关于亟待加强都江堰灌区工业用水信息化建设的思考

杨才俊

(四川省都江堰管理局工业用水管理处，四川 都江堰，611830)

都江堰是向供水区提供生活、生产、生态用水为主，兼顾防洪、发电、旅游等多目标综合服务的大型水利工程。随着灌区社会经济的发展，都江堰灌区内的工业生产迅速发展，其工业供水也达到了一个新的阶段，工业供水在整个供水体系中占据了相当重要的地位。目前，除向成都、青白江地区工业生产供水外，灌区内其他地市的供水需求量也在不断扩大，工业用水信息化建设将促进科学用水、管水，充分利用有限水利资源，增强水利工程管理单位的服务能力。实现都江堰工业用水信息化是当前迫切需要高度重视的一个首要问题。

1 都江堰工业用水信息化系统的现状

都江堰水利工程修建于公元前256年，它引岷江之水自流灌溉川西平原，哺育出美丽富饶的“天府之国”。都江堰管理局是四川省水利厅直属的水利事业单位，承担着都江堰灌区工程规划、建设、管理和供水的任务，其中工业供水是灌区财政收入的主要经济来源。目前，成都市大型的工业企业及供水企业相继投资建立了流量监测设备，但是只能提供现场抄表读数，不能满足远程监控的要求，其局限性突显在时效性的不足上。人为因素为主的监测结果存在一定的差异，变幅时小时大。

都江堰管理局工业用水水量计费自动化系统于2009-2010年期间建设完成，就是要将原先各个分散的计量信息通过远程信息采集及通信传输至中心站，并提供信息发布、计费等功能，实现供水计量的实时监测。工业用水水量计费自动化系统是为都江堰成都工业供水中心设计，集成用水计量及业务办公等一系列功能的综合管理系统。它是灌区水利信息化建设的一个重要组成部分，也是灌区水利信息化建设的一项创造性成果，计量信息今后将接入到都管局中心。2010年7月通过水利部科技推广中心验收，控制中心设在都江堰成都工业供水中心，负责接收成都地区和青白江地区12个用水户共计24个流量计，通过GPRS方式传输上来的实时流量数据。系统将原先各个分散的计量信息通过远程信息采集及通信传输至中心，并提供信息发布、计费等功能，实现供水计量的实时监测(系统网络结构见图1)。

图1 工业用水水量计费自动化系统网络结构

该系统基于GPRS的数据传输过程：远程终端数据通过RS232或RS485输入到GPRS Modem，GPRS Modem将数据组合成TCP/IP包，通过GPRS把数据发送到数据中心的服务器，完成远程数据的采集。同理服务器的控制指令和数据通过GPRS传送到GPRS Modem，GPRS Modem分拆TCP/IP包，然后将数据通过RS232或RS485发送给终端设备，完成远程控制调度。由于GPRS Modem是基于TCP/IP协议的完全透明的传输数据，终端设备直接与Modem的RS232串口相连，使用非常方便。

青白江的11个流量计由水科院负责通过GPRS传输数据，只需在成都中心站部署服务器端程序接收数据，该服务端程序用java编写，根据水科院提供的数据报格式把数据接收下来并入库，通过触发器把数据转换成Web平台所使用的数据格式，并用数据同步程序把数据写入Web平台的数据库表中，以实现对水量数据的远程监控。

2 当前工业用水信息化系统运行存在的问题

目前，工业用水水量计费自动化系统已运行11年多的时间，信息化系统存在的问题也逐步出现。2019年3月中旬，都江堰管理局工业用水处对现有主要站点进行了一次排查，对目前系统运行存在的问题进行了梳理，存在问题如下。

2.1 中心站机房现状

中心站机房主要由两台IBM服务器和一套UPS电源还有若干网络设备组成。一台服务器(IBM X3610)作为Web服务器，安装了GIS软件并导入大成都地区的电子地图，为因特网用户提供访问系统平台服务；一台服务器(IBM X3650)作为数据库/通信服务器，安装了ORACLE10g数据库并把系统表结构导入数据库，部署了GPRS数据接收程序，负责接收成都地区和青白江地区12个用水用户共计24个流量计通过GPRS方式传输上来的实时流量数据。

中心站机房目前Web服务器(IBM X3610)已经故障，无法正常使用，导致软件无法登陆；数据库/通信服务器(IBM X3650)由于缺乏技术人员维护，数据库故障，已经无法登陆。都江堰管理局工业用水水量计费系统始建于2009年，目前软件功能已经无法满足都江堰管理局工业用水管理处现代化移动办公的需求。

