馬東進(jìn)，張盛陽，金 晶，王 斌，林 通，徐彬彬

（1. 東陽市橫錦水庫管理局，浙江 東陽 322119；2.浙江禹貢信息科技有限公司，浙江 杭州 310009）

1 現(xiàn)狀分析

東陽市橫錦水庫是一座以灌溉、防洪為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大(二)型水庫，水庫位于錢塘江流域東陽江上游，距東陽市28 km。壩址以上集雨面積378 km2，水庫總庫容2.74億m3，正常庫容1.70億m3，灌溉農(nóng)田10.2萬畝，防洪受益3.2萬畝，建有一級電站和二級電站各1座，總裝機11 750 kW，多年平均年發(fā)電量2 020萬kW·h。

橫錦水庫在水庫除險加固、歷年自動化改造、灌區(qū)節(jié)水配套改造項目中建設(shè)了部分自動化、信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)了水雨情自動采集、庫區(qū)（灌區(qū)）視頻監(jiān)視、大壩安全監(jiān)測、灌區(qū)閘門自動化控制等功能，由于這些系統(tǒng)都是單獨建設(shè)，使用各自的數(shù)據(jù)和應(yīng)用體系，沒有形成一個系統(tǒng)的、統(tǒng)一的平臺，因此還存在數(shù)據(jù)不共享、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，數(shù)據(jù)共享性、使用的方便性還有待于提高，信息化應(yīng)用水平和水庫管理的實際需要還存在一定距離。

（1）水雨情采集系統(tǒng)。在水庫內(nèi)已建設(shè)水雨情遙測站一座，采用直井式水位臺和浮子水位計進(jìn)行水位采集，采集數(shù)據(jù)通過語潤平臺進(jìn)入省防汛信息平臺，管理人員通過語潤平臺查看水位和雨量信息。

（2）視頻監(jiān)視系統(tǒng)。目前，橫錦水庫已在重要水工建筑物、重要設(shè)備設(shè)施、啟閉機房、辦公區(qū)域、重點安保區(qū)域安裝有視頻監(jiān)視探頭。已建的視頻監(jiān)視系統(tǒng)分3種類型，①安裝時間較早的模擬式視頻攝像頭，采用同軸電纜連至區(qū)域視頻節(jié)點進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過光纖傳入控制中心內(nèi)；②安裝時間較晚的網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭，采用網(wǎng)絡(luò)信號直接連入控制中心；③公安系統(tǒng)安裝的公共安防攝像頭，管理人員需要進(jìn)入公安系統(tǒng)的視頻發(fā)布頁面進(jìn)行監(jiān)控圖像的獲取。

（3）大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)。橫錦水庫已建大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，整套系統(tǒng)由浙江廣川咨詢有限公司進(jìn)行安裝和集成，監(jiān)測項目有變形、滲流等，大壩安全維保人員每15 d前往監(jiān)測點對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒定和整編。

（4）洪水預(yù)報系統(tǒng)。洪水預(yù)報系統(tǒng)為河海大學(xué)2003年開發(fā)，但邊界條件已出現(xiàn)重大改變（上游增加了2座水庫），預(yù)報系統(tǒng)未根據(jù)實際情況進(jìn)行重新率定和調(diào)整，目前已不具備預(yù)報能力。

（5）供水量監(jiān)測。目前有3個取水口，均位于電站尾水池，其中東陽取水口2處、義烏取水口1處。東陽第一取水口取水形式為管道取水，未安裝流量計。其余兩處取水口取水形式為管道取水，安裝有插入式電磁流量計。水庫管理人員目前對取水計量信息的獲取采用兩種形式，①通過水廠的取水量監(jiān)視網(wǎng)頁進(jìn)行獲取；②通過安裝在流量計上位機的視頻攝像頭獲取流量顯示屏現(xiàn)場視頻來判斷取水量。

（6）巡查系統(tǒng)。水庫已經(jīng)配有大壩巡查系統(tǒng)1套，配有巡查終端1套，主要用于水庫大壩范圍內(nèi)的巡查。

（7）灌區(qū)信息化情況。灌區(qū)通過“東陽市農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)橫錦水庫中型灌區(qū)節(jié)水配套改造工程”項目進(jìn)行了一部分信息化內(nèi)容建設(shè)，主要建設(shè)內(nèi)容為閘門自動化控制站2個，視頻監(jiān)視站6個，流量監(jiān)測站3個，灌區(qū)調(diào)度中心1個。

