黃 毅

(新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000)

綜合管控平臺在布爾津河水利工程中的應(yīng)用

黃 毅

(新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000)

水利信息化系統(tǒng)在水利工程的應(yīng)用已經(jīng)覆蓋了生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控、施工質(zhì)量控制等各個方面。一個信息化系統(tǒng)含多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)相互獨立運(yùn)行，并各自擁有自己獨立的數(shù)據(jù)庫、存儲等，這種傳統(tǒng)的水利信息化結(jié)構(gòu)逐漸顯露出其各種各樣的弊端，面臨著“信息孤島、數(shù)據(jù)成災(zāi)、重復(fù)建設(shè)”的尷尬境地。綜合管控、各子系統(tǒng)模塊化、數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一化的新型水利信息化系統(tǒng)的構(gòu)建模式是徹底擺脫這種弊端的趨勢。文章通過綜合管控平臺在新疆布爾津河水利工程中的實際應(yīng)用，簡明的闡述了該信息化系統(tǒng)如何通過綜合管控平臺來統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一通信、統(tǒng)一存儲，如何有機(jī)地整合和優(yōu)化各種獨立、分離的子系統(tǒng)與各種信息化業(yè)務(wù)，并闡明了該平臺在布爾津河水利工程中的應(yīng)用效果，對其他水利工程信息化系統(tǒng)的建設(shè)具有一定的借鑒意義。

布爾津河水利工程；水利信息化；綜合管控平臺；應(yīng)用效果

布爾津河水利工程是額爾齊斯河流域內(nèi)非常重要的水資源調(diào)配工程，具有供水、灌溉、生態(tài)、發(fā)電等綜合效益。

1 布爾津河水利工程綜合管控平臺的建設(shè)背景

新疆水利工程自動化系統(tǒng)基本由閘門監(jiān)控、水情測報、安全監(jiān)測、圖像監(jiān)控等多個功能單一的自動化子系統(tǒng)構(gòu)成，各個子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通信或數(shù)據(jù)庫調(diào)用等方式來實現(xiàn)子系統(tǒng)間部分?jǐn)?shù)據(jù)及信息的共享，這種模式存在重復(fù)投資、運(yùn)行效率低下、子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)無法直接共享、后期管理維護(hù)費用高等問題，已不能很好地適應(yīng)水利工程信息化發(fā)展的需求。為解決以上問題，提升水利工程的管控效率和智能化水平，針對布爾津河水利工程的特點，并借鑒目前國內(nèi)外同類系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗，本著開發(fā)建設(shè)應(yīng)采用先進(jìn)的、科學(xué)的信息技術(shù)來搭建系統(tǒng)總體框架且盡可能地避免未來的重復(fù)建設(shè)的原則，提出了綜合管控平臺的理念，即在一個平臺上實現(xiàn)對水情、監(jiān)控、工程安全監(jiān)測等多個專業(yè)的數(shù)據(jù)通信、控制、數(shù)據(jù)整編、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)報警、數(shù)據(jù)展示、運(yùn)行調(diào)度等功能，達(dá)到了多個專業(yè)應(yīng)用、一個平臺的目標(biāo)，有效地整合了水利工程中的數(shù)據(jù)資源與軟件應(yīng)用，將原有孤立的應(yīng)用聯(lián)系起來，互聯(lián)互通，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了水資源調(diào)配的智能化管理。布爾津河水利工程應(yīng)用實踐表明，該平臺較好地滿足了此類工程的應(yīng)用需求，實現(xiàn)了各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、備份與維護(hù)管理和多種業(yè)務(wù)的統(tǒng)一應(yīng)用。

2 布爾津河水利工程綜合管控平臺的總體框架及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 綜合管控平臺總體框架

本著綜合管控的理念，該綜合管控平臺系統(tǒng)分為：數(shù)據(jù)采集與交互平臺、數(shù)據(jù)資源管理平臺、應(yīng)用支撐平臺、應(yīng)用系統(tǒng)平臺，系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

2.1.1 數(shù)據(jù)采集與交互平臺

數(shù)據(jù)采集與交互平臺是整個平臺的基礎(chǔ)，是平臺的感知部分，主要由信息采集系統(tǒng)與現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)組成。信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是信息化系統(tǒng)主要信息數(shù)據(jù)來源與控制命令的執(zhí)行者，其包括閘門現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)、水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、工程安全監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)及動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)等。

圖1 布爾津河水利工程綜合管控平臺總體框架

2.1.2 數(shù)據(jù)資源管平臺

數(shù)據(jù)資源管平臺包括調(diào)度中心與分中心之間的數(shù)據(jù)交換總線，同時提供對實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、文件數(shù)據(jù)庫等標(biāo)準(zhǔn)接口，從而實現(xiàn)閘站監(jiān)控、安全監(jiān)測、動力環(huán)境監(jiān)測、水情水調(diào)等各類信息的存儲、管理及與應(yīng)用系統(tǒng)、信息采集平臺的交互[1]。

2.1.3 應(yīng)用支撐平臺

應(yīng)用支撐平臺負(fù)責(zé)為各類應(yīng)用的開發(fā)、運(yùn)行和管理提供一體化應(yīng)用服務(wù)與支撐，實現(xiàn)各類信息的專業(yè)化分析與處理；實現(xiàn)綜合報警，根據(jù)告警組態(tài)定義的告警規(guī)則和策略進(jìn)行告警的智能分析判斷，并支持多種告警方式，如上告警窗、推畫面、語音報警、郵件報警、短信報警、電話報警等，提供告警接口用于告警的查詢、動態(tài)操作、快速定位等；實現(xiàn)綜合報表、綜合統(tǒng)計與查詢、綜合發(fā)布等綜合信息應(yīng)用[2]。

