水利信息化平臺(tái)構(gòu)建之初探

時(shí)間:2022-03-28 10:18:49

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水利信息化平臺(tái)構(gòu)建之初探

浦口新城涉水工程及水利信息化建設(shè)現(xiàn)狀

浦口新城正處于基礎(chǔ)建設(shè)階段,已規(guī)劃設(shè)計(jì)中包含新建七座泵站、一座河閘(七里河蓄水閘)、新修(整治)八條河道(見表1)。其中大部分建設(shè)項(xiàng)目于2012年初開始施工,設(shè)計(jì)規(guī)劃中沒有水雨情監(jiān)測(cè)點(diǎn)、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)、低洼積水點(diǎn)等自動(dòng)檢測(cè)站點(diǎn)布設(shè),也未對(duì)整個(gè)新城的水利信息化進(jìn)行任何考慮。尚在建設(shè)中的壩子窯等七座泵站,設(shè)計(jì)上只可進(jìn)行本站獨(dú)立調(diào)水工作,沒有設(shè)計(jì)新城區(qū)域水情監(jiān)控系統(tǒng),按此設(shè)計(jì),將來(lái)浦口新城的水利管理者很難獲知區(qū)域內(nèi)其它河道水位信息及水質(zhì)信息,從而無(wú)法在新城內(nèi)利用水位差進(jìn)行調(diào)水。當(dāng)汛期強(qiáng)降雨發(fā)生時(shí),獨(dú)立調(diào)水無(wú)法精確對(duì)區(qū)內(nèi)整個(gè)調(diào)水管網(wǎng)的降雨量、內(nèi)外河水位、引水流量、閘門水泵運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析,也無(wú)法對(duì)管網(wǎng)內(nèi)狀況作出迅速、及時(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)。泵站排水往往滯后,浪費(fèi)人力和時(shí)間,區(qū)域內(nèi)調(diào)水調(diào)度的執(zhí)行情況得不到有效監(jiān)督和控制,調(diào)水效果將大打折扣。同時(shí),由于沒有與周邊地區(qū)、市水利部門信息網(wǎng)絡(luò)相聯(lián),各水利部門間信息不能有效傳輸,信息不能共享,浦口新城的水利管理人員更無(wú)法對(duì)管網(wǎng)外水情狀況作出迅速、及時(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)。因此,在現(xiàn)有泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,有必要建立一個(gè)技術(shù)先進(jìn)可靠、反應(yīng)迅速、自動(dòng)化程度較高的水利信息化綜合平臺(tái)。

