河南省陸渾灌區信息化系統的開發與建設

李　帥　李　森　吳永彥

（鄭州天誠信息工程有限公司，河南鄭州　450008）

河南省陸渾灌區信息化系統的開發與建設

李帥李森吳永彥

（鄭州天誠信息工程有限公司，河南鄭州450008）

本文介紹了陸渾灌區基本情況，信息化系統設計情況，重點闡述了灌區信息化系統數據架構以及系統功能。灌區信息化系統中的工情GIS管理系統、電子地圖制作系統、工程建設管理系統、測控信息管理系統、量測水管理系統、水費計收管理系統、配水調度管理系統、公眾信息服務系統等子系統在灌區運行管理中發揮著重要作用。

灌區；信息化系統；建設

1　概述

陸渾灌區位于河南省西部淺山丘陵地區，跨越黃河、淮河兩大流域，范圍涉及洛陽、平頂山、鄭州3個市，包括7個縣市，共計62個鄉鎮，總人口188.28萬，農業人口156.82萬。全灌區總耕地面積470萬畝，設計灌溉面積134.24萬畝。在沒有引入信息化技術之前，灌區的管理主要以手工管理為主，灌區自動化水平較低，信息化設備缺失，灌區管理部門不能實時、準確地掌握灌區水資源情況和設備運行情況。灌區在用水管理工作中存在時效性不強、處理手段落后、信息分享機制不健全、使用效率較低等突出問題，導致用水農戶和管理部門溝通效率很低，廣大用水戶對灌區收費意見很大，水費征收率很低。灌區信息化系統的建設，引入現代信息化管理手段、利用成熟自動化技術、通信技術、軟件技術、數據庫技術等實現對整個灌區水資源實時、有效的監測，為灌區科學現代化的管理提供技術支持，從而實現水資源的合理調配、有效利用。提高整個灌區的水資源利用率，提高了水費增收率，促進灌區管理的健康和可持續發展。

2　系統設計

系統的數據架構如圖1所示。

圖1　系統數據架構

基礎數據庫系統是該系統數據庫的基礎部分，它是信息化的數據倉庫，儲存著各應用系統的數據，根據該系統行業管理范疇。包括以下幾類信息:基礎特征信息，工程信息，水情信息，組織機構信息。有了這些信息基礎數據庫系統也可為各級水利行政主管部門做好行業管理和行業發展評價信息支持。

灌區地理信息數據庫是將灌區的地理屬性信息數字化，并以信息數據的形式存儲在數據庫中，具有基礎性、專業性、規范化和共享性等特征和特性。該數據庫是灌區工程管理、監測監控、電子地圖系統依賴的信息基礎，也為灌區其他信息管理子系統提供底層的數據支持。

接口系統為第三方應用軟件利用基礎數據庫，為進行系統二次開發提供開發函數接口，接口系統能提供對基礎數據庫的每張數據表的增加、修改和刪除操作功能，接口系統應以Com、WebService等形式體現，支持Java、Net、Delpi、Vb等多種主流編程語言的調用，接口還要提供詳細的使用文檔，以便于后期業務的擴展和系統升級。

3　系統功能

該系統以信息化應用為主要表現技術，通過公共通信網絡或該系統自建通信網絡為傳輸通道，數據庫技術為底層數據支撐手段，采用B/S系統架構，全面搭建該系統信息化的應用管理平臺。硬件設備包括測控服務器、測控終端和網絡機柜等。

根據該系統遠程測控的要求，其遠程測控的內容均應在其處級管理部門實現，因此，所有應用軟件和后端硬件設備均配置在水務部門，其中硬件設備的服務器都安裝在網絡機柜內，布置于管理局的機房內，所有應用軟件安裝于工作站中，需要應用時在會議室通過與相應的大屏顯示設備連接，實現所有功能的實時展示。系統功能應用架構如圖2所示。

