花涼亭灌區(qū)信息化建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展思路探討

王銘銘 殷 切

花涼亭灌區(qū)位于安徽省安慶市花涼亭水庫下游，灌區(qū)總控制面積1195.9km2，屬國家大（二）型灌區(qū)。目前灌區(qū)總干渠1 條、干渠4 條、分干渠6 條、萬畝以上支渠24 條、三千至萬畝支渠49 條、三千畝以下支渠84 條，各類渠道累計長1656.26km。目前，灌區(qū)取水、調(diào)水等各類業(yè)務(wù)開展沿用傳統(tǒng)的管理方式有序推進，但面對灌區(qū)現(xiàn)代化管理的發(fā)展需要，以及灌區(qū)用水總量控制、節(jié)水灌溉、農(nóng)業(yè)水價改革等業(yè)務(wù)精細化管理需求，依托傳統(tǒng)的管理方式方法，已難以達到高效、有序的管理目標(biāo)。

灌區(qū)信息化建設(shè)是依靠科技進步，突破傳統(tǒng)灌區(qū)管理思路，推進灌區(qū)現(xiàn)代化的重要舉措，是提高灌區(qū)管理和服務(wù)水平的重要手段，可為灌區(qū)科學(xué)決策、自動監(jiān)管、智能管理提供強大的技術(shù)支撐。

一、花涼亭灌區(qū)信息化建設(shè)現(xiàn)狀

花涼亭灌區(qū)信息化建設(shè)起步較早，前期開展了部分信息化探索性建設(shè)，主要完成了信息化機房、會商室、局網(wǎng)站、視頻監(jiān)控、閘門自動化監(jiān)控等建設(shè)內(nèi)容。其中信息化機房內(nèi)已配置了交換機、路由器、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)及存儲設(shè)備，具備平臺建設(shè)的運行環(huán)境。會商室已與安慶市水利局進行專網(wǎng)連接，并配有視頻會商設(shè)備及液晶拼接屏，可實現(xiàn)與省、市主管部門進行視頻會議。灌區(qū)管理局開發(fā)、部署了門戶網(wǎng)站并接入電信云平臺，可通過公網(wǎng)發(fā)布通知公告、灌區(qū)業(yè)務(wù)管理相關(guān)新聞等。開展了重要節(jié)點的視頻監(jiān)控站點建設(shè)，并租用視頻平臺，灌區(qū)管理人員可實現(xiàn)對各站點的視頻監(jiān)控。此外，前期對閘門自動化監(jiān)控開展了嘗試性建設(shè)，拉開了花涼亭灌區(qū)信息化建設(shè)的序幕。

依托安徽省水資源監(jiān)控能力項目建設(shè)，花涼亭灌區(qū)共計建設(shè)了總干渠、雙廟湖、太懷干渠、南山寺4 個節(jié)點的灌區(qū)量測水建設(shè)，實現(xiàn)了現(xiàn)場流量數(shù)據(jù)采集、傳輸和上傳，數(shù)據(jù)落地于省水資源監(jiān)測信息服務(wù)平臺。灌區(qū)供水縣界節(jié)點已建人工纜道式測流站，灌區(qū)供水鄉(xiāng)界節(jié)點已建人工測流橋，大多具有測流標(biāo)準(zhǔn)斷面，采用人工流速儀測流的方式進行計量。

二、花涼亭灌區(qū)信息化發(fā)展思路

遵循“利用已有資源、避免重復(fù)建設(shè)”和“平臺互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)充分共享”的建設(shè)思路，基于已建灌區(qū)信息化硬件平臺，利用部分已建計量設(shè)備，開展花涼亭灌區(qū)信息化的建設(shè)，實現(xiàn)灌區(qū)取水精確計量、信息綜合管理的目標(biāo)。按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系，參考國家水資源取水監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，在滿足安慶市花涼亭灌區(qū)管理當(dāng)前需要的基礎(chǔ)上，保障系統(tǒng)建設(shè)的冗余性和可擴展性，為后期持續(xù)建設(shè)打下基礎(chǔ)。

按照整體規(guī)劃、分布實施的建設(shè)思路，將依次開展花涼亭灌區(qū)總干渠、4 條干渠、6 條分干渠、24 條萬畝以上支渠、49 條三千至萬畝支渠及84 條三千畝以下支渠的取水計量監(jiān)測。按照急用先建的原則，優(yōu)先開展灌區(qū)管理重要節(jié)點流量、水位監(jiān)測，以及灌區(qū)信息化管理平臺的建設(shè)，打造好滿足灌區(qū)信息化整體需求的信息化平臺基礎(chǔ)。同時平臺建設(shè)考慮各縣灌區(qū)用于灌溉調(diào)度的控制點及越級農(nóng)渠（直灌涵口）的計量需求，平臺預(yù)留拓展接口，并開發(fā)人工數(shù)據(jù)交互模塊，滿足信息錄入與信息綜合管理需求。此外，灌區(qū)信息化建設(shè)宜注重數(shù)據(jù)共享，避免數(shù)據(jù)孤立，滿足本灌區(qū)監(jiān)測信息與省水資源取水管理平臺或其他平臺的共享需求，最終實現(xiàn)灌區(qū)全面計量、統(tǒng)籌管理的目標(biāo)。

