谈商河县农村饮水安全管理信息系统建设

王金叶，刘玉峰，孟庆虎

（1.商河县水务局，山东 商河 251600；2.山东锋士信息技术有限公司，山东 济南 250100）

近年来，商河县高度重视农村饮水安全工作，通过建设平原水库，配套规模化净水厂，以引蓄黄河水为水源，以已建农村通自来水工程为基础，通过供水管网连接、延伸，实现了城乡供水同源、同网、同质，达到了全县城乡供水一体化的目标，彻底解决了农村饮水不安全问题。

目前，商河县已建成了清源湖、丰源湖等以黄河水为水源的平原水库，投入运行了清源、开源、丰源3座规模化净水厂，供水管网覆盖全县城乡地区。为进一步提升农村供水工程的运行管理水平，推动农村饮水安全工作的管理信息化、供水智慧化、调度科学化[1]，加快信息系统的建设与实践迫在眉睫。

1 信息系统建设需求论证

1.1 需求分析

商河县农村供水工程共包含水源地2处、水厂3个、管网监测点141个、水质监测点15个。农村饮水安全管理信息系统要实现对清源湖水库、丰源湖水库、开源水厂、清源水厂、丰源水厂等工程基础信息及管网信息的采集、普查、整编和入库，并对60处城区供水管网监测点和81处农村供水管网监测点的运行数据实时在线监测，以保障工程长效运行。为实现对水源地和水厂运行情况、管网支管压力流量、管网末端水质的实时监控，支撑管网地理信息管理及事故分析决策处理，农村饮水安全管理信息系统需采用分层、分布、分散式结构。

1.2 规划目标

系统采用GPRS无线网络、宽带网络双通道传输，以保证数据稳定性；图像传输采用Internet网络，以保证图像传输的实时性。各监测点与信息中心采用中国移动GPRS网络进行数据上传，以保证数据采集的实时性和稳定性。同时，为进一步实现智慧水务的理念，系统建设提出了以下两大目标。

1）管理信息化。结合管理要求及业务开发应用软件，利用计算机网络等现代化管理手段，对2个水源、3个水厂的生产运营数据进行图形、列表等形式的统计和分析，为领导管理决策提供数字化的依据，提高管理水平和效率。

2）供水智慧化。根据生产要求，实现对2个水源地、3个水厂、60处城区供水管网监测点和81处农村供水管网监测点的运行数据通过一张图的形式实时在线监测，并对异常数据进行预警，保障农村饮水工程的正常运行。

2 信息系统设计

2.1 总体布局

根据商河县农村饮水安全工程信息管理的实际需求和现阶段饮水安全信息化技术发展实际情况[2]，按照水利信息化顶层设计“五统一”的目标要求，对商河县农村饮水安全管理信息系统进行了设计。商河县农村饮水安全信息化工程总体框架包括如下内容：

1）感知层。包括数据采集、设备监控和视频监控等，利用射频、传感器、控制设备、视频等技术采集监测数据和设备信息。

2）通信层。采集数据与信息中心传输所需网络设施，如GPRS无线网络、专线网络、VPN网络等。

3）数据层。包括水利信息采集与工程监控系统软件、水利业务模型、水利共享与交换服务等。

4）应用层。构建统一Web应用，通过列表、图形、地图等形式将采集数据进行展示和分析。

2.2 系统构成

系统设计了农村饮水安全综合业务应用、农村饮水安全资源共享体系、水利信息采集与工程监控系统软件、农村饮水安全信息化保障环境、信息中心基础设施、水利网络与信息传输、农村饮水安全信息采集与工程监控等几大板块。

2.3 应用平台

根据系统需要和特点，信息系统的业务应用系统与支撑平台之间采用松耦合结构。应用支撑平台的服务组件均配置部署在应用服务器上。为保持可伸缩、可扩展、无状态的链接模式，该信息系统采用Web Services、功能模块、开发组件的方式实现业务应用系统与支撑平台的交互使用[3-5]。

3 信息系统数据库组成

系统采用SQL Server2016数据库，该数据库提供数据加密（TDE）、数据加密（TDE）、移动报告、灾难恢复功能，具有极高的安全性、扩展性和稳定性。数据内容主要包括基础信息数据库、监测点信息数据库、实时监测数据库、其他信息数据库4部分（如图1示）。

4 信息系统应用与实践

4.1 基础信息管理

1）工程基本信息检索。工程基本信息管理功能可以按输入的检索条件，如工程名称、行政区划、投资、供水能力等，对信息库中的集中供水工程进行检索，显示全部符合条件的工程名称，并可根据权限对选择的工程进行信息的查看和修改。

2）监测点信息管理。主要针对建设的监测站信息、监测站安装的设备属性信息以及前置机采集程序的参数信息进行在线维护。

4.2 运行监测分析

1）运行监测信息查询。实现对监测要素实时和历史过程信息、预测预报信息、特征信息、属性信息、统计信息和比较信息等查询，其查询方式可采用地图导航查询、菜单驱动查询等方式。表达方式采用过程线、表格、图片、示意图等。

2）报警信息查询。展示所有系统报警信息列表，并通过高亮和弹窗的方式，提示报警数据。必要时，系统可以通过短信平台将预警信息发送到相关人员的手机进行提示。

4.3 GIS地理显示

1）供水管网分布。在地图上展示管网的分布图。贯穿从取水、制水、供水、用水整个环节。点击某段管网可查看管网的长度、材质、铺设时间、地理坐标等主要信息。

2）工程地理信息分布。农村饮水安全工程数量多、规模大，为辅助管理者决策与调度，在工程地理分布图上，将工程分为10万人以上、5万～10万人、1万～5万人、5千～1万人、5千人以下联村、5千人以下单村工程等六个图层，可以方便快捷地按地理位置检索工程信息，并对检索到的工程信息进行展示和导出。

3）水厂监测点地理分布。在地图上展示水厂监测点的分布信息，点击水厂监测点图标可查看水厂的实时运行数据。

4）管网监测点地理分布。在地图上展示管网监测点的分布信息，点击管网监测点图标可查看管网的实时运行数据，如压力、流量等主要信息。同时，提供管网监测点的空间检索功能，用户可输入关键字查询管网监测点的详细信息以及在地图上的地理位置信息。

4.4 统计分析实现

1）水源保障率分析。利用数据库中的实时监测数据和历史数据，通过对水源的平均水位与保障水位、日平均取水量和设计日取水量进行对比分析，采用水源分析模型，计算出水源的保证率，分为较好、一般、较差三个等级，并可将数据导出。

2）工程供水水量分析。根据工程的受益人口、月实际供水量，利用供水符合分析模型，对工程供水负荷率及人均用水量进行分析，并可将统计分析数据进行导出。

5 结语

商河县根据自身的供水工程情况，进行了系统的农村饮水安全管理信息系统设计、建设与实践，有效完成了农村饮水安全基础数据库的核查、补充和完善，全面提升了农村饮水安全管理部门的管理水平、服务水平和工作效率。

根据初步统计，商河县农村饮水安全管理信息系统投入使用后，农村饮水安全数据完整程度达到100%，数据准确率达到95%以上，全县基本实现农村饮水安全管理工作的管理信息化、供水智慧化、调度科学化目标，有效提升了商河县农村饮水安全信息化水平。