導(dǎo)語：水庫信息化智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)實施方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：三洲田水庫目前信息化建設(shè)滯后，有必要進(jìn)行水庫信息化智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)。在系統(tǒng)分析三洲田水庫信息化建設(shè)現(xiàn)狀及存在問題的基礎(chǔ)上，提出了智慧水務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)和總體建設(shè)架構(gòu)，并重點闡述了各子系統(tǒng)的具體實施方案。項目的實施可打造出先進(jìn)的水庫數(shù)字化信息平臺，并為我國水庫的現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化管理積累現(xiàn)實經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：三洲田水庫；智慧水務(wù)系統(tǒng)；建設(shè)架構(gòu)；實施方案

１水庫信息化現(xiàn)狀及問題

１．１監(jiān)控點及網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有限

三洲田水庫現(xiàn)有模擬監(jiān)控點共６０多個，主要分布在山下老管理處、電站、山上辦公區(qū)及大壩周圍，遠(yuǎn)未達(dá)到對整個水資源保護(hù)區(qū)無死角監(jiān)控的要求；且建設(shè)前期僅對１?！担畏笤O(shè)了１２芯光纖，未能對其他重點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)有效網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

１．２應(yīng)用系統(tǒng)無法有效集成

水庫已建立三洲田地理信息化平臺，主要匯集內(nèi)容有大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)、水雨情信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)、ＯＡ日常辦公系統(tǒng)、水庫供水信息采集系統(tǒng)、水庫電站信息系統(tǒng)、閘門監(jiān)控系統(tǒng)、洪水預(yù)報系統(tǒng)、地圖監(jiān)控系統(tǒng)等，但以上系統(tǒng)相互獨立，未能有效集成且功能單一，僅限于信息數(shù)據(jù)的采集、存儲及簡單整編，無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘、分析和處理。

１．３水政執(zhí)法巡檢效率偏低

水庫目前沒有三防值班系統(tǒng)，仍采用傳統(tǒng)人工方式進(jìn)行值班，工作效率和管理水平偏低。庫區(qū)的巡查主要通過人工巡檢方式進(jìn)行，巡查人員數(shù)量有限，其巡查工作無法得到有效監(jiān)管。１．４水質(zhì)監(jiān)測及水資源保護(hù)能力待提升三洲田水庫尚無水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備，水庫水質(zhì)主要依靠人工每月取樣監(jiān)測，且入庫支流上游受東部華僑城開發(fā)建設(shè)影響，水質(zhì)污染日益嚴(yán)重。因此需對入庫水質(zhì)、水量開展實時在線監(jiān)測，為防控污水入庫提供決策依據(jù)。

２智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)架構(gòu)

２．１建設(shè)思路

三洲田水庫信息化智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)主要依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、視頻圖像多媒體技術(shù)、信息自動采集技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、信息集成技術(shù)及計算機(jī)軟件技術(shù)等［１］，按照國家水文數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、防汛抗旱指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，整合水庫及附近周邊區(qū)域所有水利信息化資源，有效實現(xiàn)三洲田水庫的水務(wù)信息和三防信息的日常管理、科學(xué)分析、綜合評價和統(tǒng)一調(diào)度。智慧水務(wù)建設(shè)體系主要包括視頻監(jiān)控、資料管理、大壩實時安全分析評價、三防值班、日常辦公、閘閥自動化控制、水源水質(zhì)在線監(jiān)測、移動巡檢、移動終端管理等應(yīng)用及水庫綜合信息化平臺的搭建和開發(fā)；同時包括基礎(chǔ)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境兩項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。通過實施上述建設(shè)，可提高三洲田水庫信息化、規(guī)范化管理及服務(wù)水平。

２．２建設(shè)架構(gòu)

三洲田水庫智慧水務(wù)系統(tǒng)將遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并在安全體系的保護(hù)下，以數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的相關(guān)建設(shè)內(nèi)容為支撐，通過自動采集、人工錄入、數(shù)據(jù)交換所得到的數(shù)據(jù)存入水務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)層；利用ＧＩＳ軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等作為基礎(chǔ)平臺，通過開發(fā)水庫綜合信息管理平臺、決策支持系統(tǒng)、移動應(yīng)用系統(tǒng)等，對管理人員和其他相關(guān)人員提供數(shù)據(jù)查詢、系統(tǒng)服務(wù)等［２］。建設(shè)總體架構(gòu)如圖１，系統(tǒng)劃分情況如圖２。圖１智慧水務(wù)系統(tǒng)總體架構(gòu)

