泰州引江河信息化系统的建设

钱福军，钱 江

（江苏省泰州引江河管理处，江苏 泰州 225321）

泰州引江河信息化系统的建设

钱福军，钱 江

（江苏省泰州引江河管理处，江苏 泰州 225321）

泰州引江河信息化系统的建设目标是实现水利工程的数据采集和控制自动化、管理信息化、调度科学化。按照信息化建设的总体要求，建立具有信息采集层、网络通信层、数据资源层、综合业务应用层、用户终端层的信息化系统体系结构，明确信息化系统的建设内容，包括完善信息采集系统体系，建立共享服务平台，开发综合业务应用系统。信息化系统的建设可促进工程管理单位管理水平的提高。

信息化；目标；要求；系统结构；建设内容

0 引言

泰州引江河工程建成于 1999 年，是国家南水北调东线源头工程之一，也是江苏建设“海上苏东”的战略工程。引江河位于江苏省泰州市与扬州市交界处，南起长江，北接新通扬运河，高港枢纽是泰州引江河连接长江的口门控制建筑物，由泵站、节制闸、调度闸、送水闸、船闸，以及 110 kV 专用变电所和管理设施等组成。

对于泰州引江河工程这样的跨区域调水工程，信息化是整个水利工程调度、优化的基础。推进泰州引江河工程的水利信息化建设可提高防汛决策指挥水平，提高水情、雨情、工情、灾情信息监测及传输的时效性和准确性，提高预测、预报的速度和精度，为制定防洪抗旱调度方案、提高决策水平提供科学依据，为安全高效运用水利工程、科学规范管理水利工程提供科学保障[1]。

泰州引江河工程建设时，在高港枢纽采用了当时较先进的计算机和测控技术，配置了包括微机保护和视频监控在内的综合自动化系统。泵站、节制闸、调度闸、送水闸 4 座水工建筑物及 110 kV 专用变电所的监控系统，采用 DCS 集散型控制系统；高港船闸的监控以集控台的形式实现了上下游水位和阀门、闸门开度的测量，以及阀门、闸门的远方控制；枢纽变压器和泵站主电机的保护使用微机保护和电磁保护并列运行的方式，微机保护为主保护；枢纽的视频系统主要针对变电所、泵站厂房、泵站控制室、泵站水闸上下游、船闸闸室、船闸上下游等处进行监视。

为进一步提高泰州引江河工程的综合运用效能，保障枢纽内各个闸、站安全运用，适应新时代机动抢险要求，提升应急机动和处置突发事件的能力，实现防汛物资的科学高效管理，建成有效控制、依法管理、生态健康的河湖管理体系，江苏省泰州引江河管理处自成立以来，利用先进的信息技术，构建技术领先、实时有效、稳定可靠的泰州引江河信息化系统，稳步推进信息化建设步伐。

1 信息化系统建设目标

泰州引江河信息化系统建设的整体目标为实现各种水利工程的数据采集和控制自动化、管理信息化、调度科学化。

信息化系统建设的具体目标包括以下 5 点：

1）掌握全局情况。能够通过区域地图，浏览和查询区域内各种水情、雨情、水质数据，查询闸、站、涵等工程的运行工况；监视闸、站、涵等工程的运行状况；监视各闸、站、涵等工程安全状况。

2）能够对闸、站、涵等进行任意时段各种运行数据的存储，统计，分析，形成各种报表。

3）围绕工程管理工作，建立信息化管理平台。实现闸、站、涵等各种管理工作，包括运行过程、值班、调度、设备（备品备件管理、设备采购、缺陷管理）、维护（维护信息、巡查管理）、安全、工程资料等的管理。

