高崖水庫(kù)數(shù)字化綜合管理平臺(tái)建設(shè)淺析

秦來(lái)偉，李 芳，趙金明

（1.濰坊市高崖水庫(kù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)中心，山東 濰坊 262402；2.山東浩博水利建設(shè)有限公司，山東 濰坊 261021；3.濰坊市白浪河水庫(kù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)中心，山東 濰坊 261652）

高崖水庫(kù)是濰坊市6 座大型水庫(kù)之一，位于濰河支流汶河上游，于1959 年10 月動(dòng)工興建，1960年7 月建成蓄水，控制流域面積355 km2，防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇洪水設(shè)計(jì)，10 000 年一遇洪水校核，總庫(kù)容1.599 5 億m3，興利庫(kù)容0.654 5 億m3，死庫(kù)容0.138 1 億m3，是一座集防洪、灌溉、供水、養(yǎng)殖、發(fā)電、生態(tài)保護(hù)等綜合利用于一體的大（2）型水庫(kù)。其防洪功能尤其重要，充分發(fā)揮了削峰、攔洪作用，保證了下游人民生命財(cái)產(chǎn)及交通干線的安全。

目前，高崖水庫(kù)已逐步建成大壩滲流、變形、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、溢洪閘啟閉、視頻監(jiān)控、防汛物資管理、水雨情、辦公等多個(gè)系統(tǒng)，多方位提供了高崖水庫(kù)數(shù)據(jù)的收集、分析和管理水平。而隨著信息技術(shù)在水庫(kù)運(yùn)行管理的深入運(yùn)用,對(duì)數(shù)據(jù)信息采集處理和使用的要求越來(lái)越高，為此，建設(shè)一套綜合管理系統(tǒng)數(shù)字平臺(tái)，減少重復(fù)開發(fā)，提升業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性和統(tǒng)一性，勢(shì)在必行。

1 水庫(kù)各系統(tǒng)面臨的問(wèn)題

1.1 信息不能共享

高崖水庫(kù)目前已建成大壩滲流、變形、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、溢洪閘啟閉、視頻監(jiān)控、防汛物資管理、水雨情、辦公等系統(tǒng)，雖然每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與信息化監(jiān)控，但是各個(gè)系統(tǒng)之間沒(méi)有信息互聯(lián)紐帶，不能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享、自動(dòng)協(xié)同操作，形成了以各個(gè)系統(tǒng)為中心的信息孤島。

1.2 勞動(dòng)強(qiáng)度大

水庫(kù)各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)很多是相同的，比如高崖水庫(kù)的庫(kù)容、防洪標(biāo)準(zhǔn)等，是每個(gè)系統(tǒng)都需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要多人多次重復(fù)輸入，增加了管理人員的數(shù)量。值班員在中控室面對(duì)多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的監(jiān)控終端，研讀呈現(xiàn)的信息，發(fā)出操控指令與參數(shù)，還要兼顧其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同操作，勞動(dòng)強(qiáng)度極大。

1.3 數(shù)據(jù)混亂

一個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，也可能是另一個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)依據(jù)，比如降雨量和水庫(kù)的水位是開啟溢洪閘泄洪的依據(jù)。在各自為戰(zhàn)的情況下，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分別以各自不統(tǒng)一的格式散落存放在各自的控制中心。因此，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣周期不同容易造成數(shù)據(jù)混亂與缺失；系統(tǒng)數(shù)據(jù)的格式不標(biāo)準(zhǔn)，不能夠放在一起比較、分析和利用；分析模式不統(tǒng)一、不科學(xué)、不適用，造成的分析結(jié)果千差萬(wàn)別，無(wú)法為管理決策提供參考依據(jù)。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)高崖水庫(kù)動(dòng)態(tài)監(jiān)管，整合高崖水庫(kù)已建的自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)等信息，綜合科學(xué)分析數(shù)據(jù)的變化情況，用以保障大壩安全運(yùn)行勢(shì)在必行。

2.1 總體構(gòu)思

系統(tǒng)建設(shè)按照“統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一運(yùn)行環(huán)境、統(tǒng)一安全保障、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一門戶”的原則，建立一個(gè)以高精度傳感器監(jiān)測(cè)測(cè)量、信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以信息化管理系統(tǒng)為平臺(tái)，以高速安全可靠的通信網(wǎng)絡(luò)為支撐的運(yùn)行管理數(shù)字平臺(tái)。建成一個(gè)中心（數(shù)據(jù)中心）、一個(gè)平臺(tái)（運(yùn)行管理數(shù)字平臺(tái)）、一張圖（GIS 地圖）、一張表（統(tǒng)計(jì)分析與決策支持報(bào)表）、四大支撐體系（數(shù)據(jù)采集體系、網(wǎng)絡(luò)傳輸體系、業(yè)務(wù)應(yīng)用體系、保障體系）的運(yùn)行管理數(shù)字平臺(tái)。

