以信息化建设推动雅砻江流域大坝安全管理创新

聂 强，张晓松（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都，610051）



以信息化建设推动雅砻江流域大坝安全管理创新

聂 强，张晓松
（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都，610051）

摘要：随着中国水电开发事业的不断推进，一系列世界级水电工程和高坝大库逐步在国内建成，水电站大坝安全管理风险和压力也上升到了新的高度。水电站大坝安全信息化建设是大坝安全管理的重要手段，根据雅砻江流域梯级电站的开发进程，雅砻江公司统筹规划、分步实施流域大坝安全信息化建设，实现了流域化的大坝安全信息管理，对大坝安全管理创新起到了推动作用。

关键词：水电站；大坝安全管理；安全监测；信息化；流域化

1　概述

水电站大坝安全信息化建设是大坝安全管理的重要手段，通过信息化建设，也将推动大坝安全管理的创新。国家发改委2015年发布的《水电站大坝运行安全监督管理规定》（发改委令第23号）第八条对电力企业大坝安全信息化工作做出了明确规定，并首次在法规层面提出了高坝大库在线监控的监管要求，反映了新时期大坝安全管理工作的发展方向。雅砻江流域水电开发有限公司（简称“雅砻江公司”）以流域化大坝安全信息系统建设和应用为抓手，进一步理顺关系、明确界面、优化流程、共享资源、提升效率，实践“互联网+”在大坝安全管理工作中的应用，信息化建设对大坝安全管理创新起到了推动作用［1］。

1.1流域开发概况

雅砻江公司的主要业务是水力发电，根据国家发改委授权，负责实施雅砻江水能资源开发，全面负责雅砻江梯级水电站的建设和管理。雅砻江干流规划开发22级电站，按照“四阶段”战略，雅砻江公司于2000年成功建成中国20世纪投产发电的最大水电站——二滩水电站，后续建成305 m世界第一高坝的锦屏一级水电站、4条17 km长世界最大规模引水隧洞群的锦屏二级水电站，此外下游官地水电站于2012年投产发电，桐子林水电站首批2台机组于2015年10月投产，公司总装机规模达1 440 万kW。目前，中游两河口、杨房沟水电站分别于2014年和2015年核准正式开工建设，正在进行前期筹建工作的项目有中游的卡拉、牙根一二级、楞古和孟底沟等5个水电站，以及上游的新龙等9个梯级电站。

1.2大坝安全管理与信息化建设

按照“流域化、集团化、科学化”的发展与管理理念，雅砻江公司于2011年成立了大坝中心，主要承担流域梯级电站大坝的安全管理与技术支持，公司流域化大坝安全管理的框架初步形成。公司水电站大坝安全管理工作由大坝中心负责归口管理，各电厂和管理局是所属水电站、在建工程管理单位，负责按公司授权做好所管水电站的大坝安全管理日常工作。

为统筹流域大坝安全管理，建立健全流域大坝安全信息化体系，雅砻江公司于2011年启动了雅砻江流域大坝安全信息管理系统（简称“流域大坝系统”）建设，系统已于2013年9月投入试运行，目前已陆续接入二滩、桐子林、官地、两河口、锦屏一级、锦屏二级6座电站的监测数据，管理监测仪器测点共约3.2万支，同时接入了水情信息、泄洪震动、大坝强震等数据。雅砻江流域大坝系统定位为公司流域大坝安全管理和技术管理的统一平台，主要功能是对公司各投运水电站以安全监测为主，包括对巡检维护、定检注册等大坝安全信息进行全面管理，并为施工期大坝安全监测管理提供信息化手段，最终实现全流域22个梯级电站大坝安全信息的接入和管理。

2　信息化建设推进业务流程管理

业务流程管理是以规范化的构造端到端的卓越业务流程的系统化方法，可持续地提高组织业务绩效。大坝安全管理工作大致可分为监督、管理、技术、生产四部分内容，一般由企业不同的部门或单位共同完成，涉及部门内部分工和跨部门作业，各方界面和职责容易存在交叉，工作路径和交付标准容易不明确，流程化作业的人为干扰多。信息化建设则为流程化作业提供了良好的平台，优化了公司大坝安全管理各级机构和人员的工作流程与职责，也是对公司制度体系的具体落实与细化，对企业管理起到了积极的作用［1］。

2.1流域大坝系统中的典型流程

雅砻江流域大坝系统的使用流程主要包括总体流程、基础配置流程、数据录入流程、资料整编流程、离线分析流程、变形测量流程，以及主程序、外委客户端增加测点、数据传输的相关使用流程。