4）根据运行管理规程，建立优化调度模型。根据各个工程的实时运行状况、相关河道水情数据等进行优化计算，提出优化调度方案，供决策。

5）将移动网络 GIS 和无人机技术应用于河湖管理中。管理内容涵盖基础地理信息、日常巡查、案件查处、圩区管理、遥感监测、基础管理资料等多方面内容。

泰州引江河信息化系统建设的总体要求如下：

1）采用网络化的系统构架，相关运行管理人员能够通过网络进行相应的运行、管理工作，查询运行状态和数据。

2）采用先进的软件开发技术，将运行监视、操作流程管理、事务管理等集成在统一的软件平台上，软件界面统一，方便运行人员的日常运行管理，规范工作流程。

3）采用规范、开放的数据结构，能够高效存储闸、站、涵运行维护和管理及湖泊管理工作中的各种数据，有助于进一步进行事件追踪、历史数据分析，以及工程运行和河湖的管理优化。

4）具有标准、开放的数据接口，方便系统功能扩展和与其它系统集成。

5）具有完善的安全策略，确保立交工程计算机监控系统的安全，以及整个信息管理系统和数据库的安全。

2 信息化系统结构

泰州引江河信息化系统以信息安全、准确、及时为目标，高效地为管理人员、上级机构、服务对象等提供服务[2-4]，体系框图如图1 所示。

信息化系统体系从下至上分为 5 层，具体如下：

1）信息采集层。位于信息化系统的最下层，可实现微机监控、微机保护、视频监控、建筑物安全监测、河湖信息采集等功能，该层是各种运行和统计信息的源头，是上级调度的执行者。信息采集遵循准确、完整、实时和可靠的原则。

2）网络通信层。以标准的网络通信协议，基于公网、水利专网、管理处内网等，实现基层各单位与管理处、管理处与省水利厅的资源共享，信息交互，网络通信必须安全、精确、高速、稳定。

3）数据资源层。根据相关的建设原则和标准，确定数据格式和类型，对各种基础、采集、统计数据和调度管理信息等进行存储和管理，提供数据访问、管理服务，实现泰州引江河管理处全处信息的交换和共享。数据存储必须安全、可靠、高效。

4）综合业务应用层。该层由电子政务和各业务应用系统组成，面向用户进行各种信息交互，用户访问及业务处理要求信息全面准确、速度较快，界面要求友好、简洁，符合相关规范要求。

5）用户终端层。即信息系统的各种用户，既有业务流程上需要身份认证的用户，也有社会公众。

3 信息化系统建设内容

3.1 构建信息采集体系

3.1.1 工程监控和河湖监测系统建设

工程监控和河湖监测系统的建设内容如下：

1）以基层站所为单位，高港泵站、高港水闸、拉马河闸等管理所分别建设和完善所管工程设备的监控系统，实现工程设备的精准测控和引流的自动控制，满足运行管理的各项要求，确保安全运行，同时采用标准的开放接口，单向输出工程状态、参数等信息。

2）更新高港泵站的微机保护系统，采用成熟先进的微机保护装置，拆除电磁保护装置，降低电流互感器二次侧阻抗，进一步提高保护的灵敏性和可靠性。

3）建设工程安全自动监测系统，在线不间断监测泵站与水闸底板扬压力、水工建筑物伸缩缝、翼墙后地下水位等，及时发现水工结构异常，或预测未来性态与发展趋势。

4）建设河湖信息采集系统，充分利用监测、通讯和遥测遥感等技术，对里下河湖泊和泰州引江河的水文、工情、生态等信息进行采集，及时掌握河湖状态，方便行业监管。

3.1.2 工程视频监控和智能安防系统建设

高港枢纽、江苏省机动抢险三队、拉马河闸管理所深入运用数字化监视，磁盘保存，图像处理及GIS 等技术，按照水利工程安全运行和管理区域治安管理的需要，分别对堤防、泵站、水闸、船闸、水面仓库、防汛物资仓库等重要场所及关键部位或区域，进行视频监控和音频监听，在危险水域和管理区域布置电子围栏、防盗报警器等技防安保设备，通过视频图像智能化分析处理，构建具有矢量概念的 GIS 平台，实现动态跟踪监视，设置防御层，定义监控场景等功能，以及动态物体的侦测与分类、特定绊线的监控、长时间滞留报警、遗留物危害性判别等智能化分析处理，实现被动监视向主动监控的发展。

