江西省水库运行管理信息系统Ⅰ期建设设计研究

董建良

(1.江西省水利科学研究院，江西 南昌 330029；2.江西省大坝安全管理中心，江西 南昌 330029)

江西水库工程经过最近十余年的除险加固取得了显著成效，总体上管理设施得以明显改善，安全状况得以明显提高。但工程管理信息化技术水平仍然相对较为落后，管理手段单一，省、市、县均未建立完整统一的工程管理信息系统，根本无法达到“规范、准确、及时”的工作要求。为实现《江西省人民政府办公厅关于印发江西省防汛能力提升工程总体方案(2016—2018)的通知》提出的管理能力提升目标，确保工程运行安全，工程效益得到充分发挥，满足当前社会发展和管理部门决策需要，建立全省统一的水库运行管理信息系统平台十分必要。

1 江西水库概况及建设目标

截至2018年底，江西已注册登记的水库总数为10687座，其中大型水库30座，中型水库253座，小(1)型水库1468座、小(2)型水库8936座。

水库数量众多，功能和规模差异较大，建设全省水库工程运行管理信息系统需要较长的时间和大量的资金。鉴于大中型水库资料较为完备，管理设施较为齐全，运行管理工作较为到位，系统建设分两期进行，大中型水库作为Ⅰ期项目进行建设，小型水库作为Ⅱ期项目进行建设。

根据《江西省水利工程条例》的规定，大中型水库管理单位具体负责工程日常维护和安全管理工作；县级以上水库主管部门按照分级管理的权限，负责辖区内工程的管理和监督工作。据此建设水库运行管理信息系统Ⅰ期的总体目标为：通过信息化技术手段，实现水库水雨情、工情等运行管理数据的集中存储、共享和利用，县级以上水库主管部门远程在线监管，水库管理单位各项运行管理业务执行信息化，从而提高水库运行管理工作效率和水平，及时掌握工程安全和运行状况，保障水库大坝运行安全。

2 建设原则

2.1 加强监督、分级管理原则

江西水库分布面广，管理部门多，建设过程中有必要对项目进行统一领导和协调。在具体实施时，需进行分级管理，省、市、县水行政主管部门以及水库管理单位各负其责，以省防汛信息中心、省大坝安全管理中心为技术支撑，基础设备统一组织采购，系统的使用归口各职能部门。

2.2 统筹规划、分步实施原则

系统建设是一项复杂工程，各组成部分既相互独立，又密切联系，因此需统筹规划。系统建设又是一项涉及面广、技术要求高、资金需求多的项目，由于江西水库数量多，管理人员多，管理方式各异，而财力有限，因此，需分阶段、分层次设定目标分步实施。

2.3 注重应用、讲求实效原则

系统建设应以“用”为出发点和落脚点，科学用、规范用，是建设的终极目标，因此，要以面向全省水库工程监测活动和运行管理为要求，充分加强监测设施的利用效率，全面保证监测活动的有效实施，重点突出监测分析和预警预测，达到简明、快捷、准确、及时的管理目标。

2.4 统一标准、技术领先原则

系统建设涉及网络信息系统建设，要遵循国家制定的有关标准和规范，安全监测的设计、施工要统一标准，监测仪器和监测方法要统一标准和要求。在此基础上，采用先进的技术和设备，在满足需求的条件下优先使用国产硬件与软件。

3 功能设计

为满足水库主管部门和水库管理单位对水雨情、工情、视频或图形等管理信息的统一监管，开展巡视检查、安全检查、维修养护等管理工作，及时掌握水库运行性态的要求，水库运行管理信息系统Ⅰ期功能模块按照水库主管部门和管理单位的不同职责和定位进行设计，水库工程运行管理信息系统Ⅰ期具体功能设计见表1。

表1 水库运行管理信息系统Ⅰ期功能设计

3.1 基础信息模块

主要支持对水库基础信息、注册登记、年度安全报告进行管理，基础信息主要包括水库基本信息、水库工程特性、图纸图表、标示标牌、确权划界、工程图片等内容。

3.2 安全监测模块

主要支持对水库水雨情、工情等监测数据的报送及管理。对于水雨情数据，可以对接江西省防汛决策支持系统，实现数据共享。对于工情数据，建立有自动采集系统的，通过数据汇集软件远程调用数据标准化汇集接口，没有建立自动采集系统的，采用人工填报方式，实现数据共享。同时支持对安全监测数据进行简单数理统计模型分析处理，用于判断大坝安全状况。

