并按照統一標準的數據格式推送至各應用系統；數據管理技術支撐平臺主要為為系統內各功能或外系統提供不同類型數據庫的通用數據訪問接口，實現歷史數據的入庫存儲和查詢功能；應用管理技術支撐平臺，主要為系統提供包括數據分析、數據處理、權限設定、圖形框架、綜合報警、綜合展示、數據通訊、控制服務等功能，實現系統內部和系統外部的數據交換服務。控制區與管理區的數據交換，運行管理中心與管理中心的數據交換，以及本工程與外部系統間的數據交換等。

3.3 四類應用

3.3.1監測類

(1)多源全景監控系統

多源全景監控監測系統的建設內容包含引洮一期、二期現地閘門位置，數量，泵站機組臺數、控制模式及相關水情信息，工程安全監測點位布設，采集形式及分析結論等，動力運行環境狀態、運行參數等等的各類現地監測監控。用戶通過PC客戶端及手機移動終端進入二、三維WebGIS平臺，通過鼠標拾取，快速瀏覽等模式迅速實現監測點的位置、參數、實時數據的查詢，同時提供綜合的信息服務。

(2)三維GIS虛擬仿真系統

二期供水工程沿線壩體、渡槽、閘門、管理站、隧洞、分水口、下渠通道、排洪建筑、倒虹吸等水工建筑。其中隧洞171座，全長368.971km；暗渠219段，全長44.525km；明渠全長6.36km；管道全長121.314km；渡槽(管)48座，3.318km；陡坡(管)72座，全長4.363km；倒虹吸19座，全長14.246km。此外還包括等各類建筑物205座。對引洮供水二期工程水利專題數據進行整編、建庫，結合工程總布置及專業設計圖紙等，整編和制作工程線路、建筑物分布、設施設備分布、各類監測點(工程安全監測水質監測、水情監測、氣象監測、視頻監測等地理數據。結合工程需要，制作用戶常用的水利專題圖。結合軟件開發、集成及調試標段招標文件引洮供水工程基礎地理數據、專題數據整編成果和模型，構建引洮供水一、二期工程三維場景，主要包括項目范圍內影像、高程處理和影像融合、建筑物模型組裝和融合表現、工程表現、基礎地理數據表現、配景表現、電子沙盤標識和符號化等。通過三維引擎將模型繪制渲染，三維引擎通過接收各種操作信息來改變模型狀態，實現交互，在此面板中，選擇項前復選框查詢到對應場景中如地理位置、高程數據、河流路徑、水流等信息。同時，場景中心位置的十字準星所在位置的經緯度坐標、海拔高度能同時在右上角實時顯示出來。當鼠標點擊左、右鍵移動時，對應的場景可分別從遠近、不同角度變換觀測。

3.3.2管理類

(1)水資源智能調度系統

實現通過整合、集成調度SCADA、管網GIS、水廠過程控制、抄表營業收費、服務熱線(呼叫中心)等信息化系統，建立管網水力模型、專家決策支持、供水調度預案知識庫、專家庫和調度輔助決策等系統，實現引洮供水工程調度科學、經濟，節能減排，優質服務。

(2)智能化運維管理系統

按照《引洮供水工程運行管理標準》完成系統設計、優化和修改，保證運行管理信息化系統能夠全面、先進、通暢、安全、科學、人性化運行

(3)標準化管理系統

實現網上辦公、移動辦公，根據領導批示草擬文稿并能及時得到提示，隨時隨地處理事物，有效加快辦文流程、提高辦公效率，加大灌區管理透明度，確保流程的精細化、管控的精細化和運作的嚴謹性。

3.3.3決策類

智能預警決策功能以一體化軟件平臺的實時數據、歷史數據為基礎，實現智能報警和APP交互等功能，解決海量報警中無法人工尋找重要信息的問題，保障工程安全穩定運行，最終實現供水安全和工程安全。

3.3.4服務類

綜合信息服務系統中的一部分信息是各專題數據庫的原始信息，一部分是綜合信息服務系統能夠集成各數據庫中的信息，并擁有重新組織和加工的能力的信息，涵蓋引洮供水工程概要，引洮供水一期、二期的輸水調度，引洮供水工程建筑物和機電設備安全監測，引洮供水工程運行維護等服務。

3.4 系統集成

引洮供水工程信息化系統是一個較復雜的信息系統工程，工程距離長，建設內容包括通信、網絡、軟件、業務各個方面，具有建設周期長、范圍廣、多學科等特點，并需考慮后期工程擴容接入的需求。從工程建設整體分析，系統集成的任務主要包括：計算機網絡系統集成、計算機系統集成、應用系統集成。

4 結語

引洮供水二期工程骨干信息化平臺開發自2021年4月開工以來，已按照項目建設進度完成了1個門戶、3個平臺、4類應用的開發任務，其中閘門控制系統二期通水以來一直應用至今，水量調度人員在辦公室可實現千里范圍內的水量調度和統計，該平臺結合長距離引調水工程管理需求中建設的閘門綜合自動監控、現地閥門綜合自動監控、水質在線監測、供水設施監測、動力環境監控、視頻圖像采集及會議會商等業務應用系統，基于統一的數據采集和資源管理與分析進行各類應用程序開發，打造立體化監測、精細化管理、智能化決策和便捷化服務于一體的引洮工程管控平臺，降低管理過程中的各類風險，利用系統逐步優化業務流程，為最終實現“智慧引洮”提供強大的基礎保障。