溧陽市大溪水庫標準化管理平臺建設研究

韓 猛，陳瑤池

(江蘇省江都水利工程管理處，江蘇 揚州 225200)

2022年3月，水利部印發(fā)《關于推進水利工程標準化管理的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)、《水利工程標準化管理評價辦法》(以下簡稱《評價辦法》)及其評價標準，《指導意見》強調(diào)，管理單位要落實管理責任，規(guī)范管理行為，提高管理能力，在工程狀況、安全管理、運行管護、管理保障和信息化建設等5個方面滿足標準化管理要求。

大溪水庫作為國家級水利工程管理單位，總體信息化水平較高，但與水利部標準化管理評價還存在差距，利用信息化管理手段，建設大溪水庫標準化管理平臺，將標準化管理相關要求植入平臺管理系統(tǒng)中，通過信息技術(shù)強化過程控制、流程管理，提升大溪水庫標準化管理水平，為全省水庫工程標準化管理工作提供借鑒。

1 大溪水庫標準化管理平臺概述

1.1 工程概況

大溪水庫位于溧陽市西南部低丘陵山區(qū)，始建于1958年，初步建成于1960年，是一座以防洪、灌溉、城鎮(zhèn)供水為主的國家大(二)型水庫，工程等別為Ⅱ等。大溪水庫設計水位15.48m(青島，下同)，校核水位15.98m，總庫容1.128億m3，本庫樞紐工程有：主壩、副壩、溢洪閘各一座，輸水涵洞3座。

1.2 大溪水庫信息化建設現(xiàn)狀

大溪水庫管理處目前使用的信息系統(tǒng)及平臺主要有水庫信息管理系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、水雨情系統(tǒng)、自動化遠程控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，見表1，均屬于前期建設的信息化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)資源共享利用率不高，與水利部標準化管理評價存在差距，需要對原有信息化系統(tǒng)進行集成融合，重新建設大溪水庫標準化管理平臺。

表1 大溪水庫現(xiàn)有信息系統(tǒng)列表

1.3 大溪水庫標準化管理平臺建設內(nèi)容

大溪水庫標準化管理平臺，包括水庫工程標準化管理、調(diào)度運行、監(jiān)測預警、雨水情測報等管理職能，具有預報、預警、預演、預案四預功能的業(yè)務應用體系，全面提升水旱災害防御能力、水資源調(diào)配能力和工程管理能力。

1.3.1預警數(shù)據(jù)對接與監(jiān)測數(shù)據(jù)庫建設

整合現(xiàn)有的安全數(shù)據(jù)及智能化監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，融合水庫業(yè)務數(shù)據(jù)，構(gòu)建標準化管理數(shù)據(jù)庫體系，同時接入基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務管理數(shù)據(jù)、外部共享數(shù)據(jù)。

1.3.2智慧大溪水庫工程標準化管理平臺及預警預報支撐系統(tǒng)建設

新建大溪水庫標準化管理子系統(tǒng)、集成大溪水庫信息管理。采用成熟的GIS支撐系統(tǒng)和工作流引擎系統(tǒng)，為標準化管理和管理任務相關功能提供系統(tǒng)支撐。

1.3.3新增預警預報設備設施

增加語音報警和AI智能視頻監(jiān)控設備，保障水庫運行安全。

1.3.4對接現(xiàn)有系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)

與現(xiàn)有安全監(jiān)測系統(tǒng)、水雨情系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行全面融合對接，將設備狀態(tài)和實時數(shù)據(jù)接入平臺。

2 平臺總體架構(gòu)設計

2.1 總體架構(gòu)

大溪水庫標準化管理平臺項目由平臺主體、安全保障和運維體系、組織保障和制度體系共同構(gòu)成。其中系統(tǒng)主體可分為實體工程、信息化基礎層、數(shù)字孿生支撐層、應用層等組成。總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 大溪水庫標準化管理平臺總體架構(gòu)

基礎設施與服務層：以大溪水庫實體工程作為物理層，建設數(shù)據(jù)底板。

信息化基礎設施層：充分利用大溪水庫信息化建設成果，利用現(xiàn)有監(jiān)測感知、通信網(wǎng)絡、工程自動化控制、信息基礎環(huán)境，為平臺建設提供信息化基礎。

支撐層：包括標準化平臺及相關監(jiān)測服務，主要為平臺提供各類支撐服務。

應用層：按照標準化建設的要求，融合現(xiàn)有的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)包括工程安全智能分析預警、防洪興利調(diào)度、生產(chǎn)運行管理、巡查管護、綜合決策分析等應用功能。