3.3 智能巡检模块

主要是构建智能化巡视检查体系。支持根据工程实际特点，定制化设置包含巡检时间、巡检周期、巡检项目、巡检点、巡检路线等内容的巡检任务，经审核后由工作人员采用智能巡检工具现场完成巡检任务，发现异常情况可及时上报处理，并根据巡检结果自动生成可包含文字、图像、视频、音频等内容的巡检报告。

3.4 图像视频监控模块

主要支持对水库主要建筑物和安全隐患等重要部位的在线实时监控。从利旧以及节约建设成本的原则考虑，在线实时监控平台可充分利用2013—2015年度江西山洪灾害防治项目在全省大中型水库建设的图像视频监控系统，只需将监控数据接入即可。

3.5 应急预警模块

主要支持对水库安全管理应急预案报送及管理，主要包括应急预案内容、审批情况等信息。当工程出现险情或发生异常等情况时，发布报警提醒相关水库管理单位及上级主管部门，并给出相应的应急响应等级及措施。

3.6 维修养护模块

主要支持对水库维修养护项目的计划申报、项目批复、实施方案、变更批复、中间验收、决算审核、档案专项验收、竣工验收等环节进行全过程管理。

3.7 监督考核模块

主要支持县级以上水库主管部门监督管辖范围内水库运行管理工作，对水库管理单位运行管理工作及其成果进行考核评价，并将水库管理单位自评和水库主管部门考核评价结果汇总至上级，服务于上级的监督考核管理工作。

3.8 移动平台模块

主要是通过开发APP移动平台，实现在移动端上进行水库基本信息和运行管理相关信息的查询和业务处理；支持提供水库定位、导航服务；按照审核发布的巡检任务进行日常、汛前、汛后、年度等安全检查。

4 系统设计

4.1 系统结构

系统采用B/S架构开发，自下而上由采集传输层、网络层、基础层、数据层、支撑层、应用层和用户层构成，逻辑关系见图1。

图1 系统总体架构

采集传输层：主要是将江西已建的防汛抗旱指挥系统、水雨情自动测报系统、山洪灾害预警系统等采集的水情、雨情、工情、图像/视频、水质等各类数据汇集(或集成)至系统。

网络层：主要利用互联网、移动互联网、水利信息网组成的移动网络进行各项数据传输。

基础层：包含系统机房、硬件设备等。

数据层：主要由基础信息数据库、监测信息数据库、业务信息库、空间信息数据库、多媒体信息数据库等组成。

支撑层：为应用层提供应用支撑平台，由应用服务、消息中间件、工作流引擎、数据汇集、用户论证、“江西水利一张图”等组成。

应用层：主要为县级以上水库主管部门和水库管理单位提供各类业务应用服务，由基础信息、安全监测、智能巡检、图像视频、应急预警管理、维修养护、监督考核、移动平台组成。

用户层：主要是为县级以上水库主管部门及水库管理单位四级用户提供不同权限的服务。

4.2 数据库设计

水库运行管理信息系统Ⅰ期数据库主要由基础信息数据库、监测监控数据库、业务数据库、空间数据库和多媒体数据库等组成，数据库框架结构见图2。

图2 数据库框架结构

基础信息数据库：主要用于存储工程、水文、社会、经济等基础信息。其中：工程、水文等基础信息由已建的水雨情、防洪工程数据库进行共享；社会、经济等其他基础信息来源于相关统计部门，采用数据交换方式接入数据库。

监测监控数据库：主要用于存储水雨情、工情、图像视频及水质等监测监控类数据。

业务数据库：主要用于存储智能巡检、维修养护、预警分析、监管考核等业务类数据。

空间数据库：包括各种不同比例尺的水利专题图和数字高程图。

多媒体数据库：主要用于存储移动巡检过程中采集的视频或图像信息及系统所涉及的相关规章制度及标准规范数据。

4.3 运行环境

硬件设备：为保证无故障稳定运行，系统配置四台服务器，一套存储阵列，其中两台服务器作为数据库服务器，通过双机热备运行，连接存储整列作为数据库存储，两台服务器作为应用服务器和应用接入，提供业务及Web服务。

软件环境：建设包括Windows Server 2003及以上操作系统、Oracle数据库管理系统、TOMCAT应用中间件等几方面内容。

5 结 语

江西水库运行管理信息系统Ⅰ期运用“互联网+”技术，建设覆盖PC段、门户网站、手机APP，包括基础信息、安全监测、巡视检查、监督考核等应用系统，实现信息查询、智能巡检、监测分析、监控预警等在线管理功能，对全方位提高江西水库管理工作的水平和效能，保障水库的安全运行，充分发挥水库的工程效益具有十分重要的作用，是发挥水库工程效益、增强水库防洪能力的有效手段，是保障江西水库大坝安全管理工作走向现代化的关键措施和必由之路。