董建良

(1.江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌 330029；2.江西省大壩安全管理中心，江西 南昌 330029)

江西水庫工程經(jīng)過最近十余年的除險(xiǎn)加固取得了顯著成效，總體上管理設(shè)施得以明顯改善，安全狀況得以明顯提高。但工程管理信息化技術(shù)水平仍然相對(duì)較為落后，管理手段單一，省、市、縣均未建立完整統(tǒng)一的工程管理信息系統(tǒng)，根本無法達(dá)到“規(guī)范、準(zhǔn)確、及時(shí)”的工作要求。為實(shí)現(xiàn)《江西省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)江西省防汛能力提升工程總體方案(2016—2018)的通知》提出的管理能力提升目標(biāo)，確保工程運(yùn)行安全，工程效益得到充分發(fā)揮，滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展和管理部門決策需要，建立全省統(tǒng)一的水庫運(yùn)行管理信息系統(tǒng)平臺(tái)十分必要。

1 江西水庫概況及建設(shè)目標(biāo)

截至2018年底，江西已注冊(cè)登記的水庫總數(shù)為10687座，其中大型水庫30座，中型水庫253座，小(1)型水庫1468座、小(2)型水庫8936座。

水庫數(shù)量眾多，功能和規(guī)模差異較大，建設(shè)全省水庫工程運(yùn)行管理信息系統(tǒng)需要較長(zhǎng)的時(shí)間和大量的資金。鑒于大中型水庫資料較為完備，管理設(shè)施較為齊全，運(yùn)行管理工作較為到位，系統(tǒng)建設(shè)分兩期進(jìn)行，大中型水庫作為Ⅰ期項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)，小型水庫作為Ⅱ期項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)。

根據(jù)《江西省水利工程條例》的規(guī)定，大中型水庫管理單位具體負(fù)責(zé)工程日常維護(hù)和安全管理工作；縣級(jí)以上水庫主管部門按照分級(jí)管理的權(quán)限，負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)工程的管理和監(jiān)督工作。據(jù)此建設(shè)水庫運(yùn)行管理信息系統(tǒng)Ⅰ期的總體目標(biāo)為：通過信息化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)水庫水雨情、工情等運(yùn)行管理數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、共享和利用，縣級(jí)以上水庫主管部門遠(yuǎn)程在線監(jiān)管，水庫管理單位各項(xiàng)運(yùn)行管理業(yè)務(wù)執(zhí)行信息化，從而提高水庫運(yùn)行管理工作效率和水平，及時(shí)掌握工程安全和運(yùn)行狀況，保障水庫大壩運(yùn)行安全。

2 建設(shè)原則

2.1 加強(qiáng)監(jiān)督、分級(jí)管理原則

江西水庫分布面廣，管理部門多，建設(shè)過程中有必要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)。在具體實(shí)施時(shí)，需進(jìn)行分級(jí)管理，省、市、縣水行政主管部門以及水庫管理單位各負(fù)其責(zé)，以省防汛信息中心、省大壩安全管理中心為技術(shù)支撐，基礎(chǔ)設(shè)備統(tǒng)一組織采購，系統(tǒng)的使用歸口各職能部門。

2.2 統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施原則

系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜工程，各組成部分既相互獨(dú)立，又密切聯(lián)系，因此需統(tǒng)籌規(guī)劃。系統(tǒng)建設(shè)又是一項(xiàng)涉及面廣、技術(shù)要求高、資金需求多的項(xiàng)目，由于江西水庫數(shù)量多，管理人員多，管理方式各異，而財(cái)力有限，因此，需分階段、分層次設(shè)定目標(biāo)分步實(shí)施。

2.3 注重應(yīng)用、講求實(shí)效原則

系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)以“用”為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，科學(xué)用、規(guī)范用，是建設(shè)的終極目標(biāo)，因此，要以面向全省水庫工程監(jiān)測(cè)活動(dòng)和運(yùn)行管理為要求，充分加強(qiáng)監(jiān)測(cè)設(shè)施的利用效率，全面保證監(jiān)測(cè)活動(dòng)的有效實(shí)施，重點(diǎn)突出監(jiān)測(cè)分析和預(yù)警預(yù)測(cè)，達(dá)到簡(jiǎn)明、快捷、準(zhǔn)確、及時(shí)的管理目標(biāo)。

2.4 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)領(lǐng)先原則

系統(tǒng)建設(shè)涉及網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)建設(shè)，要遵循國家制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，安全監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)、施工要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)儀器和監(jiān)測(cè)方法要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和要求。在此基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，在滿足需求的條件下優(yōu)先使用國產(chǎn)硬件與軟件。

