大型调水工程运行管理系统的应用设计

周 洲，祁 洁，沈醉云

（1.南水北调东线江苏水源有限责任公司，江苏 南京 210029；2.江苏省鸿源招标代理有限公司，江苏 南京 210000）

大型调水工程运行管理系统的应用设计

周 洲1，祁 洁1，沈醉云2

（1.南水北调东线江苏水源有限责任公司，江苏 南京 210029；2.江苏省鸿源招标代理有限公司，江苏 南京 210000）

大型调水工程运行管理系统作为调度运行管理系统的重要组成部分，承担帮助调水机构实现工程运行管理维护及工程防洪信息管理的职能，在统一的应用支撑层上进行资源共享，最终通过业务应用层实现工程运行管理系统功能。以南水北调东线工程为例，对工程运行维护和防洪信息管理系统的应用设计方案进行研究，详细分析业务流程、数据流程和功能需求，根据功能需求给出相应措施，以提高工程管理水平和总体效益。

南水北调；大型调水工程；工程运行管理系统；应用设计

0 引言

南水北调东线工程（以下简称东线工程）是利用江苏省江水北调工程扩大规模，向北延伸。江苏省内调水线路总长为 852 km，其中长江至洪泽湖长445 km，洪泽湖至骆马湖长 270 km，骆马湖至下级湖长 137 km。沿线输水河道现状大多具有防洪、排涝、航运、供水等综合功能。省内调水工程以京杭运河线为主，已建成 9 个梯级。南水北调东线一期工程新建泵站 14 座，与江水北调已有的 14 座泵站和 18 条输水河道，形成运河线、运西线的调水工程，共同实现调水目标。

南水北调东线一期工程是长距离调水工程，为保证跨流域输水工程安全、可靠、经济运行，充分发挥调水工程的作用，合理利用水资源，降低运行成本，适应工程准市场化运营的要求，急需建设一套集信息采集及水资源配置、监控、调度、管理于一体的全线调度运行管理系统[1]。工程运行管理系统作为调度运行管理系统的重要组成部分，核心是项目管理，为帮助调水机构实现工程运行管理维护及防洪信息管理，东线工程运行管理系统应包括工程运行维护和防洪信息 2 个管理系统。通过信息化综合管理，以提高工程管理效率，提高工程的管理水平，降低运行成本，实现“无人值班，少人值守”的现代化管理目标。

1 工程运行维护管理功能

1.1 业务流程

南水北调东线工程运行维护管理系统的运行需要有工程调度信息、自动监测信息、考评办法等数据作为数据支持，同时，通过系统的运行和处理，系统采集、加工、生成了工程巡查维护，工程维护，突发事件响应和运行管理考评等 4 种数据。东线工程运行维护管理系统业务流程如图1 所示。

1.2 数据流程

东线一期工程江苏段维护管理系统总数据流程如图2 所示。

1.3 功能需求

东线工程运行维护管理系统需要满足在日常工程运行维护管理工作中的主要需求，着重实现 5 大功能需求：工程巡查维护、工程维修养护、突发事件响应、工程管理考核和工程信息管理[2]。

1.3.1 工程巡查维护

东线工程运行维护管理工作中，需要常规性的对泵闸站、河道及湖泊堤防、各类建筑物、附属设施等内容进行巡视检查。设计的东线工程运行维护管理系统能够实现这些巡查的管理功能。

根据各种建筑物和设施的特点和巡视检查工作的具体实施要求，主要有泵闸站、河道及湖泊堤防、分水口门等的巡查维护及定期和专项检查等管理功能。具体实现以下工作：编制巡视工作计划，按照工作计划进行巡查工作；对巡查工作进行记录；管理和维护巡查工作信息；发生突发事件时，检查人员能够利用随身工具，采用拍照、摄像等方式对突发事件进行详细记录和上报，如果能现地处理，则进行现地处理并记录处理情况[3]。

