基于水庫標準化管理的信息平臺研究與建設

劉 艷

(新疆下坂地水利樞紐工程建設管理局，新疆 喀什 844000)

0 引 言

在現代化大環境下，對水庫管理提出了新的要求，傳統粗放式的管理模式，已經難以現代化水庫管理的要求。水庫管理是一項非常復雜的工作，需要及時掌控水庫運行情況及各項數據，才能為制定管理決策提供真實有效的數據支撐。利用計算機數據庫管理，構建基于水庫標準化管理的信息平臺，既能大幅度提升數據處理速度，也可以提升數據處理的精度，促使水庫管理更加信息化、智慧化。基于此，開展基于水庫標準化管理的信息平臺研究與建設的分析研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

下坂地水利樞紐工程是2001年國務院批準的《塔里木河流域近期綜合治理規劃報告》中確定的唯一大型山區水利樞紐工程，該工程建設任務是：“以生態補水及春旱供水為主，結合發電”。 水庫正常蓄水位2960.00m，最大壩高78.0m，總庫容8.67億m3，其中調節庫容6.93億m3。水庫電站總裝機150MW，年發電量4.644億kW·h。

2 目前水庫管理形狀

樞紐工程于2020年12月通過竣工驗收，經過多項驗收以及對各項驗收存在問題、工程初期運行中發現問題的改造升級，在水庫調度運行方面，逐步實現了自動化、信息化系統，實現雨情自動采集、庫區視頻監控、壩體安全監測等。但這些信息系統多為單獨運行的系統，各系統形成的數據分別存儲在相應系統庫中，沒有一個統一的平臺，數據共享效率低，水庫管理標準不統一，在信息化應用水平和水庫標準化管理方面還有待進一步提升。

3 建設水庫標準化管理的信息平臺的必要性

在信息時代，建設水庫標準化管理的信息平臺的必要性主要體現在以下幾個方面：

1)通過水庫標準化管理的信息平臺，可實現靜態查詢，包括：水庫工程所在區的地理位置、自然條件、工程參數、調度要求、流域梯級等。

2)可為水庫調度提供必要的參考和指導，包括：水情、預報信息等，以充分利用各種實時性的預報數據，再按照這些數據，進行水庫資源調度，為制定水庫管理運行方案提供決策服務。

3)通過水庫標準化管理的信息平臺，可對水庫上下游河道的水位、斷面水位、出入流量等提供一個系統的管理平臺，并且還能實現和自動監測報警系統的有效銜接，預先分析水庫的入庫流量，為防洪、泄洪等方面的管理提供數據支撐。

4 基于水庫標準化管理的信息平臺研究與建設

4.1 水庫標準化管理信息平臺建設思路

為提升水庫標準化管理信息平臺運行效率，提升各項數據和信息的利用率，采用了B/S和智能手機相互結合的結構，再利用“互聯網+”技術、大數據、云計算計算、數據庫技術等，融合應用瀏覽器客戶端定制技術、離線應用技術、自動分析技術等先進技術，建設出一個集先進性、實用性、智能性、智慧化的水庫標準化管理信息平臺[1]。

4.2 平臺架構設計

下坂地水利樞紐工程水情自動測報系統由1個中心站和9個遙測站組成，2006年開工，2012年系統進入運行階段。水情自動測報系統自建成投入運行以來，由于測站地處高原山區，通訊傳輸條件較差，存在著數據傳輸不穩定、自動采集數據偏差較大等問題。2018年10月，對水情自動測報系統進行了維護升級，采用了SAAS架構，在統一的水庫管理信息化平臺中可實現系統、模塊、人員的不同定義。此平臺架構比較支持多系統集中統一管理，同時支持系統的復制、上下級系統功能模式信息的實時更新和推送。在應用中可按照水庫標準化管理的要求，分別授予應用架構、功能模塊、業務工作、管理等不同的權限，實現分級授權和分級管理。同時還考慮了后期發展，在水庫標準化管理信息平臺數據來源、數據庫表設計、系統功能等方面，都滿足將來應用擴展的需求，采用了基于SOA架構模式進行松耦合設計，在后期可按照發展需求，對系統功能和模塊進行有效的擴展升級。

