楊才俊

(四川省都江堰管理局工業(yè)用水管理處，四川 都江堰，611830)

都江堰是向供水區(qū)提供生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水為主，兼顧防洪、發(fā)電、旅游等多目標(biāo)綜合服務(wù)的大型水利工程。隨著灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，都江堰灌區(qū)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，其工業(yè)供水也達(dá)到了一個(gè)新的階段，工業(yè)供水在整個(gè)供水體系中占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。目前，除向成都、青白江地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)供水外，灌區(qū)內(nèi)其他地市的供水需求量也在不斷擴(kuò)大，工業(yè)用水信息化建設(shè)將促進(jìn)科學(xué)用水、管水，充分利用有限水利資源，增強(qiáng)水利工程管理單位的服務(wù)能力。實(shí)現(xiàn)都江堰工業(yè)用水信息化是當(dāng)前迫切需要高度重視的一個(gè)首要問題。

1 都江堰工業(yè)用水信息化系統(tǒng)的現(xiàn)狀

都江堰水利工程修建于公元前256年，它引岷江之水自流灌溉川西平原，哺育出美麗富饒的“天府之國”。都江堰管理局是四川省水利廳直屬的水利事業(yè)單位，承擔(dān)著都江堰灌區(qū)工程規(guī)劃、建設(shè)、管理和供水的任務(wù)，其中工業(yè)供水是灌區(qū)財(cái)政收入的主要經(jīng)濟(jì)來源。目前，成都市大型的工業(yè)企業(yè)及供水企業(yè)相繼投資建立了流量監(jiān)測設(shè)備，但是只能提供現(xiàn)場抄表讀數(shù)，不能滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求，其局限性突顯在時(shí)效性的不足上。人為因素為主的監(jiān)測結(jié)果存在一定的差異，變幅時(shí)小時(shí)大。

都江堰管理局工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)于2009-2010年期間建設(shè)完成，就是要將原先各個(gè)分散的計(jì)量信息通過遠(yuǎn)程信息采集及通信傳輸至中心站，并提供信息發(fā)布、計(jì)費(fèi)等功能，實(shí)現(xiàn)供水計(jì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)是為都江堰成都工業(yè)供水中心設(shè)計(jì)，集成用水計(jì)量及業(yè)務(wù)辦公等一系列功能的綜合管理系統(tǒng)。它是灌區(qū)水利信息化建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，也是灌區(qū)水利信息化建設(shè)的一項(xiàng)創(chuàng)造性成果，計(jì)量信息今后將接入到都管局中心。2010年7月通過水利部科技推廣中心驗(yàn)收，控制中心設(shè)在都江堰成都工業(yè)供水中心，負(fù)責(zé)接收成都地區(qū)和青白江地區(qū)12個(gè)用水戶共計(jì)24個(gè)流量計(jì)，通過GPRS方式傳輸上來的實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將原先各個(gè)分散的計(jì)量信息通過遠(yuǎn)程信息采集及通信傳輸至中心，并提供信息發(fā)布、計(jì)費(fèi)等功能，實(shí)現(xiàn)供水計(jì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖1)。

圖1 工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)基于GPRS的數(shù)據(jù)傳輸過程：遠(yuǎn)程終端數(shù)據(jù)通過RS232或RS485輸入到GPRS Modem，GPRS Modem將數(shù)據(jù)組合成TCP/IP包，通過GPRS把數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集。同理服務(wù)器的控制指令和數(shù)據(jù)通過GPRS傳送到GPRS Modem，GPRS Modem分拆TCP/IP包，然后將數(shù)據(jù)通過RS232或RS485發(fā)送給終端設(shè)備，完成遠(yuǎn)程控制調(diào)度。由于GPRS Modem是基于TCP/IP協(xié)議的完全透明的傳輸數(shù)據(jù)，終端設(shè)備直接與Modem的RS232串口相連，使用非常方便。

青白江的11個(gè)流量計(jì)由水科院負(fù)責(zé)通過GPRS傳輸數(shù)據(jù)，只需在成都中心站部署服務(wù)器端程序接收數(shù)據(jù)，該服務(wù)端程序用java編寫，根據(jù)水科院提供的數(shù)據(jù)報(bào)格式把數(shù)據(jù)接收下來并入庫，通過觸發(fā)器把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Web平臺所使用的數(shù)據(jù)格式，并用數(shù)據(jù)同步程序把數(shù)據(jù)寫入Web平臺的數(shù)據(jù)庫表中，以實(shí)現(xiàn)對水量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 當(dāng)前工業(yè)用水信息化系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題

