陶 鋒 ，吳仁旺，劉學(xué)知

（1.鄂北地區(qū)水資源配置工程建設(shè)與管理局（籌），430071，武漢；2.湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院，430071，武漢）

鄂北工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

陶 鋒1，吳仁旺2，劉學(xué)知2

（1.鄂北地區(qū)水資源配置工程建設(shè)與管理局（籌），430071，武漢；2.湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院，430071，武漢）

基于鄂北地區(qū)水資源配置工程實(shí)際業(yè)務(wù)需求，結(jié)合全國(guó)水利信息化總體架構(gòu)，設(shè)計(jì)了鄂北工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)總體框架，包括采集與監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)與會(huì)商、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用等4個(gè)層次。系統(tǒng)覆蓋了鄂北局，3個(gè)建管部，沿線各閘站、視頻監(jiān)視點(diǎn)、水位流量水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、安全監(jiān)測(cè)匯聚點(diǎn)以及沿線受水區(qū)的供水企業(yè)，可實(shí)現(xiàn)通信傳輸、采集監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)匯聚共享、異地會(huì)商、監(jiān)視監(jiān)控、水量調(diào)度、工程管理、信息服務(wù)等主要功能。

鄂北地區(qū)水資源配置工程；自動(dòng)化；水資源調(diào)度；框架研究

鄂北地區(qū)水資源配置工程輸水線路長(zhǎng)，地域分布廣，交叉水系多，運(yùn)行管理任務(wù)重，水量調(diào)度復(fù)雜，用傳統(tǒng)方式進(jìn)行管理調(diào)度不能滿足實(shí)際需要。因此在實(shí)施主體工程建設(shè)的同時(shí)，借助物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)和新理念，構(gòu)筑覆蓋工程全線并與現(xiàn)有水利信息化體系有機(jī)銜接的自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)系系統(tǒng)。借助信息化手段，及時(shí)掌控水情和工程安全信息，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)情況，輔助調(diào)度決策，實(shí)施遠(yuǎn)程精準(zhǔn)調(diào)度，提高工程管理的科學(xué)性和有效性，保證工程安全運(yùn)行，促進(jìn)水資源合理分配，提高水資源利用效率，最大限度地發(fā)揮工程效益。

一、目標(biāo)與任務(wù)

1.系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

鄂北工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)：以需求為牽引，以應(yīng)用為導(dǎo)向，廣泛采用最新信息技術(shù)開展信息化項(xiàng)目建設(shè)，形成集信息網(wǎng)絡(luò)、采集監(jiān)測(cè)、工程監(jiān)控、視頻監(jiān)視、數(shù)據(jù)處理、綜合應(yīng)用、信息安全為一體的信息化綜合體系，為工程管理和水資源優(yōu)化配置提供現(xiàn)代化技術(shù)手段，最大限度地發(fā)揮工程效益，在全國(guó)樹立現(xiàn)代水利工程運(yùn)行管理標(biāo)桿。具體目標(biāo)是：

①實(shí)現(xiàn)工程全線自動(dòng)監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)視。在工程沿線開展變形、滲流、應(yīng)力、PCCP管道陰極保護(hù)、閘站運(yùn)行狀態(tài)、水位、流量、水質(zhì)等監(jiān)測(cè)。在工程全線的重要部位布設(shè)視頻攝像頭，直觀地掌握工程現(xiàn)場(chǎng)情況。

②實(shí)現(xiàn)水量調(diào)度智能化和水閘控制遠(yuǎn)程自動(dòng)化。在鄂北局、各個(gè)建管部分別建立調(diào)度控制中心，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)調(diào)度過程相關(guān)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化和程序化，對(duì)水閘（閥）進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

③實(shí)現(xiàn)用水量計(jì)量自動(dòng)化和水費(fèi)征管網(wǎng)絡(luò)化。實(shí)現(xiàn)各個(gè)分水口的水量計(jì)量自動(dòng)化，并據(jù)此核算應(yīng)繳水費(fèi)。利用互聯(lián)網(wǎng)向用水戶提供用水量、水費(fèi)、繳費(fèi)提醒和欠費(fèi)催繳等信息。

