劉 艷

(新疆下坂地水利樞紐工程建設(shè)管理局，新疆 喀什 844000)

0 引 言

在現(xiàn)代化大環(huán)境下，對水庫管理提出了新的要求，傳統(tǒng)粗放式的管理模式，已經(jīng)難以現(xiàn)代化水庫管理的要求。水庫管理是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，需要及時(shí)掌控水庫運(yùn)行情況及各項(xiàng)數(shù)據(jù)，才能為制定管理決策提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支撐。利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫管理，構(gòu)建基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺，既能大幅度提升數(shù)據(jù)處理速度，也可以提升數(shù)據(jù)處理的精度，促使水庫管理更加信息化、智慧化?；诖?，開展基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺研究與建設(shè)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(wù)院批準(zhǔn)的《塔里木河流域近期綜合治理規(guī)劃報(bào)告》中確定的唯一大型山區(qū)水利樞紐工程，該工程建設(shè)任務(wù)是：“以生態(tài)補(bǔ)水及春旱供水為主，結(jié)合發(fā)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(diào)節(jié)庫容6.93億m3。水庫電站總裝機(jī)150MW，年發(fā)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(yàn)收，經(jīng)過多項(xiàng)驗(yàn)收以及對各項(xiàng)驗(yàn)收存在問題、工程初期運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)問題的改造升級，在水庫調(diào)度運(yùn)行方面，逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雨情自動(dòng)采集、庫區(qū)視頻監(jiān)控、壩體安全監(jiān)測等。但這些信息系統(tǒng)多為單獨(dú)運(yùn)行的系統(tǒng)，各系統(tǒng)形成的數(shù)據(jù)分別存儲在相應(yīng)系統(tǒng)庫中，沒有一個(gè)統(tǒng)一的平臺，數(shù)據(jù)共享效率低，水庫管理標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，在信息化應(yīng)用水平和水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理方面還有待進(jìn)一步提升。

3 建設(shè)水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺的必要性

在信息時(shí)代，建設(shè)水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)通過水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺，可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)查詢，包括：水庫工程所在區(qū)的地理位置、自然條件、工程參數(shù)、調(diào)度要求、流域梯級等。

2)可為水庫調(diào)度提供必要的參考和指導(dǎo)，包括：水情、預(yù)報(bào)信息等，以充分利用各種實(shí)時(shí)性的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，再按照這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行水庫資源調(diào)度，為制定水庫管理運(yùn)行方案提供決策服務(wù)。

3)通過水庫標(biāo)準(zhǔn)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(gè)系統(tǒng)的管理平臺，并且還能實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的有效銜接，預(yù)先分析水庫的入庫流量，為防洪、泄洪等方面的管理提供數(shù)據(jù)支撐。

4 基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺研究與建設(shè)

4.1 水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息平臺建設(shè)思路

為提升水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息平臺運(yùn)行效率，提升各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息的利用率，采用了B/S和智能手機(jī)相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)，再利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算計(jì)算、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，融合應(yīng)用瀏覽器客戶端定制技術(shù)、離線應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)分析技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)出一個(gè)集先進(jìn)性、實(shí)用性、智能性、智慧化的水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息平臺[1]。

4.2 平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)

下坂地水利樞紐工程水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)由1個(gè)中心站和9個(gè)遙測站組成，2006年開工，2012年系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行階段。水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)自建成投入運(yùn)行以來，由于測站地處高原山區(qū)，通訊傳輸條件較差，存在著數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、自動(dòng)采集數(shù)據(jù)偏差較大等問題。2018年10月，對水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行了維護(hù)升級，采用了SAAS架構(gòu)，在統(tǒng)一的水庫管理信息化平臺中可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、模塊、人員的不同定義。此平臺架構(gòu)比較支持多系統(tǒng)集中統(tǒng)一管理，同時(shí)支持系統(tǒng)的復(fù)制、上下級系統(tǒng)功能模式信息的實(shí)時(shí)更新和推送。在應(yīng)用中可按照水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的要求，分別授予應(yīng)用架構(gòu)、功能模塊、業(yè)務(wù)工作、管理等不同的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)分級授權(quán)和分級管理。同時(shí)還考慮了后期發(fā)展，在水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息平臺數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能等方面，都滿足將來應(yīng)用擴(kuò)展的需求，采用了基于SOA架構(gòu)模式進(jìn)行松耦合設(shè)計(jì)，在后期可按照發(fā)展需求，對系統(tǒng)功能和模塊進(jìn)行有效的擴(kuò)展升級。

4.3 平臺功能

水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息平臺具有的功能主要包括以下幾個(gè)方面，有效滿足了新時(shí)代水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的需求。