目前，工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)已運(yùn)行11年多的時(shí)間，信息化系統(tǒng)存在的問題也逐步出現(xiàn)。2019年3月中旬，都江堰管理局工業(yè)用水處對現(xiàn)有主要站點(diǎn)進(jìn)行了一次排查，對目前系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題進(jìn)行了梳理，存在問題如下。

2.1 中心站機(jī)房現(xiàn)狀

中心站機(jī)房主要由兩臺IBM服務(wù)器和一套UPS電源還有若干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。一臺服務(wù)器(IBM X3610)作為Web服務(wù)器，安裝了GIS軟件并導(dǎo)入大成都地區(qū)的電子地圖，為因特網(wǎng)用戶提供訪問系統(tǒng)平臺服務(wù)；一臺服務(wù)器(IBM X3650)作為數(shù)據(jù)庫/通信服務(wù)器，安裝了ORACLE10g數(shù)據(jù)庫并把系統(tǒng)表結(jié)構(gòu)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，部署了GPRS數(shù)據(jù)接收程序，負(fù)責(zé)接收成都地區(qū)和青白江地區(qū)12個(gè)用水用戶共計(jì)24個(gè)流量計(jì)通過GPRS方式傳輸上來的實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)。

中心站機(jī)房目前Web服務(wù)器(IBM X3610)已經(jīng)故障，無法正常使用，導(dǎo)致軟件無法登陸；數(shù)據(jù)庫/通信服務(wù)器(IBM X3650)由于缺乏技術(shù)人員維護(hù)，數(shù)據(jù)庫故障，已經(jīng)無法登陸。都江堰管理局工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)始建于2009年，目前軟件功能已經(jīng)無法滿足都江堰管理局工業(yè)用水管理處現(xiàn)代化移動(dòng)辦公的需求。

中心站機(jī)房硬件方面，由于房屋存在漏水現(xiàn)象，用電存在隱患致空調(diào)設(shè)備無法運(yùn)行，煙霧報(bào)警設(shè)備缺失，中心機(jī)房在運(yùn)行過程中存在較大的安全隱患。

中心站機(jī)房運(yùn)行維護(hù)方面，由于缺乏專業(yè)的技術(shù)人員對系統(tǒng)軟件硬件進(jìn)行巡檢維護(hù)，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)軟件硬件故障、網(wǎng)絡(luò)故障、電氣故障等方面的問題時(shí)無法快速地解決修復(fù)。

2.2 遙測站點(diǎn)現(xiàn)狀

通過2019年3月份的初步排查，遙測站點(diǎn)現(xiàn)狀除成鐵2個(gè)點(diǎn)、成鋼老區(qū)、川化2、3號共5個(gè)測點(diǎn)停止運(yùn)行，南河水位井無法修復(fù)外，其他26個(gè)測點(diǎn)可以恢復(fù)上線運(yùn)行。損壞的成鋼新區(qū)、川化1號、水六廠C區(qū)、郫縣水廠4個(gè)測點(diǎn)，被拆除的巨石化工廠可以通過更換采集設(shè)備完成采集數(shù)據(jù)任務(wù)；另外玉龍、青白江水廠3個(gè)點(diǎn)、巨石共4個(gè)測點(diǎn)新安裝了流量計(jì)需要重新接線并采集數(shù)據(jù)；環(huán)境用水點(diǎn)蘇坡支渠傳感器需要重新布線；紅光右支渠需要新購傳感器。

通過對遙測站點(diǎn)的現(xiàn)狀分析主要存在以下問題：

(1)遙測站點(diǎn)的運(yùn)行維護(hù)，缺少有專業(yè)資質(zhì)的公司及技術(shù)人員參與巡檢維護(hù)；

(2)遙測站點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉PRS信號，由于欠費(fèi)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸停止；

(3)有些遙測站點(diǎn)處于野外，存在極大的損毀被盜風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 數(shù)據(jù)傳播準(zhǔn)確性方面

各采集終端的數(shù)據(jù)，通過GPRS數(shù)據(jù)卡和專用APN移動(dòng)專線傳輸至成都中心站。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集箱串連于用水戶流量計(jì)內(nèi)，用水戶流量計(jì)約3s采集一次流量數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)每5min采集一次，所以GPRS計(jì)量數(shù)據(jù)與人工抄讀數(shù)據(jù)存在少量偏差。

3 新信息化系統(tǒng)建設(shè)探索

都江堰工業(yè)供水是都江堰管理局財(cái)政收入的主要經(jīng)濟(jì)來源，因此，都江堰管理局工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)必不可少，工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)對工業(yè)用水管理至關(guān)重要。讓有限的水資源得以有效保護(hù)、合理配置和高效利用，建設(shè)都江堰工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)更應(yīng)注重以下幾個(gè)方面。