3 功能設(shè)計(jì)

為滿足水庫主管部門和水庫管理單位對(duì)水雨情、工情、視頻或圖形等管理信息的統(tǒng)一監(jiān)管，開展巡視檢查、安全檢查、維修養(yǎng)護(hù)等管理工作，及時(shí)掌握水庫運(yùn)行性態(tài)的要求，水庫運(yùn)行管理信息系統(tǒng)Ⅰ期功能模塊按照水庫主管部門和管理單位的不同職責(zé)和定位進(jìn)行設(shè)計(jì)，水庫工程運(yùn)行管理信息系統(tǒng)Ⅰ期具體功能設(shè)計(jì)見表1。

表1 水庫運(yùn)行管理信息系統(tǒng)Ⅰ期功能設(shè)計(jì)

3.1 基礎(chǔ)信息模塊

主要支持對(duì)水庫基礎(chǔ)信息、注冊(cè)登記、年度安全報(bào)告進(jìn)行管理，基礎(chǔ)信息主要包括水庫基本信息、水庫工程特性、圖紙圖表、標(biāo)示標(biāo)牌、確權(quán)劃界、工程圖片等內(nèi)容。

3.2 安全監(jiān)測(cè)模塊

主要支持對(duì)水庫水雨情、工情等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的報(bào)送及管理。對(duì)于水雨情數(shù)據(jù)，可以對(duì)接江西省防汛決策支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。對(duì)于工情數(shù)據(jù)，建立有自動(dòng)采集系統(tǒng)的，通過數(shù)據(jù)匯集軟件遠(yuǎn)程調(diào)用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化匯集接口，沒有建立自動(dòng)采集系統(tǒng)的，采用人工填報(bào)方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。同時(shí)支持對(duì)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型分析處理，用于判斷大壩安全狀況。

3.3 智能巡檢模塊

主要是構(gòu)建智能化巡視檢查體系。支持根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)，定制化設(shè)置包含巡檢時(shí)間、巡檢周期、巡檢項(xiàng)目、巡檢點(diǎn)、巡檢路線等內(nèi)容的巡檢任務(wù)，經(jīng)審核后由工作人員采用智能巡檢工具現(xiàn)場(chǎng)完成巡檢任務(wù)，發(fā)現(xiàn)異常情況可及時(shí)上報(bào)處理，并根據(jù)巡檢結(jié)果自動(dòng)生成可包含文字、圖像、視頻、音頻等內(nèi)容的巡檢報(bào)告。

3.4 圖像視頻監(jiān)控模塊

主要支持對(duì)水庫主要建筑物和安全隱患等重要部位的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。從利舊以及節(jié)約建設(shè)成本的原則考慮，在線實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)可充分利用2013—2015年度江西山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目在全省大中型水庫建設(shè)的圖像視頻監(jiān)控系統(tǒng)，只需將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接入即可。

3.5 應(yīng)急預(yù)警模塊

主要支持對(duì)水庫安全管理應(yīng)急預(yù)案報(bào)送及管理，主要包括應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容、審批情況等信息。當(dāng)工程出現(xiàn)險(xiǎn)情或發(fā)生異常等情況時(shí)，發(fā)布報(bào)警提醒相關(guān)水庫管理單位及上級(jí)主管部門，并給出相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)及措施。

3.6 維修養(yǎng)護(hù)模塊

主要支持對(duì)水庫維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目的計(jì)劃申報(bào)、項(xiàng)目批復(fù)、實(shí)施方案、變更批復(fù)、中間驗(yàn)收、決算審核、檔案專項(xiàng)驗(yàn)收、竣工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)進(jìn)行全過程管理。

3.7 監(jiān)督考核模塊

主要支持縣級(jí)以上水庫主管部門監(jiān)督管轄范圍內(nèi)水庫運(yùn)行管理工作，對(duì)水庫管理單位運(yùn)行管理工作及其成果進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，并將水庫管理單位自評(píng)和水庫主管部門考核評(píng)價(jià)結(jié)果匯總至上級(jí)，服務(wù)于上級(jí)的監(jiān)督考核管理工作。