2.1.4 應(yīng)用系統(tǒng)平臺

應(yīng)用系統(tǒng)平臺是信息化系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)平臺，提供各類業(yè)務(wù)應(yīng)用，包括綜合監(jiān)控監(jiān)測、水量調(diào)度、工程安全分析評估、綜合展示與信息服務(wù)等業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.2 綜合管控平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)布爾津河水利工程的特點，該綜合管控平臺的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用采取縱向分層、橫向分區(qū)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)搭建(如圖2所示)。

2.2.1 根據(jù)本工程管理機(jī)構(gòu)設(shè)置，綜合管控平臺縱向上分為四級

第一級：中心級，即調(diào)度中心；第二級：分中心級，即水調(diào)分中心；第三級：管理站級；第四級：現(xiàn)地級，即工程沿線各現(xiàn)地監(jiān)控監(jiān)測站。

2.2.2 根據(jù)工程信息化業(yè)務(wù)需求，綜合管控平臺橫向上分為控制區(qū)、管理區(qū)

控制區(qū)部署實時性要求最強(qiáng)、安全性要求最高的生產(chǎn)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)閘門監(jiān)控、水情測報、安全監(jiān)測、動環(huán)監(jiān)控等綜合監(jiān)控監(jiān)測業(yè)務(wù)及工程安全分析評估業(yè)務(wù)、水庫發(fā)電調(diào)度(水量調(diào)度子模塊之一)等應(yīng)用，各現(xiàn)地監(jiān)控、監(jiān)測站通過控制專網(wǎng)接入綜合管控平臺。管理區(qū)用于承載管理類應(yīng)用業(yè)務(wù)，實現(xiàn)水量調(diào)度、綜合展示與信息服務(wù)等業(yè)務(wù)應(yīng)用。在管理區(qū)同時部署綜合辦公、工程管理、視頻會議、等的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)?？刂茀^(qū)與管理區(qū)共用同一個綜合管控平臺，相互之間通過正向隔離裝置，實現(xiàn)綜合監(jiān)控監(jiān)測各類數(shù)據(jù)向管理區(qū)的同步，在管理區(qū)實現(xiàn)綜合監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)的綜合展示與查詢服務(wù)。

圖2 信息化系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 綜合管控平臺在本工程中的軟硬件部署

根據(jù)布爾津河水利工程管理機(jī)制及應(yīng)用系統(tǒng)的特點，本工程綜合管控平臺采取數(shù)據(jù)集中存儲和管理但分散應(yīng)用的方式(如圖3所示)。

圖3 綜合管控平臺軟硬件部署圖

調(diào)度中心設(shè)置一套完整的應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)工程全線各站點數(shù)據(jù)采集與交互、統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲與管理、一體化應(yīng)用支撐及各類基礎(chǔ)應(yīng)用與決策支持應(yīng)用、視頻圖像的監(jiān)控、存儲與應(yīng)用(如圖4所示)，并根據(jù)軟件應(yīng)用需求配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、工作站等硬件平臺。在工程沿線管理站僅配置客戶端工作站，實現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽應(yīng)用。

圖4 綜合管控平臺各業(yè)務(wù)應(yīng)用界面展示

4 結(jié) 論

綜合管控平臺在布爾津河水利工程中的實際應(yīng)用解決了傳統(tǒng)方式存在的問題，為大型水利工程的自動化、智能化運(yùn)維管理提供了一個全新的高效應(yīng)用模式。此綜合管控平臺針對工程各業(yè)務(wù)工作流程的特點，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，通過采用成熟的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，建立分布式網(wǎng)絡(luò)存儲管理體系，滿足海量數(shù)據(jù)的存儲管理要求，通過采用備份等容災(zāi)技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的安全性，整合系統(tǒng)資源，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，并形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲與交換和數(shù)據(jù)共享訪問機(jī)制，為綜合管控平臺建設(shè)及閘站監(jiān)控、水情、安全監(jiān)測等應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)功能歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)一入庫存儲和查詢功能且屏蔽了底層數(shù)據(jù)的差異。

布爾津河水利工程綜合管控平臺的應(yīng)用是國內(nèi)首套水利工程中的綜合管控平臺，平臺的成功開發(fā)、建設(shè)、投運(yùn)填補(bǔ)了國內(nèi)大型引供水工程無綜合管控平臺應(yīng)用的空白。此綜合管控平臺實現(xiàn)了水利信息化中閘控、水情、安全監(jiān)測、視頻等多個子系統(tǒng)的綜合建設(shè)，實現(xiàn)了水利工程信息化系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，并在此基礎(chǔ)上完成了供水調(diào)度業(yè)務(wù)應(yīng)用的構(gòu)建，提高運(yùn)管效率的同時方便了自動化系統(tǒng)的后期維護(hù)，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益，對其他引供水工程的建設(shè)有一定的參考價值。

[1]夏智娟，鄭健兵，吳寧.水利工程綜合管控系統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理設(shè)計[J].水電自動化與大壩監(jiān)測.2013(02)：19-22.

[2]黃祚繼，黃忠赤，馬浩.水利工程自動化現(xiàn)狀與適應(yīng)技術(shù)分析研究[J].水利建設(shè)與管理，2012(10)：53-55.

1007-7596(2017)06-0132-03

2017-05-16

黃毅(1982-)，男，福建仙游人，工程師，從事水利信息化建設(shè)與管理工作。

TP311.52

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