2.2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

根據(jù)項目數(shù)據(jù)性質(zhì)，將數(shù)據(jù)分為3類：

基礎數(shù)據(jù)庫：各類水利對象的特征屬性，包括主壩、副壩、溢洪閘、涵洞、機電設備等水利工程類對象，水文監(jiān)測站、工程安全監(jiān)測點、水事影像監(jiān)視點等監(jiān)測站(點)類對象，工程運行管理機構(gòu)、人員、資產(chǎn)等管理類對象?；A數(shù)據(jù)特征屬性應對所有對象進行統(tǒng)一編碼，應根據(jù)業(yè)務需要實時或定期更新。

監(jiān)測數(shù)據(jù)庫：通過各類監(jiān)測感知手段獲取各類水利對象狀態(tài)屬性，主要包括水文監(jiān)測數(shù)據(jù)、工程安全監(jiān)測數(shù)據(jù)及其他監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

業(yè)務數(shù)據(jù)庫：業(yè)務管理中產(chǎn)生的有關數(shù)據(jù)，主要包括預報調(diào)度、工程安全運行、生產(chǎn)運營、巡查管護、會商決策等業(yè)務數(shù)據(jù)，業(yè)務管理數(shù)據(jù)應根據(jù)業(yè)務需要同步更新。

3 平臺功能設計

3.1 水雨情管理

跟原有水雨情系統(tǒng)進行對接，開發(fā)Web Service數(shù)據(jù)接口，獲取實時水雨情數(shù)據(jù)，按照固定的時間間隔存入到業(yè)務數(shù)據(jù)庫中，并提供水雨情數(shù)據(jù)按時間段查詢歷史記錄，查詢結(jié)果以柱狀圖和曲線圖的形式展示。

3.1.1實時數(shù)據(jù)

通過開發(fā)Web Service接口調(diào)取水雨情數(shù)據(jù)，按照固定間隔時間依次保存在業(yè)務數(shù)據(jù)庫中，前端展示查詢的時候通過Web Service接口進行調(diào)用。

3.1.2統(tǒng)計報表

按照日統(tǒng)計，月統(tǒng)計，年度統(tǒng)計的方式統(tǒng)計水庫的水雨情記錄，顯示在表格中，界面上支持數(shù)據(jù)的批量導出成excel表格，按照統(tǒng)計結(jié)果分析展示水位日曲線圖、月曲線圖和年曲線圖，按照統(tǒng)計結(jié)果分析展示雨量日曲線圖、月曲線圖和年曲線圖。

3.2 監(jiān)測預警

監(jiān)測預警主要提供水位超標預警、降雨量預警、自動化設備狀態(tài)預警、大壩形變、滲流預警等關系水庫運行安全的自動化預警功能。

水位超標預警，系統(tǒng)自動發(fā)送水位超標數(shù)據(jù)及預警信息到指定的管理人員移動端；降雨量預警，系統(tǒng)自動發(fā)送降雨量超標預警信息到指定的管理員移動端。

自動化設備狀態(tài)預警，系統(tǒng)自動發(fā)送設備斷電、運行故障等狀態(tài)報警信息到指定的管理員移動端。

大壩形變、滲流預警，系統(tǒng)自動發(fā)送形變、滲流超標預警信息到指定的管理員移動端，確保大壩安全。

溢洪預警，系統(tǒng)根據(jù)溢洪信息，提前通過高音喇叭播放制定的報警信息，并持續(xù)10秒。

智能AI監(jiān)控預警，通過智能AI監(jiān)控攝像頭監(jiān)測到人員入侵、下河游泳、水面垃圾等預警事件時，系統(tǒng)自動發(fā)送預警信息給管理員。

3.3 工程管理

主要滿足工程項目的新建、工程概況、巡視檢查、工程監(jiān)測、工程維修等管理業(yè)務，涉及水庫的主壩、副壩、溢洪閘(道)、輸水涵洞等工程設施。

3.3.1工程概況

展示大溪水庫各工程設施的基本情況：后臺錄入大溪水庫工程建筑物相關數(shù)據(jù)、圖片，前端頁面進行展示數(shù)字立體模型；點擊顯示主壩、副壩、溢洪閘、東中西涵洞等工程設施的平面圖和剖面圖，點擊地圖直觀顯示水文站測點信息；通過手機掃描設施設備二維碼牌，顯示設施設備的規(guī)格、生產(chǎn)制造日期、投運時間、已使用年限，當使用年限到期時，系統(tǒng)自動提示報警。相關技術(shù)圖表：導入大溪水庫溢洪閘水位-開高-流量關系表，東西中涵洞流量關系表，作為計算流量的基準，通過水位-庫容-面積關系表計算庫容面積。

3.3.2巡視檢查

通過移動端巡查軟件和平臺技術(shù)支撐，后臺可實時自動記錄每個巡查員的巡檢地點、路線和距離，對于巡查中發(fā)現(xiàn)的隱患，可以實時拍照上傳，并配以文字描述，實現(xiàn)隱患信息自動查詢、跟蹤處置、定期統(tǒng)計等功能，使得管理更具操作性，如圖2所示。