2.2 設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、整編、處理。工程基礎(chǔ)信息、工程特性、工程圖紙、物資管理、崗位事項(xiàng)、巡查流程、管理單位、管理崗位、管理人員、設(shè)備信息、防汛物資等靜態(tài)數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的要求，進(jìn)行收集、篩選、整理、校核，采用人工錄入的方法錄入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。空間數(shù)據(jù)將根據(jù)水利地理信息分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組織整理，以天地圖為基礎(chǔ)，構(gòu)建開放的、靈活的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)。

2）數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)?；谒こ痰臉?biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，采用Microsoft SQL Server 進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、專題數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)。

3）服務(wù)體系建設(shè)。通過(guò)服務(wù)體系建設(shè)，擴(kuò)充、完善平臺(tái)資源與服務(wù)功能，整合數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水雨情、視頻、工情等各類信息的存儲(chǔ)、管理及與應(yīng)用系統(tǒng)、信息采集平臺(tái)的交互。

4）數(shù)據(jù)同步建設(shè)。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)目標(biāo)是建立統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化、空間信息與屬性信息一體化的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)開發(fā)數(shù)據(jù)同步程序，方便地將采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換順利入庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)動(dòng)態(tài)更新。

2.3 數(shù)字化平臺(tái)功能

高崖水庫(kù)工程管理標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字管理平臺(tái)包括：訪問(wèn)層、應(yīng)用層、應(yīng)用支撐層、數(shù)據(jù)層和采集層。在建成的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，融合了現(xiàn)有的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并進(jìn)行了擴(kuò)展和利用，各層的功能如下：

1）導(dǎo)航。展示水庫(kù)的運(yùn)行情況，包括實(shí)時(shí)水位庫(kù)容、實(shí)時(shí)雨量、閘門運(yùn)行狀態(tài)、大壩安全監(jiān)測(cè)、隱患處理、今日動(dòng)態(tài)以及事項(xiàng)提醒等信息。

2）待辦事項(xiàng)。用戶需要處理的事項(xiàng)，包括待辦流程、發(fā)起的流程、已處理待辦和提醒通知。

3）工程信息。提供工程基礎(chǔ)信息管理功能，包括供工程信息、劃界限權(quán)、工程圖紙、工程面貌等信息查詢?？梢酝ㄟ^(guò)圖片輪播等形式進(jìn)行展示。

4）綜合地圖。通過(guò)“一張圖”展示水庫(kù)、雨量站、水位站、視頻站、巡查情況；不分層布置，布置一個(gè)綜合的顯示地圖；顯示水庫(kù)的分布，可以查看水庫(kù)工程信息、劃界限權(quán)、工程圖紙和工程面貌；顯示雨量站的分布，可以查看該站實(shí)時(shí)雨量過(guò)程線；顯示水位站的分布，可以查看該站水位過(guò)程線；顯示視頻站的分布，可以查看該站實(shí)時(shí)視頻；顯巡查路線，包括巡查點(diǎn)位、巡查情況、上報(bào)時(shí)間等，可以查看巡查路線。

5）監(jiān)測(cè)監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息的查詢與展示，包括巡查監(jiān)控、水位監(jiān)測(cè)、雨量監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控和安全監(jiān)測(cè)等。

6）工程檢查。工程檢查包括：日常巡查、定期檢查、特別檢查、設(shè)備檢查、專項(xiàng)檢查。對(duì)于周期性的檢查，系統(tǒng)提供自動(dòng)提醒功能。

系統(tǒng)對(duì)所有檢查發(fā)現(xiàn)上報(bào)的問(wèn)題統(tǒng)一匯總至隱患管理模塊，實(shí)現(xiàn)隱患信息查詢功能，并能夠?qū)﹄[患進(jìn)行在線處理，能夠按照日常維修、專項(xiàng)維修、日常跟蹤、不是隱患、列入年度計(jì)劃等多種處理方式進(jìn)行處理。

