基于水库标准化管理的信息平台研究与建设

刘 艳

(新疆下坂地水利枢纽工程建设管理局，新疆 喀什 844000)

0 引 言

在现代化大环境下，对水库管理提出了新的要求，传统粗放式的管理模式，已经难以现代化水库管理的要求。水库管理是一项非常复杂的工作，需要及时掌控水库运行情况及各项数据，才能为制定管理决策提供真实有效的数据支撑。利用计算机数据库管理，构建基于水库标准化管理的信息平台，既能大幅度提升数据处理速度，也可以提升数据处理的精度，促使水库管理更加信息化、智慧化。基于此，开展基于水库标准化管理的信息平台研究与建设的分析研究就显得尤为必要。

1 工程概述

下坂地水利枢纽工程是2001年国务院批准的《塔里木河流域近期综合治理规划报告》中确定的唯一大型山区水利枢纽工程，该工程建设任务是：“以生态补水及春旱供水为主，结合发电”。 水库正常蓄水位2960.00m，最大坝高78.0m，总库容8.67亿m3，其中调节库容6.93亿m3。水库电站总装机150MW，年发电量4.644亿kW·h。

2 目前水库管理形状

枢纽工程于2020年12月通过竣工验收，经过多项验收以及对各项验收存在问题、工程初期运行中发现问题的改造升级，在水库调度运行方面，逐步实现了自动化、信息化系统，实现雨情自动采集、库区视频监控、坝体安全监测等。但这些信息系统多为单独运行的系统，各系统形成的数据分别存储在相应系统库中，没有一个统一的平台，数据共享效率低，水库管理标准不统一，在信息化应用水平和水库标准化管理方面还有待进一步提升。

3 建设水库标准化管理的信息平台的必要性

在信息时代，建设水库标准化管理的信息平台的必要性主要体现在以下几个方面：

1)通过水库标准化管理的信息平台，可实现静态查询，包括：水库工程所在区的地理位置、自然条件、工程参数、调度要求、流域梯级等。

2)可为水库调度提供必要的参考和指导，包括：水情、预报信息等，以充分利用各种实时性的预报数据，再按照这些数据，进行水库资源调度，为制定水库管理运行方案提供决策服务。

3)通过水库标准化管理的信息平台，可对水库上下游河道的水位、断面水位、出入流量等提供一个系统的管理平台，并且还能实现和自动监测报警系统的有效衔接，预先分析水库的入库流量，为防洪、泄洪等方面的管理提供数据支撑。

4 基于水库标准化管理的信息平台研究与建设

4.1 水库标准化管理信息平台建设思路

为提升水库标准化管理信息平台运行效率，提升各项数据和信息的利用率，采用了B/S和智能手机相互结合的结构，再利用“互联网+”技术、大数据、云计算计算、数据库技术等，融合应用浏览器客户端定制技术、离线应用技术、自动分析技术等先进技术，建设出一个集先进性、实用性、智能性、智慧化的水库标准化管理信息平台[1]。

4.2 平台架构设计

下坂地水利枢纽工程水情自动测报系统由1个中心站和9个遥测站组成，2006年开工，2012年系统进入运行阶段。水情自动测报系统自建成投入运行以来，由于测站地处高原山区，通讯传输条件较差，存在着数据传输不稳定、自动采集数据偏差较大等问题。2018年10月，对水情自动测报系统进行了维护升级，采用了SAAS架构，在统一的水库管理信息化平台中可实现系统、模块、人员的不同定义。此平台架构比较支持多系统集中统一管理，同时支持系统的复制、上下级系统功能模式信息的实时更新和推送。在应用中可按照水库标准化管理的要求，分别授予应用架构、功能模块、业务工作、管理等不同的权限，实现分级授权和分级管理。同时还考虑了后期发展，在水库标准化管理信息平台数据来源、数据库表设计、系统功能等方面，都满足将来应用扩展的需求，采用了基于SOA架构模式进行松耦合设计，在后期可按照发展需求，对系统功能和模块进行有效的扩展升级。

4.3 平台功能

水库标准化管理信息平台具有的功能主要包括以下几个方面，有效满足了新时代水库标准化管理的需求。

4.3.1 数据库管理

可按照水库标准化管理对数据库的要求，建立起流域或者地区水库标准化管理数据库，实现信息化远程数据采集、数据录入、数据存储、数据管理、数据检索、数据使用等各项功能。实现历史水库标准化管理数据和新采集数据的分类、系统化管理。利用水库标准化管理信息化平台，自带的数据库管理功能，能够实现自治区、流域、地区三级水库标准化管理数据同步，同时预留出国家层面的数据接口，为和国家水库管理平台相互对接，提升全国水库标准化管理数据的共享效率，促使我国水利工程事业向着更加集中化、统一化、标准化、智慧化的方向发展[2]。

4.3.2 水库标准化管理中心

水库标准化管理中心，可作为水库信息数据的管理中心、指挥中心、调度中心等。在水库标准化管理中心配置1套大屏显示系统，以及相应数量的固定工作站和可移动工作站，为水库标准化管理提供良好的平台。

大屏显示系统采用工业屏连接系统，由2块80寸的工业电视共同组成，确保可持续运行。操作中心设置在水库管理处驻地综合楼一层机房，屏显系统设置在二楼视频监控综合调度中心，通过无线、HDMI高清数据线等方式进行连接，实时显示各遥测站各项水情、气象以及系统运行等监测数据。通过近几年的运行情况，操作及屏显系统运行工况良好，满足2×24小时连续工作的要求，在长时间运行中，未发生灼屏、残影等现象。

