引灤樞紐工程信息化建設的探討

張云歧

（河北省唐山市遷西縣海委引灤工程管理局，河北 唐山 064300）

0 前言

引灤樞紐工程信息化建設起步于2000 年前后，先后建成計算機網絡通訊、水文測報、視頻監視、工程管理、水質監測、政務辦公等業務應用系統，實現了數據采集、信息傳輸、視頻會商、公文處理的自動化。隨著信息技術的快速發展，現有的信息系統已不能滿足水利信息化發展和水安全保障能力建設的新要求，有必要重新審視現狀，在整合現有資源的基礎上提檔升級，為引灤水利事業高質量發展提供堅強的技術保障。

1 信息化建設現狀

1.1 計算機網絡及通訊傳輸系統

作為信息化系統的核心和主要數據傳輸通道，先后建成了計算機網絡系統、軟交換系統、光傳輸和微波通信系統以及衛星地面站等信息服務系統，通過互聯網、水利專線實現了局內互通互聯，以及引灤局與上級機關的信息交換和防汛會商、視頻會議等功能，為工程管理、防汛度汛等提供了基礎保障。

1.2 水文測報及防汛會商系統

水文測報及防汛會商系統主要包括雨水情遙測、水情交換、洪水預報及調度、防汛會商系統等。2002 年始，隨著水文測報和防汛調度的需要，不斷開發建設和改進改建，實現了6個主要水文斷面、35個遙測站點的數據自動采集、傳輸和洪水自動預報，為防汛會商、防汛調度提供了準確、可靠的基礎數據，積累了大量的水文資料。

1.3 視頻監視系統

視頻監視系統主要用于工程區、管理區的視頻監管，2011年開始建設，經多次增建、擴建，已建設工程區14 點、管理區133點，基本實現了主要區域全覆蓋，為工程管理、水行政執法和區域安全管理提供了技術支持。

1.4 政務辦公系統

政務辦公系統由引灤信息網、防汛網、辦公、檔案、人事、財務系統等組成，1998年建設，經過整合、升級改造，目前保留有防汛信息網、綜合辦公、電子檔案和人事管理系統，基本實現了網上辦公和信息查閱、交換等。

1.5 工程管理系統

建有潘家口、大黑汀電站自動監控，水庫大壩自動監測和閘門自動監控系統等。由于當時的技術水平限制和后期升級改造不及時，目前僅兩電站監控系統和潘家口水庫大壩安全監測系統正常運行，大黑汀水庫大壩安全監測系統帶病運行，其他系統已經癱瘓，不能全面實現工程管理信息化要求。

1.6 水質監測系統

水質監測系統主要建設有水質實時監測管理平臺，以及潘家口、大黑汀水庫和主要入庫水文斷面水質自動監測站，實現了水庫水體和主要入庫河流的水質實時監測，為水資源管理提供了第一手資料。

2 存在的主要問題

2.1 設備陳舊老化

引灤樞紐工程信息化系統多數在2000 年前后建設，經過多年的運行，存在設備老化、性能落后、備品配件無處可尋、不能維修維護等問題，存在運行風險。部分系統已癱瘓停運，不能滿足信息化運行的需要。

2.2 系統整合水平低

引灤樞紐工程信息化系統建設年代不同，技術標準和水平參差不齊，各系統獨立運行、數據資源分散。沒有統一的信息管理平臺，缺乏有效的系統整合，無法實現系統聯動、數據共享，對工程管理、防汛調度決策具有不利影響。

2.3 感知能力不足

水雨情遙測站點覆蓋范圍不足，水質自動監測站點少，視頻監視、水資源監管覆蓋面不全；大壩安全監測系統帶病運行，閘門監控系統癱瘓；缺少地質環境監測、水環境監測等。對信息化、智慧化建設，實現智能監管、精準決策形成制約。

2.4 網絡、通信保障能力差

網絡、通訊基礎設施老化、性能落后，支撐能力不足；傳輸帶寬不足，網絡結構不合理，工控網建設不健全，應急通信手段缺乏；數據災備能力低，存在安全隱患；網絡安全體系不完善，沒有形成有效防護等。

3 “十四五”及今后建設的思路

3.1 建設目標

緊密圍繞智慧水利對信息化建設的新需求，立足引灤樞紐工程信息化建設基礎，充分運用新一代信息技術，實現“信息采集處理自動化、工程管理運行數字化、預報調度決策智能化”，為工程運行管理、防洪供水保障、水資源保護等業務的規范化、科學化、精細化、現代化提供服務，為適應水安全保障需求提供有力支撐。