图1 工程运行维护管理系统业务流程图

1.3.2 工程维修养护

能够对非常规的工程维护进行组织和管理。按照工程维护流程细分为以下 7 种功能：

1）维护方案标准化模型管理功能。能够对运行维护方案标准化模型不断进行维护和完善，并进行相应修正后的模型应用测试，使维护方案标准化工作更加客观公正、真实有效。

2）工程维护方案及预算编制功能。现场管理单位能结合不同种类工程可能发生的工程维护情况，编制工程维护计划及预算，并为维护工作提供依据。

3）工程维护实施过程信息记录功能。能够对工程维护实施过程中的信息进行记录和管理。

图2 工程运行维护管理数据流程图

4）重大工程维护辅助决策功能。可以为管理单位制定的重大工程维护决策做辅助支持，能够辅助生成可以执行的重大工程维护方案。

5）工程维护方案实施计划编制功能。管理单位能够结合不同种类工程可能发生的工程维护情况，编制工程维护方案计划。

6）工程维护项目验收功能。管理单位对现地管理单位的工程维护情况进行验收。

7）文档及资料归档功能。各级管理单位能够按照文档及资料归档要求，对工程维修养护业务中产生的各种数据进行整理、分析和归档，对归档内容进行打印。同时，现地管理单位能够对工程维修养护业务中产生的实体资料进行管理[4]。

1.3.3 突发事件响应

能够对常规巡查时发现的不能立刻解决的突发事件进行处理和管理。按照突发事件的响应过程细分为以下 5 种功能：

1）事件响应预案编制及管理功能。管理单位能够结合不同种类工程可能发生的突发事件情况，编制突发事件响应实施计划并管理执行。

2）突发事件响应方案制定功能。管理单位能够结合不同种类工程可能发生的重大事件情况，制定重大事件响应方案；现地管理单位能够结合不同种类工程可能发生的突发事件情况，制定突发事件响应实施方案[5]。

3）方案实施计划及组织功能。管理单位能够根据突发事件响应方案，具体组织和进行突发事件的处理。

4）事件及方案实施信息采集功能。管理单位能够记录突发事件处理情况，并将数据提交到本系统。

5）文档及资料归档功能。各级管理单位能够对突发事件响应业务中产生的各种数据进行整理、分析和归档，对工程巡查维护业务中产生的实体资料进行管理。

1.3.4 工程管理考核

能够对工程管理维护情况的考评进行组织和管理。按照工作流程细分为以下 4 种功能：

1）工程管理考核模型管理功能。能够对运行管理考核模型不断进行维护和完善，并进行相应修正后的模型应用测试，使考评工作更加客观公正、真实有效。

2）考核计划及组织管理功能。现场管理单位、分公司、总公司能够制定自己的考核计划，并对所属管辖单位进行考核。

3）工程现地检查情况记录功能。能够为上级检查提供各种基础资料，上级检查后，能生成检查情况说明信息。

4）工程管理考核分级考评功能。现场管理单位、分公司、总公司能够对所属管辖单位进行运行管理考核，结合各个管理处日常巡查维护、考核检查情况等信息，应用考核模型对管辖单位及工作人员进行考核打分，根据考核打分汇总排序得到考核结果，对考核结果进行记录，并在各自管理范围内进行考核结果的表彰和批评。

1.3.5 工程维护信息

能够对工程信息进行查询和管理。按照工作流程细分为以下 6 种功能：

1）工程基础信息综合查询功能。能够对南水北调沿线各类工程和附属设施等信息进行多种方式的查询、分析、统计。在查询、统计时，以文本和电子地图漫游（WebGIS 支持）2 种形式进行，最快捷全面、直观地了解工程的各类基础信息。

2）工程安全实时监测信息查询功能。能够以文本和电子地图漫游的方式对工程安全实时监测的信息进行查询、统计和分析。

3）工程运行维护信息查询功能。能够以文本和电子地图漫游的方式对工程运行维护的信息进行查询、统计和分析。

4）工程环境信息管理功能。能够对东线工程的环境信息进行管理，包括工程环境信息的维护、查询、统计分析，以及工程环境信息及各类分析结果的电子地图。

5）工程附属设施信息管理功能。能够对东线工程的附属设施信息进行管理，包括工程附属设施信息的维护、查询、统计分析，以及工程附属设施分布的电子地图。

6）工程运行维护管理报表功能。能够自定义工程运行维护管理的各种报表，并支持报表的导入、导出、打印功能。

2 工程防洪信息管理功能

2.1 业务流程

对干渠与交叉河流的水文、工情险情、气象信息，以及干渠交叉建筑物水位信息进行监视，若数据在非正常范围内，明显存在洪水威胁，则进行预警，进入应急响应；如果不能确认存在洪水威胁，则进行分析研究，判断是否存在洪水威胁，如果确认存在，则进行预警，进入应急响应；否则继续进行信息监视。