圖2　系統功能應用架構圖

3.1灌區工情GIS管理信息系統

GIS管理信息系統是針對灌區水利工程設施的管理工作而設計的軟件系統。利用三維GIS地圖作為應用展示界面，通常地理信息的表現手法有:地圖瀏覽、圖層管理、地圖查詢、地圖輸出、匯總分析等，直接、形象地完成水利工程設施的管理工作。為維護水利工程設施、水資源調度、防汛抗旱提供快速、方便的技術支持。該系統具有較好的人機交互界面，可以利用GPS對地圖進行更新維護，同時也包含許多適合水利工程制圖的獨有的地圖維護功能，例如:利用樁號在渠道上動態分布水利工程建筑物。

3.2灌區工程建設管理信息系統

灌區工程建設管理的業務主線是項目管理，工程項目日常管理流程是:規劃報告—可行性報告—項目設計—項目招標—項目投標—項目實施—項目驗收。灌區工程建設管理系統按照項目管理的流程進行設計。項目的檔案資料是管理的重點，既有電子資料歸檔管理，也有掃描圖像歸檔管理，對歸檔資料可以方便查詢、打印，各個階段的數據全部入庫管理，可以方便地查詢、瀏覽、匯總、分析及報表輸出。灌區工程建設管理系統以地理信息為表現手法，可以獨立顯示規劃、可研、實施方案及竣工驗收的建設內容，也可以通過比較的方式顯示；可以在地圖上進行查詢、檢索數據，也可以實現地圖的維護、打印等功能。

3.3灌區測控信息管理系統

在灌區信息化建設中，灌區閘門遠程監控、水情、雨情、墑情、地下水位及氣象等信息的管理是非常重要的部分，都需要將監測測控的信息進行管理，該系統的監測管理系統分為信息采集、信息傳輸、信息處理三部分。信息采集部分有兩種方式:自動采集信息、人工錄入信息。信息傳輸部分也有兩種方式:自建通信網絡、利用公共網絡資源。信息處理部分主要是通過軟件系統來實現。閘門遠程監控系統如圖3所示。人工錄入的信息是利用個人手機或其他便攜工具將記錄下的水位信息發送到管理局信息監測服務器；自動采集信息通過自建通信網絡或公用網絡資源傳輸到管理局信息監測服務器；管理局服務器通過中心處理系統為職能科室和基層管理站所提供數據服務。

圖3　閘門遠程監控系統

3.4灌區量測水管理信息系統

灌區量水是灌區實現水資源優化調度、用水總量控制和灌溉用水定額管理的關鍵，是深化灌區水費改革、實現按需收費或階梯價水費的基礎，是進一步挖掘農業節水潛力、提高灌區水資源利用效率和管理水平的核心。

灌區量測水管理系統根據灌區自動測流硬件設備建設情況，結合明渠量水技術水平，將各種量水方法錄入到系統中，對自動采集信息自動輸入系統，對人工錄入信息通過觀測人員的手機短信的方式傳輸到信息管理系統，系統根據提前設定的各個量水站點的量水方式，選取適當的計算公式，對傳輸過來的參數信息進行處理，快速生成相對準確的水量數據，并存儲到基礎數據庫中，以備查詢、匯總、分析，也有利于其他系統的引用。該系統可接受某一時段內、某一監測點處不同水位時對應的流量值，并且在界面中顯示出各個數據點，可由用戶手動對數據點進行增加、調整、刪除等數據整理動作。調整完畢后，將最終的結果進行數據擬合，生成目標曲線，得到曲線對應的數據點值，寫入數據庫中，作為水位流量關系數據。

3.5灌區水費計收管理信息系統

灌區水費計收管理信息系統利用局域網、廣域網等傳輸網絡及數據庫管理等先進技術，根據灌區的具體業務特點，對灌區水費計算、水費收取和統計的整個業務流程進行信息化管理。根據具體的收費業務流程和結算管理對象的不同，該系統分為管理局子系統、管理處子系統以及用水協會或者鄉村代收機構子系統。管理局子系統和管理處子系統可以通過局域網進行信息共享訪問、基礎數據的下載和業務數據的上傳。