2 建設(shè)必要性分析

（1）形成統(tǒng)一平臺，充分發(fā)揮已建系統(tǒng)作用。為了使系統(tǒng)能夠靈活適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的變化，面對新應(yīng)用具有可擴(kuò)展性，信息和應(yīng)用資源方面高度共享，避免出現(xiàn)信息孤島，采用一體化平臺化的設(shè)計思路，綜合集成現(xiàn)有各類信息化系統(tǒng)，打通信息孤島，建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)和一體化綜合管控系統(tǒng)，并提供統(tǒng)一的訪問機制，實現(xiàn)不同權(quán)限用戶的數(shù)據(jù)訪問和業(yè)務(wù)應(yīng)用，達(dá)到信息資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的目標(biāo)，形成合力，充分發(fā)揮已建系統(tǒng)作用。

（2）提高管理水平，保證工程安全穩(wěn)定運行。工程標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺集成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用等各個層級的信息化資源，使用信息化技術(shù)打通工程管理的各個環(huán)節(jié)，為工程觀測、調(diào)度運行、維修養(yǎng)護(hù)、設(shè)施管理等工程管理業(yè)務(wù)提供了現(xiàn)代化管理手段，提高了工程管理水平，是傳統(tǒng)工程管理轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)工程管理的重要標(biāo)志。標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺建成后將為工程管理人員提供便捷高效的管理工具。平臺將為管理人員提供及時的數(shù)據(jù)、方便的通信，進(jìn)一步提高工程管理效率，提高工程效益，減輕工作強度，保證工程安全穩(wěn)定運行。

（3）提供技術(shù)保障，實現(xiàn)工程標(biāo)準(zhǔn)化管理。浙江省水利廳在2016年初提出了水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的目標(biāo)，要求將水利工程的監(jiān)測監(jiān)控、預(yù)警預(yù)報、調(diào)度運行、維修養(yǎng)護(hù)和監(jiān)督檢查、考核評估，整合在同一信息化平臺上，把水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的各項內(nèi)容、各個環(huán)節(jié)和各個流程細(xì)化到元素，和人員職責(zé)、崗位職責(zé)相結(jié)合，使水利工程管理運行的各項工作程序化，提高管理精細(xì)化程度和管理效率。水庫工程標(biāo)準(zhǔn)化運行平臺覆蓋管理責(zé)任、安全評估、運行管理、維修養(yǎng)護(hù)、監(jiān)督檢查、隱患治理、應(yīng)急管理、教育培訓(xùn)、制度建設(shè)、考核驗收等各環(huán)節(jié)，為水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的責(zé)任具體化、工程防汛和安全運行管理目標(biāo)化、人員定編（崗）化、管理經(jīng)費預(yù)算化、設(shè)施設(shè)備完整化、日常監(jiān)測檢查規(guī)范化、維修養(yǎng)護(hù)常態(tài)化、人員崗位培訓(xùn)制度化、管理范圍界定化、環(huán)境綠化美化、信息化等“十一個化”要求提供了展示和監(jiān)督考核工具和信息化技術(shù)保障。同時，工程標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺將對接省、市、縣三級水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理和監(jiān)督服務(wù)平臺，實現(xiàn)了網(wǎng)上實時監(jiān)控和現(xiàn)場實地監(jiān)督檢查相結(jié)合。通過標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺的建設(shè)，倒逼工程標(biāo)準(zhǔn)化管理體系和運行管理機制的形成。

3 建設(shè)目標(biāo)及總體框架

3.1 建設(shè)目標(biāo)

系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是：通過建設(shè)“東陽市橫錦水庫標(biāo)準(zhǔn)化運行管理系統(tǒng)”，利用信息化手段對工程標(biāo)準(zhǔn)化管理在管理責(zé)任、安全評估、運行管理、維修養(yǎng)護(hù)、監(jiān)督檢查、隱患治理、應(yīng)急管理、教育培訓(xùn)、制度建設(shè)、考核驗收等各環(huán)節(jié)提供全面支撐，同時整合已建水文測報、大壩安全監(jiān)測、視頻監(jiān)視等各個單列系統(tǒng)，形成工程統(tǒng)一管控平臺，實現(xiàn)水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理要求，保障工程安全、提高工程效益和工作效率，切實提高工程管理水平。