3.2 建立共享服务平台

共享服务体系是信息化建设的核心，由信息传输网络、数据中心、应用服务平台组成，达到资源共享的目的，泰州引江河管理处资源共享服务体系的建设遵循统一技术架构、统一设计、统一建设、分级部署的原则[5]。

1）信息传输网络建设。为实现数据、视频、语音的高速传输，泰州引江河管理处利用公共通信线路作为江苏省水利厅至管理处的水利信息骨干网，建成了管理处至各工程站点的地区网和各种专业监测网络，满足监控、视频、管理信息等数据的采集，传输，存储，发布等需要，实现了全管理处各单位部门之间，以及与省厅的信息资源共享，内部语音联网，视频业务交互，为信息化建设构建了高质量的传输平台。在优化网络结构、部署网络安全产品的基础上，建立网络安全系统，提高网络的安全性，保证雨情、水情、工情、灾情的采集与传输，以及异地会商和决策调度信息传输、政务信息报送的可靠性和及时性，做到网络和信息安全。

多年来，泰州引江河管理处水利信息网络安全地为防汛、水利信息的传输提供了准确，快速，可靠的传输通道。

2）管理处数据中心建设。按照江苏省水利厅水利数据中心建设的技术要求，围绕推进电子政务、防汛防旱、河湖管理等主要业务工作的需要，充实信息内容，整合信息资源，建立信息共享交换机制。在高港枢纽建设管理处数据中心，包括具有接收处理、存储管理、共享交换、发布服务等功能的水利信息资源数据库，和水资源、水环境、水工程、水利科技、行政管理等专业数据库，提供数据访问、管理服务，形成体系较完整、内容较丰富、实用性较强的数据存储管理和服务体系。

3）应用服务平台建设。根据复用、共享的要求，采用面向服务的体系架构和结构一致、基于标准的服务平台技术，建设统一用户管理与身份认证、数据交换、工作流、GIS、报表、检索、内容管理、移动平台等业务应用支撑系统，实现各应用系统之间的互联、互通和互操作，以及数据的安全、共享与集成，为数据中心高层应用环境提供运行和管理服务，为应用软件的开发、运行和整合提供统一的平台。

3.3 开发综合业务应用系统

综合业务应用系统由电子政务和业务应用 2 个系统组成，其中业务应用系统又由防汛防旱决策支持、管理处工程信息管理、河湖管理与保护信息等系统组成。

1）电子政务系统。采用先进架构，建立功能齐全、管理有序、流转顺畅的办公自动化系统，具备公文流转、文档管理、会议管理、内部信息交流、统计报表处理等功能，实现流程无纸化、档案资料电子化；加强管理处的社会管理和公共服务，依法行政，政务公开，提高服务效率，建立具有信息公开、网上办事服务、互通交流等功能的公众服务信息系统，拓展与社会交流互动的平台，及时为受益地区政府和社会公众提供全方位的信息，为船民、河湖管理等提供更多的服务便利，进一步提升社会形象。

2）防汛防旱决策支持系统。在泰州引江河管理处水利工程及河湖信息化管理、抢险设备和防汛物资仓储信息化管理的基础上，采集各种水雨情、气象、工情、物资、视频、综合信息等数据至数据中心，建立包括防洪工程、实时工情、分析统计数据库及地理空间库的防汛抗旱综合数据库，利用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术，通过计算分析的成果，分析计算模型，应用电子地图，进行分析、会商、决策，形成最佳调度方案，做到科学、群体决策，基于统一技术架构的防汛抗旱业务开发与运行支撑环境，形成准确、高效、可靠的防汛防旱决策支持系统。

3）管理处工程信息管理系统。基于应用服务平台建立的泰州引江河管理处工程信息管理系统，采集泵站、船闸运行、拉马河闸、防汛物资等信息管理系统的相关数据信息至数据中心，涵盖了运行、技术、水工建筑物、设备、安全、经济等管理功能，各级领导和管理人员可以随时随地通过局域网或互联网检查运行管理情况，查阅和维护各种技术档案和管理资料，通过网络开展全管理处的生产管理、运行调度、防汛防旱等工作。