三、花涼亭灌區(qū)信息化建設(shè)需求分析

1.灌區(qū)信息化綜合監(jiān)管平臺建設(shè)需求

花涼亭灌區(qū)已具有良好的硬件環(huán)境，應(yīng)基于灌區(qū)管理局已建平臺硬件資源，設(shè)計并開發(fā)系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)對灌區(qū)取水信息的采集、展示、統(tǒng)計、分析等功能，為最嚴(yán)格水資源管理、灌區(qū)用水調(diào)度、業(yè)務(wù)管理等提供綜合信息服務(wù)平臺。按照急用先建的原則，可優(yōu)先開發(fā)花涼亭灌區(qū)信息監(jiān)管軟件，實現(xiàn)對灌區(qū)取水、渠道水位、閘門開啟情況等動態(tài)監(jiān)測，尤其需實現(xiàn)對灌區(qū)量測水的實時監(jiān)測，實現(xiàn)取水?dāng)?shù)據(jù)的入庫、展示、統(tǒng)計、分析等，為取水總量控制，調(diào)水、配水業(yè)務(wù)開展，節(jié)水建設(shè)等重要業(yè)務(wù)的開展提供保障。

根據(jù)水利部相關(guān)規(guī)定，系統(tǒng)平臺需采集計量設(shè)備的瞬時流量、累計流量、渠道水位等相關(guān)信息，并根據(jù)相關(guān)信息計算出時取水量、日取水量、月取水量和年度取水量等信息。數(shù)據(jù)采集頻率應(yīng)為每小時一條，并根據(jù)實際需要調(diào)整數(shù)據(jù)的采集頻率。

2.移動應(yīng)用管理需求

水資源業(yè)務(wù)管理移動化是提升管理效率的可靠手段，利用個人移動設(shè)備(手機)，開發(fā)移動客戶端軟件，實現(xiàn)異地查詢、管理等。根據(jù)灌區(qū)管理需要，首先需通過移動終端上查詢監(jiān)測點的實時流量、水量信息和歷史流量、水量信息，實現(xiàn)移動化管理。其次，管理人員通過移動化終端查詢用水信息，根據(jù)現(xiàn)場計量設(shè)備數(shù)據(jù)核實系統(tǒng)監(jiān)控的取水信息。

3.灌區(qū)數(shù)據(jù)體系建設(shè)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是業(yè)務(wù)管理的必要支撐，花涼亭灌區(qū)信息化建設(shè)起始，需開展灌區(qū)整體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集，并按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行整編，形成可供導(dǎo)入系統(tǒng)管理的灌區(qū)數(shù)據(jù)體系。按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等不同類別建立灌區(qū)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對灌區(qū)數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用。

數(shù)據(jù)整編需要根據(jù)灌區(qū)實際情況，首先對灌區(qū)范圍內(nèi)所有對象種類建立名錄，同時開展對象名錄的核實完善工作，重點核查對象名稱是否有誤，對象是否有重復(fù)、遺漏，是否有需要調(diào)整的重點建設(shè)工程對象；按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求，對名錄所有對象進行統(tǒng)一分類編碼，并按照相應(yīng)數(shù)據(jù)庫表對各類對象進行屬性數(shù)據(jù)收集匯總。

4.灌區(qū)感知體系建設(shè)

灌區(qū)感知體系即是對灌區(qū)管理所需的信息進行感知和采集，主要包括流量、水位、水質(zhì)、墑情、閘位、水泵工作狀態(tài)等感知要素。信息感知即利用現(xiàn)代化傳感技術(shù)實現(xiàn)對上述信息的感知，對于同一監(jiān)測要素，不同的應(yīng)用條件和場景需要選用不用的傳感設(shè)備，以保障數(shù)據(jù)采集精度。以閘位信息感知為例，螺桿式閘門多選擇齒輪嚙合式閘位計，亦可選用恒力收縮式閘位計；而卷揚式閘門則多采用恒力收縮式閘位計。信息采集則利用嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)的采集與傳輸，最終數(shù)據(jù)的匯集與應(yīng)用。以水位數(shù)據(jù)采集為例，遙測終端設(shè)備通過格雷碼、RS-485、脈沖、4-20mA 等不同接口形式與傳感設(shè)備連接，實現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)的獲取，并在終端處顯示和向上傳輸，最終實現(xiàn)灌區(qū)水位數(shù)據(jù)的獲取。

5.智能運維管理體系建設(shè)

灌區(qū)信息化系統(tǒng)非單純信息化項目建設(shè)，灌區(qū)信息化與水利專業(yè)知識交織甚密，需要深耕水利行業(yè)的信息化專業(yè)人士主導(dǎo)建設(shè)與管理。對于花涼亭灌區(qū)而言，水利專業(yè)人才充足，但信息化專業(yè)人才隊伍不足，系統(tǒng)建設(shè)后無法長期高效運轉(zhuǎn)是灌區(qū)信息化建設(shè)的潛在風(fēng)險。因此，建設(shè)期需考慮智能運維體系的搭建，實現(xiàn)系統(tǒng)故障的自動識別與預(yù)警，自動分析故障原因，記錄故障時間，以減輕灌區(qū)信息化系統(tǒng)的管理壓力。

四、結(jié)語

灌區(qū)信息化建設(shè)是實現(xiàn)灌區(qū)管理現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，灌區(qū)來水、配水、用水等各環(huán)節(jié)的指標(biāo)監(jiān)管是實現(xiàn)灌區(qū)水量科學(xué)調(diào)配、精準(zhǔn)計量、節(jié)水改造等精細化管理的基礎(chǔ)，可有效提高灌區(qū)管理水平。針對當(dāng)前灌區(qū)業(yè)務(wù)的需求，灌區(qū)取水精準(zhǔn)計量、重要節(jié)點視頻監(jiān)控、閘門遠程調(diào)控、數(shù)據(jù)資源體系、灌區(qū)綜合信息平臺等是灌區(qū)優(yōu)先建設(shè)的重點內(nèi)容?；鐾す鄥^(qū)以量測水項目建設(shè)為契機，優(yōu)先開展灌區(qū)取水計量及信息化平臺建設(shè)，為灌區(qū)信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)