辽宁省水库调度管理系统建设与应用探析

周大鹏

（辽宁省水利水电科学研究院，辽宁 沈阳 110003）



辽宁省水库调度管理系统建设与应用探析

周大鹏

（辽宁省水利水电科学研究院，辽宁 沈阳 110003）

摘 要：辽宁省水库调度管理系统建设以全省 921 座水库和重点输供水项目作为研究对象，结合水库防洪和兴利调度管理，整合水库报讯、水资源管理、视频会商等基础应用，以 GIS 为应用平台，采用 B/S 和 C/S 相结合的开发模式，建设成一套全省水库调度管理的综合管理信息系统，实现数据资源和业务系统的整合共享，达到防汛会商决策和水资源优化调度管理的目标。

关键词：水库管理；预报调度；信息管理系统；数据库

0 引言

辽宁省水利信息化建设经历了从无到有、从单机到网络、从局部应用到全面应用的过程，已建成了国家、省、市、县四级计算机网络和视频会议平台，仍存在部门间各自为政、资源重复、数据分散、信息孤岛等现实问题，难以形成统一的信息共享和管理平台。

辽宁省供水局作为全省水库的管理单位，承担了全省水库工程和防汛安全管理的具体工作，负责省直水库的防洪、兴利、供水、调度等工作。据辽宁省水利普查成果统计，辽宁省共有水库 921 座，其中大型水库 36 座、中型水库 77 座、小型水库808 座，针对庞大的水库群而言，某些大型水库已建设成单一的水库管理信息系统，但多处于数据孤岛，难以满足全省层面的水库管理，针对以上问题，辽宁省供水局于 2012 年提出辽宁省水库调度管理系统的建设构想[1-3]，旨在强化水库的安全管理，提升应对突发洪涝灾害的应急能力，优化全省水资源的调配，最大限度的发挥水库防洪与兴利的作用，推动辽宁省水安全保障和水生态文明的建设。

1 建设目标与任务

1.1 建设目标

辽宁省水库调度管理系统建设是符合国家信息化发展战略要求，结合辽宁省水库管理实际需求，运用现代化信息和水利科学技术手段，在整合现有基础数据和成果的基础上，建立一套以信息采集系统为基础、计算机网络系统为依托、水库调度管理中心为平台、各专业分析系统为支撑、调度管理系统为核心综合管理信息系统，为全省水库的蓄水、调水、供水提供全面的技术支撑，提升水库防汛会商和兴利调度的管理水平，真正意义上实现辽宁省水库的现代化管理。

1.2 建设任务

作为辽宁省水利厅水利信息化建设的重点工作，辽宁省水库调度管理系统是一套将设备集成、软平台构建、信息管理应用为一体的综合管理信息系统。具体建设任务如下：

1）水库调度管理中心建设。即大屏幕显示、音响、会议讨论、远程视频、集中控制、供电及综合布线等硬件设备的集成安装。

2）水库调度管理系统建设。包括 1 个平台和4 个子系统，即信息化平台和防洪调度、兴利调度、值班管理和综合数据库等子系统。

2 系统总体设计

辽宁省水库调度管理系统建设严格按照国家防汛抗旱指挥系统框架进行设计，采用 B/S 和 C/S 相结合，在整合水情、工情、计量、调度、视频等信息基础上，为水库防汛调度管理提供全面的技术支撑。

2.1 业务流程

辽宁省水库调度管理系统主要实现采集、预报、调度、会商及执行等过程[4-6]，其业务流程如图 1 所示，为辽宁省供水局实现防洪调度、兴利调度、值班管理等 3 项功能平台。

