水利樞紐工程綜合管理信息化系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

王程

【摘 要】隨著我國水利行業(yè)的不斷發(fā)展，逐漸突出了運(yùn)行管理等方面問題，基于以上發(fā)展現(xiàn)狀，需要建立健全水利樞紐運(yùn)行管理機(jī)制。文章對水利樞紐工程綜合管理信息化系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】水利樞紐工程；綜合管理；信息化；框架設(shè)計(jì)

1前言

水利工程管理是我國水利管理中重要的組成部分，是一個(gè)不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)歷史過程，其建設(shè)標(biāo)志著從傳統(tǒng)水利走向現(xiàn)代水利的變革。水利工程管理以使用防滲墻施工技術(shù)、混凝土壩施工技術(shù)、砌石拱壩施工技術(shù)和水庫土壩防滲加固技術(shù)等現(xiàn)代化施工技術(shù)來提高工程質(zhì)量、發(fā)揮工程效益為目標(biāo)，管理內(nèi)容包括施工前質(zhì)量管理、施工過程管理、施工后質(zhì)量管理和施工成本管理。本文對水利工程管理中存在的問題與對策進(jìn)行研究，并從施工前質(zhì)量管理、施工過程管理、施工后質(zhì)量管理和施工成本管理四個(gè)方面來分析水利工程管理的內(nèi)容。

2水利樞紐運(yùn)行管理當(dāng)中存在的各項(xiàng)問題

2.1缺乏完善的水利樞紐運(yùn)行管理制度

在實(shí)際建立水利樞紐運(yùn)行管理機(jī)制期間，存在較大界定模糊的法律條文，在確定和明確管理體系期間，大部分水利樞紐運(yùn)行管理制度出現(xiàn)不同程度的問題，并且在實(shí)際應(yīng)用期間逐漸顯示出較大的不適應(yīng)性，在較大程度上制約了水利樞紐運(yùn)行實(shí)效性。

2.2分析工業(yè)生產(chǎn)期間產(chǎn)生的污染

針對水利樞紐運(yùn)行管理制度來說，城市工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢物物以及居民生活排放的污水等，都會(huì)對水利工程產(chǎn)生較大的污染影響。即使某些工業(yè)企業(yè)在廢水排放口設(shè)置了一系列廢水凈化處理設(shè)施，然而還有相當(dāng)一大部分企業(yè)由于資金等各項(xiàng)因素影響，沒有對污水和廢水進(jìn)行凈化處理直接排放在自然環(huán)境當(dāng)中，由于排放污水的各項(xiàng)性質(zhì)無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，因此環(huán)境和水體都產(chǎn)生了較大污染。按照調(diào)查報(bào)告當(dāng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以看出，我國部分地區(qū)的煤炭企業(yè)的產(chǎn)量值能夠達(dá)到4×107噸，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過控制總量的兩倍以上。大部分且在污水排放期間都缺乏凈化處理設(shè)備，嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境和水環(huán)境。

2.3存在嚴(yán)重的水土流失情況

在對我國水土流失情況進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果顯示，某些水利樞紐周邊生態(tài)環(huán)境低下，存在嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象。再加上我國相關(guān)部門缺乏改善資金和資源，因此無他中無法科學(xué)有效地治理水利樞紐周邊的生態(tài)環(huán)境，這樣就導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)較大的脆弱性。并且在出現(xiàn)嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象。一項(xiàng)對某些水利樞紐周邊生態(tài)環(huán)境的調(diào)查顯示，該地區(qū)存在嚴(yán)重的水土流失情況，流失面積已經(jīng)高達(dá)93.7%，河道當(dāng)中出現(xiàn)較多泥沙和粗砂，已經(jīng)成為我國水土流失治理的重點(diǎn)地區(qū)。因此需要全面構(gòu)建和管理生態(tài)系統(tǒng)，該項(xiàng)修復(fù)內(nèi)容主要包括在受到人為影響，需要修復(fù)退化的河流。由于該水利樞紐存在較多的水生態(tài)破壞問題，導(dǎo)致無法產(chǎn)生徑流，進(jìn)一步無法構(gòu)成水生態(tài)系統(tǒng)，所以不需要對其進(jìn)行修復(fù)。相關(guān)管理部門需要加強(qiáng)對水利樞紐管理制度的構(gòu)建意義，全面分析生態(tài)環(huán)境的各項(xiàng)構(gòu)建要素，有效針對水利樞紐運(yùn)行現(xiàn)狀采取針對性地管理機(jī)制，這樣能夠在較大程度上降低對水利樞紐工程的影響作用。