4）河湖管理与保护信息系统。包括里下河湖区管理与保护和河道管理等信息系统。里下河湖区管理与保护信息系统服务于里下河湖区，主要包括巡查管理、水政执法管理、基础地理信息管理、里下河湖区圩区管理、里下河湖区遥感数据年度分析、专项研究成果和资料管理等子系统。河道管理信息系统服务于“河长制”考核及泰州引江河 24 km 河道工程，主要包括基础信息、巡查、水政执法、占用审批管理、河道生态管理等子系统。

5）PDA 信息查询系统。基于 Android 系统进行设计和开发的工程 PDA 系统，可在智能手机或平板电脑上使用，内容主要包括汛期摘要、天气预报、实时雨情、实时水情、实时工情、值班信息等，有效提升了水利工程信息发布与共享能力，可向上级主管单位、工程管理人员、受益地区政府群众等提供及时，准确，有效的水利工程信息服务。

图2 是泰州引江河信息化综合业务应用系统一组界面截图。

4 结语

10 多年来，泰州引江河管理处通过加强水利基础研究和科技推广力度，全面推进信息化建设，实现了重要水文、水资源、水环境和水利工程的自动采集，网络汇集和数据库存储管理，建立数据中心，构建数据平台和共享交换体系，做到资源共享、信息公开、优质服务；通过信息化建设促进了队伍建设的加快，培养了一批优秀领导，以及具有高新技术、现代管理和创新的人才，提升了防汛防旱决策指挥的科学水平，提高了管理服务的水平和效率；通过信息化建设进一步规范了管理工作，提高了管理标准，为引江河管理处顺利通过国家级水利工程管理单位考核验收提供重要支撑；同时，信息化建设进一步提高了管理水平，丰富了工程控制运用的手段，确保了工程的安全高效运用。

今后，管理单位将继续以水利工程安全运用为主线，以推进水利工程自动化、信息化、智能化为主题，通过全面规划，统筹兼顾的原则，不断提高抗旱排涝、防洪减灾、水资源可持续利用、生态建设和环境保护的能力，充分发挥水利工程效用，着力提升水利工程服务于区域经济社会可持续发展的综合能力，为实现江苏水利现代化总体目标做出贡献。

图2 泰州引江河信息化综合业务应用系统一组界面截图

[1] 江苏省水利厅.江苏省水利信息化发展“十二五”规划[R].2011: 1-3.

[2] 林坜，张新，李杰，等.北运河综合信息管理系统的设计与开发探讨[J].南水北调与水利科技，2010, 8 (2): 142-145.

[3] 徐慧，徐英三.淮河流域信息化系统建设与管理[J].中国水利，2006 (23): 51-53.

[4] 侯召成，翟宜峰.南水北调中线干线自动化调度系统总体框架设计[J].水利信息化，2010 (1): 40-45.

[5] 马德海，马乐平.甘肃疏勒河灌区信息化管理系统研究及应用[J].水利水电科技，2010, 41 (10): 41-46.

Construction of Informatization System of Taizhou Yinjiang River

QIAN Fujun, QIAN Jiang
(Taizhou Yinjiang Canal Administration of Jiangsu Province, Taizhou 225321, China)

The construction goal of informatization system in Taizhou Yinjiang Canal is to realize data acquisition, control automation, information management and scientific dispatch of water conservancy project.According to the overall requirement of informatization construction, the management unit establishes the informatization system structure, which is possessed by the information collection layer, the network signal communication layer, the data resource layer, the integrated business application layer and the user terminal layer.The construction content of the informatization system is cleared, which includes improving the information acquisition system, establishing the sharing service platform and developing the integrated business application system.The construction of information system can promote the improvement of management level of project management unit.

informatization; construction goal; requirement; system structure; construction content

TV39

B

1674-9405(2014)05-0064-05

2014-07-11

钱福军（1963－），男，江苏如东人，高级工程师，研究方向：水利工程管理和信息技术应用。