图 1 业务流程图

1）防洪调度。实时水雨情、工情等讯息的接收，进行洪水预报与模拟调度，制定切之可行的调度方案，在保障工程安全基础上，制定优化调度方案。

2）兴利调度。掌握省直各大水库工农业供水和输水工程信息，制定正确、合理、科学的供水计划，控制用水量。

3）值班管理。将水库办公与业务管理集于一体，规范化管理，提升工作效率。

2.2 逻辑结构体系

系统划分 4 个层次，包括数据层、业务层、应用层和用户层，其数据流逻辑图如图 2 所示。

1）数据层是对各种基础数据采集、传输、存储与管理。

图 2 数据流逻辑图

2）业务层是利用专业模型进行分析计算，获取成果信息，供应用层服务。

3）应用层是水库调度管理中心和系统通过获取数据成果进行防汛调度管理。

4）用户层是针对不同级别用户对系统进行管理、维护及应用。

3 系统建设与开发

3.1 水库调度管理中心建设

供水局调度中心总体结构由拼接显示、矩阵切换、音响扩声、会议讨论、远程视频会议和集中控制等系统组成，于 2014 年 6 月建设完成，硬件设备采用性价比高的产品，设备故障率低，控制软件操作简便，经历 2014—2015 年多次集中会议和远程视频会商的检验，运行稳定可靠。硬件设备集成结构如图 3 所示。

3.2 水库调度管理系统建设

水库调度管理系统建设为项目的软系统建设与开发，系统于 2014 年 12 月投入试运行，主要由 1 个平台和 4 个系统组成。

1）信息化系统平台建设。由水库调度管理和地理信息系统平台组成[7-11]。a. 系统平台建设采用 B/S 与 C/S 相结合的开发模式，中心系统平台采用 B/S模式开发，基于 Web 浏览器运行，实现对各子系统的有机结合，为各子系统的整合提供统一框架平台；各专业子系统采用 C/S 模式开发，保证系统的安全性与可靠性。b. 地理信息系统平台基于 Google Earth 基础平台，实现各种监测信息、属性数据、空间数据的交互查询、管理和分析，提高系统的可视化水平。

图 3 调度中心硬件设备集成结构图

2）防洪调度子系统开发。包括水雨情信息管理、小（Ⅱ）型水库报汛信息管理、视频监控、水库洪水预报调度和抢险救灾信息管理 5 个部分。a. 水雨情信息管理。为满足供水局对省直十大水库水雨情信息进行汇总统计的需求，开发省直水库水雨情信息管理系统；直接访问辽宁省水文水雨情信息系统，实现对市属大型、中型和小（Ⅰ）型水库水雨情信息的统计、查询和整编。b. 小（Ⅱ）型水库报汛信息管理。结合基于 APP 的手机水雨情报汛终端，完成数据的上报；建立小（Ⅱ）型水库报汛系统，实现对全省小（Ⅱ）型水库水雨情信息的统计、查询和整编。c. 视频监控系统接口。集成已建的 49 座水库视频监控系统，对于未建的 337 座中型以上水库需进一步建设视频监控系统，在每个水库值班室建立值班视频监控系统，并配套屏幕显示设备。d. 水库洪水预报调度。对于省直水库，建立省直十大水库预报调度成果管理平台，实现对省直大型水库预报调度成果的统一管理；开发省直大型水库洪水预报调度系统的数据接口；对于市属大、中、小型水库，开发辽宁省水库预警系统数据接口，集成水文局已建预警系统，目前已完成市属大型12 座、中型 74 座、小（Ⅰ）型 10 座，其它 270 座水库待进一步完成。e. 水库防汛预案信息管理。实现对抢险人员、避险点、救灾物质、救灾仓库、防洪预案等信息的管理与调度。

3）兴利调度子系统开发。分工业及生活、农业及生态、大伙房输水及重点供水调度等 3 层结构。a.工业生活及农业供水调度。直接访问辽宁省水资源管理信息系统，对水库工业生活及农业供水计划、供水计量和实时监测等信息进行统计与查询，为科学调度、合理供水提供参考依据。b. 大伙房输水及重点供水调度。开发供水信息管理系统接口，将大伙房输水供水调度计划、供水计量、流量监测纳入子系统中，系统形成优化调度方案，并预留重点供水信息管理系统接口。

