東營市麻灣灌區(qū)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

蘇慶文

（東營市水利灌溉管理處，山東 東營257091）

麻灣灌區(qū)是東營市在原打漁張引黃灌區(qū)工程基礎(chǔ)上新建引黃閘和總干渠，貫通原打漁張灌區(qū)二、三、四干渠形成的獨(dú)立引黃灌區(qū)。轄區(qū)內(nèi)有灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積4.93萬hm2，有效灌溉面積3.91萬hm2。經(jīng)過多年的運(yùn)行，麻灣灌區(qū)充分發(fā)揮了水資源的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益，為東營市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)的水源支撐，但也暴露出一些問題，具體表現(xiàn)為：現(xiàn)代化管理手段落后；沿途村鎮(zhèn)密集，企事業(yè)單位眾多；干渠供水直接開口到支渠，支渠上缺乏必要的水量計(jì)量系統(tǒng)，在日常巡渠、供水水量、工程設(shè)施管理上還是以人工巡渠、人工觀測(cè)、人工計(jì)量、人工操作為主，達(dá)不到精細(xì)化管理要求；對(duì)水利工程缺乏全生命周期的過程監(jiān)管，如遇汛期洪水入渠、黃水東調(diào)入沉砂池泵站停電等突發(fā)事件無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理問題；粗放式的管理模式與現(xiàn)代化管理差距甚大。

1 灌區(qū)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則

1.1 灌區(qū)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

總體目標(biāo)是應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)來打造完善、完整、協(xié)調(diào)的信息化灌區(qū)綜合系統(tǒng)，在整個(gè)系統(tǒng)的作用下以用水管理為重點(diǎn)，按照國家防洪減災(zāi)的基本要求，為灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供配套設(shè)施的支持，實(shí)現(xiàn)整個(gè)灌區(qū)的數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，由此提升整個(gè)灌區(qū)的管理效率，提高水資源綜合利用率。一是打造完善的灌區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施。通過完善灌區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來解決整個(gè)灌區(qū)發(fā)展資源缺乏的問題，將以往由人工完成的灌區(qū)測(cè)試分析轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⑾到y(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試分析，在整個(gè)灌區(qū)范圍內(nèi)打造出完善的數(shù)據(jù)信息采集、傳輸和應(yīng)用系統(tǒng)。二是完善灌區(qū)的信息資源，借助信息技術(shù)擴(kuò)大整個(gè)灌區(qū)的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)范圍，將灌區(qū)業(yè)務(wù)在整個(gè)地區(qū)范圍內(nèi)廣泛推廣，以提升整個(gè)灌區(qū)的資源利用率。

1.2 灌區(qū)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1）實(shí)用性原則。麻灣灌區(qū)信息管理系統(tǒng)在打造的過程中不能夠單一的以完成上級(jí)考核為重要目標(biāo)，在整個(gè)灌區(qū)發(fā)展建設(shè)的過程中還需要充分考慮整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用性和可靠操作性，系統(tǒng)開發(fā)必須充分考慮輸水各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)的實(shí)際需要，貼近用戶的需求與習(xí)慣，做到功能強(qiáng)大、界面友好和美觀、操作簡(jiǎn)單、使用靈活。因此，必須在運(yùn)作的過程中打造出完善的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊，在系統(tǒng)模塊的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)現(xiàn)有資源的充分利用，提升灌區(qū)資源利用率。

2）可靠性原則。系統(tǒng)必須在建設(shè)平臺(tái)上保證系統(tǒng)的可靠性和安全性，設(shè)計(jì)中可有適量冗余及其他保護(hù)措施，平臺(tái)和應(yīng)用軟件應(yīng)具有容錯(cuò)性、穩(wěn)健性等。

3）需求主導(dǎo)，資源共享原則。麻灣灌區(qū)建設(shè)發(fā)展以實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際需求來進(jìn)行灌區(qū)管理。另外，在實(shí)施灌區(qū)管理的時(shí)候要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化通信設(shè)施和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用，完善灌區(qū)資源共享信息基礎(chǔ)設(shè)施。