7）調(diào)度運(yùn)行。用于記錄水庫(kù)調(diào)度，包括實(shí)時(shí)工情、調(diào)度管理、供水管理和控運(yùn)計(jì)劃等功能。

8）維修養(yǎng)護(hù)。包括維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃、維修養(yǎng)護(hù)資金、維養(yǎng)管理。記錄上報(bào)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，供領(lǐng)導(dǎo)決策，供日后查閱。

9）應(yīng)急管理。應(yīng)急管理包括應(yīng)急預(yù)案、備用電源、應(yīng)急演練、防汛物資、險(xiǎn)情管理和應(yīng)急響應(yīng)。

2.4 平臺(tái)的運(yùn)用效果

1）系統(tǒng)融合，數(shù)據(jù)共享。對(duì)于水庫(kù)的運(yùn)行管理，各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的收集、共享、統(tǒng)計(jì)分析尤為重要，直接關(guān)系到領(lǐng)導(dǎo)的決策、水庫(kù)的調(diào)度以及安全度汛問(wèn)題。

（1）水情監(jiān)測(cè)。水情信息內(nèi)容包括：水庫(kù)的庫(kù)水位、蓄水量，并提供相關(guān)信息的查詢、分析、統(tǒng)計(jì)和預(yù)警等功能，為工程管理人員提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的水情信息服務(wù)。

（2）雨情監(jiān)測(cè)。在電子地圖上動(dòng)態(tài)監(jiān)視各雨量站的降雨量信息，同時(shí)能對(duì)超標(biāo)站點(diǎn)進(jìn)行不同顏色的區(qū)分，實(shí)現(xiàn)信息以快速、直觀、多層次的方式展示。

（3）大壩安全監(jiān)測(cè)?；诖髩伟踩O(jiān)測(cè)系統(tǒng)的滲流、變形、等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)水庫(kù)大壩的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警，為水庫(kù)管理單位提供實(shí)時(shí)的大壩安全信息，確保大壩的安全運(yùn)行。

（4）工情監(jiān)測(cè)。在圖形界面上對(duì)實(shí)時(shí)和歷史工情監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行查詢展示、地圖標(biāo)注、超限報(bào)警等，包括閘門的啟閉情況、上游水位、閘門開度、閘門開啟孔數(shù)等信息，并可進(jìn)行報(bào)表的統(tǒng)計(jì)分析，使用戶全面了解水閘實(shí)時(shí)和歷史工況等等。

平臺(tái)的建立使這些不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠共享。能夠根據(jù)各類工程的實(shí)際情況查詢相應(yīng)的水雨情、安全監(jiān)測(cè)、流量等相關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警數(shù)據(jù)特殊標(biāo)記。比如：根據(jù)檢測(cè)的水位、庫(kù)容數(shù)據(jù)，收集到的降雨信息，可以綜合分析高崖水庫(kù)的入庫(kù)流量，從而預(yù)測(cè)水位的上漲情況，決定溢洪閘的開關(guān)以及泄洪流量的大小。業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合、數(shù)據(jù)的共享，為高崖水庫(kù)的運(yùn)行管理提供了科學(xué)、高效的管理和決策。

2）移動(dòng)智能APP 的運(yùn)用。高崖水庫(kù)工程管理標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字管理平臺(tái)，使管理人員可以隨時(shí)隨地通過(guò)移動(dòng)智能終端訪問(wèn)平臺(tái)相關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握水利工程運(yùn)行管理現(xiàn)狀，并可以對(duì)相應(yīng)任務(wù)進(jìn)行批示。

3 結(jié) 語(yǔ)

高崖水庫(kù)工程管理標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字管理平臺(tái)的建設(shè)對(duì)已建成系統(tǒng)軟硬件資源進(jìn)行提升改造，提高了資源利用率，使得各業(yè)務(wù)系統(tǒng)達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)和軟件的簡(jiǎn)單易操作性、連貫性和安全性，實(shí)現(xiàn)了信息平臺(tái)的可伸縮性、可擴(kuò)展性和可復(fù)用性，推動(dòng)高崖水庫(kù)管理由“數(shù)字水庫(kù)”向“智慧水庫(kù)”的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提升高崖水庫(kù)運(yùn)行管理水平，加快了高崖水庫(kù)水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理實(shí)施步伐，推進(jìn)了《全省水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理工作推進(jìn)方案》的落實(shí)，保障了省、市、工程運(yùn)行管理單位三級(jí)平臺(tái)之間的互聯(lián)互通和信息共享。