趙國(guó)榮，歐陽(yáng)宏

(1.甘肅水務(wù)節(jié)水科技發(fā)展有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000)

1 項(xiàng)目背景

引洮供水工程骨干供水網(wǎng)絡(luò)共建設(shè)1條總干渠、9條干渠及2條分干渠、20條支渠，20條非農(nóng)業(yè)輸水供水管線、10條鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水管線，其中渠系合計(jì)長(zhǎng)度907.492km，管線總長(zhǎng)292.87km，工程分一期、二期建設(shè)。為了解決引洮供水工程通信網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行工況數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、診斷、預(yù)警，工程集中控制的問(wèn)題，綜合決策等問(wèn)題，從而滿足工程整體安全和分水調(diào)度要求，滿足工程整體安全和供水安全。本文主要圍繞引洮供水二期工程信息化業(yè)務(wù)需求，緊密結(jié)合引洮二期輸水工程總體運(yùn)管需求，提出了六層四體系的系統(tǒng)總體架構(gòu)和涵蓋1個(gè)門戶、3個(gè)平臺(tái)、4類應(yīng)用的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為引洮供水二期工程管理提供信息化平臺(tái)。

2 信息化系統(tǒng)組成及總體方案

2.1 信息化系統(tǒng)組成

引洮供水一期工程已經(jīng)在定西市建設(shè)了運(yùn)行管理中心，本次信息化系統(tǒng)建設(shè)主要完成通渭縣、會(huì)寧縣運(yùn)行管理部的機(jī)房及視頻會(huì)議會(huì)商系統(tǒng)，總干渠、干渠(四～九干)、分干渠(八干一、二分干)、供水管線(18條)沿線共215處閘(閥)門綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，3座泵站綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，沿線水位、流量、壓力、溫度等水情信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(壓力監(jiān)測(cè)和流量調(diào)節(jié)閥流量監(jiān)測(cè)設(shè)備的配置詳見水機(jī)專業(yè)相關(guān)內(nèi)容)，沿線主要建筑物的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，沿線主要建筑物的視頻監(jiān)視系統(tǒng)，以及動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和相關(guān)電源系統(tǒng)等設(shè)計(jì)。將這些系統(tǒng)通過(guò)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)與定西市運(yùn)行管理中心預(yù)留的接口進(jìn)行對(duì)接，最終實(shí)現(xiàn)引洮供水一期、二期工程的統(tǒng)一調(diào)度管理。

2.2 總體方案

引洮供水二期工程運(yùn)行管理中心信息化系統(tǒng)以數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺(tái)和應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺(tái)為基礎(chǔ)，再根據(jù)業(yè)務(wù)具體需求開發(fā)部署各類業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。其中數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺(tái)和應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺(tái)滿足具備完整的一體化管控基礎(chǔ)平臺(tái)要求，提供測(cè)點(diǎn)、畫面、報(bào)表、曲線、通訊接口(可根據(jù)協(xié)議自定義開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)通訊驅(qū)動(dòng))等組態(tài)及開發(fā)工具，滿足后期接入的不同測(cè)站的需求。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)構(gòu)設(shè)置，在會(huì)寧運(yùn)行管理部及現(xiàn)場(chǎng)14個(gè)管理站配置相應(yīng)的一體化管控平臺(tái)軟件終端；同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)構(gòu)設(shè)置，在會(huì)寧運(yùn)行管理部及現(xiàn)場(chǎng)14個(gè)管理站配置相應(yīng)的工作站、打印機(jī)等終端硬件設(shè)備，同時(shí)與定西運(yùn)行管理中心的數(shù)據(jù)容災(zāi)備份系統(tǒng)結(jié)合，在通渭臨時(shí)運(yùn)行管理中心設(shè)置數(shù)據(jù)異地容災(zāi)備份系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的兩地三中心，確保數(shù)據(jù)安全。

3 業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

3.1 一個(gè)門戶網(wǎng)

門戶網(wǎng)統(tǒng)一集成門戶網(wǎng)為主導(dǎo)，在電腦端、移動(dòng)端APP和微信小程序建設(shè)統(tǒng)一門戶，實(shí)現(xiàn)功能包括每日?qǐng)?bào)告、信息查詢、工程巡查、工程管理、智慧調(diào)度、監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)、信息上報(bào)、信息提醒、新聞公告、輔助功能、信息安全、單點(diǎn)登錄、用戶管理、界面服務(wù)、公眾互動(dòng)等。

