湯河水庫綜合決策支持信息化系統(tǒng)技術(shù)研究

曹桂芬 湯河水庫管理局 111000

湯河水庫綜合決策支持信息化系統(tǒng)技術(shù)研究

曹桂芬 湯河水庫管理局 111000

本文對遼寧省湯河水庫綜合決策支持信息化系統(tǒng)的研究與建設(shè)成果進(jìn)行介紹，同時分析目前國內(nèi)外在此領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，重點對實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)和建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和探討。

湯河水庫；決策支持；信息化

1 背景

湯河水庫系遼寧省水利廳直屬八大水庫之一，水庫以防洪、工業(yè)及城市生活供水為主，兼顧灌溉、養(yǎng)魚、發(fā)電、旅游等，是一座綜合利用的大（2）型水利樞紐工程，為多年調(diào)節(jié)水庫。湯河水庫綜合決策支持信息化系統(tǒng)采用統(tǒng)一平臺，全面、直觀、系統(tǒng)的將各子系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息及成果展現(xiàn)給會商決策人員，系統(tǒng)已成為水庫管理與決策的重要支持平臺，為水庫的現(xiàn)代化建設(shè)帶來了質(zhì)的飛躍。

2 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

世界各國都十分重視水庫管理自動化信息化系統(tǒng)技術(shù)研究與建設(shè)，但技術(shù)發(fā)展不平衡。國外發(fā)達(dá)國家（如美國、日本、德國）在該領(lǐng)域比較完善。發(fā)展中國家（如印度、巴基斯坦）已開展這方面的工作，并取得了較好的效果。但世界各國的水庫管理自動化信息化系統(tǒng)技術(shù)研究均與本國的具體國情相關(guān)，具有自身的特點，各地區(qū)水庫特點不同往往不能簡單借鑒和引進(jìn)。

國內(nèi)水庫管理自動化信息化系統(tǒng)主要針對大江、大河和數(shù)量較少的大型水庫以及城市防洪體系的建設(shè)，流域特性決定水文預(yù)報和防洪調(diào)度模型不盡相同，應(yīng)用效果較好。但在水庫管理自動化信息化系統(tǒng)實施中往往只重視硬件系統(tǒng)建設(shè)，而專業(yè)的綜合決策支持信息化監(jiān)測與分析系統(tǒng)（軟件）開發(fā)，此方面的研究尚屬起步階段，并且南北方發(fā)展不平衡，沒有充分發(fā)揮水庫防洪減災(zāi)、調(diào)配水資源的作用。

湯河水庫的綜合決策支持信息化系統(tǒng)是多年來水庫自動化與信息化建設(shè)發(fā)展成果的結(jié)晶，通過現(xiàn)代化的技術(shù)手段實現(xiàn)了水庫控制運(yùn)用管理的現(xiàn)代化、信息化綜合支持，為水庫的管理水平帶來了質(zhì)的飛躍。系統(tǒng)的總體性能指標(biāo)穩(wěn)定，能夠達(dá)到綜合決策支持的目的，系統(tǒng)的總體技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

3 主要研究內(nèi)容

湯河水庫綜合決策支持信息化系統(tǒng)是在水庫專業(yè)自動化建設(shè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，項目建設(shè)了湯河水庫調(diào)度信息中心，實現(xiàn)水庫控制與管理的信息支持平臺。主要研究內(nèi)容如下：

（1）水文遙測系統(tǒng)；

（2）大壩安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)；

（3）遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視系統(tǒng)

（4）防汛會商系統(tǒng);

（5）水文預(yù)報與防洪調(diào)度系統(tǒng)。

4 研究方案及技術(shù)路線

建設(shè)水文遙測系統(tǒng)，由8個遙測站（8個雨量、3個水位）、3個中繼站、1個自動氣象站和湯河水庫調(diào)度中心構(gòu)成，實現(xiàn)系統(tǒng)測區(qū)內(nèi)站點的降水量、水位和流量的自動采集和處理；建設(shè)大壩安全監(jiān)測子系統(tǒng)，實現(xiàn)了壩體的內(nèi)外部自動化監(jiān)測，開發(fā)大壩安全監(jiān)測分析評價系統(tǒng)，實現(xiàn)壩體安全在線分析評價；建設(shè)閘門運(yùn)行自動控制系統(tǒng), 實現(xiàn)溢洪道及輸水洞閘門啟閉分布式自動控制；建設(shè)管道供水自動計量系統(tǒng)，實現(xiàn)供水計量和信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化；開發(fā)了適用于湯河流域的水文預(yù)報與防洪調(diào)度子系統(tǒng)。設(shè)置視頻監(jiān)視點3個，監(jiān)視中心設(shè)電視墻、DLP大屏幕和硬盤錄像系統(tǒng)，并開發(fā)湯河水庫防汛會商決策支持系統(tǒng)。