④實(shí)現(xiàn)工程運(yùn)行管理手段的現(xiàn)代化。建立工程基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用系統(tǒng)，全面準(zhǔn)確地提供工程基本信息，為工程維護(hù)提供信息保障。借助智能手機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，輔助日常巡查和事件處理。在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)，能進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)、應(yīng)急調(diào)度，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)能力。

⑤提供全面的信息服務(wù)。借助系統(tǒng)提供的信息服務(wù)功能，為鄂北工程管理機(jī)構(gòu)內(nèi)部、上級(jí)主管單位省水利廳、相關(guān)政府部門提供全面的信息服務(wù)。利用互聯(lián)網(wǎng)向社會(huì)公眾宣傳鄂北工程，并提供可公開的信息服務(wù)。

⑥建設(shè)標(biāo)桿工程。鄂北工程在全國(guó)有較大的影響力和知名度，要把自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)建設(shè)成為湖北省水利信息化樣板工程，為鄂北工程管理現(xiàn)代化提供有力的技術(shù)支撐。

圖1 鄂北工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)

通過實(shí)施通信信息網(wǎng)絡(luò)、信息采集、自動(dòng)控制、視頻監(jiān)視、異地會(huì)商以及應(yīng)用系統(tǒng)等項(xiàng)目建設(shè)，形成一套比較完善的信息化體系，具體建設(shè)任務(wù)包括如下9個(gè)部分：

①通信系統(tǒng)。采取自建與共建的模式，形成一張覆蓋鄂北局、各建管部、各閘站以及各個(gè)視頻監(jiān)視站點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)各類信息的傳輸。

②信息采集系統(tǒng)。在干渠控制斷面、節(jié)制閘、分水閘、在線水庫等處布置監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位、流量、雨量，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到鄂北局?jǐn)?shù)據(jù)庫，供應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用。

③計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建設(shè)上連湖北省水利廳，覆蓋鄂北局、各建管部、各閘站的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，為信息傳輸、信息服務(wù)和會(huì)商調(diào)度提供網(wǎng)絡(luò)支撐。

④視頻會(huì)商與大屏幕顯示系統(tǒng)。以鄂北局為中心，建設(shè)上連省水利廳，下至各建管部的視頻會(huì)議系統(tǒng)，滿足異地會(huì)商調(diào)度的需要。在鄂北局和各建管部建設(shè)規(guī)模適合的會(huì)商大屏幕、調(diào)度控制大屏幕，為視頻會(huì)商、工程監(jiān)控、調(diào)度指揮和信息服務(wù)提供顯示環(huán)境。

⑤視頻監(jiān)視系統(tǒng)。在工程沿線各閘站、渡槽、管橋以及暗涵、倒虹吸、隧洞等地下輸水工程的出入口布設(shè)視頻攝像頭，通過存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)手段，為鄂北局、各建管部和基層管理單位提供遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視，及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)況。

⑥數(shù)據(jù)中心。配置服務(wù)器及規(guī)模適度的存儲(chǔ)備份系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)部署和信息存儲(chǔ)的需要。建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，為各個(gè)應(yīng)用所共享。建設(shè)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，將各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)庫之中，供各應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用。

⑦綜合應(yīng)用系統(tǒng)。配備必要的應(yīng)用支撐軟件，開發(fā)信息服務(wù)、水量調(diào)度與用水管理、會(huì)商調(diào)度決策支持等9項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)門戶，為工程運(yùn)行管理和調(diào)度提供應(yīng)用服務(wù)。

⑧信息安全系統(tǒng)。配備必要的信息安全設(shè)備和系統(tǒng)，構(gòu)筑保障整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的安全環(huán)境。

⑨系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)體環(huán)境。在鄂北局、各建管部設(shè)置計(jì)算機(jī)房和調(diào)度控制中心，按規(guī)范配備電源、照明、空調(diào)、消防、安防等設(shè)備，滿足設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和日常調(diào)度控制需要。

圖2 系統(tǒng)邊界劃分

二、系統(tǒng)總體架構(gòu)與組成

1.系統(tǒng)總體架構(gòu)