中心站机房硬件方面，由于房屋存在漏水现象，用电存在隐患致空调设备无法运行，烟雾报警设备缺失，中心机房在运行过程中存在较大的安全隐患。

中心站机房运行维护方面，由于缺乏专业的技术人员对系统软件硬件进行巡检维护，导致系统出现软件硬件故障、网络故障、电气故障等方面的问题时无法快速地解决修复。

2.2 遥测站点现状

通过2019年3月份的初步排查，遥测站点现状除成铁2个点、成钢老区、川化2、3号共5个测点停止运行，南河水位井无法修复外，其他26个测点可以恢复上线运行。损坏的成钢新区、川化1号、水六厂C区、郫县水厂4个测点，被拆除的巨石化工厂可以通过更换采集设备完成采集数据任务；另外玉龙、青白江水厂3个点、巨石共4个测点新安装了流量计需要重新接线并采集数据；环境用水点苏坡支渠传感器需要重新布线；红光右支渠需要新购传感器。

通过对遥测站点的现状分析主要存在以下问题：

(1)遥测站点的运行维护，缺少有专业资质的公司及技术人员参与巡检维护；

(2)遥测站点数据传输的GPRS信号，由于欠费导致数据传输停止；

(3)有些遥测站点处于野外，存在极大的损毁被盗风险。

2.3 数据传播准确性方面

各采集终端的数据，通过GPRS数据卡和专用APN移动专线传输至成都中心站。远程数据采集箱串连于用水户流量计内，用水户流量计约3s采集一次流量数据，远程抄表系统每5min采集一次，所以GPRS计量数据与人工抄读数据存在少量偏差。

3 新信息化系统建设探索

都江堰工业供水是都江堰管理局财政收入的主要经济来源，因此，都江堰管理局工业用水水量计费自动化系统必不可少，工业用水水量计费自动化系统的建设对工业用水管理至关重要。让有限的水资源得以有效保护、合理配置和高效利用，建设都江堰工业用水水量计费自动化系统更应注重以下几个方面。

3.1 信息系统集成化、共享化

针对本次应用服务器中间件产品，我们综合考虑了标准规范、稳定性、安全性、运行效率、售后服务等因素，选择符合J2EE规范的JBoss Application Server作为应用服务器选用的中间件产品。JBoss是一个基于J2EE的开放源代码的应用服务器，用于实现基于SOA架构的web应用和服务，支持EJB 1.1、EJB 2.0和EJB3.0的规范。

在数据库的设计上，要遵循标准的SQL语法规范，因此，对于数据库没有特定的要求，能够支持现今市面上的主流数据库(如：Oracle、SQL Server、MySQL等)。同时，为保证此次系统达到最佳的处理性能，以及从安全性、可靠性、经济性等方面因素考虑，本次系统可采用Oracle作为系统的支撑数据库，以达到和管理局自动化系统并接，共享信息。

3.2 工业用水水量计费自动化系统应科学实用

3.2.1 实时监控窗口

探索建立实施监控窗口，能够对重点用户用水水量、水位进行统一监测，监测数据基于地图(或GIS)的方式直观显示，并支持画面的无级缩放、动画展示、状态特效等展示功能，方便都江堰工业用水管理人员直观、快速了解各重点用户用水情况。系统接收远程数据采集点的水位、流量数据，将采集数据远传发送到数据中心，从而实现对所需信息的实时监测。

3.2.2 计量科学准确

远程数据采集箱串连于用水户流量计内，用水户流量计约3s采集一次流量数据，远程抄表系统通过技术手段与用水户流量计采集时间达到一致，消除GPRS计量数据现存的少量偏差。

3.2.3 历史数据的报表生成网络确认

主要根据使用情况选择的条件显示用水量日统计表和用水量月统计表的数据内容，以图表的形式显示出来，数据查询采用图形和表格的方式，使供水管理方对数据一目了然。同时能将报表输出为html格式、excel格式的报表文件，以方便存储管理。

查询历史数据采取两种方式查询，一种是变量方式查询，一种是测站方式查询。历史数据导出灵活，可按需求导出需要的历史数据直接生成报表，分析工业用水户水量情况。

3.3 运行维护服务

都江堰工业用水水量计费自动化系统投入使用后，必须充分考虑系统运行维护服务。将系统运行维护服务外包于第三方有资质、有专业技术人员的公司进行长期维护，建立报警管理系统，可以使监控中心内运行人员第一时间获知运行过程中产生的设备故障报警和将要产生的生产事故信息报警。当运行过程中设备一旦发生故障时相应的区域显示闪烁，并显示一组设备报警，提醒专业维修人员及时到达现场对设备进行维修、保养。

4 结语

工业用水信息化的建设是都江堰灌区水利信息现代化的重要一环。当前，最为紧要的是在已有初步建设规模的基础上，运用现代科学管理水平，对其完善和提升，尽快形成体系化操作流程，使其掌握的工业用水数据成果切实为灌区服务，保障都江堰管理局经济收入稳定和可持续。加强都江堰灌区工业用水信息化建设刻不容缓。