（1）健全管理工作流程。系統(tǒng)將推進(jìn)工程管理流程的標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化、規(guī)范化，規(guī)范業(yè)務(wù)流程，減少業(yè)務(wù)隨意性帶來的弊病。通過業(yè)務(wù)流程的重組，使業(yè)務(wù)流程更趨合理。在實施過程中，為了保證管理業(yè)務(wù)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，主要從以下幾個方面來進(jìn)行：根據(jù)物資、設(shè)備、人員、資金等狀況，建立科學(xué)完整的編碼系統(tǒng)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理規(guī)范，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及資源的集成共享，使資源得到統(tǒng)一規(guī)范化管理，提高管理效率；系統(tǒng)應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)化管理流程，并且通過在項目需求調(diào)研階段搜集水庫管理各方面業(yè)務(wù)流程與系統(tǒng)中提供的流程庫進(jìn)行整合，形成水庫管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、科學(xué)化的流程體系并且通過系統(tǒng)進(jìn)行有效固化；通過流程的固化，引申出每個流程控制點崗位的崗位職責(zé)，明確管理中每個員工具體的崗位職責(zé)和任務(wù)，真正實現(xiàn)權(quán)責(zé)分明并且通過流程和崗位職責(zé)進(jìn)行有效的固化并嚴(yán)格執(zhí)行；另外，將每個工作崗位的崗位職責(zé)均做成在線可查，只要進(jìn)入系統(tǒng)，就能明確自己的工作性質(zhì)和職責(zé)范圍，明確本職工作并進(jìn)行規(guī)范操作。

（2）提供業(yè)務(wù)工作平臺。在信息集成平臺上，融入適合水利工程的先進(jìn)管理思想與管理理念，將管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，為管理、生產(chǎn)業(yè)務(wù)提供工作平臺，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化，取代了傳統(tǒng)的手工操作方式，實現(xiàn)管理和生產(chǎn)業(yè)務(wù)的科學(xué)化、有序化、流暢化。建立、健全工程管理范圍內(nèi)的信息集成平臺，實現(xiàn)管理數(shù)據(jù)在指定的范圍內(nèi)授權(quán)共享。

（3）實現(xiàn)管理信息全景可視。通過物聯(lián)網(wǎng)、GIS、全景圖、無人機等技術(shù)，實現(xiàn)水庫水雨情、工情、安全信息等水庫相關(guān)數(shù)據(jù)的全景可視化，通過地圖、工程布置圖等對各類信息實現(xiàn)直觀展現(xiàn)，便于掌握工程實時運行情況。同時，建設(shè)移動應(yīng)用系統(tǒng)，可以隨時隨地通過手機、PAD等移動終端對水庫情況進(jìn)行查詢。

3.2 總體框架

系統(tǒng)總體架構(gòu)由采集及基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、運行管理平臺組成。采集及基礎(chǔ)設(shè)施層提供實時數(shù)據(jù)采集及自動化、網(wǎng)絡(luò)、云平臺等基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)層利用綜合數(shù)據(jù)庫對原有和新建系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并提供空間數(shù)據(jù)，為運行管理平臺提供數(shù)據(jù)服務(wù)，運行管理平臺實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理各項功能，直接面向水庫管理和生產(chǎn)人員，并提供移動服務(wù)。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

4 主要建設(shè)內(nèi)容

采用公有云計算平臺作為系統(tǒng)運行環(huán)境，可以節(jié)約服務(wù)器購置費用，同時也減輕了系統(tǒng)建成后硬件系統(tǒng)的運維壓力。

在已建系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為支撐工程標(biāo)準(zhǔn)化管理，需要進(jìn)一步完善工程信息化基礎(chǔ)設(shè)施，主要包括采集系統(tǒng)完善、標(biāo)準(zhǔn)化信息管理中心建設(shè)、云平臺建設(shè)、巡查系統(tǒng)等。

4.1 采集系統(tǒng)

采集系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)化管理的要求，完善水雨情、工情、視頻、安全等各項監(jiān)測設(shè)施，具體內(nèi)容如下：

（1）水雨情采集

通過連入省水文局雨潤數(shù)據(jù)庫，接入已建水雨情自動監(jiān)測點數(shù)據(jù)，將水雨情數(shù)據(jù)同步到綜合數(shù)據(jù)庫中。

另外建議在發(fā)電廠尾水池新建一個水位測站，采用雷達(dá)水位計采集實時水位，終端機處理后通過GPRS系統(tǒng)發(fā)送到中心站。

（2）工情采集

采集溢洪道泄洪閘工作閘門的閘位信息，共5扇閘門閘位數(shù)據(jù)需要采集。現(xiàn)狀閘位數(shù)據(jù)都是在本地顯示，其中3扇閘門采用機械閘位計，2扇采用電子閘位計，都需要進(jìn)行改造。