水利信息化綜合平臺(tái)建設(shè)必要性

建立水利信息化綜合平臺(tái),對(duì)已建各類自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行整合,為擬建自動(dòng)化系統(tǒng)提供接口,通過(guò)建立泵閘站遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng),水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),積水點(diǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng),水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),來(lái)匯聚管理水雨情、工情、水質(zhì)、流量等各類實(shí)時(shí)信息,為后續(xù)洪水預(yù)報(bào)、防汛決策、引水調(diào)度等綜合應(yīng)用提供支持,使浦口新城新區(qū)的綜合調(diào)水調(diào)度管理水平躍上一個(gè)現(xiàn)代化高效運(yùn)作的新臺(tái)階。其建設(shè)的必要性還表現(xiàn)如下。建設(shè)水利信息化綜合平臺(tái)是《全國(guó)水利信息化規(guī)劃(“金水工程”規(guī)劃)》和《全國(guó)水利信息化“十一五”發(fā)展規(guī)劃》中明確的重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)。一個(gè)先進(jìn)可靠的自動(dòng)化水利信息化綜合平臺(tái)不僅可以提升水利管理能力和現(xiàn)代化水平,推進(jìn)水利從粗放管理向精細(xì)管理、從傳統(tǒng)管理模式向現(xiàn)代管理模式轉(zhuǎn)變,也是提高水利信息化整體水平的重要保障。浦口新城的新水利系統(tǒng)建設(shè)還剛剛開始,盡早對(duì)水利信息化平臺(tái)的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃,只有完善水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、管網(wǎng)排水系統(tǒng)及泵閘站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)等基礎(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè),才能實(shí)現(xiàn)后續(xù)防汛決策支持系統(tǒng)、水資源管理決策支持系統(tǒng)、水環(huán)境評(píng)價(jià)與調(diào)控系統(tǒng)的開發(fā),為區(qū)域防洪除澇、水資源管理、調(diào)水改善水環(huán)境提供全過(guò)程和全方位支持,提高水利工程管理水平。浦口新城在建水利工程站點(diǎn)只對(duì)閘門運(yùn)行情況、泵站開機(jī)情況以及上下游水位監(jiān)測(cè)進(jìn)行了設(shè)計(jì),未對(duì)雨情、地下管網(wǎng)排水等進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè),而上述信息的監(jiān)測(cè)分析是防洪調(diào)度準(zhǔn)確性、時(shí)效性的基礎(chǔ)。為實(shí)現(xiàn)防洪調(diào)度準(zhǔn)確性、時(shí)效性必須在現(xiàn)有工程的基礎(chǔ)上建立水雨情報(bào)汛站網(wǎng)及排水口流量監(jiān)測(cè)站,及時(shí)掌握水位、流量信息,建立區(qū)域水利信息資源共享平臺(tái),為浦口新城、浦口地區(qū)乃至南京市防洪除澇調(diào)度提供全面的水、工情信息,為水環(huán)境改善及防汛安全提供保證,在防汛抗旱、水資源管理、水土保持、電子政務(wù)等工作中將發(fā)揮重要作用。浦口新區(qū)河網(wǎng)沿長(zhǎng)江垂直分布于新區(qū)內(nèi),在非汛期可利用內(nèi)河水位差從長(zhǎng)江引水以改善內(nèi)河水質(zhì)。但目前對(duì)內(nèi)河及長(zhǎng)江河水水質(zhì)沒有自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備,無(wú)法對(duì)轄區(qū)內(nèi)水系的水雨情、水質(zhì)等多種因素進(jìn)行綜合分析,為了更加科學(xué)、有效地改善內(nèi)河水質(zhì),有必要建設(shè)一套水利信息自動(dòng)化系統(tǒng),及時(shí)掌握水質(zhì)、水量信息,充分利用潮汐動(dòng)力,促進(jìn)骨干河道水體定向、有序流動(dòng),從面上帶動(dòng)內(nèi)河中小河道水體有序流動(dòng),使區(qū)域內(nèi)泵閘調(diào)度更加科學(xué)合理。

目前已確定的建設(shè)總目標(biāo)和總建設(shè)任務(wù)