3.2 三個(gè)平臺(tái)

引洮供水二期信息化平臺(tái)打造三大基礎(chǔ)平臺(tái)，主要為信息采集交互平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺(tái)和應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺(tái)。信息采集交互平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)引洮供水工程各類感知終端設(shè)備的數(shù)據(jù)接入，并按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式推送至各應(yīng)用系統(tǒng)；數(shù)據(jù)管理技術(shù)支撐平臺(tái)主要為為系統(tǒng)內(nèi)各功能或外系統(tǒng)提供不同類型數(shù)據(jù)庫(kù)的通用數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的入庫(kù)存儲(chǔ)和查詢功能；應(yīng)用管理技術(shù)支撐平臺(tái)，主要為系統(tǒng)提供包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、權(quán)限設(shè)定、圖形框架、綜合報(bào)警、綜合展示、數(shù)據(jù)通訊、控制服務(wù)等功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部的數(shù)據(jù)交換服務(wù)?？刂茀^(qū)與管理區(qū)的數(shù)據(jù)交換，運(yùn)行管理中心與管理中心的數(shù)據(jù)交換，以及本工程與外部系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換等。

3.3 四類應(yīng)用

3.3.1監(jiān)測(cè)類

(1)多源全景監(jiān)控系統(tǒng)

多源全景監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容包含引洮一期、二期現(xiàn)地閘門位置，數(shù)量，泵站機(jī)組臺(tái)數(shù)、控制模式及相關(guān)水情信息，工程安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)，采集形式及分析結(jié)論等，動(dòng)力運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等等的各類現(xiàn)地監(jiān)測(cè)監(jiān)控。用戶通過(guò)PC客戶端及手機(jī)移動(dòng)終端進(jìn)入二、三維WebGIS平臺(tái)，通過(guò)鼠標(biāo)拾取，快速瀏覽等模式迅速實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置、參數(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查詢，同時(shí)提供綜合的信息服務(wù)。

(2)三維GIS虛擬仿真系統(tǒng)

二期供水工程沿線壩體、渡槽、閘門、管理站、隧洞、分水口、下渠通道、排洪建筑、倒虹吸等水工建筑。其中隧洞171座，全長(zhǎng)368.971km；暗渠219段，全長(zhǎng)44.525km；明渠全長(zhǎng)6.36km；管道全長(zhǎng)121.314km；渡槽(管)48座，3.318km；陡坡(管)72座，全長(zhǎng)4.363km；倒虹吸19座，全長(zhǎng)14.246km。此外還包括等各類建筑物205座。對(duì)引洮供水二期工程水利專題數(shù)據(jù)進(jìn)行整編、建庫(kù)，結(jié)合工程總布置及專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙等，整編和制作工程線路、建筑物分布、設(shè)施設(shè)備分布、各類監(jiān)測(cè)點(diǎn)(工程安全監(jiān)測(cè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水情監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)等地理數(shù)據(jù)。結(jié)合工程需要，制作用戶常用的水利專題圖。結(jié)合軟件開發(fā)、集成及調(diào)試標(biāo)段招標(biāo)文件引洮供水工程基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)整編成果和模型，構(gòu)建引洮供水一、二期工程三維場(chǎng)景，主要包括項(xiàng)目范圍內(nèi)影像、高程處理和影像融合、建筑物模型組裝和融合表現(xiàn)、工程表現(xiàn)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)表現(xiàn)、配景表現(xiàn)、電子沙盤標(biāo)識(shí)和符號(hào)化等。通過(guò)三維引擎將模型繪制渲染，三維引擎通過(guò)接收各種操作信息來(lái)改變模型狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)交互，在此面板中，選擇項(xiàng)前復(fù)選框查詢到對(duì)應(yīng)場(chǎng)景中如地理位置、高程數(shù)據(jù)、河流路徑、水流等信息。同時(shí)，場(chǎng)景中心位置的十字準(zhǔn)星所在位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔高度能同時(shí)在右上角實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊左、右鍵移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景可分別從遠(yuǎn)近、不同角度變換觀測(cè)。