圖2 大溪水庫巡視檢查系統(tǒng)

3.3.3工程監(jiān)測

主要有滲透監(jiān)測和變形監(jiān)測，與現(xiàn)有的大壩監(jiān)測系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接，開發(fā)Web Service接口，調(diào)用現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)查詢與展示。

3.3.4工程維修

通過日常和定期的巡查，對于巡查人員上報的報修內(nèi)容應及時處理，并將處理結(jié)果反饋給相應技術(shù)人員，錄入系統(tǒng)進行留痕，按照曲線圖統(tǒng)計維修記錄數(shù)據(jù)，為隱患預判提供科學的決策依據(jù)。

3.4 調(diào)度管理

系統(tǒng)提供大溪水庫防洪調(diào)度、興利調(diào)度指令數(shù)據(jù)的錄入，按照有關規(guī)定自動分析出可控選擇的調(diào)度方案，包括調(diào)度時間、起調(diào)水位、調(diào)度指令時間、預警時間、檢查時間、回復時間、回復內(nèi)容以及調(diào)度后的考評內(nèi)容錄入。即時記錄、跟蹤調(diào)度指令的執(zhí)行過程，可以按照時間段，查詢防洪閘的調(diào)度記錄和相應的調(diào)度令。

3.4.1調(diào)度管理

管理處接到指令后，可對調(diào)度令進行上傳、下載、查詢、快速瀏覽、打印等功能，并以表格形式展示。實時記錄系統(tǒng)中執(zhí)行的調(diào)度操作，并與調(diào)度指令、操作執(zhí)行、結(jié)束反饋等全過程信息核對一致性、統(tǒng)計匯總查詢。

3.4.2值班記錄

可自動化模式根據(jù)運行日期、人員制定排班記錄，以日歷方式顯示，提供值班記錄數(shù)據(jù)的錄入、查詢等功能。

3.4.3調(diào)度統(tǒng)計

提供調(diào)度運行的記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，按時間統(tǒng)計、按類別統(tǒng)計，以表格、柱狀圖或餅狀圖方式展示。

3.5 安全管理

3.5.1安全管理

提供防汛組織、年度“預案”的錄入、刪除、修改、導出等功能，以表格的方式顯示，支持快速檢索。根據(jù)大壩安全鑒定類型(包括大壩及其附屬建筑物、閘門、電氣設備等)，填寫鑒定信息數(shù)據(jù)。對大溪水庫除險加固工作信息按時間進行記錄，并上傳相關資料附件。

3.5.2安全生產(chǎn)

結(jié)合水利部安全生產(chǎn)標準化建設的要求，主要從目標職責、現(xiàn)場管理、隱患排查治理、應急管理、事故管理等方法設置功能項，部分內(nèi)容可鏈接生產(chǎn)運行、檢查觀測、教育培訓等功能模塊信息，形成全過程管理臺帳，對問題隱患進行統(tǒng)計查詢、警示提醒和處置跟蹤。

3.5.3事故處理

在系統(tǒng)中創(chuàng)建事故處理工單，并下派給指定人員進行處理，當事故處理完成后，填寫處理結(jié)果并附照片，反饋給管理人員，支持事故處理數(shù)據(jù)的查詢、導出等功能。

3.6 項目管理

針對計劃申報、批復實施、項目采購、合同管理、施工管理、方案變更、中間驗收、決算審核、檔案專項驗收、竣工驗收、檔案管理等方面工作，可設置項目下達、實施方案、實施準備、項目實施、驗收準備、項目驗收等功能項，實現(xiàn)全過程全方位的管理監(jiān)督，可實時了解工程形象進度、經(jīng)費完成情況、質(zhì)量檢驗評定情況和工作動態(tài)信息，實現(xiàn)網(wǎng)絡審批，提高項目管理效率。

4 結(jié)語

大溪水庫標準化管理平臺將工程管理的重點、要點植入管理系統(tǒng)中，聚焦工程管理、監(jiān)測預警、調(diào)度管理、安全管理、項目管理，實現(xiàn)水庫工程管理標準化、數(shù)字化、可持續(xù)化，創(chuàng)新水庫工程標準化管理新模式，有效促進水庫工程管理水平提檔升級，助力大溪水庫創(chuàng)成江蘇省首家通過水利部標準化管理評價通過工程。該平臺適用性強、可推廣性寬，順應了新階段水利高質(zhì)量發(fā)展要求和智慧水利建設方向，為其他水利工程單位提供一種參考。在日常的運用中，管理單位要進一步強化工程信息數(shù)據(jù)的安全保護，著力構(gòu)建完善的網(wǎng)絡安全體系，全面保障標準化平臺的系統(tǒng)安全，以支持平臺的長期穩(wěn)定運行。