大中型水库综合信息化系统研究

大中型水库综合信息化系统研究

(1江苏省水文水资源勘测局无锡分局江苏无锡214000;

2无锡市城市防洪工程管理处江苏无锡214000;

3江苏省水文水资源勘测局宿迁分局江苏宿迁223800)

摘要:利用计算机技术、数据库技术、网络及通信技术,对大中型水库建立一套综合自动化信息系统平台,对其中关键问题和技术进行了深入研究,给出了相应的解决方案,对进一步提高水库工程的防洪减灾能力和调度运行技术水平将起重要作用。

关键词:大中型水库;综合信息化;辅助决策;系统平台

1前言

利用计算机技术、数据库技术、网络及通信技术,将各子系统整合起来,打造统一的综合自动化信息系统平台对进一步提高水库工程的防洪减灾能力和调度运行技术水平将起重要作用。本文在上述研究的基础上,结合横山水库实际情况,进行综合自动化研究,为类似工程提供参考。

2综合自动化系统研究

2.1水库工程信息化管理的意义

水库是调节径流的重要水利工程。水库管理的重点是做好堤坝的安全管理工作,防止溃坝造成不堪设想的后果。信息化可持续发展是新时代水利建设的主要发展方向,也是整个国民经济和社会信息化建设的重要组成部分。利用信息化建设,可以及时对水库上下游进行监控,通过网络及时观察反映水库大坝及相关地区的实时气象及工程情况的信息,把这些信息整合起来,构建信息访问平台。通过实时水文预报等,能够更加直观、全面的对水库进行多种方案的模拟、分析,并提供解决和管理方案。

水库工程管理信息化建设,对于加强水库工程管理,做好防洪减灾,灌溉发电,综合运用都具有十分重要的意义。水库效益是需要通过水库调度来实现的,在水库调度中,必须坚持发展服从于安全的原则。水库的发展及调度要权衡多方面的因素,维护生态平衡等需要。为了能够充分的发挥水库的综合效益,在水库调度中,需要利用信息化建设进行某些技术工作。

2.2总体设计

2.2.1系统总体功能

大中型水库工程管理现代化的从功能上可以分成四个部分:(1)水库枢纽测控:包括库区流域水情测报、大坝安全监测、闸门监控、视频监视系统。(2)供水管理:包括水厂供水计量监测;库区水质监测。(3)办公室自动化:包括OA系统,电视电话会议系统。(4)水资源管理:包括防洪指挥决策支持系统、水资源调度管理决策支持系统。

大中型水库工程管理现代化从系统建设角度可以分成以下几个相对独立的子系统,即:(1)综合自动化系统计算机网络;(2)水情自动测报系统;(3)大坝安全自动监测系统;(4)闸门自动测控系统;(5)测流计量在线监测系统;(6)水质自动监测系统视频监视系统;(7)电视电话会议系统;(8)办公室自动化和水利政务系统;(9)防洪指挥决策支持系统;(10)水资源调度管理决策支持系统。

2.2.2综合自动化体系结构

根据大中型水库综合自动化的业务流程和信息流程,体系结构分为信息采集层、通信网络层、综合数据层、业务应用层。

(1)采集层:采集的信息主要有水雨情、闸位、流量、图像、工情、水质、视频图象等信息。这些信息经过各种传输方式(如公网、水利专网、人工等)传送到监测中心站,通过预处理或处理后分类存储到数据库中。

(2)通信网络层:采用GSM、超短波、光纤等多种传输方式。计算机网络部分主要是对横山水库管理处内部和外部的网络建设,包括内部办公和外部监控网络。

(3)综合数据层:数据层专门针对数据进行有效的管理和访问,可以有效的保护系统重要的资源数据库,也解决了系统中数据资源多样化及异种数据库系统之间交互问题。数据层中所管理的这些信息是四个应用子系统分析计算的信息来源,所有这些信息为整个系统提供数据支持,为分析计算、多媒体演示汇报、网络信息发布等提供服务。

(4)业务应用层:主要完成洪水预报、水资源调度和管理、防汛决策、用水管理、行政办公、日常管理等业务数据分析、处理、表现等功能,是大中型水库工程管理现代化调度、决策、指挥的过程。该应用层是大中型水库监测系统的表达层,含有4个应用子系统:防洪决策支持系统、水资源决策支持系统、办公水政自动化管理系统和数字化档案管理系统。

2.2.3综合自动化控制管理结构

考虑到大中型水库综合自动化在功能、管理和地理位置上的大致情况,系统分成三级。系统结构见图1。本系统建设符合国家防汛指挥系统规划指导要求。

图1大中型水库综合自动化系统总体结构框图

2.2.4综合自动化计算机网络

综合自动化系统网络是一个先进、成熟、高效的信息局域网,它以数据信息为中心,以现代化网络通信技术为依托,以水情测报、闸门监控、坝体安全监测、测流计量监测、水质监测、视频监视、防汛决策、水资源调度决策、水行政办公等全面自动化为目标,满足各组织机构,各应用层次需要的综合信息网络。

2.2.4.1网络结构

大中型水库的综合自动化网络系统是一个覆盖整个水库管理处、连接各个上级单位或兄弟单位的层次式结构的水利信息传输网络。整个网络从纵向上根据管理层次划分为中心站、控制站、管理站三级,分别对应逻辑上的核心层、汇聚层、接入层。

中心站级:中心站(调度指挥中心),对应于核心层。核心层的作用是将各种多媒体业务分配到分布层的各个节点,为各业务节点之间的通讯提供一个高性能的IP通路。

控制站级:对应于汇聚层。汇聚层通过千兆网络向上连接核心层,同时向下连接接入层的区域核心节点。

管理站级:各管理站、计量站、相关业务单位等,对应于接入层,接入层为用户提供丰富的业务接口,实现综合业务接入,完成多种业务流的适配和数据分布功能,接入层通过百兆网络方式与汇聚层进行联接。

2.2.4.2数据库平台建设

信息化建设中包括许多数据库的开发建设,按照数据的服务对象,可以将这些数据库划分为两大类:公用数据库,和专业数据库。公用数据库包括支撑信息化核心业务的水文数据库、气象数据库、闸门泵站数据库、安全监测数据库、空间数据库等,而专业数据库则包括支持各管理系统的多种数据库。

2.2.4.3系统整合的实现

数据整合是实现已建设的应用系统与新系统整合的关键。建设初期,新系统使用统一规划设计的综合数据库平台,已建设的应用系统与新系统并行工作,继续沿用原数据库。新系统经过试运行评测后,根据各应用系统的实际情况和特点,主要利用数据库管理系统提供的或专用的数据转换工具将历史数据整合移植到新的综合数据库中,形成一个信息全面、完整的数据仓库。各应用系统的数据整合经过评测,通过验收后逐步停用原应用系统。

3结语

大中型水库综合自动化使各种水情、工情、水质和供水情况等信息处于实时掌握之中,辅以智能化的分析和决策支持,使水利管理决策更加科学,系统调度更加及时,水资源的开发利用更加优化,水环境的保护更加有效,已建工程的效益发挥更加充分,必定是未来水库工程管理现代化的首选。

参考文献

[1]杨斌.都江堰灌区水利信息化建设研究[D].四川农业大学硕士论文,2013.

[2]王云.基于ArcGISEngine和Skyline的黄壁庄水库地理信息系统研究[D].西安科技大学,2011.

[3]陆高波.基于WEB的水利管理信息系统的设计与实现[D].电子科技大学,2010.

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