根據(jù)大型引調(diào)水和灌區(qū)信息化建設(shè)的要求，結(jié)合鄂北工程對(duì)信息系統(tǒng)建設(shè)的需求分析，在全國(guó)水利信息化總體架構(gòu)下，確定本工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)的總體框架，如圖1所示。系統(tǒng)從底層的信息采集開始，依次按網(wǎng)絡(luò)傳輸—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理—應(yīng)用支撐—應(yīng)用系統(tǒng)逐級(jí)向上構(gòu)成一個(gè)完整的體系架構(gòu)，具體包括采集與監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)與會(huì)商、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用等4個(gè)層次，以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理制度、信息安全與運(yùn)行保障等。

2.系統(tǒng)組成

（1）采集與監(jiān)控層

鄂北工程將建設(shè)自動(dòng)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨情、水位、流量、水質(zhì)、工程安全等數(shù)據(jù)；此外，在工程沿線各重要水閘將建設(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)將收集水位、閘門啟閉情況、系統(tǒng)工況等信息。采集和監(jiān)控系統(tǒng)所獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及通過外部交換獲取的周邊降雨、河流水情、水庫水情和水環(huán)境數(shù)據(jù)，都將匯聚到數(shù)據(jù)庫之中，供應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用。

（2）網(wǎng)絡(luò)與會(huì)商層

①通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要是解決鄂北局、建管部、現(xiàn)地各閘站、視頻監(jiān)視點(diǎn)及數(shù)據(jù)采集點(diǎn)之間語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息的傳輸問題。根據(jù)工程所處區(qū)域?qū)嶋H情況，本著“公專結(jié)合”的原則，采取租用、合建、自建相結(jié)合的方式構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)。

②計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。分業(yè)務(wù)網(wǎng)和控制專網(wǎng)兩部分建設(shè)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間通過單向網(wǎng)閘連接?？刂茖＞W(wǎng)將鄂北局、各建管部、現(xiàn)地閘站連接起來，專門用于對(duì)水閘進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。業(yè)務(wù)網(wǎng)包括鄂北局、各建管部、現(xiàn)地各閘站的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，以及這些局域網(wǎng)互聯(lián)形成的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。業(yè)務(wù)網(wǎng)上連省水利廳，并接入互聯(lián)網(wǎng)。

③視頻會(huì)商系統(tǒng)。視頻會(huì)商系統(tǒng)用于鄂北局、各建管部之間的視頻會(huì)議和異地視頻會(huì)商，會(huì)商系統(tǒng)基于業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)組建。在鄂北局、各建管部配置大屏幕顯示系統(tǒng)。

（3）數(shù)據(jù)資源層

在鄂北局設(shè)置數(shù)據(jù)中心，建設(shè)水雨情、水質(zhì)、閘站運(yùn)行等專題數(shù)據(jù)庫，建設(shè)空間數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫等，形成綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。開發(fā)建設(shè)信息交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工程運(yùn)行管理所需各類信息的匯聚存儲(chǔ)，并與相關(guān)外部管理單位之間交換數(shù)據(jù)。

（4）應(yīng)用層

配備應(yīng)用支撐平臺(tái)，開發(fā)部署應(yīng)用軟件，為調(diào)度指揮、信息服務(wù)、監(jiān)視監(jiān)控、業(yè)務(wù)管理等工作提供信息服務(wù)和現(xiàn)代化管理手段。應(yīng)用軟件包括：信息服務(wù)系統(tǒng)、水量調(diào)度與用水管理系統(tǒng)、會(huì)商調(diào)度決策支持系統(tǒng)、閘站遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)、洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)、工程管理信息系統(tǒng)、工程三維仿真系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)覆蓋范圍與邊界銜接

1.系統(tǒng)覆蓋范圍

鄂北地區(qū)水資源配置工程信息化建設(shè)主要以“工程信息化”為主，兼顧“行政管理信息化”和“公眾服務(wù)信息化”。其中將“行政管理信息化”涉及的檔案管理電子化和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)列入本系統(tǒng)，其他辦公常用的軟件（財(cái)務(wù)管理、資產(chǎn)管理、文字處理等辦公軟件等）不列入其中。“公眾服務(wù)信息化”由鄂北局網(wǎng)站承擔(dān)，不再新建網(wǎng)站，針對(duì)涉及用水戶的用水計(jì)量數(shù)據(jù)、水費(fèi)計(jì)收等信息增加相應(yīng)模塊。

