松涛水库应急调度系统建设与应用

麦树仁

（海南省水利灌区管理局松涛灌区管理分局调度中心，海南 儋州 571700）

松涛水库应急调度系统建设与应用

麦树仁

（海南省水利灌区管理局松涛灌区管理分局调度中心，海南 儋州 571700）

以松涛水库为对象，研究松涛水库应急调度系统的设计、建设及运行管理。松涛水库应急调度系统在通信组网设计上采用甚高频、公共交换电话网络、GSM、海事卫星 4 种数据通信方式；应用软件采用客户／服务器结构；查询系统采用浏览器/服务器的结构模式；数据库采用 SQL Server 2008；水库洪水预报调度系统采用共同研发的松涛水库洪水调度系统软件。实践应用证明，松涛水库应急调度系统能保证松涛水库水情遥测系统高的畅通率和准确率，低的通信成本；能保证松涛水库防洪调度、灌溉、发电、供水和养殖的需求，还为系统运行维护提供方便。

应急调度系统；数据通信；系统软件；建设应用

0 引言

松涛水库是松涛水利工程的主体工程，该工程跨流域引水，是以灌溉为主，结合防洪、发电、供水、养殖等综合利用的大型水利工程。松涛水库大坝为均质土坝，主坝顶高程 197.10 m，最大坝高80.1 m。水库集雨面积 1 496 km2。松涛水库工程按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核，可能最大洪水位 195.3 m，相应库容 33.45 亿m3。 松涛水库设计正常水位 190.0 m ，相应库容 25.96 亿m3；死水位 165.0 m，相应库容 5.12 亿m3，兴利库容为 20.84 亿m3。水库为多年调节水库，设计多年平均供水量 12.87 亿m3。

松涛水库位于海南省第一大河流南渡江上游，河源海拔 500 m 左右，水库坝区附近为海拔 200 m的低山丘陵，流域内地形梯度变化大，河流源短，坡陡流急，洪水陡涨陡落。海南岛属亚热带气候，多年平均降雨量达 1 711 mm，丰水年份达 2 000 mm以上，其中 4—10 月降雨量占全年的 80% 以上，8—9 月占全年降雨量的 30%～40%。台风雨为主要降雨形式，范围广，强度大。丰水年份一般有 5～6 个台风登陆，随之带来暴雨洪水，这是造成水库弃水泄洪的主要原因。由于松涛水库流域内地形梯度变化大，对气流的提升作用明显，再加上台风本身在地面降雨很不均匀，所以，台风暴雨是造成水库险情的主要威胁。

松涛水库独特的地理位置，造成水库下游的灾害频繁发生，严重威胁人民生命及财产安全，影响社会稳定和经济可持续发展，防汛抗灾任务艰巨。建设防汛抗旱决策支持系统，可强化防汛信息的实时性、准确性，提高抗灾决策的科学性、主动性，是防汛抗灾的重要措施。

为此，在海南省防汛指挥系统总体框架下，根据松涛水库防汛决策支持系统建设原则，建成以水、雨情防汛信息采集系统为基础，通信系统为保障，计算机网络系统为依托，决策支持系统为核心的松涛水库应急调度系统工程[1]。

1 松涛水库应急调度系统建设

松涛水库应急调度系统主要由信息采集、计算机网络、决策支持和应急通信等子系统架构而成[2]。

1.1 信息采集子系统

松涛水库信息采集子系统主要是水雨情采集遥测子系统，建设内容如下：

1）系统规模。整个松涛水库区域水雨情采集遥测系统按 1∶3∶2∶32（1 个中心站、3 个分中心站、2 个中继站、32 个遥测站）规模建设。其中，松涛水库流域系统规模为 1∶1∶16，即 1 个中心站（共用），1 个中继站，16 个遥测站；松涛灌区系统规模为 1 个中心站（共用），3 个分中心站，1 个中继站，16 个遥测站。

2）系统工作模式为自报式。

3）通信体制。采用甚高频（VFH）和 GPRS 通信混合方式。

4）系统应用软件。系统软件采用 Windows XP/ Windows 2003 Server 操作系统平台，采用客户／服务器（C/S），浏览器/服务器（B/S）的结构模式。

5）数据存储及浏览方式。采用 SQL Server 2008数据库和 Web 查询浏览方式。

6）水雨情查询系统。通过局域网，在 Windows操作系统平台的 Web 浏览器界面，输入查询系统的IP 地址，即可进入查询系统进行相关内容的查询；也可以通过 Internent 网，通过远程登陆松涛水库管理局的固定 IP 地址，输入查询系统的 IP 地址，进入查询系统，浏览和查询松涛水库相关的水情信息。

7）防御措施。采用软、硬件防火墙及杀毒软件结合方式。

8）短信服务平台。通过 GSM 模块提供松涛水库水雨情短信服务功能，可实现预订、定时、应答、群发等短信服务。

1.2 计算机网络子系统

松涛水库应急调度系统中构建的计算机网络子系统主要包括：广域网、局域网、局域网会商和指挥调度等子系统，以及海南省三防总指挥部办公室远程防汛信息传送子系统，主要实现信息数据的传输和共享，为松涛水库的应急调度决策提供支撑。