根據(jù)目前浦口新城的水文、水利實(shí)際情況,以加強(qiáng)區(qū)域水雨情監(jiān)測(cè)、河道水利工程監(jiān)控管理、保障防汛安全為總體目標(biāo),整合現(xiàn)有信息化設(shè)備和系統(tǒng),完善水利信息系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境體系、信息采集與工程監(jiān)控體系,建立防汛管理決策系統(tǒng),提升新區(qū)水利信息化管理水平。浦口新城防洪調(diào)度工程以實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)建立一座綜合性監(jiān)控調(diào)度中心,以光纖網(wǎng)絡(luò)為鏈路,運(yùn)用成熟先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、可視化技術(shù)開發(fā)一套適合浦口新城的水利信息化綜合平臺(tái),來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)內(nèi)沿線各泵閘、污水處理廠、景觀照明設(shè)施、生態(tài)綠化監(jiān)視系統(tǒng)以及其它水環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)施的聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行,為實(shí)現(xiàn)浦口新城防洪興利,科學(xué)調(diào)水提供切實(shí)有效的科學(xué)手段。由于浦口新城正處于開發(fā)建設(shè)初期,各類水利設(shè)施需要根據(jù)整體規(guī)劃分期分段進(jìn)行,在水利信息的采集上還有諸多不確定因素需要在建設(shè)過(guò)程中加以確認(rèn)和補(bǔ)充。因此,浦口新城水利信息化系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)該是可擴(kuò)展的、可補(bǔ)充的。按照統(tǒng)一規(guī)劃,分段實(shí)施的原則,建設(shè)上按時(shí)間分為兩個(gè)階段:2013年應(yīng)完成原有設(shè)計(jì)規(guī)劃的各泵站、河道的信息化設(shè)計(jì)建設(shè)和水利信息化平臺(tái)的基礎(chǔ)建設(shè),2014年—2015年基本完成整個(gè)信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集,完成基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以GIS平臺(tái)的防汛決策調(diào)度應(yīng)用。2013年應(yīng)完成信息化系統(tǒng)大部分基礎(chǔ)建設(shè)工作。(1)建立數(shù)據(jù)匯聚中心。在壩子窯泵站設(shè)立浦口新城水利信息化綜合管理中心,建立綜合數(shù)據(jù)平臺(tái),對(duì)已開工和將要開工的壩子窯等七座泵站的運(yùn)行控制信息,水雨情信息,視頻監(jiān)視信息等進(jìn)行匯聚,為信息化平臺(tái)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)共享。(2)建立集中控制系統(tǒng)。在綜合管理中心,利用統(tǒng)一的展示平臺(tái),對(duì)在建7個(gè)泵站進(jìn)行泵閘集中控制,視頻集中監(jiān)視等管理,并預(yù)留今后其他泵站的接入點(diǎn)數(shù)。(3)建立水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。在符合條件的河道布設(shè)水雨情監(jiān)測(cè)站點(diǎn),作為泵站水雨情信息的補(bǔ)充,為泵站排水調(diào)水提供準(zhǔn)確依據(jù),也為今后防洪決策調(diào)度支持系統(tǒng)積累數(shù)據(jù)。按照新區(qū)規(guī)劃圖,除在各泵站建立水雨情監(jiān)測(cè)外,還可在新區(qū)東北、西南角河道及長(zhǎng)江出口處增加水雨情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。(4)建立視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)。建立統(tǒng)一的視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái),將在建7個(gè)泵站視頻信息進(jìn)行匯聚展示,并保證今后與新建泵站,市政、公安等已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)接。(5)防汛會(huì)商室建設(shè)。建立防汛會(huì)商室,完成會(huì)商室裝修,安裝大屏幕拼接系統(tǒng),會(huì)議系統(tǒng)等,以保證各管理部門對(duì)防汛決策的實(shí)時(shí)性需求。(6)機(jī)房建設(shè)。初步建成水利信息化機(jī)房,完成機(jī)房裝修,安裝網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、備用電源設(shè)備等,并預(yù)留今后擴(kuò)展的空間,(7)通信鏈路。在浦口新城基礎(chǔ)建設(shè)期間,可根據(jù)實(shí)際情況選擇自建或租用運(yùn)營(yíng)商光纖鏈路,將在建七個(gè)泵站與壩子窯總控中心相連。用于傳輸泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)信息及視頻信號(hào)。租用光纖鏈路帶寬不低于4M。河道水位雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)與控制中心可采用無(wú)線通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該部分內(nèi)容為水利信息化平臺(tái)總體設(shè)計(jì)中的后續(xù)建設(shè)內(nèi)容。(1)建立水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。在七里河、定向河等關(guān)鍵河道分界點(diǎn)建立水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站對(duì)河道水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),作為水環(huán)境評(píng)價(jià)及調(diào)水依據(jù)。(2)建立流量監(jiān)測(cè)斷面。選擇七里河、定向河、豐字河等關(guān)鍵河道斷面進(jìn)行流量監(jiān)測(cè),為預(yù)報(bào)調(diào)度應(yīng)用模型提供科學(xué)依據(jù)。(3)建立綜合展示平臺(tái)。利用GIS系統(tǒng)、三維仿真系統(tǒng)對(duì)浦口新城內(nèi)各類水利設(shè)施進(jìn)行定位,將各類信息采用實(shí)時(shí)仿真建模軟件建立三維數(shù)字仿真模型,通過(guò)管理中心數(shù)據(jù)庫(kù)獲取最新數(shù)據(jù)信息,運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)建立先進(jìn)、可靠、實(shí)用的三維數(shù)字化工程運(yùn)行管理信息系統(tǒng),提升水利工程運(yùn)行管理水平。(4)綜合業(yè)務(wù)開發(fā)。利用已有WEB應(yīng)用服務(wù)器及功能模塊,通過(guò)大屏幕拼接管理器,全面展示新區(qū)內(nèi)河道信息、管理流程、泵站聯(lián)合調(diào)度、水情監(jiān)測(cè)、預(yù)警與報(bào)警、視頻監(jiān)控、資料整編、防洪調(diào)度預(yù)案、洪水預(yù)報(bào)等業(yè)務(wù)信息,為防洪優(yōu)化調(diào)度管理提供決策支持。

建立一個(gè)技術(shù)先進(jìn)可靠、反應(yīng)迅速、自動(dòng)化程度較高的水利信息化綜合平臺(tái),通過(guò)控制調(diào)節(jié)的水利樞紐是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定整個(gè)區(qū)域防汛排澇及景觀水位的基本工程保障。隨著信息社會(huì)的快速發(fā)展,國(guó)家和社會(huì)對(duì)水利信息資源的需求越來(lái)越廣,水利發(fā)展與改革對(duì)水利信息資源的要求越來(lái)越高,在城市化的建設(shè)中,水利信息化建設(shè)必將越來(lái)越被重視。

本文作者:孫在斌工作單位:南京水利投資有限公司