塔里木河流域水资源管理信息化整合设计与实现

段远斌

(新疆塔里木河流域管理局信息中心，新疆 库尔勒841000)

1 建设目标

为落实“三条红线”的引水总量控制目标，保障塔里木河流域科学水资源调度等业务为出发点，以遥测技术、通信技术及计算机网络技术等为依托，在塔里木河流域内构建完善的水清水量及水资源信息基础体系、功能比较完备的水量调度及水资源管理业务应用体系、统一规范的技术标准和安全可靠的保障体系，全面提升流域水资源调度管理信息化水平，最终实现流域水资源调度管理的信息化、自动化［1］。

2 总体设计思路

在分析塔里木河流域各类业务应用系统对数据访问需求的基础上，充分整合已建系统的数据资源，采用先进的信息技术，构建统一的数据资源管理平台，实现已有系统数据资源的汇聚整合及新建系统数据资源的接入，遵循国家行业相关标准规范，对所需的全部数据资源进行统一的存储、管理和维护，为塔河流域的水量调度信息化各类业务应用提供统一的信息数据资源管理及访问平台。

3 总体框架

系统自下而上分为6 层，系统运行实体环境、信息安全体系、建设运行管理及标准规范体系为整个系统提供运行物理环境和信息化保障环境。具体为:

1)基础设施层是整个系统的基础，是系统的感知部分，主要由信息采集系统与远程监控系统组成。

2)通信网络层为系统提供数据传输通道及数据交换网络通道。

3)数据资源层主要包括各类数据的汇聚交换与数据资源管理。是数据的处理与数据资源中心，对下实现与各信息采集及远程监控系统的通信，实现数据的采集与下发;对上为应用支撑平台及各类业务应用提供处理后的数据信息。

4)应用支撑层为业务应用层提供统一的支撑平台，提高业务应用提供统一的服务。

5)业务应用层实现综合监测监控、水量调度、防汛预警等各类业务应用。

6)交互层为系统各类用户提供人机交互的接口。

4 系统划分

根据系统总体框架，本系统主要划分7 个部分:

1)信息采集系统:信息采集与远程监控系统是信息化系统主要信息数据来源与控制命令的执行者，主要包括水情信息采集、水文信息采集、视频图像采集、生态监测信息采集、工程安全监测等信息采集。

2)通信系统:通信系统为信息化系统各网络节点提供通信传输通道。

3)网络系统:计算机网络系统承载在通信传输系统上，即由通信传输系统为计算机网络系统提供组网链路。在计算机网络与通信传输网之间依据不同层次和带宽需求采用不同的接口连接。网络系统又可分为用于各站点间连接的核心骨干网和站点内各网络节点接入的局域网。

4)数据资源管理平台:通过采用成熟的数据库技术、数据存储技术和数据处理技术，建立分布式网络存储管理体系，满足海量数据的存储管理要求，通过采用备份等容灾技术，保证数据的安全性，整合系统资源，保证数据的一致性和完整性，并形成统一的数据存储与交换和数据共享访问机制，为统一应用平台建设及闸泵站监控、水情水调、安全监测等应用系统提供统一的数据支撑。

5)应用支撑平台层:连接数据资源管理平台和应用系统的桥梁，是以应用服务、中间件技术为核心的基础软件技术支撑平台，其作用是实现资源的有效共享和应用系统的互连互通，为应用系统的功能实现提供技术支持、多种服务及运行环境，是实现应用系统之间、应用系统与其他平台之间进行信息交换、传输、共享的核心。

6)应用系统:主要是实现各类业务应用，业务应用包括水情测报、地下水生态监测等综合监控监测应用，水量调度、防汛预警、遥感监测等专业应用，综合信息服务、办公自动化、财务管理、移动信息服务、门户网站等信息管理应用。

7)实体运行环境:为信息化系统提供物理支撑环境，包括电源系统、大屏幕系统、机房工程、视频会议系统等。

5 网络架构

根据塔管局三级控制、两级调度的组织机构和调度控制特点，系统应采用分区分层进行系统设计，即纵向分层、横向分区。

5.1 纵向分层

系统在纵向结构上分为3 层:即塔管局层、分局层、管理站层。

5.2 横向分区

在横向结构上分为生产控制区、业务信息区(外网)。在生产控制区设置控制网，即远程监控系统所建广域网，通过设置VLAN，用于支撑计算机监控系统、水情测报、生态监测、视频监视等不同业务;业务信息区，即业务网支撑塔管局及各源流局的办公自动化业务和对外信息发布的门户，业务网通过通过防火墙、VPN 等安全设备与互联网进行连通。为保证生产控制区信息的安全，控制网与业务网之间需采用网闸等隔离设备，确保控制网网络安全。

6 系统总体功能

1)水量调度:业务功能包括水量分配方案和计划制定，水量调度实施，水量调度总结与评价，水量调度业务信息综合查询与发布等功能。

2)防汛预警:能对河流洪水预报信息，工情险情对工程安全调水造成的影响进行分析，根据分析结果，进行预警，实现防汛组织与物资管理。

3)综合监控监测:实现下坂地电厂、博斯腾湖东西泵站、流域各渠首闸门、焉耆水源地的远程监控，全流域各断面的水位、水量等水情测报，下坂地等大坝安全监测，生态监测、视频监视等综合监控监测功能。

4)遥感监测:主要提供塔里木河流域干流下游生态输水水头、洪水期源、干流跑漫水、台特玛湖面积和干流植被类型、覆盖度动态变化监测功能。

5)移动应用:通过智能手机等移动终端，实现移动场合下的信息监测和信息查询展示，使得用户可以随时随地查询和获取各类监测信息。

7 结 语

塔里木河流域源、干流水资源供需复杂、水资源时空分布不均，水量统一调度难度大，管理机构规模大，工程管理和日常管理层级多，信息交互频繁，必须应用高效的自动化和信息化手段支撑运行;流域地域广阔、自然环境恶劣，现场工作环境艰苦，必须通过稳定可靠的信息化手段改善人员的工作环境、降低人员劳动强度，实现现场的少人值守(无人值班);作为全局业务应用的关键技术手段，信息化系统自身必须能长期稳定运行，具备较高的系统可利用率。

综合考虑国内和我区水利信息化发展水平，本次水资源监控信息化系统整合应围绕水量调度及水资源管理等业务重点，升级和改造信息基础设施和保障环境，重点建设全局水量调度管理统一应用平台和业务应用模块，整合信息资源，提高基础信息利用率，促进资源共享和系统交互，达到实用、高效、安全、可靠的目标。

［1］覃新闻，托乎提﹒艾合买提，吾买尔江﹒吾布力，等.塔里木河流域水资源统一管理与调度实践［M］.北京:中国水利水电出版社，2014:119.