３智慧水務(wù)系統(tǒng)實施方案

基于上述建設(shè)任務(wù)和架構(gòu)，三洲田水庫智慧水務(wù)系統(tǒng)實施方案主要內(nèi)容如下。

３．１建設(shè)覆蓋全庫的光纖通信網(wǎng)絡(luò)

由于三洲田水庫僅在辦公區(qū)和大壩周邊接入了光纖，環(huán)庫周邊及庫尾、入水口處等均無網(wǎng)絡(luò)覆蓋。為實現(xiàn)整個庫區(qū)的安全監(jiān)控，必須建設(shè)覆蓋全庫的光纖通信網(wǎng)絡(luò)和電源供應(yīng)，從而保證數(shù)據(jù)的有效傳輸。光纖通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)包括光纖網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備電源供應(yīng)。根據(jù)三洲田水庫地形特點，擬建光纖沿庫區(qū)敷設(shè)，并采用２４芯單模室外埋地鎧裝電纜，外加保護(hù)管的直埋方式，全長共１１ｋｍ光纖每隔３００ｍ設(shè)置一個檢修井，以便日常維護(hù)。電源則考慮在三洲田水庫５個壩的閘室取電。

３．２建設(shè)水質(zhì)水量在線監(jiān)測系統(tǒng)

三洲田水庫在入水口（共６處）分別建立一套水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)（分布如圖３），通過監(jiān)測常規(guī)水質(zhì)參數(shù)和氨氮、總磷等代表性參數(shù)，將采集、分析后的數(shù)據(jù)傳輸至水質(zhì)預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)進(jìn)行輔助決策，以保證庫區(qū)水質(zhì)安全。同時，可在有條件的地方建設(shè)量水堰，并加裝流量監(jiān)測設(shè)備，通過與水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，得知受污染水體的入庫水量，根據(jù)水量大小來判斷水體受污染程度［３］。

３．３建設(shè)覆蓋全庫的安防監(jiān)控系統(tǒng)

光纖網(wǎng)絡(luò)通信建成后，可在庫區(qū)重要節(jié)點安裝視頻監(jiān)控攝像頭，采用室外防水帶紅外可旋轉(zhuǎn)云臺高清攝像機(jī)和紅外熱成像監(jiān)控攝像機(jī)，實現(xiàn)全庫區(qū)無死角監(jiān)控。全庫共計安裝攝像機(jī)３９個（分布點位如圖４）。在布置環(huán)庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，同步對三洲田電站、三洲田管理處、三洲田一期、宿舍等子系統(tǒng)（共２１臺球機(jī)、３臺槍機(jī)、１６臺云臺和９個半球等）全部升級為紅外高清攝像機(jī)。同時，在庫區(qū)外圍網(wǎng)安裝一套周界報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以２４ｈ不間斷防范外界非法入侵，避免水庫圍網(wǎng)遭到暴力破壞。

３．４建設(shè)三洲田水庫自動監(jiān)測氣象站

自動監(jiān)測氣象站的建設(shè)可為水庫防洪調(diào)度、水資源優(yōu)化配置等模型提供實時水文氣象參數(shù)。根據(jù)水庫應(yīng)用系統(tǒng)的建模要求，水庫氣象站的測定參數(shù)包括大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量、蒸發(fā)量、地表溫度、土壤淺層濕度（５ｍ）、土壤中層濕度（１０ｍ）、太陽輻射（日照）、大氣壓強(qiáng)、露點等。觀測場擬選定在３＃壩～２＃壩方向的方形空地上，其東西方向長１６ｍ，南北方向長２０ｍ。

３．５建設(shè)大壩位移自動監(jiān)測系統(tǒng)

三洲田水庫大壩的位移觀測頻次及人工錄入方式無法達(dá)到信息化建設(shè)要求。通過對大壩位移實施自動化觀測，可實現(xiàn)位移觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性、動態(tài)性，從而為大壩安全評價提供數(shù)據(jù)支撐［４］。根據(jù)現(xiàn)狀水庫大壩位移監(jiān)測點的布置，１?！矗卧O(shè)置了６個壩體表面變形觀測點，以及２４個壩體變形觀測墩。本次建設(shè)擬將上述壩體變形觀測點進(jìn)行升級，實現(xiàn)大壩位移的自動觀測和數(shù)據(jù)的快速傳輸、存儲、整編等。

３．６建設(shè)開發(fā)三防值班系統(tǒng)