4.3 平臺功能

水庫標準化管理信息平臺具有的功能主要包括以下幾個方面，有效滿足了新時代水庫標準化管理的需求。

4.3.1 數據庫管理

可按照水庫標準化管理對數據庫的要求，建立起流域或者地區水庫標準化管理數據庫，實現信息化遠程數據采集、數據錄入、數據存儲、數據管理、數據檢索、數據使用等各項功能。實現歷史水庫標準化管理數據和新采集數據的分類、系統化管理。利用水庫標準化管理信息化平臺，自帶的數據庫管理功能，能夠實現自治區、流域、地區三級水庫標準化管理數據同步，同時預留出國家層面的數據接口，為和國家水庫管理平臺相互對接，提升全國水庫標準化管理數據的共享效率，促使我國水利工程事業向著更加集中化、統一化、標準化、智慧化的方向發展[2]。

4.3.2 水庫標準化管理中心

水庫標準化管理中心，可作為水庫信息數據的管理中心、指揮中心、調度中心等。在水庫標準化管理中心配置1套大屏顯示系統，以及相應數量的固定工作站和可移動工作站，為水庫標準化管理提供良好的平臺。

大屏顯示系統采用工業屏連接系統，由2塊80寸的工業電視共同組成，確保可持續運行。操作中心設置在水庫管理處駐地綜合樓一層機房，屏顯系統設置在二樓視頻監控綜合調度中心，通過無線、HDMI高清數據線等方式進行連接，實時顯示各遙測站各項水情、氣象以及系統運行等監測數據。通過近幾年的運行情況，操作及屏顯系統運行工況良好，滿足2×24小時連續工作的要求，在長時間運行中，未發生灼屏、殘影等現象。

為保證水庫標準化管理信息中心能夠在市政電網發生故障，停電的情況下也能正常運行，該系統還要配備一套不間斷電源系統，由UPS主機、電池和太陽能板共同組成。

4.3.3 云平臺

服務器設置在流域管理信息中心，由下坂地水利樞紐工程各遙測站采集到數據后，采用手機GPRS流量無線傳輸的方式，傳至塔管局綜合業務應用平臺，下坂地建管局通過電腦、手機app等方式，對監測數據進行實時查詢、下載。應用到水庫標準化管理信息化平臺中能夠大幅度節服務器購置費用，從而達到減輕系統平臺運維壓力的目的。系統安全則按照國家相關網絡安全的法律法規，采取先進、嚴格的網絡安全措施，有效保證了系統安全，可有效避免黑客、病毒等侵襲水庫標準化管理信息化平臺，保平臺運行和各項數據的安全性。并與系統建設單位長期簽訂維保協議，通過各使用單位在系統運行過程中報送的各類問題，及時進行處理，進一步完善各項功能。

4.4 水庫標準化管理的信息平臺建設是關鍵技術

水庫標準化管理的信息平臺是一種比較新穎的水庫管理平臺，以大數據技術、計算機網絡為基礎，具有信息采集、信息分析、信息存儲的功能。因此，在水庫標準化管理的信息平臺建設中，系統跨架要用采用運行能力比較高的分布式層次結構，再結合管理系統和先進的數據庫技術進行設計研發，需要用到的關鍵技術，包括以下3種：

1)分布式體系。在水庫標準化管理的信息平臺建設中，為提升使用效率，加強實用性和便捷性，可選擇CORBA和COM+軟件加速，其中前者可實現跨平臺運行和操作，而后者則屬于一種溫軟操作系統，雖然結構和運行原理不同，但聯合使用，可實現不同類型大平臺、不同的網絡、不同數據庫的有效整合，提升資源利用率和共享效率。