4）值班管理子系统开发。值班管理子系统为水库日常调度运行提供平台，内容包括日常值班、调度计划、相关文件、业务报表等。a. 工程运行管理。包括工程基本资料、工程设备运行状态、设备维修记录、抢险应急预案等，对各类型水库的防汛预案进行管理和维护。b. 调度日常值班管理。包括防汛和供水值班模块的开发，包括调令发布、调令执行、值班表、值班记录、重大事件处理及值班日志等内容。c. 防汛组织管理。实现对防汛组织和人员等信息的管理。d. 办公自动化。为各级管理人员提供资源共享和信息交互的平台，满足用户日常办公的需要，实现对通知公告信息的管理与查询。具体内容包括合同管理、政策法规、报告上传，建立文件服务器，实现调度日常工作自动化。

5）综合数据库系统开发。完成水雨情、工情、防洪调度、兴利调度、空间和值班管理 6 个数据库的建立（如图 4 所示）及资料成果的整编与录入。

图 4 数据库框架结构图

4 结语

辽宁省水库调度管理系统经历了 2015 年度汛期的考验，展现其功能强大、运行可靠、操作便利等特点，实现了水库水雨情信息、洪水预报预警、防汛调度成果、供调水数据的综合信息管理，显著提高了水库的洪水预报效益和水资源的优化配置，为全省水库安全、有效的运行提供了技术支撑，系统运行和管理过程中需注意的问题如下：

1）充分考虑数据查询的运行效率，建议从外界获取数据采用聚合或同步方式进行整合。

2）运行操作人员掌握的熟练程度不同，建议界面结构优化，简洁清晰。

3）进一步加强运行调试过程，降低程序bug问题的出现。

参考文献：

[1] 陈森林，邱瑞田，万海斌，等. 全国水库防洪调度决策支持系统[J]. 水力发电，2003，29 (5): 1-5.

[2] 包为民，钟平安，王船海，等. 水库洪水调度系统预报子系统关键技术与功能开发[J]. 中国水利，2001 (4): 43-44.

[3] 杨飞. 广东省小型水库信息管理系统设计与应用[J]. 广东水利水电，2013 (10): 66-68.

[4] 李振海，刘婕，董波，等. 无锡新区防洪调度系统的设计与实现[J]. 水利信息化，2015 (3): 56-61.

[5] 喻杉，罗斌，张恒飞. 长江流域防洪调度决策支持系统设计初探[J]. 人民长江，2015，46 (21): 5-7.

[6] 王坤杰. 浅谈河北省防汛抗旱指挥系统的工情信息采集[J]. 中国水利，2009 (15): 53-54.

[7] 朱庆利，田质胜，乔婷. 基于 GIS 的水库调度系统及其关键技术研究[J]. 中国农村水利水电，2009 (3): 41-43.

[8] 周光华，詹小国，张志辉. 基于 WebGIS 的中小型水库基础信息管理系统[J]. 水利信息化，2010 (增刊 1): 23-25.

[9] 舒依娜，郑源，崔强，等. 基于 Visual Basic 和 Access的水库管理系统开发研究[J]. 水电能源科学，2009 (1): 96-98.

[10] 王天化，李端有，周武，等. 基于 GIS 技术的水库大坝安全应急管理系统构架[J]. 长江科学院院报，2009（增刊 1）: 130-134.

[11] 徐云乾，袁明道，刘敏. 基于 asp.net 的水库信息管理系统开发研究[J]. 中国农村水利水电，2013 (8): 127-129.

Construction and Application Analysis on Reservoir Dispatching Management System in Liaoning Province

ZHOU Dapeng
(Liaoning Province Research Institute of Water Resources and Hydropower, Shenyang 110003, China)

Abstact:This study taking the entire 921 reservoirs and key water supply project as the research object, develops a set of comprehensive reservoir dispatching management system based on GIS application platform, by the use of B/S and C/S mode, combining with reservoir flood control, irrigation scheduling management, reservoir telecommunication, water resource management, and video in consultation. It realizes the share and integration of data resources and business system, and reaches the goals of flood control and consultation and water resources optimization scheduling management.

Key words:reservoir management; forecast scheduling; information management system; database

中图分类号：TV697.1+3

文献标识码：A

文章编号：1674-9405(2016)02-0064-05

收稿日期：2016-01-22

作者简介：周大鹏（1981-），男，辽宁营口人，高级工程师，从事水利水电自动化和信息化科研与设计工作。