总体流程是使用流域大坝系统开展信息管理的主流程，涉及电站接入的初始化工作、测点建立和基础信息配置、历史数据入库、后续数据导入、数据计算、数据评判审核、数据查询、数据分析产出报告、信息报送等各个方面，体现了系统使用的整体思路。流程图见图1。

图1　系统使用总体流程Fig.1 Application flow chart of system

数据录入流程是最常用流程之一，涉及数据采集、数据入库、数据计算、数据评判审核、测值预警等方面，体现了一条监测值的流向和处理过程。数据录入包括历史数据导入、自动化数据采集提取、水情数据采集提取、人工观测数据录入、外委单位客户端数据传输入库、测斜与外观等数据导入等来源方式。流程图见图2。

图2　数据录入及审核流程Fig.2 Flow chart of data input and auditing

2.2流域大坝系统用户的主要职责

雅砻江流域大坝系统的主要用户包括多个层面，运行及在建电站监测有关承包商为数据产生和录入层，公司电厂、管理局（含管理局委托成立的监测中心）为数据审核和基础应用层，公司大坝中心为数据的分析、统计和挖掘应用层。

（1）大坝中心：负责流域大坝系统的建设、运行和维护；负责公司大坝安全信息的统一对外报送；负责公司运行水电站大坝安全监测资料整编分析。

（2）电厂水工管理机构：负责通过流域大坝系统建立健全水电站大坝安全技术档案；负责水电站大坝安全监测自动化系统的运行维护，以及人工监测项目的测读、信息录入、数据审核；负责水电站日常巡视检查，以及主要巡检记录录入。

（3）管理局监测工作管理机构：负责在监测施工工程、监测自动化工程、安全监测中心服务等的采购中提出流域化信息管理要求；负责监督监测有关承包商使用流域大坝系统进行安全监测数据管理。

（4）在建电站安全监测中心：负责督促施工单位及时录入安全监测数据；负责及时审核数据，必要时向施工单位提出数据重测或重录等要求；负责使用流域大坝系统进行监测资料整理分析，并及时反馈系统使用中发现的问题。

（5）监测施工承包商：负责使用流域大坝系统提供的软件及时录入监测数据并上传，校核录入系统的监测数据，确保准确无误。

3　信息化建设实现指标管理

通过指标管理可以快速掌握工作现状，找出短板并进行针对性的改进。相比机组运行调度、机电、水情水调等专业，水电站大坝安全管理在指标管理方面一直较粗放，相对缺乏可量化评判标准。常见的主要水工建筑物完好率、监测仪器完好率、监测数据缺失率及监测自动化系统平均无故障工作时间等指标，在计算时受人为因素影响较大，实际应用中部分也存在争议。结合雅砻江水电开发实际，为评价各电站监测数据采集、审核、自动化系统运行以及巡检工作情况，设定了一系列实用指标，并开展相关的管理与应用数据统计。通过定期通报、横向对比，2015年上半年，各电站指标情况明显改善，官地自动化数据完整率由81%提升至95%，锦屏一级人工数据完整率由80%提升至96%。

3.1监管指标

设定了电站大坝安全监测自动化监测数据完整率、人工监测数据完整率、有效数据检查率、监测自动化系统运行率、巡视检查完成率、有效巡检审核率等6项大坝安全监管工作指标，分别用于评价各电站监测数据采集、审核、自动化系统运行以及巡检工作情况。6项大坝安全监管指标以月为周期进行统计，并在公司生产月例会上进行通报，有效促进了运行期大坝安全管理水平和安全监测数据质量的提升。

3.2应用统计

为促进流域大坝系统在各投运和施工期电站的推广应用，对各电站的应用及数据分布情况也进行了统计，主要包括监测数据在各电站的分布情况，各电站监测数据部位（承包商）的分布情况，各电站用户对系统的使用情况，各电站用户对系统的有效利用率等。应用和管理统计数据不作为考核指标，主要用于积累大数据，对系统改进及推广应用提供决策支持。

图3　桐子林工程监测数据来源统计图Fig.3 Sources of monitoring data of Tongzilin project

图4　系统有效利用情况统计图Fig.4 Statistics of effective use of the system

表1　监测数据分布情况统计表Table 1 Statistical distribution of the monitoring data

表2　系统各模块应用情况统计表Table 2 Statistics of the application of each module

3.3指标与统计规划

指标建设与数据统计是一个不断完善的过程，需要根据工作实际不断优化和创新。目前已经应用的指标尚处于系统推广应用、规定工作开展情况的层面，今后将侧重于工作质量提升方面的应用，一方面，包括通过建立数学模型，评判数据审核工作是否严格把关，以及是否对异常数据进行了重采、通信及采集模块硬件检查等处理工作；另一方面，利用大数据和物联网技术，对电站施工过程中各厂家、施工单位的设备可靠性、施工质量等进行数据统计，将对大坝安全有关监测设备和服务的采购提供决策指导意见。