機械閘位計對碼盤進(jìn)行更換，能夠輸出閘位數(shù)字信號，將閘位數(shù)字信號經(jīng)終端機處理后，通過GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到標(biāo)準(zhǔn)化管理中心。對電子閘位計進(jìn)行改造，使之可以將閘位計信號連入新配備的終端機，閘位數(shù)字信號經(jīng)終端機處理后，通過GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到標(biāo)準(zhǔn)化管理中心。

（3）水量數(shù)據(jù)采集

水量數(shù)據(jù)是整個水庫防洪調(diào)度和供水調(diào)度的重要信息化基礎(chǔ)。

1）水量分析

出庫流量＝溢洪道下泄流量+電站尾水流量

電站尾水流量＝義烏供水口流量+東陽水廠供水口流量+干渠流量+干渠溢流量。

2）水量數(shù)據(jù)來源（表 1）

表1 水量數(shù)據(jù)來源現(xiàn)狀表

3）流量監(jiān)測設(shè)計

入庫流量和出庫流量都是通過洪水預(yù)報系統(tǒng)推算，現(xiàn)狀由于邊界條件影響，精度不高，在本項目中通過洪水預(yù)報系統(tǒng)改造提高精度；義烏和東陽水廠供水口已安裝流量計，通過對終端改造和數(shù)據(jù)集成的方法集成流量數(shù)據(jù)；干渠流量需要新建，在渠邊安裝多普勒流量計量測實時流量數(shù)據(jù)，積算儀積算累計流量，通過終端機處理后發(fā)送到中心站；電站尾水流量和溢洪道下泄流量現(xiàn)狀都是通過工況進(jìn)行推算，準(zhǔn)確度不高，此次在電站機組進(jìn)水壓力鋼管處安裝外置式超聲波流量計實現(xiàn)實時流量監(jiān)測，溢洪道閘門下泄流量重新根據(jù)實測和水力學(xué)方法標(biāo)定工況（水庫水位、閘門開度）和下泄流量對應(yīng)關(guān)系，并建立數(shù)據(jù)模型，根據(jù)模型數(shù)據(jù)推算實時下泄流量。

（4）灌區(qū)采集設(shè)施完善

《東陽市水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理實施方案（2016～2020年）》中對灌區(qū)要求“2處灌區(qū)各需布置水位監(jiān)測站點2處，雨量監(jiān)測站點2處。共計水位監(jiān)測站點4處，雨量監(jiān)測站點4處。”

根據(jù)上述要求，在南干渠首和北干渠首分別建設(shè)一處水位雨量監(jiān)測站。為不增加土建工程量，采用立桿方式配合雷達(dá)水位計方式建設(shè)。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)化信息管理中心

新建標(biāo)準(zhǔn)化信息管理中心，作為水庫信息的管理中心、調(diào)度中心、指揮中心。標(biāo)準(zhǔn)化管理中心設(shè)在水庫管理局辦公樓三樓。中心配備大屏系統(tǒng)1套，工作站6臺，移動工作站2臺，工作臺3套。

（1）大屏系統(tǒng)

會商會議系統(tǒng)改造方案計劃配置1套LCD大屏拼接顯示系統(tǒng)。拼接顯示系統(tǒng)采用12塊46"LED光源的LCD拼接單元，組成3行4列的拼接墻，要求采用拼縫小于5.7 mm的產(chǎn)品。

拼接屏單塊屏分辨率不低于1920×1080，設(shè)有拼接控制器，可實現(xiàn)單屏顯示、整屏顯示以及畫面的屏間漫游。

本項目所選用產(chǎn)品在企業(yè)質(zhì)量控制、產(chǎn)品設(shè)計和制造生產(chǎn)活動中，應(yīng)具備以下國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且需在投標(biāo)文件中列明：中國國家強制性產(chǎn)品認(rèn)證（3C認(rèn)證）多屏幕拼接墻。

作為LCD大屏幕系統(tǒng)的核心，液晶顯示單元的顯示效果和性能決定了整套系統(tǒng)的顯示效果和性能?？紤]到實際應(yīng)用需求，方案中的顯示單元可以在狹小空間場地上進(jìn)行靠墻安裝，滿足現(xiàn)場實際環(huán)境縱深有限的布局要求。顯示單元產(chǎn)品特性要求如下：

1）高質(zhì)量大畫面顯示：46"超大液晶屏，1920×1080的物理分辨率，高質(zhì)量地實現(xiàn)大畫面高清顯示。

2）低功耗運行：產(chǎn)品需節(jié)能認(rèn)證、1級能效標(biāo)識。

3）具有較強的環(huán)境適應(yīng)性，能滿足更多的使用環(huán)境，可以支持7×24 h連續(xù)工作，平均無故障時間超過50 000 h以上。長時間運行下無灼屏和殘影不良發(fā)生。