为保证水库标准化管理信息中心能够在市政电网发生故障，停电的情况下也能正常运行，该系统还要配备一套不间断电源系统，由UPS主机、电池和太阳能板共同组成。

4.3.3 云平台

服务器设置在流域管理信息中心，由下坂地水利枢纽工程各遥测站采集到数据后，采用手机GPRS流量无线传输的方式，传至塔管局综合业务应用平台，下坂地建管局通过电脑、手机app等方式，对监测数据进行实时查询、下载。应用到水库标准化管理信息化平台中能够大幅度节服务器购置费用，从而达到减轻系统平台运维压力的目的。系统安全则按照国家相关网络安全的法律法规，采取先进、严格的网络安全措施，有效保证了系统安全，可有效避免黑客、病毒等侵袭水库标准化管理信息化平台，保平台运行和各项数据的安全性。并与系统建设单位长期签订维保协议，通过各使用单位在系统运行过程中报送的各类问题，及时进行处理，进一步完善各项功能。

4.4 水库标准化管理的信息平台建设是关键技术

水库标准化管理的信息平台是一种比较新颖的水库管理平台，以大数据技术、计算机网络为基础，具有信息采集、信息分析、信息存储的功能。因此，在水库标准化管理的信息平台建设中，系统跨架要用采用运行能力比较高的分布式层次结构，再结合管理系统和先进的数据库技术进行设计研发，需要用到的关键技术，包括以下3种：

1)分布式体系。在水库标准化管理的信息平台建设中，为提升使用效率，加强实用性和便捷性，可选择CORBA和COM+软件加速，其中前者可实现跨平台运行和操作，而后者则属于一种温软操作系统，虽然结构和运行原理不同，但联合使用，可实现不同类型大平台、不同的网络、不同数据库的有效整合，提升资源利用率和共享效率。

2)Web服务器。目前在信息化系统和平台上，应用比较流行的Web数据为APache HTTP Server，和其他Web服务器相比，可实现跨平台使用，而且具有良好的可移植性，同时支持源代码开放。

3)大数据处理技术。在信息时代，水库在运行中每天都会形成大量的数据，有的数据是有价值的，而有的数据是无用的，需要利用大数据处理技术和挖掘技术，从海量的数据库中，快速、准确的提取出有价值、有用的数据，才能为水库标准化管理和运行提供必要的数据支撑。常用的信息数据处理技术有SQL server、Silver light、Oracle等。

4.5 水库标准化管理的信息平台的应用系统

4.5.1 水库防洪管理信息系统

水库标准化管理的信息平台上的水库防洪预报调度决策支撑系统，实现论地理信息系统、数据库系统、多媒体系统、防洪预报调度系统的有效统一和融合。此系统在具体运行过程中，以洪水预报水库调度为核心，辅助信息服务、洪水预报、水库调度等决策支持系统，可及时采集雨情、水情等水库标准化管理相关信息，为制定防洪决策和现场调度提供必要的数据支撑，从而保证防洪工作开展的有效性。

4.5.2 水库大坝安全监测系统

此系统也是水库标准化管理的信息平台的主要系统，能够对水库大坝运行的安全性进行全方位监测，主要是利用先进的现代化信息技术，采用先进的监测系统，立足现有的规范和标准，对水库大坝的稳定性、安全性进行全天候监测，为大坝维修加固提供数据支持。是一种比较先进的水库大坝安全辅助决策系统，可对水库大坝监测到的设计进行实时分析、检验、整编、评价、存储等，为大坝安全状态评估和运行管理提供准确及时的决策依据，是保证书库大坝安全、稳定运行的关键系统。

4.5.3 水库水质管理信息系统

在我国社会经济持续发展的背景下，虽然人们生活水平不断提升，生产力也得到了质的飞跃，但对生态环境造成了严重污染，尤其是水体污染异常严重。通过水库标准化管理的信息平台中的水库水质管理信息系统，可对水库运行的基础信息，水质信息等进行三维立体可视化检查，并自动实现图形化表。为水污染治理、水源保护管理、规划建设管理等提供信息化的服务。并对水库全流域污染问题进行预报，有助于提升用水的安全性，及时处理各种污染事件。

5 水库标准化管理信息化平台的特点和优势

5.1 特点

1)水库标准化管理信息化平台在建设中采取了结构化、模块化的程序设计方式，程序量非常少，能够提升各项数据访问的速度。

2)在数据库开发中采用了面向对象的开发语言，人机操作界面非常友好，而且操作非常简单。

3)系统数据采用了代码方式，大大提升了系统的可维护性和通用性。而且实现了网络化的多人协同工作方式，在局域网中可实现多人同时进行数据维护，可大幅度提升办公效率，提升了系统数据实时性。

5.2 优点

水库标准化管理信息化平台可维护性强，在设计中采用了最新的结构化设计理念，每个模块结构紧凑，联系非常紧密[5]。

可扩充性好，在系统软件开发上，采用了统一规范的方式，每个模块接口清晰、明确，能够和其他管理信息系统实现良好的联结。

具有向Word和Excel导出的功能，提升了报表的可编辑性和多样性。

6 结 语

综上所述，文章采用工程实例结合理论实践的方法，分析了基于水库标准化管理的信息平台研究与建设，分析结果表明，水库管理是维持水库安全、稳定、高效运行的关键。但水库规模大，管理内容多，任何一项细节控制不当，都会运行水库运行效果。建设起基于水库标准化管理的信息平台，能够将水库管理的各项信息，全部汇总到一个平台上进行集中、统一、标准化管理，保证各项管理工作都能落实到，从而提升水库运行的安全性，创造出更大的效益。