进入应急响应后，警报若解除，则继续进行信息监视；否则专家根据相应信息进行会商，研究制订处理方案。

对处理方案反复比较，最后执行处理方案，如工程出现损毁，则组织人力物力进行工程抢护。工程防洪信息管理系统业务流程如图3 所示。

图3 工程防洪信息管理系统业务流程图

2.2 功能需求

1）信息接收处理功能。按信息接收处理方式的不同，分为外部和内部数据接收处理功能。

外部数据接收处理按本系统的标准对接收的数据进行格式转换等处理，存入数据库中，外部数据包括河流相关洪水预报、水文、气象信息；内部数据包括交叉河流建筑物断面水位数据、相关工程、河湖工情险情信息。

2）信息服务及监视功能。信息服务及监视有信息服务、监视预警、洪水预警等功能。主要提供河流建筑物断面水位、河流水文气象，以及与工程相关的主要工程、堤防、河道湖泊等多种信息的查询和统计功能，实现对河流建筑物断面水位、水文气象数据、洪水预报数据、工情数据进行监视，遇超警戒的数据预警，为各级系统操作人员提供全面的信息服务[6]。

3）洪水预警功能。能对河流洪水参数进行越复限报警，工情险情进行记录。管理系统对洪水参数及相关计算数据进行监控，这些参数量值可预先设定限制范围，当它们越限及复限时进行相应的处理，包括越限报警，以及越复限时的自动显示、记录和打印；对于重要参数及数据还可进行越限后至复限的数据存储及召唤显示；启动相关量分析功能，实现洪水预警提示；对于一些重要参数有趋势报警功能。

4）防洪应急响应功能。在河流洪水预警后，启动防洪应急响应，将预警的结果传送给水调应急响应系统处理，保证工程调水的安全；同时专家根据监视的有关信息，进行防洪会商，对抢护方案进行对比分析，反复讨论、修订，提出处理及抢护方案。在抢护方案确定后，进入防洪组织管理子系统进行处理。

5）防洪组织管理功能。能实现防洪组织信息的管理，可进行信息的存储，抢护物资、队伍及分布情况的查看；对抢护中需要的主要物资可进行查询统计，了解主要存放地点、调度情况等。

可根据防洪所需的物资清单，优先考虑距离近、道路良好、物资数量充足的仓库，给出使用仓库到使用地点的最佳路线；查找抢险队伍及人员的信息，优先考虑距离近、道路良好、装备精良的抢险队伍，并给出抢险队伍驻地到抢护地点的最佳路线。

3 结语

南水北调东线工程运行维护管理系统是整个南水北调东线工程业务应用系统的重要组成部分。从南水北调工程的整体视角出发，以国家电子政务技术总体框架为基础，经过传输层对所有南水北调东线工程的数据上传，最终通过业务应用层实现南水北调东线工程的水量调度、综合会商、工程管理和综合办公等功能。为加强南水北调工程的精细化管理，实现江苏境内水资源优化配置和工程优化运行，智能化分析处理、科学化决策支持提供了技术支撑，进一步提高了南水北调东线工程的现代化管理水平。

[1] 中国水利现代化研究课题组.国家现代化与水利现代化[J].中国水利，2004 (4): 1-5.

[2] 顾浩.中国水利现代化研究[M].北京：中国水利水电出版社，2004: 26-29.

[3] 宋厚清.大型泵站调度运行管理系统设计研究[J].山东水利，2010 (4): 20-22.

[4] 吴建华.水利工程综合自动化系统的理论与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2006: 15-28.

[5] 刘蜀岷.关于水利工程项目管理的探讨[J].东北水利水电，2010 (5): 57-58 .

[6] 陆惠民，苏振民，王延树，等.工程项目管理[M].南京：东南大学出版社，2002.

Application Design on Large-scale Water Diversion Project Operation and Management System

ZHOU Zhou1, QI Jie1, SHEN Zuiyun2

(1.East Route of South-to-North Water Transfer Project Jiangsu Water co., Ltd, Nanjing 210029, China; 2.Jiangsu Hongyuan Bidding Agent co., Ltd, Nanjing 210000, China)

Operation management system of large-scale water diversion project as important part of dispatch and operation management system, undertakes the function of helping the diversion institutions to realize engineering operation, management and maintenance and engineering flood control information management.It carries through resource sharing at uniform application support layer and realizes project operation management system function through business application layer finally.Taking east route of South-to-North Water Transfer Project as an example, the article studies the application design scheme of engineering operation and maintenance and flood control management system, labors business process, data flow and functional requirement.Based on functional requirements, it gives corresponding measures to improve level and overall benefit of project management.

south-to-north water transfer; large-scale water diversion project; project operation and management system; application design

TV68

A

1674-9405(2014)05-0054-05

2013-12-23

周 洲（1983－），男，江苏扬州人，工程师，主要从事水利信息化系统建设与工程运行管理工作。