自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)項(xiàng)目覆蓋鄂北局，3個(gè)建管部，沿線61處閘站、412個(gè)視頻監(jiān)視點(diǎn)、74處水位流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，3個(gè)安全監(jiān)測(cè)匯聚點(diǎn)，3個(gè)PCCP監(jiān)測(cè)匯聚點(diǎn)，3個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站（水源、封江口、王家沖），同時(shí)也將通信光纜沿工程走向敷設(shè)、沿線受水區(qū)的供水管理納入系統(tǒng)中。

2.邊界銜接

通過建設(shè)鄂北工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)，將形成一個(gè)完整的系統(tǒng)架構(gòu)體系，但這個(gè)體系不是孤立的，它與湖北省水利廳、輸水工程沿線涉水單位以及氣象、國(guó)土、環(huán)保等外系統(tǒng)之間存在互聯(lián)互通、信息共享和應(yīng)用協(xié)同的關(guān)系。系統(tǒng)邊界如圖2所示。

（1）與省水利廳的邊界銜接

鄂北工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)是湖北省水利信息化的重要組成部分，因此必須與湖北省水利廳聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，具體銜接要求如下：

①計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（業(yè)務(wù)網(wǎng)）與湖北省水利廳網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，為其他應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

②視頻會(huì)商系統(tǒng)與湖北省水利廳視頻會(huì)議系統(tǒng)級(jí)聯(lián) （MCU與MCU級(jí)聯(lián)），既滿足鄂北局與下屬單位單獨(dú)召開視頻會(huì)議的要求，又能參加湖北省水利廳召開的視頻會(huì)議。

③可以按湖北省水利廳的需求將部分?jǐn)z像頭的圖像上傳。

④相互之間交換數(shù)據(jù)，從湖北省水利廳（含省水文局）數(shù)據(jù)庫提取相關(guān)水雨情、墑情、水質(zhì)等數(shù)據(jù)，相對(duì)應(yīng)地向省水利廳上傳所需信息。能從省水利廳獲取的數(shù)據(jù)（如大中型水庫水情、水質(zhì)數(shù)據(jù)）就從省水利廳相關(guān)數(shù)據(jù)庫直接提取，盡量少從市、縣獲取。

⑤在應(yīng)用層面進(jìn)行協(xié)同，可以鏈接到湖北省水利廳相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)（如氣象系統(tǒng)、防汛信息系統(tǒng)、水資源信息系統(tǒng)等），同時(shí)向省水利廳領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門開放本方的信息系統(tǒng)，將信息集中展示。

（2）與涉水單位之間的邊界銜接

除了從省水利廳獲取所需信息（水庫與河道水情、水質(zhì)等）之外，還有一些數(shù)據(jù)要從輸水工程沿線市縣的水利局、水文局、水利工程管理單位和供水單位獲取，本方的分水口門流量數(shù)據(jù)也要提供給對(duì)方共享。與上述涉水單位之間的銜接，采用前置機(jī)通過公網(wǎng)GPRS、4G等通信方式互聯(lián)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而不考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以免增加網(wǎng)絡(luò)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）與外系統(tǒng)之間的邊界銜接

與水利系統(tǒng)之外的單位銜接，除借用政府電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)之外，不再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。氣象信息發(fā)布比較頻繁，從已經(jīng)建成的湖北省水利廳氣象服務(wù)器獲取，而來自國(guó)土、環(huán)保以及其他部門的數(shù)據(jù)量不大，也沒有固定的交換時(shí)間，可與對(duì)方商定交換辦法，采用人工錄入或者采用前置機(jī)的方式進(jìn)行交換。

