大型水利枢纽工程管理信息化系统的构建

许　媛，周灿华，刘媛媛，张卫东

大型水利枢纽工程管理信息化系统的构建

许媛，周灿华，刘媛媛，张卫东

（江苏省江都水利工程管理处，江苏江都225200）

江苏省江都水利枢纽工程是一座具有防洪减灾、水资源供给和水生态改善等综合功能的大型水利工程，是江苏省水利系统的窗口单位之一。为适应当前江苏水利现代化建设的新形势、新机遇，推进江都水利枢纽工程管理信息化建设已显得日益迫切。介绍了江都水利枢纽工程管理信息化建设的基本情况，分析了存在的不足，对其阶段建设目标和主要建设内容进行了探讨，并提出了几点想法，希望能对类似水利工程管理信息化建设起到一定的启示和借鉴作用。

水利枢纽；工程管理；信息化

1　概述

江都水利枢纽作为淮河治理的重要节点工程以及江苏江水北调和国家南水北调东线的源头工程［1］，具有抽江北送、自流引江、抽排涝水、分泄洪水、余水发电、保障航运、改善生态环境等综合功能，工程位置独特、作用重要、效益显著，在多方面具有不可复制的唯一性。其规划建设科学合理、运行管理先进高效，从规划布局、设计施工到运行管理，堪称江苏省乃至全国治水的典范。近几年，江苏省江都水利工程管理处抢抓江苏推进水利现代化建设的新机遇，超前谋划，率先编制了《江苏省江都水利枢纽管理现代化规划（2011—2020）》［2］，并于2013年1月获得江苏省水利厅批复，这标志着江都水利枢纽工程管理工作全面迈入现代化建设的新阶段。工程管理信息化被列为江都水利枢纽管理现代化的重要内容和标志，得到重点推进，取得了明显成效。

近几年，管理单位抓住南水北调东线江都站改造等工程建设的机遇，大力推进水闸、泵站工程自动化监控系统建设，不断提高工程管理的科技含量和信息化水平，为全面推进江都水利枢纽工程管理信息化建设奠定了基础。

（1）推进工程监控自动化建设。以自动化监控技术的研发和推广为重点，不断推进工程管理控制手段的现代化。重点是抓住南水北调东线工程江都站改造机遇，在江都三站、江都四站、江都站变电所、江都东闸、江都西闸等大中型工程中应用最新的自动化监控技术和设备，全面提升工程控制运用管理科技水平。到2015年底，所管辖的4座大型泵站、12座大中型水闸、1座110 kV变电所均实现了自动化监控或监测，工程运行管理科技水平明显提高。

（2）构建工程管理信息化系统。建立江都水利枢纽工程信息发布系统、水情遥测系统，初步实现水情、工情、汛情实时监测、信息数据共享，在工程防汛防旱科学调度和安全运行方面发挥了重要作用。建立完善江都管理处办公自动化系统和“引江信息网”门户网站，实现单位最新动态及重要信息发布、内部邮件传送、工程信息查询等功能。同时，在变电所初步建立了集中控制中心，对由4座泵站、变电所及周边3座配套水闸组成的核心工程探索推行远程集中控制的运行管理新模式。

（3）编制枢纽工程信息化建设方案［3］。围绕建立技术领先、体系完善、科学高效的江都水利枢纽管理信息化体系的总体目标，组织开展信息化规划方案论证工作，将其列为《江都水利枢纽管理现代化规划（2011—2020）》的重要组成部分。并于2014年编制了《江都水利枢纽信息化建设方案》，使得江都水利枢纽信息化建设目标更明确、思路更清晰、方案更具体，为加快水利信息化建设提供了重要依据。

按照新时期水利工程管理现代化建设的现实需要，信息化建设必须紧紧围绕江苏水利现代化规划和江都水利枢纽管理现代化规划确立的目标任务，以水利信息化引领江都水利枢纽管理现代化建设。因此，今后一段时期还将加大信息化建设力度，着力构建较为完善、先进实用的信息化体系。

2　信息化系统框架

目前国内水利枢纽信息化系统由于起步较晚，尚无标准、成熟的综合管控平台产品以及明文规定的水利枢纽信息系统的标准构架，许多工程都是由多个功能单一的信息化子系统集成而成，如泵站及水闸监控子系统、工程安全监测子系统、水雨情测报子系统、水质监测子系统、视频监视子系统、生产管理信息子系统等［4］。根据目前存在的这些水利枢纽信息系统可总结出一套一般的系统框架［5，6］，如图1所示。

图1　水利信息系统一般框架

（1）表示层。为了给水利工程从业者连同一般用户提供一定程度的信息支持，利用客户端组建而成的水利信息门户。

（2）网络层。为了使水利相关的数据在以公用网络和私人网络为载体的条件下进行派送而构建的网络层，网络安全尤为重要。

（3）应用层。水利信息系统框架中的核心部分为应用层。这部分结构的构建要以信息化技术作为载体，根据不同的水利研究场景以及不具有普适性的具体枢纽应用模型作为条件，为不同的水利用户提供具体的水利相关服务，如雨、水情测报，水质监测等［7］。