4.3.1 數(shù)據(jù)庫管理

可按照水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理對數(shù)據(jù)庫的要求，建立起流域或者地區(qū)水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)信息化遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)使用等各項(xiàng)功能。實(shí)現(xiàn)歷史水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理數(shù)據(jù)和新采集數(shù)據(jù)的分類、系統(tǒng)化管理。利用水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化平臺，自帶的數(shù)據(jù)庫管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自治區(qū)、流域、地區(qū)三級水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理數(shù)據(jù)同步，同時(shí)預(yù)留出國家層面的數(shù)據(jù)接口，為和國家水庫管理平臺相互對接，提升全國水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理數(shù)據(jù)的共享效率，促使我國水利工程事業(yè)向著更加集中化、統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化的方向發(fā)展[2]。

4.3.2 水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理中心

水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理中心，可作為水庫信息數(shù)據(jù)的管理中心、指揮中心、調(diào)度中心等。在水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理中心配置1套大屏顯示系統(tǒng)，以及相應(yīng)數(shù)量的固定工作站和可移動(dòng)工作站，為水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理提供良好的平臺。

大屏顯示系統(tǒng)采用工業(yè)屏連接系統(tǒng)，由2塊80寸的工業(yè)電視共同組成，確?？沙掷m(xù)運(yùn)行。操作中心設(shè)置在水庫管理處駐地綜合樓一層機(jī)房，屏顯系統(tǒng)設(shè)置在二樓視頻監(jiān)控綜合調(diào)度中心，通過無線、HDMI高清數(shù)據(jù)線等方式進(jìn)行連接，實(shí)時(shí)顯示各遙測站各項(xiàng)水情、氣象以及系統(tǒng)運(yùn)行等監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過近幾年的運(yùn)行情況，操作及屏顯系統(tǒng)運(yùn)行工況良好，滿足2×24小時(shí)連續(xù)工作的要求，在長時(shí)間運(yùn)行中，未發(fā)生灼屏、殘影等現(xiàn)象。

為保證水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息中心能夠在市政電網(wǎng)發(fā)生故障，停電的情況下也能正常運(yùn)行，該系統(tǒng)還要配備一套不間斷電源系統(tǒng)，由UPS主機(jī)、電池和太陽能板共同組成。

4.3.3 云平臺

服務(wù)器設(shè)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(shù)據(jù)后，采用手機(jī)GPRS流量無線傳輸?shù)姆绞?，傳至塔管局綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺，下坂地建管局通過電腦、手機(jī)app等方式，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢、下載。應(yīng)用到水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化平臺中能夠大幅度節(jié)服務(wù)器購置費(fèi)用，從而達(dá)到減輕系統(tǒng)平臺運(yùn)維壓力的目的。系統(tǒng)安全則按照國家相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全的法律法規(guī)，采取先進(jìn)、嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)安全措施，有效保證了系統(tǒng)安全，可有效避免黑客、病毒等侵襲水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化平臺，保平臺運(yùn)行和各項(xiàng)數(shù)據(jù)的安全性。并與系統(tǒng)建設(shè)單位長期簽訂維保協(xié)議，通過各使用單位在系統(tǒng)運(yùn)行過程中報(bào)送的各類問題，及時(shí)進(jìn)行處理，進(jìn)一步完善各項(xiàng)功能。

4.4 水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺建設(shè)是關(guān)鍵技術(shù)

水庫標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，具有信息采集、信息分析、信息存儲的功能。因此，在水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺建設(shè)中，系統(tǒng)跨架要用采用運(yùn)行能力比較高的分布式層次結(jié)構(gòu)，再結(jié)合管理系統(tǒng)和先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，需要用到的關(guān)鍵技術(shù)，包括以下3種：

1)分布式體系。在水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺建設(shè)中，為提升使用效率，加強(qiáng)實(shí)用性和便捷性，可選擇CORBA和COM+軟件加速，其中前者可實(shí)現(xiàn)跨平臺運(yùn)行和操作，而后者則屬于一種溫軟操作系統(tǒng)，雖然結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理不同，但聯(lián)合使用，可實(shí)現(xiàn)不同類型大平臺、不同的網(wǎng)絡(luò)、不同數(shù)據(jù)庫的有效整合，提升資源利用率和共享效率。

2)Web服務(wù)器。目前在信息化系統(tǒng)和平臺上，應(yīng)用比較流行的Web數(shù)據(jù)為APache HTTP Server，和其他Web服務(wù)器相比，可實(shí)現(xiàn)跨平臺使用，而且具有良好的可移植性，同時(shí)支持源代碼開放。