1.2.1 广域网子系统

广域网子系统采用中国电信光缆接入，有固定IP，可进行远程登陆访问；局域网内动态 IP 登陆Internet。

1.2.2 局域网子系统

局域网子系统使众多的计算机连接起来，实现信息共享。要使局域网能安全、稳定、可靠运行，子系统结构包含以下内容：

1）线路防雷器—路由器（带硬件防火墙）—总交换机—总配线架—网线—软件防火墙—域服务器；

2）各楼层交换机—网线—用户终端。

1.2.3 局域网会商和指挥调度子系统

局域网会商和指挥调度子系统是将采集到的水情信息通过相关处理后，及时、准确地传送到相应的决策和执行机构的终端系统，为除险、避险提供强有力的支持。主要由以下 2 部分组成：

1） 局域网防汛指挥会商系统。通过局域网系统将信息采集、决策支持子系统的信息传送至管理局防汛指挥会商室终端。

2） 局域网防汛指挥调度系统。通过局域网系统将信息采集、决策支持子系统的信息传送至管理局防汛指挥调度室终端。计算机网络子系统结构如图1所示。

1.2.4 远程传送防汛信息子系统

采用 GPRS 通道的通信方式，与海南省三防总指挥部办公室远程联网传送松涛水库应急调度系统信息。

1.3 洪水预报调度子系统

松涛水库洪水预报调度子系统主要是松涛水库洪水预报调度应用软件系统，调度子系统以数据库为核心，通过人机交互进行信息处理，洪水预报防洪形势分析，调度方案制定，实现调度成果、防洪工程信息、系统及数据库等的管理。洪水预报调度系统主要由基本信息查询与维护、水文基础信息、洪水预报与调度方案编制[3]、水库洪水调度自动化、动态监测等子系统，以及网页程序及其辅助功能等组成。系统选用 PowerBuiuer 6.0 开发工具，Micorosoft SQL Server 2003 专用数据库，Windows 2003 Server 操作系统，整个系统实现程序模块化，接口标准化，采用人机交互对话方式编程，界面采用下拉式，操作简便。系统的界面清晰友好，数据连结快捷方便，可单机运行，也可集成运行。松涛水库洪水预报调度子系统结构如图2 所示。

1.4 应急通信子系统

松涛水库应急通信子系统主要包括卫星电话设备及国际海事卫星电话注册信息等，采用 NERA 卫星电话作为主要通讯工具。NERA 卫星电话使用国际海事卫星通信系统信道，在全球大部分地区都能实现通信。NERA 卫星电话属车载型，置于汽车上，不受地域或环境因素影响，可实现机动灵活的通信，能满足应急通信的基本要求。在防汛应急的特殊情况下，当地面其它通信系统遭受到阻断时，采用应急通信系统可替代其它通信工具完成如通话和数据传送等防汛应急通信任务。卫星电话接入系统要办理开通国际海事卫星电话业务。

应急通信子系统（卫星通信）的组成如图3 所示。

图1 计算机网络子系统结构

图2 洪水预报调度子系统结构

图3 应急通信子系统（卫星通信）组成

2 松涛水库应急调度系统的应用效果

2.1 系统功能和效益提升

松涛水库应急调度系统从 1993 年开始设计、建设及管理，经过 4 次改扩建工程（1998 年系统扩建，2002，2009，2012 年 3 次系统改扩建），松涛水库应急调度系统规模，从原来 1 个中心站、12 个遥测站，到如今的 1 个中心站，3 个分中心站，2 个中继站，32 个遥测站；从单一的松涛水库水情自动测报系统功能，向多层次、全方位、综合性应用的松涛水库应急调度系统发展。松涛水库应急调度系统包含松涛灌区水情自动测报系统，涵盖了松涛灌区的灌溉、供水、跌水电站发电等，为松涛灌区管理分局自身的经济运行，提供了实时、可靠的（用水、供水）水情信息服务，为松涛灌区管理分局创造出灌溉、防洪、供水、发电等较好的经济效益。使传统意义上的水情测报系统，功能和角色大转身，不仅具有社会（防洪）功能，还能为自身经济运行产生较大的经济效益。

2.2 系统软件不断完善

松涛水库应急调度系统应用软件版本从 1993年的 DOS 6.0 系统，2002 年升级到 Windows 98，2008年升级到 Windows XP，Windows Server 2003，现已转为 Windows Server 2003 操作系统。数据库版本也从 foxbase 升级到 access，再升级到现在的 SQL Server。系统软件不断完善，系统功能不断加强，满足松涛水库应急调度系统应用功能的实际需求。