四、系統(tǒng)主要功能

1.通信傳輸功能

通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施。按照“公專結(jié)合”的思路，采用PTN技術(shù)，構(gòu)建覆蓋鄂北局、建管部（建管部）、現(xiàn)地閘站和監(jiān)控點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供傳輸通道，為現(xiàn)地閘站和監(jiān)控點(diǎn)提供接入系統(tǒng)的途徑，同時(shí)為所有管理單位提供語音通信。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是信息傳輸和業(yè)務(wù)應(yīng)用的承載體，劃分為業(yè)務(wù)網(wǎng)和控制專網(wǎng)兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分。控制專網(wǎng)覆蓋鄂北局、3個(gè)建管部、44個(gè)現(xiàn)地閘站，部署閘站遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)、水量調(diào)度與用水管理系統(tǒng)共2個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離，與業(yè)務(wù)網(wǎng)通過單向網(wǎng)閘連接。業(yè)務(wù)網(wǎng)覆蓋鄂北局、3個(gè)建管部、61個(gè)現(xiàn)地閘站和現(xiàn)地?cái)z像監(jiān)視點(diǎn)，在業(yè)務(wù)網(wǎng)上部署視頻會(huì)商、視頻監(jiān)視、數(shù)據(jù)中心、綜合應(yīng)用等系統(tǒng)，與省水利廳外網(wǎng)互聯(lián)，與互聯(lián)網(wǎng)邏輯隔離。

2.采集監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)匯聚共享功能

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，建立自動(dòng)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨情、水位、流量、水質(zhì)等信息。在鄂北局設(shè)置數(shù)據(jù)中心，建設(shè)水雨情、水質(zhì)、閘站運(yùn)行等專題數(shù)據(jù)庫，建設(shè)空間數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫等，形成綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。設(shè)置數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，將各個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)匯聚到數(shù)據(jù)庫，同時(shí)與省水利廳、省水文局、鄂北工程沿線的涉水單位和相關(guān)供水企業(yè)共享交換周邊降雨、河流水情、水庫水情以及水環(huán)境數(shù)據(jù)，以便將鄂北工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)所需各類信息集中到數(shù)據(jù)庫，供各應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用。

3.異地會(huì)商功能

在鄂北局和下屬3個(gè)建管部分別建設(shè)會(huì)商室，配置會(huì)商所必須的硬件設(shè)備將異地會(huì)商系統(tǒng)與省水利廳的會(huì)商（視頻會(huì)議）系統(tǒng)連通。開發(fā)會(huì)商調(diào)度決策支持系統(tǒng)和其他相關(guān)信息系統(tǒng)，在重要事項(xiàng)或出現(xiàn)突發(fā)性事件需要進(jìn)行會(huì)商時(shí)，系統(tǒng)能夠提供信息支撐、模擬演算、會(huì)商過程控制、會(huì)商成果管理等功能，滿足會(huì)商決策所需的科學(xué)性和時(shí)效性。

4.監(jiān)視監(jiān)控功能

在鄂北工程沿線的水閘內(nèi)外、明渠和渡槽重點(diǎn)部位、隧洞和倒虹吸進(jìn)出口、在線水庫的大壩和溢洪道等重點(diǎn)部位布設(shè)足夠數(shù)量的視頻攝像機(jī)，將現(xiàn)場(chǎng)圖像實(shí)時(shí)傳遞到管理單位進(jìn)行視頻監(jiān)控。針對(duì)水閘無人值守的實(shí)際情況，為確保安全，系統(tǒng)設(shè)置了門禁和報(bào)警管理系統(tǒng)，工作人員通過刷卡或指紋識(shí)別才能進(jìn)入，當(dāng)出現(xiàn)非法闖入時(shí)能及時(shí)向管理單位報(bào)警，并配合攝像機(jī)錄制現(xiàn)場(chǎng)視頻和抓拍照片。鄂北工程的44個(gè)節(jié)制閘和分水閘采取“現(xiàn)地手動(dòng)—遠(yuǎn)程自動(dòng)”控制模式，在鄂北局設(shè)置調(diào)度控制中心，在3個(gè)建管部設(shè)置調(diào)度控制分中心，通過閘站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將中心、分中心與44個(gè)現(xiàn)地站LCU自動(dòng)控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)水閘的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作運(yùn)行。