3.6灌區配水調度管理信息系統

灌區配水調度管理信息系統以基礎數據庫和地理信息數據庫為依據，以灌區測控信息管理系統的數據信息為配水計算、水量調度的基礎，利用計算機軟件系統進行分析計算，合理調配灌區用水，提高灌區用水信息管理水平。系統主要包括灌區來水分析、需水分析、配水調度、輔助決策支持、量測水等方面的內容。該系統不是一個閉環控制系統，通過需水分析和來水分析產生的調度方案，是實際配水調度的一個參考，不能直接應用于生產，它只是為科學用水調度提供決策支持。

3.7灌區公眾信息服務系統

灌區的公眾信息服務系統主要包括灌區公網的網站建設和基于因特網的水務公開系統建設。網站的運行除為公眾提供信息服務外，還具有為管理單位內部管理工作提供信息服務的功能。拓寬了灌區與廣大用水戶、社會公眾以及業務主管部門信息溝通的渠道，并可以擴大灌區的影響，提高灌區的知名度。水務公開系統包括水費電話查詢、繳費大廳的觸摸屏查詢及互聯網查詢等方式。根據相應的用水戶名稱或者編碼，查詢用水戶費用、應交水費金額、實收水費金額、水量余額、用水時間等并以語音、文字、圖表形式告知查詢用水戶。還可以查詢用水戶歷年所有灌溉繳費記錄、用水記錄和計費記錄信息等。并且在灌區網站上建設水務公開欄目，實現水務網上查詢。

4　結語

通過灌區信息化系統的建設，灌區自動化水平大大提高，信息化水平已經初具規模。灌區管理部門能夠實時、準確地掌握灌區水資源情況和設備運行情況。在用水管理方面大大節省了人力資源，提高了工作效率，提高了水費征收率。信息公開渠道正在被拓寬，灌區的影響正在擴大，灌區信息化系統所帶來的經濟效益正在逐步實現。

為了滿足灌區快速發展的需要，充分發揮現有系統的功能，該系統還需要不斷完善。具體做法如下:監測點點位未全覆蓋，需要后期增加點位，以實現實時掌握整個灌區水資源情況，為灌區配水調度提供科學依據。在閘門遠程監控系統中有一部分閘門地理位置比較偏僻，通信采用GPRS無線傳輸，在遠程控制過程中存在隱患，需要后期完善通信方式。該系統缺少灌區防汛管理系統和水質監測系統，需要后期完善?！?/p>

［1］李曉輝，劉建印.GIS在灌區信息化中的應用［J］.新農村（黑龍江），2010（6）:217.

［2］李森.中牟楊橋灌區信息化系統的開發與建設［J］.水利建設與管理，2014（3）:65-67.

［3］水利部信息化工作領導小組辦公室.2007年度中國水利信息化發展報告［M］.北京:中國水利水電出版社，2008.

［4］蔡陽.加快水利信息化重點工程建設為發展民生水利提供支撐和保障［J］.中國水利，2008（23）.

Development and construction of Luhun irrigation area information system in Henan Province

LI Shuai，LI Sen，WU Yongyan
（Zhengzhou Tiancheng Information Measurement&Control Co.，Ltd.，Zhengzhou 450008，China）

In the paper，basic situation and information system design condition of Luhun irrigation area are introduced. Information system data architecture and system function in the irrigation area are mainly described.The hydraulic structure behavior GIS management system，electronic map production system，engineering construction management system，measurement and control information management system，measurement water management system，water fee collection management system，water distribution scheduling management system，public information service system and other subsystems in irrigation area information system play important role in irrigation area operation and management.

irrigation area；information system；construction

TV93

B

1005-4774（2016）05-0061-04

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.05.016