4）統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、安全可靠的原則。麻灣灌區(qū)系統(tǒng)的建設(shè)要符合國家信息化工程標(biāo)準(zhǔn)，借助先進(jìn)的技術(shù)形式來提升麻灣灌區(qū)系統(tǒng)的兼容性，并根據(jù)需求為整個(gè)灌區(qū)系統(tǒng)技術(shù)更新升級(jí)提供重要支持。

2 灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)的基本架構(gòu)

2.1 用戶層的信息

用戶層是麻灣灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)的使用者，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作的時(shí)候會(huì)根據(jù)不同的工作內(nèi)容和工作需求來為用戶層分配不同的權(quán)限，并在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作的過程中充分明確管理人員、決策服務(wù)人員等不同工作人員的工作職責(zé)。

2.2 業(yè)務(wù)系統(tǒng)層的信息

業(yè)務(wù)系統(tǒng)層是指麻灣灌區(qū)直接面向灌區(qū)管理人員所提供的服務(wù)，整個(gè)系統(tǒng)位于上層，包含主頁、組織管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)管理等內(nèi)容。業(yè)務(wù)系統(tǒng)層涵蓋整個(gè)灌溉區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化管理的內(nèi)容，采取了B/S架構(gòu)體系，打造出了多層次的網(wǎng)絡(luò)瀏覽服務(wù)模式和可視化空間圖形操作界面，能夠?yàn)楣鄥^(qū)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)信息的使用提供重要支持。

2.3 數(shù)據(jù)層

麻灣灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理，在對(duì)各個(gè)信息進(jìn)行分類、組織、管理、存儲(chǔ)、維護(hù)的過程中還會(huì)打造出完善的數(shù)據(jù)庫資源系統(tǒng)，數(shù)據(jù)層直接操作數(shù)據(jù)庫，能夠根據(jù)需要完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的增添、刪除、修改、查找、更新，在處理數(shù)據(jù)信息之后為整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的管理和使用提供重要支持。

2.4 采集層

采集層是麻灣灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)的核心，在運(yùn)作的時(shí)候牽扯到信息的采集、傳輸。通過對(duì)數(shù)據(jù)信息的采集整理能夠?yàn)橄到y(tǒng)中心數(shù)據(jù)的管理和使用提供重要來源支持。而傳輸網(wǎng)絡(luò)則是能夠?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行提供各類軟硬件設(shè)施環(huán)境的支持，具體包含服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、防火墻、網(wǎng)關(guān)設(shè)備等。

3 灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)事項(xiàng)流程控制

麻灣灌區(qū)管理信息系統(tǒng)操作事項(xiàng)借助麻灣灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)軟件完成對(duì)流程數(shù)據(jù)信息的流轉(zhuǎn)和控制，從而將管理手冊(cè)的要求轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w網(wǎng)絡(luò)傳輸信息流，并在系統(tǒng)傳輸流的運(yùn)作下實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的高效率管理。

1）灌區(qū)日常性的檢查處理流程。灌區(qū)日常檢查對(duì)象是整個(gè)灌區(qū)范圍內(nèi)的渠道工程、建筑物工程、節(jié)制閘、泵站，在管理的過程中會(huì)涉及到各個(gè)節(jié)制閘、渠道內(nèi)外坡、渠道堤壩等情況。在對(duì)灌區(qū)內(nèi)各個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查的時(shí)候需要嚴(yán)格遵循規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，并在灌區(qū)檢查完成之后填寫對(duì)應(yīng)的巡查記錄報(bào)告，定期將報(bào)告交由給工灌科審查。

2）灌區(qū)的定期檢查。灌區(qū)的定期檢查是在每年灌溉期前后，為確保供水工程建設(shè)和維護(hù)安全所開展的全面性檢查，檢查內(nèi)容參照常規(guī)檢查規(guī)范。

