浅谈自动化调度运行管理决策支持系统在城市防洪工程中的应用

王媛媛，方冉

（中水淮河规划设计研究有限公司，安徽 蚌埠 230601）

1 前言

池州市位于东经116°33′～118°05′，北纬29°33′～30°51′，地处安徽省西南部、长江下游南岸。市域现辖贵池区、东至县、青阳县、石台县和九华山风景区，老城区东侧有平天湖，控制面积75km2，湖水由下清溪闸入江或通过白沙站机排入江；东部经济园区东南面有九华河，于贵池区梅龙镇注入长江。

池州市城市防洪工程主要由堤防、涵闸、泵站组成，涉及的河流主要包括平天湖、清溪河、白洋河及长江。池州市城市防洪管理处负责整个城区防洪工程的运行管理，包括河道、堤防、涵闸、泵站等。由于内水污染、缺水、内涝等事件时常出现，管理任务繁重；工程范围内的泵站、涵闸在接到调度命令时，主要靠人工到现场进行操作，操作程序繁琐，操作任务重，运行管理手段单一，运行管理方式落后；整个城市防洪工程内仅少数排涝站设有泵站计算机监控系统，且系统集成还不完善，其他泵站、涵闸均靠人工进行管理，且设备较陈旧，现有管理手段和方式无法有效应对海绵城市建设和减轻洪涝灾害要求，亟需进行自动化建设。

2 系统建设目标和思路

建设池州市城市防洪工程自动化调度运行管理决策支持平台，实现涵盖池州市城区防洪排涝调度管理、泵闸站计算机监控、信息监测管理、视频监视、工程管理、视频会议、通用办公、应用交互、信息发布以及综合信息展示平台（一张图）等多业务的综合管理功能。

2.1 功能分层和统一组网

（1）功能分层

第一层：部署防洪排涝调度管理、泵闸站计算机监控、信息监测管理、视频监视、工程管理、视频会议、通用办公、应用交互、信息发布等功能。这一层有关功能按不同部门的职能进行部署，主要为各部门日常管理服务。

第二层：以第一层部署的各应用系统为基础，抽取各系统的关键信息整合为综合信息展示平台（一张图），并辅之以视频会议系统，为领导提供必要的信息和交流决策平台，并可按需求直接提取相关系统的其他信息进行展示。

（2）统一组网

根据池州市涉水工程的调度运用管理特性，系统主要应用涉及语音、视频、数据，与外网完全隔离，为节省投资，并考虑与城市防洪管理处有关系统衔接，语音、视频、数据三者统一，共用一张网络（下称业务内网）。为保证业务内网安全，同时实现某些信息的对外发布，建立业务外网门户，业务外网与业务内网间通过网闸隔离。

2.2 支撑平台建设

为避免出现信息孤岛，使相对分散的各类数据能即时入库，本项目拟建应用系统间以及应用系统与数据库之间数据的调用、交换、共享联系较多，开发工作量较大。为保证系统具有良好的适应性、扩展性，实现资源高度共享，通过构建应用支撑平台以减少重复开发和提高开发效率，解决各应用系统间互联互通、功能随需应变的问题，做到合理部署业务并节约投资。

2.3 统一标准、扩展开放

标准体系是建设规范、统一管理和运行体系的重要基础，也是将系统信息和软硬件资源共享的重要保证，是系统有效开发和顺利集成的坚实基础，是系统安全运行和平稳更新完善的重要基石。城市防洪管理处系统建设主要按照国标及水利行业标准实行。

2.4 互联互通、信息共享

在高速高效的宽带网络和可靠的数据存储体系的双重保障下，实现管理层与应用系统之间、本系统数据中心与市防汛抗旱指挥系统数据中心的互联互通，建立统一的应用支撑平台，实现对业务数据和软硬件等各类资源信息的管理、整合与集成，实现信息高度共享。

3 系统总体框架设计

本系统建设的目的是提高防洪排涝调度、工程项目管理、行政办公管理等各方面的科学水平和处理能力，实现高效高能。系统的结构展现如图1 所示。

图1 自动化调度运行管理决策支持系统展现示意图

3.1 终端层

终端层主要表示允许接入系统和使用系统的用户采用的终端类型。允许接入系统的终端可以是PC机、手提电脑和其他方式。

用户分为外部用户和内部用户。外部用户主要指相关行业部门用户和社会人士，一般情况下只能通过访问系统内设置的互联网站了解所需的信息。内部用户则包括行政与业务人员、决策人员及系统维护人员等，内部用户分配不同的权限，不同用户根据不同权限使用系统提供的相关功能。

3.2 接入层

接入层表示用户终端接入系统需要经过的承载网络，网络类型按照功能要求划分，主要包括公用互联网和业务内网，分别承担不同的业务工作。

3.3 展现层

展现层主要描述用户通过门户进入系统，为保证使用和运行安全，将门户分别设立外部网站与内部门户，外部用户只能通过外部网站获取自己所需的个性化的信息和特定服务，内部用户则可以通过内部门户操作使用内部业务应用系统。