2)Web服務器。目前在信息化系統和平臺上，應用比較流行的Web數據為APache HTTP Server，和其他Web服務器相比，可實現跨平臺使用，而且具有良好的可移植性，同時支持源代碼開放。

3)大數據處理技術。在信息時代，水庫在運行中每天都會形成大量的數據，有的數據是有價值的，而有的數據是無用的，需要利用大數據處理技術和挖掘技術，從海量的數據庫中，快速、準確的提取出有價值、有用的數據，才能為水庫標準化管理和運行提供必要的數據支撐。常用的信息數據處理技術有SQL server、Silver light、Oracle等。

4.5 水庫標準化管理的信息平臺的應用系統

4.5.1 水庫防洪管理信息系統

水庫標準化管理的信息平臺上的水庫防洪預報調度決策支撐系統，實現論地理信息系統、數據庫系統、多媒體系統、防洪預報調度系統的有效統一和融合。此系統在具體運行過程中，以洪水預報水庫調度為核心，輔助信息服務、洪水預報、水庫調度等決策支持系統，可及時采集雨情、水情等水庫標準化管理相關信息，為制定防洪決策和現場調度提供必要的數據支撐，從而保證防洪工作開展的有效性。

4.5.2 水庫大壩安全監測系統

此系統也是水庫標準化管理的信息平臺的主要系統，能夠對水庫大壩運行的安全性進行全方位監測，主要是利用先進的現代化信息技術，采用先進的監測系統，立足現有的規范和標準，對水庫大壩的穩定性、安全性進行全天候監測，為大壩維修加固提供數據支持。是一種比較先進的水庫大壩安全輔助決策系統，可對水庫大壩監測到的設計進行實時分析、檢驗、整編、評價、存儲等，為大壩安全狀態評估和運行管理提供準確及時的決策依據，是保證書庫大壩安全、穩定運行的關鍵系統。

4.5.3 水庫水質管理信息系統

在我國社會經濟持續發展的背景下，雖然人們生活水平不斷提升，生產力也得到了質的飛躍，但對生態環境造成了嚴重污染，尤其是水體污染異常嚴重。通過水庫標準化管理的信息平臺中的水庫水質管理信息系統，可對水庫運行的基礎信息，水質信息等進行三維立體可視化檢查，并自動實現圖形化表。為水污染治理、水源保護管理、規劃建設管理等提供信息化的服務。并對水庫全流域污染問題進行預報，有助于提升用水的安全性，及時處理各種污染事件。

5 水庫標準化管理信息化平臺的特點和優勢

5.1 特點

1)水庫標準化管理信息化平臺在建設中采取了結構化、模塊化的程序設計方式，程序量非常少，能夠提升各項數據訪問的速度。

2)在數據庫開發中采用了面向對象的開發語言，人機操作界面非常友好，而且操作非常簡單。

3)系統數據采用了代碼方式，大大提升了系統的可維護性和通用性。而且實現了網絡化的多人協同工作方式，在局域網中可實現多人同時進行數據維護，可大幅度提升辦公效率，提升了系統數據實時性。

5.2 優點

水庫標準化管理信息化平臺可維護性強，在設計中采用了最新的結構化設計理念，每個模塊結構緊湊，聯系非常緊密[5]。

可擴充性好，在系統軟件開發上，采用了統一規范的方式，每個模塊接口清晰、明確，能夠和其他管理信息系統實現良好的聯結。

具有向Word和Excel導出的功能，提升了報表的可編輯性和多樣性。

6 結 語

綜上所述，文章采用工程實例結合理論實踐的方法，分析了基于水庫標準化管理的信息平臺研究與建設，分析結果表明，水庫管理是維持水庫安全、穩定、高效運行的關鍵。但水庫規模大，管理內容多，任何一項細節控制不當，都會運行水庫運行效果。建設起基于水庫標準化管理的信息平臺，能夠將水庫管理的各項信息，全部匯總到一個平臺上進行集中、統一、標準化管理，保證各項管理工作都能落實到，從而提升水庫運行的安全性，創造出更大的效益。