3）特別檢查是在灌區(qū)遭受重大洪澇災(zāi)害之后所開展的檢查。定期檢查由麻灣所機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)組織，在檢查操作的過程中技術(shù)人員和管理人員需要全部參與這項(xiàng)工作中，同時(shí)，在檢查的過程中還可以根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況來委托專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)灌區(qū)工程進(jìn)行安全鑒定。

4）灌區(qū)維修養(yǎng)護(hù)。灌區(qū)維修養(yǎng)護(hù)工作的開展不能夠影響灌區(qū)供水渠道底部淤泥和雜草的處理，同時(shí)，在開展灌區(qū)維護(hù)檢修的過程中要確保各個(gè)設(shè)備性能的良好。

3.2 灌區(qū)閘門的智能化調(diào)度管理

1）麻灣灌區(qū)的遠(yuǎn)程控制。麻灣灌區(qū)控制功能的實(shí)現(xiàn)離不開各個(gè)現(xiàn)地單元的支持，具體包含閘門開度儀、主令閘位計(jì)、現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)、控制電氣元器件、供電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)等。

對(duì)這些系統(tǒng)的控制方式包含現(xiàn)地手動(dòng)操控、現(xiàn)地遠(yuǎn)程遙控控制、系統(tǒng)控制。系統(tǒng)控制會(huì)根據(jù)場(chǎng)地所擁有的傳感器數(shù)位模擬量數(shù)值和閘門開關(guān)數(shù)值來完成對(duì)一系列數(shù)據(jù)信息的采集整理，在整理信息之后將這些信息傳輸?shù)郊锌刂浦行?，由集中控制中心來?duì)水閘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行研究，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來操控閘門的開關(guān)。

2）智能化調(diào)度系統(tǒng)。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作的時(shí)候會(huì)按照灌區(qū)不同區(qū)域、不同需求來制定出具體的輸水方案，整個(gè)智能化調(diào)度系統(tǒng)在調(diào)度模型的作用下來決定是否開啟或者關(guān)閉閘門，在整個(gè)智能化調(diào)度系統(tǒng)的作用下能夠借助遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)完成引輸水務(wù)，在完成一系列的操作之后將運(yùn)行結(jié)果反應(yīng)到用戶層，為用戶的決策提供重要支持。

在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)系統(tǒng)智能化調(diào)度技術(shù)應(yīng)用涉及兩方面的內(nèi)容：一是數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)根據(jù)水動(dòng)力學(xué)調(diào)度模型進(jìn)行計(jì)算分析，在計(jì)算分析之后得出一個(gè)具體的調(diào)度預(yù)案，之后通過指令將預(yù)案下發(fā)到終端系統(tǒng)，之后根據(jù)指令對(duì)閘門進(jìn)行開閉處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)水資源的調(diào)度管理。二是整個(gè)智能調(diào)度方案分為藍(lán)色、紅色和黃色三種類型。藍(lán)色預(yù)案系統(tǒng)能夠?qū)﹂l群進(jìn)行無人值班自動(dòng)開閉管理；黃色預(yù)案和紅色預(yù)案會(huì)將預(yù)案發(fā)送給不同級(jí)別的負(fù)責(zé)人員管理，在審批完成之后對(duì)閘群進(jìn)行動(dòng)作操作；紅色預(yù)案在使用的時(shí)候無法及時(shí)審批，緊急信息發(fā)送到所有的干系系統(tǒng)開發(fā)給相關(guān)人員，并由人工介入的方式來處理緊急情況。

4 結(jié)語

綜上所述，社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步對(duì)水利工程建設(shè)發(fā)展提出了更高的要求，標(biāo)準(zhǔn)化管理信息系統(tǒng)是整個(gè)水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要手段，在這個(gè)系統(tǒng)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水利工程標(biāo)準(zhǔn)化過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理和監(jiān)督考核，在先進(jìn)信息化技術(shù)的作用下來驅(qū)動(dòng)灌區(qū)工程標(biāo)準(zhǔn)化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程臺(tái)賬信息的全過程監(jiān)督管理，從而為整個(gè)麻灣灌區(qū)的運(yùn)行管理提供重要支持。