3.4 业务实现层

业务实现层主要是先调查用户的需求，根据需求再来设计、创造、实现用户所需的多种服务功能，包括应用系统和应用系统支撑平台两部分。

应用系统主要开发实现泵闸站计算机监控、防洪排涝调度运行、视频监视、决策会商、工程管理、通用办公等业务功能；应用系统支撑平台则是为实现各种业务应用系统提供多项/多种的功能服务与保障，包括中间件及各类模型等。

3.5 数据资源管理层

数据资源管理层主要是实现对采集到的信息和数据资源的处理，将多种数据进行加工、存储、备份，方便日后的调取与管理。

3.6 数据传输层

数据传输层是将采集到的各种数据、信息、信号通过无线公网、专线、业务内网等媒介实现数据的远距离传输，将数据传输到池州市城市防洪管理处数据中心。

3.7 信息采集层

信息采集层为最基层的大规模信息采集，采集各种工程应用系统中所需要的工情、水情、视频、图像、气象、水质、办公资料等信息。

4 应用系统的实现

4.1 防洪排涝调度管理系统

防汛抗旱调度指挥系统主要是为决策者生成科学的调度决策提供服务，系统通过对水情信息、雨情信息、工情信息等的分析处理，结合池州现有防洪工程和防洪设施基本情况，根据调度模型生成最优调度方案，供决策者选择。主要包括信息采集与传输、信息服务与展示、防汛调度、汛情预报和灾情评估等。

4.2 泵闸站计算机监控系统

泵闸站监控系统主要对池州市各个泵站、涵闸的运行情况进行实时监测，通过对各机组、涵闸的运行状态，以及相关重要运行参数的监测，及时发现运行中存在的险情并进行预警。

4.3 信息监控与管理系统

信息监测与管理系统主要汇集各在线监测设备监测信息，并通过数据接口将信息传递到其他应用系统，为其他业务系统业务处理提供数据支撑。主要有水位信息、水质信息、安全监测信息、视频监控信息等，该系统主要包括实时查询、综合展示和基础配置等。

4.4 视频监控系统

视频监视系统主要是通过在泵闸站、橡胶坝、涵闸、河道堤防、水位监测站等站点安装相应的视频信息采集、传输、处理等设备，并利用本系统建设的业务内网完成城市防洪管理处调度中心与现地各视频监控点的视频系统连接，实现远程/现地两种方式的控制与监测，实时掌握泵闸站的上、下游、控制室、泵闸站室环境和设备运行状况，并且可以全方位地实时视频监视堤防险情或涉水违法事项，城市防洪管理处相关部门和下属各管理所根据授权均可对授权范围内的视频监控点图像进行远程共享、访问和控制，及时了解与工程安全生产运行有关情况，包括观察河道状态、机组运行状态、建设设施安全情况、电气设备运行情况等。

4.5 工程管理系统

工程管理系统包括工程运行管理系统和工程建设管理系统，工程运行管理系统主要为池州各类防洪工程运行维护提供服务，包括工程巡查维护、突发事件响应、工程维护养护、工程管理考核等内容。

4.6 综合会商系统

综合会商系统包括为各项突发和重要事件提供决策支持手段与环境的综合信息服务系统、会商支持系统、应急响应系统、视频会议系统等部分。会商支持系统、综合信息服务系统、应急响应系统向参加会商的领导和有关人员提供各种信息支持和辅助决策功能；视频会议系统为异地可视会商提供软硬件支持。

4.7 通用办公系统

通用办公系统是一个覆盖各部门及其直属机构，包括领导办公、公文管理、通用办公的一体化办公系统。在本系统总体框架下，以城市防洪管理处业务内网为基础，围绕实际办公需要，制定规范的现行业务流程，设立覆盖城市防洪管理处各部门及其直属机构的办公系统，包括公文处理与管理、通用办公系统、特殊业务办公等子系统的通用办公系统，实现各部门以及直属各单位间办公信息互联互通、资源共享、协同办公，全面提高工作效率。

4.8 防汛一张图

“一张图”主要以GIS 地图服务为基础，对池州市城市防洪工程相关信息进行可视化的展现，具体功能如下：

（1）展示雨情、水情、气象、水质、视频、工情等在线监测信息。

（2）展示水功能区、水源地、断面、行政区划、河湖、测站、湖泊、涵闸、泵站、堤防、险工险段等工程设施设备的分布及基础信息。

（3）提供各类信息的查询与统计功能。

（4）对超警戒水位预警、超警戒雨量预警、气象预警、水质超标预警、洪水预报等结果进行综合告警。

5 结语

为了有效应对海绵城市建设和减轻洪涝灾害需求，转变城市防洪工程管理手段单一，管理方式落后的局面，通过建设自动化调度运行管理决策支持系统的建设，以采集各种数据为基础，并加以处理、传输、存储和管理，通过运用先进成熟的信息采集与处理、通信、计算机网络等技术手段，建立以信息采集与管理业务为核心，服务于防汛调度管理、闸站监控、视频监视、水情监测、工程管理、通用办公及移动办公等业务的信息化作业平台，实现信息的采集自动化、传输网络化、技术标准化、管理集成化等目标，对于城市防洪工程的调度运行，工程管理工作的提质增效，海绵城市的顺利开展都有显著影响，可为类似工程实践提供参考■