（2）工作站及移動工作站

配備5臺工作站作為標(biāo)準(zhǔn)化管理采集、視頻、應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫等工作站，另配1臺移動工作站作為移動工作使用。

（3）電源系統(tǒng)

為保證在斷電情況下標(biāo)準(zhǔn)化管理信息中心的正常運行，配備一套不間斷電源系統(tǒng)。不間斷電源系統(tǒng)由UPS主機和電池組成。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化管理信息中心裝修

標(biāo)準(zhǔn)化管理信息中心設(shè)在管理局三樓，原為辦公室，需要進(jìn)行重新裝修布置才能適應(yīng)信息中心需要，裝修主要內(nèi)容為防靜電地板鋪設(shè)、機電和大屏系統(tǒng)隔斷、重新布線、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置等。另外需要配備部分工作臺。

4.3 云平臺

采用公有云計算平臺作為系統(tǒng)運行環(huán)境，可以節(jié)約服務(wù)器購置費用，同時也減輕了系統(tǒng)建成后硬件系統(tǒng)的運維壓力?，F(xiàn)在阿里云等云計算平臺已經(jīng)相當(dāng)成熟，廣泛應(yīng)用于各類專業(yè)化系統(tǒng)?！罢憬∷こ虡?biāo)準(zhǔn)化管理信息化建設(shè)總體設(shè)計方案”中也要求水利工程標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺將云平臺作為運行環(huán)境。

考慮系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)模，系統(tǒng)將采用公網(wǎng)帶寬20 M，云存儲1 T云盤數(shù)據(jù)云平臺作為系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)平臺，費用計算按3年計。系統(tǒng)安全將依據(jù)國家相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全的法律法規(guī)采取嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)安全措施保證系統(tǒng)安全，防止網(wǎng)絡(luò)入侵。

4.4 巡查系統(tǒng)

建立巡查系統(tǒng)，配備巡查終端和配套的射頻標(biāo)識，實現(xiàn)巡查人員、巡查對象的定位和數(shù)據(jù)上傳。

巡查終端分配考慮管理局范圍配備2臺、橫錦水庫灌區(qū)配備8臺，水庫庫區(qū)配備2臺；射頻標(biāo)識用于設(shè)施設(shè)備的自動識別，配備120個，基本覆蓋水庫主要設(shè)施設(shè)備，巡查終端和射頻標(biāo)識配合能夠達(dá)到巡查點位的自動識別辨認(rèn)，為巡查軟件平臺提供設(shè)備支撐。

4.5 其他設(shè)施

為滿足水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理需要，另需配備一些其他設(shè)備，主要包括：

（1）考勤設(shè)備1套

用于人員上下班考勤，采用指紋自動識別，考勤數(shù)據(jù)自動上傳到管理中心。

（2）內(nèi)保門禁系統(tǒng)1套

配備內(nèi)保門禁系統(tǒng)1套，由采用指紋識別方式的行人道閘系統(tǒng)和電站人員進(jìn)出通道的IC卡電磁門禁系統(tǒng)兩部分組成。

（3）入門大屏系統(tǒng)1套

采用P10精度以上LED室內(nèi)大屏作為管理局辦公樓入門大屏系統(tǒng)，用于展示水庫實時情況和水庫新聞等。

5 結(jié)束語

系統(tǒng)建成后，建議配備專門管理人員對系統(tǒng)運行進(jìn)行統(tǒng)一管理。

（1）項目竣工驗收前，和已建信息化系統(tǒng)及水庫管理制度相結(jié)合，研究制定《橫錦水庫標(biāo)準(zhǔn)化運行管理平臺管理辦法》作為系統(tǒng)運行及維護(hù)的依據(jù)。

（2）本項目整合了橫錦水庫各類信息化系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)施設(shè)備，技術(shù)要求較高、布點分散、維護(hù)工作量大，建議聘請專業(yè)化維保單位進(jìn)行維護(hù)工作。

系統(tǒng)建成后重視后期運行管理，摒棄“重建輕管”和“重建輕養(yǎng)”的思想，在抓項目建設(shè)的同時，做好運行管理機制的建立和運行維護(hù)資金的落實工作，建立長效運行管理保障機制。運行管理人員配備由橫錦水庫管理局負(fù)責(zé)，配置管理人員1人，并制定嚴(yán)格的崗位職責(zé)。