3.2 總體框架

按照引灤樞紐工程信息化建設總目標，以監測監控體系和通信傳輸網絡為基礎、以數據中心為核心、以智慧應用體系為重點、以網絡安全體系和運維管理平臺為保障、以集控會商中心為工作平臺，構建智慧引灤“一中心、三體系、三支撐保障”的“五橫兩縱”總體框架。

3.3 實施路徑

3.3.1 完善監測監控體系，實現水信息全方位立體化動態感知

完善水利常規要素監測體系、視頻監控體系，建設遙感監測體系和工程控制體系，擴大監測監控范圍，完善監測監控手段，實現水信息全方位立體化動態感知，提升工程管控能力。

升級改造水文站，完善監測項目和設施設備，擴建水文遙測站網，增加流動測量設備；實現流域降水、主要出入庫斷面在線實時監測和潘、大水庫區域水文巡測和應急監測；完善水質監測站網，增加出入庫河流斷面、庫區的自動監測站點密度，提升對水庫富營養化狀況的應急反應能力；升級改造大壩安全監測系統；合理布設視頻監控點位，實現視頻全覆蓋和動態監控，加強視頻數據處實時處理，實現智能視頻分析，為保障工程安全運行提供數據支持；升級改造潘、大水庫閘門自動控制系統，實現對潘、大水庫閘門的遠程及現地控制，提高水利工程管控能力和管理水平；充分利用遙感技術，實現對水庫現狀及多時相監測分析，提升水資源管理、水環境監測、洪澇災害應對、水生態監測等技術能力。

3.3.2 建設引灤局數據中心，提供基礎支持和智慧支撐

對現有基礎設施進行升級完善，建設功能完整、標準開放、方便集成的數據中心，為引灤信息化系統提供計算資源、存儲資源、網絡資源以及云平臺服務與軟件云服務等；

搭建完善的數據體系，通過對數據資源整合、挖掘，實現數據資源統一存儲管理和服務，提供統一、標準、完整、有效的數據資源，提升并發揮數據價值，為業務應用提供支撐；

搭建應用支撐平臺，構建智慧使能平臺，實現對數據資源的深度挖掘和應用，支持庫區及大壩安全管理的智能化管理和供水安全、水質安全的智能洞察。

3.3.3 打造創新協同智慧應用體系，提高管理決策水平

搭建以引灤樞紐全景平臺為核心，涵蓋工程管理、水資源管理、防汛減災、政務管理的智慧應用體系。利用專業模型、算法、大數據分析等技術手段，深化水利業務應用，為實現“四預”提供支撐，提升引灤樞紐工程智慧化管理水平。

建設工程管理業務應用系統，基于引灤樞紐數字平臺，利用圖像識別、視頻分析等技術及安全評估等模型，實現安全預警、運維管理、應急管理，為引灤樞紐工程的安全運行提供技術保障。

建設水資源管理業務應用，利用徑流預報、水資源調度等模型及視頻智能分析、知識圖譜等技術，實現水資源動態評價、水量水質綜合調度、供水發電、水資源保護執法等功能。

構建防汛減災業務應用體系。基于引灤樞紐數字平臺，整合防汛業務系統，提升完善現有功能，實現洪水預測模擬、洪水風險分析、防洪調度、地質災害預警，為強化“四預”提供支撐。

建設政務管理應用系統，構建包括規劃計劃、財務資產、黨建管理、審計監督、考核評價等內容的政務辦公體系，促進引灤局辦公標準化、流程化、智慧化。

3.3.4 升級信息化基礎設施，提升保障能力

升級通信傳輸網絡，以租用和自建相結合的方式，完善水利專網，擴容互聯網帶寬，建設備用互聯網出口，利用衛星技術提升應急通信能力。

加強網絡安全防護體系建設，升級改造網絡安全設施，對工控系統進行安全加固，建設網絡安全預警體系。構建智慧運維管理平臺，形成集監、管、控為一體的完整的監控及運維管理體系，對前端設備、網絡傳輸、云平臺、數據、系統等信息化資產實時在線監測與智能監管，實現智能運維保障。

4 結語

水利信息化是提升工程管理水平和水安全保障能力的重要手段。結合網絡強國戰略思想以及“把握新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局”要求，提升水利工程智慧化水平，強化“預報、預警、預演、預案”四項措施，通過改、擴建、新建信息采集系統，更加全面、快速地掌握引灤樞紐工程監控信息；利用數字模擬等新技術提升核心決策能力；完善加固網絡安全屏障，保障信息安全。為引灤樞紐工程安全可靠運行，提升水安全保障能力，保證水資源持續利用和引灤工程持續發揮效益提供強有力的技術支撐。