2.4灌溉區(qū)域無法對水庫環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)

在水利樞紐運(yùn)行管理當(dāng)中，出現(xiàn)了較多工程灌溉區(qū)域污染水質(zhì)嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)水利工程項(xiàng)目期間，需要將工程灌溉區(qū)域出現(xiàn)了嚴(yán)重的總氮和總磷等營養(yǎng)物質(zhì)不達(dá)標(biāo)情況，嚴(yán)重超出國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在出現(xiàn)該種現(xiàn)象之后，在較大程度上影響了水利樞紐運(yùn)行管理體制的建立和改造。比如某工程在完成一期建設(shè)之后，由于長時(shí)間存在水體污染情況，嚴(yán)重制約了水庫污染的調(diào)節(jié)作用，并且導(dǎo)致水庫水資源出現(xiàn)二次污染情況。嚴(yán)重危害了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，導(dǎo)致水質(zhì)安全質(zhì)量受到威脅。

3水利樞紐工程綜合管理信息化系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)思路

3.1.1分層分區(qū)建設(shè)思路

系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)采取分層分區(qū)的思路，按照“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”原則，滿足水利工程控制系統(tǒng)安全體系建設(shè)規(guī)范要求。分層主要是從管理層次來說，根據(jù)水利樞紐公司各層級職責(zé)定位的不同，依據(jù)管理需求系統(tǒng)建設(shè)可以分為兩個(gè)層級；分區(qū)主要是從網(wǎng)絡(luò)信息安全的角度來說，根據(jù)樞紐工程水庫調(diào)度、電站管理、工程防汛等不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的安全需求，采用網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的方式進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)。縱向上，考慮到水利樞紐工程不同業(yè)務(wù)管理機(jī)構(gòu)的職能范圍和應(yīng)用需求，系統(tǒng)在縱向結(jié)構(gòu)上通常可以分為集控中心和業(yè)務(wù)管理分中心兩層。集控中心負(fù)責(zé)匯聚來自各業(yè)務(wù)管理分中心的相關(guān)數(shù)據(jù)，配置完整的自動(dòng)化信息化系統(tǒng)功能，處理不同業(yè)務(wù)管理分中心之間的數(shù)據(jù)交互和業(yè)務(wù)協(xié)同，負(fù)責(zé)整套系統(tǒng)的運(yùn)行管理。業(yè)務(wù)管理分中心負(fù)責(zé)采集和處理業(yè)務(wù)相關(guān)信息，配置業(yè)務(wù)管理流程和功能，保持與集控中心的信息交互，接收和執(zhí)行來自集控中心的指令。橫向上，為保障系統(tǒng)運(yùn)行安全和網(wǎng)絡(luò)信息安全，劃分為安全區(qū)Ⅰ（控制區(qū)）、安全區(qū)Ⅱ（業(yè)務(wù)區(qū)）和安全區(qū)Ⅲ（管理區(qū)），三個(gè)分區(qū)配置獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)之間配置橫向隔離裝置以進(jìn)行物理隔離。安全區(qū)Ⅰ：用于實(shí)時(shí)控制，承載實(shí)時(shí)性要求最強(qiáng)、安全性要求最高的控制信息，包括運(yùn)行電站監(jiān)控系統(tǒng)、閘門監(jiān)控系統(tǒng)等，符合電力安全規(guī)定架構(gòu)要求。安全區(qū)Ⅱ：用于承載各類業(yè)務(wù)信息，包括水情水調(diào)、工程防汛、安全監(jiān)測、綜合決策等。安全區(qū)Ⅲ：用于承載各類管理信息，包括視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程辦公、視頻會(huì)議、信息發(fā)布等，可以與互聯(lián)網(wǎng)連接，用于通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸?shù)膽?yīng)用。