3.3.2管理類

(1)水資源智能調(diào)度系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)通過(guò)整合、集成調(diào)度SCADA、管網(wǎng)GIS、水廠過(guò)程控制、抄表營(yíng)業(yè)收費(fèi)、服務(wù)熱線(呼叫中心)等信息化系統(tǒng)，建立管網(wǎng)水力模型、專家決策支持、供水調(diào)度預(yù)案知識(shí)庫(kù)、專家?guī)旌驼{(diào)度輔助決策等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)引洮供水工程調(diào)度科學(xué)、經(jīng)濟(jì)，節(jié)能減排，優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

(2)智能化運(yùn)維管理系統(tǒng)

按照《引洮供水工程運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)》完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化和修改，保證運(yùn)行管理信息化系統(tǒng)能夠全面、先進(jìn)、通暢、安全、科學(xué)、人性化運(yùn)行

(3)標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上辦公、移動(dòng)辦公，根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)批示草擬文稿并能及時(shí)得到提示，隨時(shí)隨地處理事物，有效加快辦文流程、提高辦公效率，加大灌區(qū)管理透明度，確保流程的精細(xì)化、管控的精細(xì)化和運(yùn)作的嚴(yán)謹(jǐn)性。

3.3.3決策類

智能預(yù)警決策功能以一體化軟件平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警和APP交互等功能，解決海量報(bào)警中無(wú)法人工尋找重要信息的問(wèn)題，保障工程安全穩(wěn)定運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)供水安全和工程安全。

3.3.4服務(wù)類

綜合信息服務(wù)系統(tǒng)中的一部分信息是各專題數(shù)據(jù)庫(kù)的原始信息，一部分是綜合信息服務(wù)系統(tǒng)能夠集成各數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，并擁有重新組織和加工的能力的信息，涵蓋引洮供水工程概要，引洮供水一期、二期的輸水調(diào)度，引洮供水工程建筑物和機(jī)電設(shè)備安全監(jiān)測(cè)，引洮供水工程運(yùn)行維護(hù)等服務(wù)。

3.4 系統(tǒng)集成

引洮供水工程信息化系統(tǒng)是一個(gè)較復(fù)雜的信息系統(tǒng)工程，工程距離長(zhǎng)，建設(shè)內(nèi)容包括通信、網(wǎng)絡(luò)、軟件、業(yè)務(wù)各個(gè)方面，具有建設(shè)周期長(zhǎng)、范圍廣、多學(xué)科等特點(diǎn)，并需考慮后期工程擴(kuò)容接入的需求。從工程建設(shè)整體分析，系統(tǒng)集成的任務(wù)主要包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成、應(yīng)用系統(tǒng)集成。

4 結(jié)語(yǔ)

引洮供水二期工程骨干信息化平臺(tái)開發(fā)自2021年4月開工以來(lái)，已按照項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度完成了1個(gè)門戶、3個(gè)平臺(tái)、4類應(yīng)用的開發(fā)任務(wù)，其中閘門控制系統(tǒng)二期通水以來(lái)一直應(yīng)用至今，水量調(diào)度人員在辦公室可實(shí)現(xiàn)千里范圍內(nèi)的水量調(diào)度和統(tǒng)計(jì)，該平臺(tái)結(jié)合長(zhǎng)距離引調(diào)水工程管理需求中建設(shè)的閘門綜合自動(dòng)監(jiān)控、現(xiàn)地閥門綜合自動(dòng)監(jiān)控、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)、供水設(shè)施監(jiān)測(cè)、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控、視頻圖像采集及會(huì)議會(huì)商等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和資源管理與分析進(jìn)行各類應(yīng)用程序開發(fā)，打造立體化監(jiān)測(cè)、精細(xì)化管理、智能化決策和便捷化服務(wù)于一體的引洮工程管控平臺(tái)，降低管理過(guò)程中的各類風(fēng)險(xiǎn)，利用系統(tǒng)逐步優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，為最終實(shí)現(xiàn)“智慧引洮”提供強(qiáng)大的基礎(chǔ)保障。