（4）数据层。数据层是系统核心部分应用层发挥作用的前提与纽带。整体构架中出现的数据都是由数据层以数据结构为载体对其进行宏观调试及管理，因此相关的数据载体以及数据库的运营控制都要在规定范围内完成［8］。

（5）采集层。为了获取水利枢纽的外界环境或者工程实际运行信息，如工程安全、闸站开闭、水质实时监测等，采集层以传感器输入、手动输入等方式将水利枢纽信息系统在各种实时情况下所需的具体内容提供给整个构架。

3　信息化系统总体设计

基于江都水利枢纽承担的功能和实际需求，信息化管理体系大致可分为工程监控与信息采集系统、综合业务应用系统、资源共享服务系统三大部分，主要涉及工程监控、调度管理、工程管理、河湖管理、水文测报、电子政务（办公自动化）以及信息处理与资源共享等方面。总体的逻辑结构，如图2所示。

图2　整体逻辑结构

3.1工程监控与信息采集系统

主要包括远程集中监控系统、闸站监控系统。

3.1.1远程集中监控系统

利用江都站变电所控制室建立完善江都水利枢纽远程集中监控中心，改造完善监控设备、控制软件、数据存贮中心和现场控制设备，对枢纽主要站闸运行数据、视频信号进行汇集和存贮，对泵站工程及周边主要配套水闸组成的核心工程进行远程集中控制，对其他水闸进行集中监测、监视，可实现枢纽工程的集中监控和运行管理。

3.1.2闸站监控系统

对现有闸站工程监控系统分期进行升级改造，完善保护系统，研究开发智能化管理软件，实现对闸站工程进行自动控制、视频监视和设备保护，对主要水情数据、设备运行状态进行自动采集、显示、分析和存储，提高可靠性、安全性、实用性，全面提升水闸、泵站工程监控的技术水平。

3.2综合业务应用系统

主要包括防汛防旱调度管理、工程管理、水文测报、河湖管理、电子政务（办公自动化）等子系统。

3.2.1防汛防旱调度管理系统

按照江苏省水利防汛抗旱决策支持系统的框架结构，利用江都水利枢纽工程集中监控中心，建设防汛防旱调度管理系统，设置工情、雨情、水情、灾情、水量等信息采集、数据存贮管理中心，研究编制优化调度方案和闸站工程联合调度管理方案，研究开发调度管理系统软件，实现对各种信息进行显示、查询、统计分析；发布工程调度指令，跟踪记录执行情况；对泵站工程进行优化调度；泵站与配套工程形成联合调度模式，满足防汛防旱预警及调度管理要求，保证工程安全高效的运行。

3.2.2工程管理信息系统

按照工程管理规程和办法，结合工程管理精细化的要求，研究开发工程管理信息系统，其主要内容涵盖规划建设、加固改造、运行管理、检查观测、维修养护、管理考核、安全生产、应急管理、水政执法、制度规程、信息发布、网络审批等方面，具有工程管理全过程信息的存储、统计、管理、查询、信息发布等功能，可基本实现水闸、泵站技术管理的数字化、网络化。

3.2.3水文测报系统

按发展需要对现有水文测站进行合理调整，增加泵站、水闸水文站点，对枢纽水文数据统一采集、统一发布，实行数据共享。在江苏省水文信息化系统的总体要求和框架下，按照先进实用原则，建立水文测报信息系统，实现水文数据自动采集、处理和发布。

3.2.4河湖管理信息系统

基于管理单位承担的邵伯湖高邮湖管理职能，建立河湖信息系统。利用遥感技术、地理信息系统、全球定位系统以及水位、雨量、水质等自动监测技术，实现河湖水文信息、水质信息、健康状况、堤防管理现状、水利工程运行情况、保护范围内建设项目等信息的自动采集、分析。同时，对巡查执法信息进行实时采集、传送、存贮，对违章处理进行跟踪，为科学保护河湖提供技术支撑。

3.2.5电子政务系统

（1）行政资源管理系统。依据《水利电子政务基本技术要求》，结合江都水利枢纽职能，在原办公自动化系统基础上，建立行政资源管理系统，实现财务审计、人力资源、培训考核、文献档案、视频会议等统一管理，实现与江苏省水利厅、厅属单位相关系统联网运行，做到网上查看、网上申请、网上审批，提升行政资源管理的水平。

（2）公众服务管理系统。以“引江信息网”为基础，建立WEB“门户网站”和WAP“门户网页”，向公众提供发布政策法规、政务信息、水情水质信息、湖泊保护信息、工程运行信息等，满足社会对公众信息的需求。