3.1.2應(yīng)用支撐平臺思路

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、硬件平臺、應(yīng)用系統(tǒng)等資源無法共享的問題越來越嚴(yán)重，迫使用戶不得不花費(fèi)大量的投資去打通這些信息孤島，或者提前終止已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的生命周期，重新投資建設(shè)新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)以滿足新的業(yè)務(wù)需求，造成重復(fù)建設(shè)和投資效率低下等問題，面對這些問題，應(yīng)用支撐平臺技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

3.2總體框架設(shè)計(jì)

3.2.1綜合展示層

綜合展示層以二三維可視化信息綜合展示與會(huì)商平臺為依托，是水利樞紐工程及樞紐管轄范圍總體信息展示、用戶交互及查詢會(huì)商的窗口。綜合展示以樞紐工程管轄區(qū)域基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)和工程三維模型為載體，集成工程的基本屬性、水文地質(zhì)、結(jié)構(gòu)圖紙等設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)，通過GIS、三維、虛擬現(xiàn)實(shí)等展示技術(shù)再現(xiàn)工程主要業(yè)務(wù)的真實(shí)管理和決策環(huán)境，提供電站監(jiān)控、水庫調(diào)度、水雨情監(jiān)測、視頻監(jiān)控等電子沙盤，對各類專題信息以及各子系統(tǒng)處理后的成果信息進(jìn)行直觀形象的展示，對水利樞紐工程的全局運(yùn)行狀況、所在流域水雨情信息等進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。

3.2.2業(yè)務(wù)應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層是整個(gè)系統(tǒng)的核心，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)邏輯，集成用戶直接使用的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括各種業(yè)務(wù)應(yīng)用、辦公應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用、綜合應(yīng)用等。

3.2.3應(yīng)用支撐層

應(yīng)用支撐層遵循SOA（面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)理念，集成ESB（企業(yè)服務(wù)總線）技術(shù)，基于跨操作系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)庫平臺的中間件軟件構(gòu)建，提供跨領(lǐng)域、與具體業(yè)務(wù)無關(guān)、通用的基礎(chǔ)服務(wù)，包括公共服務(wù)、系統(tǒng)管理、應(yīng)用組件、交互接口等，具有良好的平臺兼容性、部署靈活性、互操作性和標(biāo)準(zhǔn)性等特點(diǎn)，提供一個(gè)支持信息訪問、傳遞、以及協(xié)作的集成化環(huán)境，能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化業(yè)務(wù)應(yīng)用的高效開發(fā)、集成、部署與管理。

3.2.4數(shù)據(jù)中心層

數(shù)據(jù)中心層是利用基礎(chǔ)設(shè)施層的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施構(gòu)成的一個(gè)存儲(chǔ)、管理和訪問數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)支撐平臺，將水利樞紐工程涉及的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，支持大量異構(gòu)數(shù)據(jù)的交互和共享[18]，并確保數(shù)據(jù)的唯一性、準(zhǔn)確性和安全性。

4結(jié)束語

綜上所述，從我國水利樞紐運(yùn)行管理的發(fā)展現(xiàn)狀可以看出，在建立管理制度時(shí)需要全面考慮水利工程實(shí)際運(yùn)行情況，并且按照相關(guān)法律政策全面提升水利樞紐周邊的生態(tài)環(huán)境。

（作者單位：黑河黃藏寺水利樞紐工程建設(shè)管理中心）