2.3 短信平台服务功能方便快捷

以前，要了解松涛水库的水情信息，必须到系统中心站才能查到信息。如今，只要有手机信号覆盖的地方，就能适时快捷地获取松涛水库的水情信息。特别值得一提的是，只要手机获得了短信平台的预约，就可以即时获取到相关松涛水库水情测报系统的信息。当给短信平台发送 1 条预约短信，短信平台即刻以短信的方式回复所需要的松涛水库的水情信息，从而使管理人员能够远程、适时、动态地了解水库的运行情况，这对松涛水库的运行管理起到了非常好的支持作用。

2.4 远程传输功能实时可靠

松涛水库应急调度系统通过 GSM（全球移动通信系统）的 GPRS（模块）通信通道，实现信息远程传送，将松涛水库的水情信息传送到海南省三防总指挥部办公室，为海南省的防汛决策指挥系统提供可靠的水情信息服务。

3 系统管理和效益评价

松涛水库应急调度系统已投建运行了 20 年，系统运行稳定，设备运行正常。系统保持正常稳定运行的主要措施如下：1）在运行过程中，加强系统的运行维护管理，汛前对系统进行全面维护保养，平常加强设备的维护管理，发现故障立即处理，确保系统正常运行；2）逐步建立健全系统常态管理和应急管理办法。

在系统建设过程中，注重系统运行维护管理人员的培养，着力培养一支勤动脑、精动手、善管理，并且相对稳定的系统运行维护队伍。也就是系统建设完成后，将系统运行管理和维护维修的技术留存下来，这是松涛水库应急调度系统能安全、稳定、可靠运行的重要保障。系统投运以来，系统设备全部依靠松涛水库自身的技术力量进行系统设备的运行维护和维修，系统设备从未返厂维修，培养和造就了一支具有芯片级的运行维护、维修的专业队伍。

松涛水库应急调度系统建成 20 年来，经历了上百个恶劣天气的考验（超强台风、强台风、台风、热带风暴、热带低压），如 1996 和 1997 年的 2 个18 号强台风，2003 年第 20 号强台风，2005 年 18 号（达维）超强台风，特别是 2009—2013 年等多个强台风和强降雨中，系统以其台风降雨信息的预警能力，水、雨情信息实时传输能力，洪水预报调度初步分析能力，调洪削峰，错峰泄洪，纳洪兴利等，在防汛抗灾工作中发挥了显著作用。松涛水库年末水位始终保持在高水位下运行，为保护松涛水库下游人民群众生命及财产安全，为海南省的社会稳定和经济的可持续发展做出了积极的贡献[4]。

4 结语

松涛水库应急调度系统的建设与应用，是科学技术是第一生产力的具体表现，已成为松涛水利工程运行和日常管理工作中不可或缺的非工程措施，为松涛水库的防洪度汛，为松涛水利工程的自身运行效益，发挥了强大的科技支撑作用。

松涛水库应急调度系统除了松涛水库顶层的防洪调度运用外，通过延伸和扩展系统的功能和作用，特别是在松涛灌区的实际应用中，为松涛灌区的灌溉、发电、供水（工业和生活用水）提供了实时和可靠的水情信息服务；同时运用松涛水库应急调度系统并结合松涛灌区开展渠道优化调度和渠道梯级跌水电站的优化调度工作，取得了较好的实际应用效果和经济效益。

[1] 国务院办公厅.国家防汛抗旱应急预案[S].北京：国务院办公厅，2006: 3-7.

[2] 水利部水利信息中心.SL61-2003 水文自动测报系统技术规范[S].北京：中国水利水电出版社，2003: 6-26.

[3] 雒文生，宋星原.洪水预报与调度 [M].武汉：湖北科学技术出版社，2000: 5-18.

[4] 周克发，李雷，张士辰，等.水库大坝安全管理应急预案浅谈[J].大坝与安全，2007 (5): 43-47.

Construction and Application of Emergency Dispatch System in Songtao Reservoir

MAI Shuren

(Songtao Irrigation Management Substation of Water Conservancy Irrigation Management in Hainan Province, Danzhou 571700, China)

With Songtao reservoir for object, the article researches design, construction and operation management of emergency dispatch system in Songtao reservoir.Four kinds of data communication way as very high frequency, public switched telephone network, GSM and maritime affairs satellite are used in communication network design.The applied software adopts the structure of customer/server.Query system adoption the structural pattern of browser/server.The database adopts SQL server 2008.The reservoir flood forecast dispatch system adopts flood dispatching system software which is jointly researched.It is proved that the system can ensure high unimpeded rate, accuracy and lower correspondence cost of hydrologic telemetering system in Songtao reservoir.It can ensure the need of flood control operation, irrigate, generate electricity and water supply and farming, and provide convenience for system operating maintenance.

emergency dispatch system; data communication; system software; construction apply

TV697.11

A

1674-9405(2014)05-0059-05

2014-05-06

麦树仁（1955－），男，海南东方人，工程师，从事灌区水利、电力调度，水情自动测报、无线通信系统的技术管理等工作。