3.8 移動(dòng)平臺(tái)模塊

主要是通過開發(fā)APP移動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)端上進(jìn)行水庫基本信息和運(yùn)行管理相關(guān)信息的查詢和業(yè)務(wù)處理；支持提供水庫定位、導(dǎo)航服務(wù)；按照審核發(fā)布的巡檢任務(wù)進(jìn)行日常、汛前、汛后、年度等安全檢查。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)開發(fā)，自下而上由采集傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、支撐層、應(yīng)用層和用戶層構(gòu)成，邏輯關(guān)系見圖1。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

采集傳輸層：主要是將江西已建的防汛抗旱指揮系統(tǒng)、水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)等采集的水情、雨情、工情、圖像/視頻、水質(zhì)等各類數(shù)據(jù)匯集(或集成)至系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)層：主要利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、水利信息網(wǎng)組成的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸。

基礎(chǔ)層：包含系統(tǒng)機(jī)房、硬件設(shè)備等。

數(shù)據(jù)層：主要由基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫、監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)信息庫、空間信息數(shù)據(jù)庫、多媒體信息數(shù)據(jù)庫等組成。

支撐層：為應(yīng)用層提供應(yīng)用支撐平臺(tái)，由應(yīng)用服務(wù)、消息中間件、工作流引擎、數(shù)據(jù)匯集、用戶論證、“江西水利一張圖”等組成。

應(yīng)用層：主要為縣級(jí)以上水庫主管部門和水庫管理單位提供各類業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，由基礎(chǔ)信息、安全監(jiān)測(cè)、智能巡檢、圖像視頻、應(yīng)急預(yù)警管理、維修養(yǎng)護(hù)、監(jiān)督考核、移動(dòng)平臺(tái)組成。

用戶層：主要是為縣級(jí)以上水庫主管部門及水庫管理單位四級(jí)用戶提供不同權(quán)限的服務(wù)。

4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

水庫運(yùn)行管理信息系統(tǒng)Ⅰ期數(shù)據(jù)庫主要由基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫、監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫和多媒體數(shù)據(jù)庫等組成，數(shù)據(jù)庫框架結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 數(shù)據(jù)庫框架結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫：主要用于存儲(chǔ)工程、水文、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等基礎(chǔ)信息。其中：工程、水文等基礎(chǔ)信息由已建的水雨情、防洪工程數(shù)據(jù)庫進(jìn)行共享；社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等其他基礎(chǔ)信息來源于相關(guān)統(tǒng)計(jì)部門，采用數(shù)據(jù)交換方式接入數(shù)據(jù)庫。

監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫：主要用于存儲(chǔ)水雨情、工情、圖像視頻及水質(zhì)等監(jiān)測(cè)監(jiān)控類數(shù)據(jù)。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫：主要用于存儲(chǔ)智能巡檢、維修養(yǎng)護(hù)、預(yù)警分析、監(jiān)管考核等業(yè)務(wù)類數(shù)據(jù)。

空間數(shù)據(jù)庫：包括各種不同比例尺的水利專題圖和數(shù)字高程圖。

多媒體數(shù)據(jù)庫：主要用于存儲(chǔ)移動(dòng)巡檢過程中采集的視頻或圖像信息及系統(tǒng)所涉及的相關(guān)規(guī)章制度及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)。

4.3 運(yùn)行環(huán)境

硬件設(shè)備：為保證無故障穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)配置四臺(tái)服務(wù)器，一套存儲(chǔ)陣列，其中兩臺(tái)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過雙機(jī)熱備運(yùn)行，連接存儲(chǔ)整列作為數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)，兩臺(tái)服務(wù)器作為應(yīng)用服務(wù)器和應(yīng)用接入，提供業(yè)務(wù)及Web服務(wù)。

軟件環(huán)境：建設(shè)包括Windows Server 2003及以上操作系統(tǒng)、Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、TOMCAT應(yīng)用中間件等幾方面內(nèi)容。

5 結(jié) 語

江西水庫運(yùn)行管理信息系統(tǒng)Ⅰ期運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，建設(shè)覆蓋PC段、門戶網(wǎng)站、手機(jī)APP，包括基礎(chǔ)信息、安全監(jiān)測(cè)、巡視檢查、監(jiān)督考核等應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息查詢、智能巡檢、監(jiān)測(cè)分析、監(jiān)控預(yù)警等在線管理功能，對(duì)全方位提高江西水庫管理工作的水平和效能，保障水庫的安全運(yùn)行，充分發(fā)揮水庫的工程效益具有十分重要的作用，是發(fā)揮水庫工程效益、增強(qiáng)水庫防洪能力的有效手段，是保障江西水庫大壩安全管理工作走向現(xiàn)代化的關(guān)鍵措施和必由之路。