5 主要成果

（1）水文遙測系統(tǒng)

湯河水庫水文自動測報系統(tǒng)由8個遙測站（8個雨量、3個水位）、3個中繼站、1個自動氣象站和湯河水庫調(diào)度中心構(gòu)成。系統(tǒng)利用遙測、通信、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，完成測區(qū)內(nèi)站點的降水量、水位和流量的自動采集，并在中心站對水、雨情數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲，滿足了水庫調(diào)度和水文資料收集的需求。

（2）大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)

湯河水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)完全實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)采集的自動化、分析與評價模型的電算化、監(jiān)測信息與分析成果的信息化。該系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線分層分布式結(jié)構(gòu)，并開發(fā)出功能齊全的大壩安全分析評價軟件，填補(bǔ)了我國北方地區(qū)土石壩水庫安全監(jiān)測和評價的空白。同時開發(fā)了模糊綜合評價、灰色關(guān)聯(lián)度評價與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價三個土石壩安全綜合評價模型軟件，并結(jié)合在線分析與人工巡視監(jiān)測成果實現(xiàn)大壩安全的在線健康趨勢分析與綜合評價。

(3) 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視系統(tǒng)

湯河水庫遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對湯河水庫重點部位的實時監(jiān)控，系統(tǒng)設(shè)（重點部位）視頻監(jiān)視站3個，分布于樞紐重點位置。具備權(quán)限的用戶可通過會商中心或水庫局網(wǎng)中的任何計算機(jī)實現(xiàn)視頻監(jiān)視和管理。歷史監(jiān)控信息可通過硬盤錄像的形式存儲。

(4) 防汛會商系統(tǒng)

依托已有的水文測報、大壩監(jiān)測、視頻監(jiān)控等各自動化專業(yè)子系統(tǒng)，由大屏幕投影與擴(kuò)聲等組成視訊會議基礎(chǔ)，構(gòu)成調(diào)度樓內(nèi)防汛會商系統(tǒng)。為水庫防汛調(diào)度、領(lǐng)導(dǎo)決策會商、日常辦公會議等提供先進(jìn)的技術(shù)環(huán)境和方便的操作環(huán)境，降低管理人員工作強(qiáng)度、提高水庫管理工作、防汛調(diào)度工作效率和管理水平。匯集各專業(yè)系統(tǒng)采集處理后的相關(guān)信息，由大屏幕投影與擴(kuò)聲等組成視訊會議基礎(chǔ)，構(gòu)成調(diào)度樓內(nèi)防汛會商系統(tǒng)。會商系統(tǒng)中的所有設(shè)備均由集中控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。會商決策支持系統(tǒng)整合水庫水雨情測報與洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等子系統(tǒng)功能。

（5）水文預(yù)報與防洪調(diào)度系統(tǒng)

系統(tǒng)在功能邏輯上由信息查詢、洪水預(yù)報、洪水調(diào)度方案生成、洪水調(diào)度方案評價等功能組成，實現(xiàn)水庫防洪與興利的多功能多模型耦合；而且結(jié)合水庫實際需求，實現(xiàn)了水庫水量平衡自動化計算與分析，大大提高了對繁瑣數(shù)據(jù)的操作效率。

6 主要研究結(jié)論

湯河水庫的信息化建設(shè)目前已全部完成，系統(tǒng)經(jīng)歷2007和2008兩年汛期的考驗，運(yùn)行穩(wěn)定，功能齊全。本項目是遼寧省首次實現(xiàn)水庫的信息化工程實例，工程水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。項目解決了湯河水庫水文遙測系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、閘門運(yùn)行自動控制系統(tǒng)、管道供水自動計量系統(tǒng)、水文預(yù)報與防洪調(diào)度系統(tǒng)及遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視與防汛會商系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵問題。信息化工程已為水庫的控制運(yùn)用與管理帶來了質(zhì)的飛躍。湯河水庫作為湯河流域上唯一控制性骨干工程，在水庫工程優(yōu)化與調(diào)度效益發(fā)揮上起到了決定性的作用，系統(tǒng)必將在今后的實際應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.064

曹桂芬（1972.9），女，遼寧遼陽人，高級工程師，主要從事水庫管理方面的研究。