4　信息化建设优化资源配置管理

雅砻江公司目前处于电力生产和工程建设并重的阶段，安全生产、稳发满发与水电开发建设齐头并进。公司沿流域设置了3个电厂和6个建设管理局（含一厂两站、一局两站、一局多站等模式），各单位工作存在共性和可复制性，工程建设与电力生产存在递进关系，也存在衔接和交叉。在错综复杂的工作任务中，如何统筹人力、技术、成本等因素，优化资源配置，实现综合效益最大化，关系到企业的竞争能力，尤为重要。流域大坝系统是按照公司“流域化、集团化、科学化”发展与管理理念建立的流域大坝安全管理技术平台，适应了流域化管理的需要，对优化大坝安全管理资源配置起到了积极作用。

4.1管理与技术工作集中

传统模式下，大坝安全管理的监督、管理、技术、生产四部分内容之中，监督工作主要由主管部门承担，内容主要是对各责任主体的大坝安全管理工作实施情况进行监督和考核。管理工作主要是指制订管理制度，审批和审查生产计划、长期规划、防洪调度方案、应急预案、项目实施方案、专题报告等，组织安全鉴定和定期检查。技术工作主要是指编制计划和规划、防洪调度方案、应急预案、项目实施方案、专题报告等，组织和管理项目实施，完成大坝安全信息化、培训、监测资料整编、分析异常现象和险情等工作。生产工作主要是日常巡查、监测，维护监测系统、维护水工建筑物和金属结构等。

目前，雅砻江公司电站的现场生产工作保留在电厂（运行单位），电厂各专业技术的职能仍基本齐全，但部分职能进行了弱化。公司大坝中心以流域大坝系统为工作平台，承担了流域各电站的主要管理和技术工作，充分发挥公司优质的专业技术力量，服务各梯级电站安全运行，打破了传统管理、技术工作分工。流域大坝系统的建设和应用使公司能及时获取各电站的生产信息，进一步强化了远程监督与现场管理相结合的流域化管理机制的管控能力，也为多个电站大坝安全管理和技术工作集中创造了条件，有利于大坝安全管理资源优化配置、提高运行效率、促进标准化作业。

4.2信息化建设投资优化

流域大坝系统按全流域22级水电站信息统一管理的要求进行设计和建设，统筹规划了目前流域各投运、在建、筹建水电站接入系统的时间和方式，用于各在建和投产电站大坝安全监测等数据的导入（录入）、处理、分析等业务，从而取代各电站分别单独建设的施工期和运行期大坝安全信息管理系统，后续开工建设的电站项目监测信息直接纳入流域大坝系统管理。

根据测算，流域大坝系统取代各电站单独建设的大坝信息系统，避免各电站重复建设和投资，节省的直接经济效益约为1 400万元。

4.3人力资源优化

通过信息化远程管理和流域信息共享等手段，进一步优化了公司大坝安全管理、安全监测等人力资源配置，原来需要每个电站都投入人员的工作，现在可以集中专业人员完成多个电站同类工作，专业化程度得到提高。电厂专业技术人员配置相对精简，外聘工作人员占比较大；流域大坝中心以合同制员工为主，集中技术力量服务梯级各电站安全监测数据分析、技术改造、长期规划等专业问题，提高了中心、电厂和在建电站监测参与人员技能和效用，有利于形成精干高效的生产运行梯队，有利于推进电站群无人值班（少人值守）工作，解决生产一线员工后顾之忧，吸引并留住优秀人才。

5　信息化建设提升效能管理

各电站监测自动化系统厂家不同，所采用的采集模块、采集软件也会存在差异，对流域化的信息共享和管理造成了一定制约。同时，大坝安全相关的泄洪震动监测系统、强震监测系统、水库地震台网等也是相对独立的系统和数据形式，不利于统一管理。此外，大坝安全信息化是水电站信息化的一部分，也是公司数字雅砻江建设的一部分，水情、环保、应急管理等业务之间需要数据交换。为整合各类系统，提升效能，流域大坝系统需要做到向下兼容、横向共享、向上报送等整合功能，并充分考虑电站施工期与运行期的衔接，通过信息化建设统筹提升数据利用率和便捷性。