3.1 信息系統(tǒng)集成化、共享化

針對本次應(yīng)用服務(wù)器中間件產(chǎn)品，我們綜合考慮了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、穩(wěn)定性、安全性、運(yùn)行效率、售后服務(wù)等因素，選擇符合J2EE規(guī)范的JBoss Application Server作為應(yīng)用服務(wù)器選用的中間件產(chǎn)品。JBoss是一個(gè)基于J2EE的開放源代碼的應(yīng)用服務(wù)器，用于實(shí)現(xiàn)基于SOA架構(gòu)的web應(yīng)用和服務(wù)，支持EJB 1.1、EJB 2.0和EJB3.0的規(guī)范。

在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)上，要遵循標(biāo)準(zhǔn)的SQL語法規(guī)范，因此，對于數(shù)據(jù)庫沒有特定的要求，能夠支持現(xiàn)今市面上的主流數(shù)據(jù)庫(如：Oracle、SQL Server、MySQL等)。同時(shí)，為保證此次系統(tǒng)達(dá)到最佳的處理性能，以及從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面因素考慮，本次系統(tǒng)可采用Oracle作為系統(tǒng)的支撐數(shù)據(jù)庫，以達(dá)到和管理局自動(dòng)化系統(tǒng)并接，共享信息。

3.2 工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)科學(xué)實(shí)用

3.2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控窗口

探索建立實(shí)施監(jiān)控窗口，能夠?qū)χ攸c(diǎn)用戶用水水量、水位進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)基于地圖(或GIS)的方式直觀顯示，并支持畫面的無級縮放、動(dòng)畫展示、狀態(tài)特效等展示功能，方便都江堰工業(yè)用水管理人員直觀、快速了解各重點(diǎn)用戶用水情況。系統(tǒng)接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的水位、流量數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，從而實(shí)現(xiàn)對所需信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

3.2.2 計(jì)量科學(xué)準(zhǔn)確

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集箱串連于用水戶流量計(jì)內(nèi)，用水戶流量計(jì)約3s采集一次流量數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通過技術(shù)手段與用水戶流量計(jì)采集時(shí)間達(dá)到一致，消除GPRS計(jì)量數(shù)據(jù)現(xiàn)存的少量偏差。

3.2.3 歷史數(shù)據(jù)的報(bào)表生成網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)

主要根據(jù)使用情況選擇的條件顯示用水量日統(tǒng)計(jì)表和用水量月統(tǒng)計(jì)表的數(shù)據(jù)內(nèi)容，以圖表的形式顯示出來，數(shù)據(jù)查詢采用圖形和表格的方式，使供水管理方對數(shù)據(jù)一目了然。同時(shí)能將報(bào)表輸出為html格式、excel格式的報(bào)表文件，以方便存儲管理。

查詢歷史數(shù)據(jù)采取兩種方式查詢，一種是變量方式查詢，一種是測站方式查詢。歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出靈活，可按需求導(dǎo)出需要的歷史數(shù)據(jù)直接生成報(bào)表，分析工業(yè)用水戶水量情況。

3.3 運(yùn)行維護(hù)服務(wù)

都江堰工業(yè)用水水量計(jì)費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)投入使用后，必須充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)服務(wù)。將系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)服務(wù)外包于第三方有資質(zhì)、有專業(yè)技術(shù)人員的公司進(jìn)行長期維護(hù)，建立報(bào)警管理系統(tǒng)，可以使監(jiān)控中心內(nèi)運(yùn)行人員第一時(shí)間獲知運(yùn)行過程中產(chǎn)生的設(shè)備故障報(bào)警和將要產(chǎn)生的生產(chǎn)事故信息報(bào)警。當(dāng)運(yùn)行過程中設(shè)備一旦發(fā)生故障時(shí)相應(yīng)的區(qū)域顯示閃爍，并顯示一組設(shè)備報(bào)警，提醒專業(yè)維修人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行維修、保養(yǎng)。

4 結(jié)語

工業(yè)用水信息化的建設(shè)是都江堰灌區(qū)水利信息現(xiàn)代化的重要一環(huán)。當(dāng)前，最為緊要的是在已有初步建設(shè)規(guī)模的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)管理水平，對其完善和提升，盡快形成體系化操作流程，使其掌握的工業(yè)用水?dāng)?shù)據(jù)成果切實(shí)為灌區(qū)服務(wù)，保障都江堰管理局經(jīng)濟(jì)收入穩(wěn)定和可持續(xù)。加強(qiáng)都江堰灌區(qū)工業(yè)用水信息化建設(shè)刻不容緩。