3)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在信息時(shí)代，水庫在運(yùn)行中每天都會形成大量的數(shù)據(jù)，有的數(shù)據(jù)是有價(jià)值的，而有的數(shù)據(jù)是無用的，需要利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和挖掘技術(shù)，從海量的數(shù)據(jù)庫中，快速、準(zhǔn)確的提取出有價(jià)值、有用的數(shù)據(jù)，才能為水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理和運(yùn)行提供必要的數(shù)據(jù)支撐。常用的信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)有SQL server、Silver light、Oracle等。

4.5 水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺的應(yīng)用系統(tǒng)

4.5.1 水庫防洪管理信息系統(tǒng)

水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺上的水庫防洪預(yù)報(bào)調(diào)度決策支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)論地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、防洪預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)的有效統(tǒng)一和融合。此系統(tǒng)在具體運(yùn)行過程中，以洪水預(yù)報(bào)水庫調(diào)度為核心，輔助信息服務(wù)、洪水預(yù)報(bào)、水庫調(diào)度等決策支持系統(tǒng)，可及時(shí)采集雨情、水情等水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理相關(guān)信息，為制定防洪決策和現(xiàn)場調(diào)度提供必要的數(shù)據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)

此系統(tǒng)也是水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺的主要系統(tǒng)，能夠?qū)λ畮齑髩芜\(yùn)行的安全性進(jìn)行全方位監(jiān)測，主要是利用先進(jìn)的現(xiàn)代化信息技術(shù)，采用先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)，立足現(xiàn)有的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對水庫大壩的穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行全天候監(jiān)測，為大壩維修加固提供數(shù)據(jù)支持。是一種比較先進(jìn)的水庫大壩安全輔助決策系統(tǒng)，可對水庫大壩監(jiān)測到的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、檢驗(yàn)、整編、評價(jià)、存儲等，為大壩安全狀態(tài)評估和運(yùn)行管理提供準(zhǔn)確及時(shí)的決策依據(jù)，是保證書庫大壩安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng)。

4.5.3 水庫水質(zhì)管理信息系統(tǒng)

在我國社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下，雖然人們生活水平不斷提升，生產(chǎn)力也得到了質(zhì)的飛躍，但對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，尤其是水體污染異常嚴(yán)重。通過水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺中的水庫水質(zhì)管理信息系統(tǒng)，可對水庫運(yùn)行的基礎(chǔ)信息，水質(zhì)信息等進(jìn)行三維立體可視化檢查，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)圖形化表。為水污染治理、水源保護(hù)管理、規(guī)劃建設(shè)管理等提供信息化的服務(wù)。并對水庫全流域污染問題進(jìn)行預(yù)報(bào)，有助于提升用水的安全性，及時(shí)處理各種污染事件。

5 水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化平臺的特點(diǎn)和優(yōu)勢

5.1 特點(diǎn)

1)水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化平臺在建設(shè)中采取了結(jié)構(gòu)化、模塊化的程序設(shè)計(jì)方式，程序量非常少，能夠提升各項(xiàng)數(shù)據(jù)訪問的速度。

2)在數(shù)據(jù)庫開發(fā)中采用了面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言，人機(jī)操作界面非常友好，而且操作非常簡單。

3)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用了代碼方式，大大提升了系統(tǒng)的可維護(hù)性和通用性。而且實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的多人協(xié)同工作方式，在局域網(wǎng)中可實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，可大幅度提升辦公效率，提升了系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性。

5.2 優(yōu)點(diǎn)

水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化平臺可維護(hù)性強(qiáng)，在設(shè)計(jì)中采用了最新的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)理念，每個(gè)模塊結(jié)構(gòu)緊湊，聯(lián)系非常緊密[5]。

可擴(kuò)充性好，在系統(tǒng)軟件開發(fā)上，采用了統(tǒng)一規(guī)范的方式，每個(gè)模塊接口清晰、明確，能夠和其他管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好的聯(lián)結(jié)。

具有向Word和Excel導(dǎo)出的功能，提升了報(bào)表的可編輯性和多樣性。

6 結(jié) 語

綜上所述，文章采用工程實(shí)例結(jié)合理論實(shí)踐的方法，分析了基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺研究與建設(shè)，分析結(jié)果表明，水庫管理是維持水庫安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵。但水庫規(guī)模大，管理內(nèi)容多，任何一項(xiàng)細(xì)節(jié)控制不當(dāng)，都會運(yùn)行水庫運(yùn)行效果。建設(shè)起基于水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理的信息平臺，能夠?qū)⑺畮旃芾淼母黜?xiàng)信息，全部匯總到一個(gè)平臺上進(jìn)行集中、統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化管理，保證各項(xiàng)管理工作都能落實(shí)到，從而提升水庫運(yùn)行的安全性，創(chuàng)造出更大的效益。