為了加強(qiáng)三洲田水庫的日常值班管理及水庫的應(yīng)急反應(yīng)能力，解決當(dāng)前三洲田水庫日常監(jiān)測管理和人員管理方面的弊端，亟須建立一套高效的三防值班管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是對水庫的日常工作及值班情況進(jìn)行現(xiàn)代化管理，其主要功能為預(yù)警信息接收、值班考勤、值班通知、信息反饋、領(lǐng)導(dǎo)管控、流程監(jiān)督、值班電子化日志、預(yù)警、信息發(fā)布、值班人員通訊錄及預(yù)案管理等。

３．７建設(shè)大壩安全分析評價系統(tǒng)

目前三洲田水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的信息相互獨立，沒有利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行大壩的安全分析評價。因此，實時掌握大壩的安全狀況，及時采取有效應(yīng)對措施顯得尤為重要。大壩安全分析評價系統(tǒng)是基于自動采集及人工觀測的原始數(shù)據(jù)，以及歷次地質(zhì)勘探資料，通過構(gòu)建分析評價方法及完整的數(shù)學(xué)、力學(xué)模型，依據(jù)工程等級、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)規(guī)范，對大壩進(jìn)行實時安全性分析評價，以得出可信度高的大壩安全等級，從而全面反映大壩的運(yùn)行實況。

３．８建立庫區(qū)移動巡檢系統(tǒng)

通過建立移動巡檢系統(tǒng)，可保證巡檢流程規(guī)范化和資料完備。巡檢點布設(shè)于庫區(qū)周邊，并在該位置安裝可聯(lián)網(wǎng)的無線定位標(biāo)簽。巡檢人員手持移動終端開展巡檢工作，并通過ＧＰＳ進(jìn)行路線定位。當(dāng)人員到達(dá)某一巡檢點后，移動終端自動發(fā)現(xiàn)并搜索到附近的無線巡檢定位點，通過算法計算得到終端所在的位置坐標(biāo)并實時定位。此時移動終端自動從服務(wù)器讀取該巡檢點所需的各類報表，并自動顯示于終端，以供巡檢人員操作填寫。填寫好的數(shù)據(jù)自動上傳至服務(wù)器，從而實現(xiàn)巡檢過程的自動化和智能化。

３．９開發(fā)水庫信息化平臺和決策支持系統(tǒng)軟件

將三洲田水庫目前已建成的各系統(tǒng)全部集成，共享數(shù)據(jù)，統(tǒng)一發(fā)布。管理人員可通過一站式服務(wù)，訪問所有的信息化系統(tǒng)，真正實現(xiàn)所有系統(tǒng)無縫連接。水庫綜合信息平臺包括實時信息的采集、接收與處理，數(shù)據(jù)的整編、入庫和存儲，以及信息的分析、應(yīng)用與決策。

３．１０建設(shè)指揮調(diào)度中心

通過建立水庫統(tǒng)一的三防和水務(wù)指揮調(diào)度中心，使指揮人員在一個界面了解所有信息，不僅可與上級進(jìn)行防汛會商，還能根據(jù)現(xiàn)場情況及時提出預(yù)案和決策方案，從而保證整個指揮系統(tǒng)具有聯(lián)動性、高效性、完整性。指揮調(diào)度中心由監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)中心兩大部分組成。結(jié)合水庫現(xiàn)狀，將三洲田水庫中控室作為整個信息平臺的監(jiān)控中心，三樓機(jī)房作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，并在中控室增加一套ＤＬＰ大屏幕發(fā)布系統(tǒng)，將建成的所有系統(tǒng)信息統(tǒng)一發(fā)布在大屏上，供視頻防汛會商和綜合調(diào)度指揮使用。

４結(jié)語

三洲田水庫信息化發(fā)展緩慢，無法滿足新時期“數(shù)字水務(wù)”的建設(shè)要求。為打造更加智能高效的水庫管理系統(tǒng)，亟須開展智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)。本文在分析水庫信息化現(xiàn)狀問題的基礎(chǔ)上，提出了智慧水務(wù)系統(tǒng)的總體建設(shè)架構(gòu)，并基于建設(shè)任務(wù)，詳細(xì)闡述了智慧水務(wù)系統(tǒng)的實施方案。實踐表明，通過采用現(xiàn)代化的科技手段，可打造出先進(jìn)的水庫數(shù)字化信息平臺，切實保障水庫安全防汛和科學(xué)運(yùn)行。

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作者：曹彬彬 單位：深圳市龍崗河坪山河流域管理中心