3.3资源共享系统

主要包括信息处理系统、数据中心、资源共享系统等。

3.3.1信息处理系统

按照《江苏省水利数据中心技术规范》及相关规章制度，结合江都水利枢纽实际需求，研究水文、闸站、河湖等各类信息的收集、处理技术，建立信息处理系统，达到各类水利信息的统一处理。

3.3.2数据中心

按照省水利信息存储的总体要求和统一规划，建立闸站监控、水文信息、河湖信息等节点数据中心，各个数据库实现统一开发平台、统一传输模式、统一维护管理，实现闸站、河湖、水文等各类信息的统一存储。同时，建设标准化机房。

3.3.3资源共享系统

在相关标准体系的框架下，建立开放的、标准的资源共享系统，实现内部系统之间、上下级部门、管理处与水利厅之间的资源共享与交换。

4　建议

（1）推进信息化建设需要科学编制建设方案。信息化建设是一个系统工程，需要分步推进、不断完善。因此，当前首先要根据水利现代化建设的总体要求和上级信息化建设的规划布局，结合单位的实际情况，制订信息化建设规划和方案，确定总体架构，在此基础上，分功能块开展专题研究和专项方案设计，并在实践中不断完善提高。

（2）推进信息化建设需要紧密结合实际需求。在制定和实施信息化建设方案的过程中，不能片面追求“高、大、上”，而要更多地结合本单位、本工程的实际需求和多年打下的良好基础，与工程管理的相关要求、精细化管理理念等充分融合，既要体现先进性，更要体现安全性、可靠性、实用性，还要考虑经济性。

（3）推进信息化建设需要加强专项技术研究。当前，信息化技术高度发达、发展迅速，如何在水利工程管理中推广应用、提高管理的技术水平，需要有针对性地开展专题研究。近阶段需重点开展泵站集中远程控制、泵站优化调度、闸站联合调度、业务管理信息化等方面的技术研究，为专项方案的编制提供技术支持。

（4）推进信息化建设需要不断加大资金投入。信息化系统设计寿命有限，技术更新较快，管护要求较高，无论是建设还是管理维护都必须有一定的资金作保证。一方面，要利用工程建设、加固改造等，落实信息化建设资金；另一方面，要按照日常管理、维护、升级的需要，落实信息化系统运行维护、完善升级资金。

5　结语

推进江都水利枢纽工程管理信息化建设是适应水利现代化建设的客观要求，是提高江都水利枢纽运行管理效能、提高现代化管理水平、展示南水北调东线源头工程现代化建设成就的重要标志，需要积极实践、大胆探索，加强组织领导和专项技术研究，编制细化建设方案，积极、有序地分步推进，并不断完善、总结、提高，努力把江都水利枢纽工程打造成江苏省乃至全国水利工程管理现代化建设的示范窗口之一，为水利工程管理信息化建设提供成功经验。

［1］辛华荣，周灿华，樊旭，等.对江都水利枢纽管理现代化的思考［J］.中国水利，2013（8）：40-45.

［2］江苏省江都水利工程管理处.江苏省江都水利枢纽管理现代化规划（2011—2020）［R］.江都：江苏省江都水利工程管理处，2013.

［3］江苏省江都水利工程管理处.江都水利枢纽工程信息化建设方案［R］.江都：江苏省江都水利工程管理处，2014.

［4］吴苏琴.基于计算机技术的水利工程管理信息化系统研究［D］.西安：西安理工大学，2010：64-65.

［5］宋斯阳.水利枢纽数字水利信息系统的分析与设计［D］.西安：长安大学，2013：28-29.

［6］苗飞跃.水利工程信息化系统集成技术研究和实现［D］.扬州：扬州大学，2014：40-44.

［7］吴擎文.贵州省黔中水利枢纽工程信息化系统技术方案探讨［J］.中国农村水利水电，2013（7）：72-74.

［8］张毅波.大型水利枢纽综合集成管理系统分析与设计［D］.武汉：华中科技大学，2010：16-20.

Construction of Management Informatization System of Large-scale Water Control Project

XU Yuan1，ZHOU Can-hua1，LIU Yuan-yuan1，ZHANG Wei-dong1
（Jiangdu Water Conservancy Project Management Office，Jiangdu 225200，China）

Jiangsu Province Jiangdu water conservancy project is a large water conservancy project with flood control and disaster mitigation，water supply and water ecological improvement function，and is one of the window units of Jiangsu province water conservancy project construction and management.In order to adapt to the new situation and new opportunities of Jiangsu water conservancy modernization construction，it is urgent to promote the construction of management information of Jiangdu water conservancy project.It is introduced of the basic situation of management information construction of Jiangdu water conservancy project，and the disadvantages are analyzed，and the stage construction goal and main construction contents are discussed，and some ideas of information construction are put forward，in order to enlighten similar water conservancy project management information construction.

water control project；engineering management；informatization

TP317.1

A

1004-7328（2016）04-0059-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2016.04.019

2016—03—12

许媛（1981—），女，工程师，主要从事水利工程建设管理工作。