5.水量調(diào)度功能

水量調(diào)度與用水管理是鄂北工程運(yùn)行的主要工作之一，系統(tǒng)建設(shè)了鄂北局的調(diào)度控制中心和建管部的調(diào)度控制分中心，開發(fā)了相應(yīng)的信息系統(tǒng)。調(diào)度管理系統(tǒng)以鄂北工程水量調(diào)度與用水管理業(yè)務(wù)為核心，以全線自動(dòng)控制、智能輔助決策為重點(diǎn)，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)服務(wù)于日常調(diào)度事務(wù)管理、水資源配置方案編制、實(shí)時(shí)調(diào)度監(jiān)控、應(yīng)急調(diào)度、調(diào)度方案評(píng)價(jià)等業(yè)務(wù)的信息化作業(yè)平臺(tái)，確保整個(gè)系統(tǒng)能快速獲取工程運(yùn)行的各種信息，下達(dá)調(diào)度指令，并配合閘站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水閘的遠(yuǎn)程控制運(yùn)行。系統(tǒng)能對(duì)各個(gè)分水口和用水戶的水量進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)水費(fèi)的計(jì)量和征收提供相應(yīng)信息。

6.工程管理功能

為提高工程管理的現(xiàn)代化水平，開發(fā)了工程管理系統(tǒng)、三維仿真系統(tǒng)和信息服務(wù)等應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)基于龐大的工程數(shù)據(jù)庫，為工程信息管理、工程巡檢、工程維修養(yǎng)護(hù)、工程管理考核、突發(fā)事件應(yīng)急處理等提供信息支撐。

工程基礎(chǔ)信息管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)工程基礎(chǔ)信息的查詢、檢索和更新維護(hù)；工程巡檢模塊利用移動(dòng)智能手機(jī)等設(shè)備或無人機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程運(yùn)行和安全狀態(tài)的巡查、信息及時(shí)上報(bào)；工程維護(hù)養(yǎng)護(hù)模塊對(duì)工程維護(hù)中的工程管護(hù)計(jì)劃、項(xiàng)目方案及預(yù)算編制、組織實(shí)施等環(huán)節(jié)提供信息支持；管理考核模塊對(duì)工程運(yùn)行維護(hù)管理分級(jí)考評(píng)等環(huán)節(jié)提供信息支持。在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)，能在已有的固定監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，借助無人機(jī)、移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備和應(yīng)急通信手段，進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)、應(yīng)急調(diào)度，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)能力。

7.信息服務(wù)功能

針對(duì)不同用戶群體和用途，自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)在固定和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，以基于二維的web服務(wù)和基于三維的虛擬仿真手段，為用戶提供水雨情、水量、水質(zhì)、閘站運(yùn)行、安全監(jiān)測(cè)、調(diào)度等全面的信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)，為指揮決策和水資源調(diào)度、工程管理和其他各項(xiàng)具體工作的開展提供了強(qiáng)大的信息支撐。

五、結(jié) 語

鄂北地區(qū)水資源配置工程自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)符合大型引調(diào)水和灌區(qū)信息化建設(shè)的要求，滿足工程對(duì)信息系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際需要，與全國(guó)水利信息化總體架構(gòu)保持一致，具有較高的完整性、先進(jìn)性、實(shí)用性和可靠性。系統(tǒng)內(nèi)部層次結(jié)構(gòu)清晰，布局合理，功能先進(jìn)實(shí)用，與外部銜接合理有序。按照本框架結(jié)構(gòu)、建設(shè)內(nèi)容和系統(tǒng)功能開展項(xiàng)目建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)建設(shè)的各項(xiàng)目標(biāo)。

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Designing concept for automatic regulation and operational management system of Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Provin

Tao Feng,Wu Renwang,Liu Xuezhi

Taking the actual needs of Water Allocation Scheme in North Hubei Province into consideration,general framework of automatic regulation and operational management system was designed combining with the overall framework of national water information system.It composes of four layers of collection and monitoring,network and consultation,data resources and application.The system involves a lot organizations and structures,covering Construction and Management Bureau of Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Province,three relevant ministries,sluice and gates as well as points of video monitoring,water level and flow monitoring,convergent point for safety monitoring and water supply utilities along the water diversion route.The system can be used for communication transmission,collection and monitoring,data gathering and sharing,long-distance consultation,monitoring and supervision,water allocation,water resources regulation and information service.

WaterResourcesAllocation Scheme in North HubeiProvince;automation;waterresources regulation;framework study

TV68+C931.9

B

1000-1123（2017）22-0015-04

2017-10-11

陶鋒，工程師。

責(zé)任編輯 董明銳