5.1整合专业系统

首先，雅砻江流域大坝系统通过由监测自动化系统向信息系统提供采集服务的创新方式，实现了采集多个不同监测自动化系统厂商数据的功能，打破了监测自动化系统厂家垄断电站数据采集的格局。其次，对各电站泄洪震动监测系统、强震监测系统进行了触发式数据整合，实现远程监控管理。第三，对水库地震事件进行统一管理，利用信息化手段实现地震数据的便捷查询，提高地震资料和地震台网运行情况统计分析效率。第四，通过公司数据交换平台实现水情、气象、出入库流量、泄流量、闸门运行情况等第三方数据自动获取，并根据公司数字雅砻江、应急指挥系统、生产管理系统等数据需求，实现各系统的大坝安全数据共享。第五，按照《水电站大坝运行安全信息化建设规划》，雅砻江流域大坝系统作为流域（区域）大坝安全信息分系

统，统一向国家电力大坝安全信息主系统报送各电站数据。

5.2安全监测工作施工期转运行期无缝衔接

施工期和运行期的安全监测工作其管理标准一般存在较大差异，容易出现“重建设轻管理”、监测设备与历史数据的验收移交工作仓促等问题。为解决此类问题，流域大坝系统的建设满足了水电站建设和不同运行阶段的安全管理要求，能够适应不同的管理模式和工作流程，各单位、部门、人员能够根据其工作职责有序开展工作，对运行期和施工期的信息在同一系统中存储、处理和发布，不需要差别对待和标识。按照大坝安全全生命周期管理的理念，系统从电站建设初期开始为水电站提供信息管理服务，建设期到运行期的大坝安全管理职责变化不影响系统的运行，系统在施工期和运行期之间可实现安全监测工作无缝衔接和平滑过渡。

5.3提高监测工作效率

通过计算机手段降低现场工作人员的劳动强度和工作量、提升工作便捷性和工作效率，是信息化建设的重要目的。流域大坝系统提供了监测数据自动化接入和人工数据快速入库的平台，大坝安全监测中工作量较大、较繁琐的数据录入、数据处理、图形绘制、数据整编等工作可以便捷地实现或由系统一键完成，部分工作可以在成都远程完成。同时，水工点检、移动办公等方式的引入，大幅提高了工作便捷性。对于大坝安全相关单位较多的施工期水电站，其工作效率也得到了大幅提高，消除了各监测承包商、设计、监理等单位监测数据流转效率低、数据源不统一等问题，从数据的录入、审核到发布，各单位可在线便捷及时完成，同时，系统还可根据工作的及时性评价施工单位和监测中心的工作质量，促进安全监测各项工作的提升。

6　结语

大坝安全信息化建设将现代通信与信息处理技术应用到了大坝安全管理工作中，是现代企业管理的必然趋势，可对企业大坝安全管理工作创新起到推动和促进作用。雅砻江流域大坝安全信息管理系统于2015年5月荣获2015年度电力建设科学技术进步二等奖，雅砻江公司大坝安全信息化建设工作得到了认可。创新是企业发展的动力，为适应新的大坝安全监管形势，水电企业需要认真贯彻执行大坝安全信息化相关规章制度，切实履行企业大坝安全管理职责，通过信息化手段创新水电站大坝安全管理工作，确保大坝的安全可靠运行［2］。

参考文献：

［1］贡建兵.清江流域梯级水电站大坝运行安全管理的实践与探索［J］.大坝与安全，2012（1）:52-56.

［2］张泽彬，黄会宝，沈定斌.谈谈梯级水电站库坝管理中的科技创新——以大渡河梯级水电站为例［J］.水电与新能源，2012（6）:5-8.

作者邮箱：nieqiang@ylhdc.com.cn

Title:Dam safety management innovation of Yalong River basin with information construction//by NIE Qiang and ZHANG Xiao-song//Yalong River Hydropower Development Co.，Ltd.

Abstract:With the sustainable development of hydropower in China，a series of world-class hydropow⁃er projects and high dams are built.As a result，the risk and pressure of dam safety management is ris⁃ing to a new height.Dam safety informationization is an important means for dam safety management.In line with the development of cascade hydropower plants on Yalong River，overall planning and imple⁃mentation of dam safety informationization is carried out by Yalong River Hydropower Development Company.At present，the management of dam safety information has been realized，which has promoted the innovation of dam safety management.

Key words:hydropower station；dam safety management；safety monitoring；informationization；basin

中图分类号：TV697.1

文献标志码：A

文章编号：1671-1092（2016）01-0001-05

收稿日期：2015-11-05

作者简介：聂强（1967-），男，湖北云梦县人，教授级高级工程师，长期从事水电站建设和大坝安全管理工作。