高崖水库数字化综合管理平台建设浅析

秦来伟，李 芳，赵金明

（1.潍坊市高崖水库运营维护中心，山东 潍坊 262402；2.山东浩博水利建设有限公司，山东 潍坊 261021；3.潍坊市白浪河水库运营维护中心，山东 潍坊 261652）

高崖水库是潍坊市6 座大型水库之一，位于潍河支流汶河上游，于1959 年10 月动工兴建，1960年7 月建成蓄水，控制流域面积355 km2，防洪标准为100 年一遇洪水设计，10 000 年一遇洪水校核，总库容1.599 5 亿m3，兴利库容0.654 5 亿m3，死库容0.138 1 亿m3，是一座集防洪、灌溉、供水、养殖、发电、生态保护等综合利用于一体的大（2）型水库。其防洪功能尤其重要，充分发挥了削峰、拦洪作用，保证了下游人民生命财产及交通干线的安全。

目前，高崖水库已逐步建成大坝渗流、变形、水质监测、溢洪闸启闭、视频监控、防汛物资管理、水雨情、办公等多个系统，多方位提供了高崖水库数据的收集、分析和管理水平。而随着信息技术在水库运行管理的深入运用,对数据信息采集处理和使用的要求越来越高，为此，建设一套综合管理系统数字平台，减少重复开发，提升业务系统之间的关联性和统一性，势在必行。

1 水库各系统面临的问题

1.1 信息不能共享

高崖水库目前已建成大坝渗流、变形、水质监测、溢洪闸启闭、视频监控、防汛物资管理、水雨情、办公等系统，虽然每个业务系统内部都实现了自动化与信息化监控，但是各个系统之间没有信息互联纽带，不能够实现信息共享、自动协同操作，形成了以各个系统为中心的信息孤岛。

1.2 劳动强度大

水库各个业务系统需要的基础数据很多是相同的，比如高崖水库的库容、防洪标准等，是每个系统都需要的基础数据，需要多人多次重复输入，增加了管理人员的数量。值班员在中控室面对多个业务系统的监控终端，研读呈现的信息，发出操控指令与参数，还要兼顾其它业务系统的协同操作，劳动强度极大。

1.3 数据混乱

一个业务系统收集的数据，也可能是另一个业务系统的基础依据，比如降雨量和水库的水位是开启溢洪闸泄洪的依据。在各自为战的情况下，各个业务系统的数据分别以各自不统一的格式散落存放在各自的控制中心。因此，各业务系统的数据采样周期不同容易造成数据混乱与缺失；系统数据的格式不标准，不能够放在一起比较、分析和利用；分析模式不统一、不科学、不适用，造成的分析结果千差万别，无法为管理决策提供参考依据。

2 平台设计

为实现高崖水库动态监管，整合高崖水库已建的自动化系统数据等信息，综合科学分析数据的变化情况，用以保障大坝安全运行势在必行。

2.1 总体构思

系统建设按照“统一技术标准、统一运行环境、统一安全保障、统一数据中心、统一门户”的原则，建立一个以高精度传感器监测测量、信息采集系统为基础，以信息化管理系统为平台，以高速安全可靠的通信网络为支撑的运行管理数字平台。建成一个中心（数据中心）、一个平台（运行管理数字平台）、一张图（GIS 地图）、一张表（统计分析与决策支持报表）、四大支撑体系（数据采集体系、网络传输体系、业务应用体系、保障体系）的运行管理数字平台。

2.2 设立标准统一的数据库

1）基础数据收集、整编、处理。工程基础信息、工程特性、工程图纸、物资管理、岗位事项、巡查流程、管理单位、管理岗位、管理人员、设备信息、防汛物资等静态数据按照标准化规范的要求，进行收集、筛选、整理、校核，采用人工录入的方法录入综合数据库。空间数据将根据水利地理信息分类与编码标准进行组织整理，以天地图为基础，构建开放的、灵活的基础空间数据库。

2）数据库建设。基于水利工程的标准化现状，采用Microsoft SQL Server 进行数据存储。平台数据库包括基础数据库、专题数据库、空间数据库、元数据库等数据库。

3）服务体系建设。通过服务体系建设，扩充、完善平台资源与服务功能，整合数据资源和应用系统，实现水雨情、视频、工情等各类信息的存储、管理及与应用系统、信息采集平台的交互。

4）数据同步建设。数据库建设目标是建立统一、标准化、空间信息与属性信息一体化的综合数据库。通过开发数据同步程序，方便地将采集到的监测数据经过格式转换顺利入库，实现数据的及时动态更新。

2.3 数字化平台功能

高崖水库工程管理标准化数字管理平台包括：访问层、应用层、应用支撑层、数据层和采集层。在建成的数据库基础上，融合了现有的各业务系统，并进行了扩展和利用，各层的功能如下：

1）导航。展示水库的运行情况，包括实时水位库容、实时雨量、闸门运行状态、大坝安全监测、隐患处理、今日动态以及事项提醒等信息。

2）待办事项。用户需要处理的事项，包括待办流程、发起的流程、已处理待办和提醒通知。

3）工程信息。提供工程基础信息管理功能，包括供工程信息、划界限权、工程图纸、工程面貌等信息查询。可以通过图片轮播等形式进行展示。

4）综合地图。通过“一张图”展示水库、雨量站、水位站、视频站、巡查情况；不分层布置，布置一个综合的显示地图；显示水库的分布，可以查看水库工程信息、划界限权、工程图纸和工程面貌；显示雨量站的分布，可以查看该站实时雨量过程线；显示水位站的分布，可以查看该站水位过程线；显示视频站的分布，可以查看该站实时视频；显巡查路线，包括巡查点位、巡查情况、上报时间等，可以查看巡查路线。

5）监测监控。实现监测信息的查询与展示，包括巡查监控、水位监测、雨量监测、视频监控和安全监测等。

6）工程检查。工程检查包括：日常巡查、定期检查、特别检查、设备检查、专项检查。对于周期性的检查，系统提供自动提醒功能。

系统对所有检查发现上报的问题统一汇总至隐患管理模块，实现隐患信息查询功能，并能够对隐患进行在线处理，能够按照日常维修、专项维修、日常跟踪、不是隐患、列入年度计划等多种处理方式进行处理。

7）调度运行。用于记录水库调度，包括实时工情、调度管理、供水管理和控运计划等功能。

8）维修养护。包括维修养护计划、维修养护资金、维养管理。记录上报发现的问题，供领导决策，供日后查阅。

9）应急管理。应急管理包括应急预案、备用电源、应急演练、防汛物资、险情管理和应急响应。

2.4 平台的运用效果

1）系统融合，数据共享。对于水库的运行管理，各项检测数据的收集、共享、统计分析尤为重要，直接关系到领导的决策、水库的调度以及安全度汛问题。

（1）水情监测。水情信息内容包括：水库的库水位、蓄水量，并提供相关信息的查询、分析、统计和预警等功能，为工程管理人员提供实时、准确的水情信息服务。

（2）雨情监测。在电子地图上动态监视各雨量站的降雨量信息，同时能对超标站点进行不同颜色的区分，实现信息以快速、直观、多层次的方式展示。

（3）大坝安全监测。基于大坝安全监测系统的渗流、变形、等监测数据，对水库大坝的安全状态进行实时监控预警，为水库管理单位提供实时的大坝安全信息，确保大坝的安全运行。

（4）工情监测。在图形界面上对实时和历史工情监测信息进行查询展示、地图标注、超限报警等，包括闸门的启闭情况、上游水位、闸门开度、闸门开启孔数等信息，并可进行报表的统计分析，使用户全面了解水闸实时和历史工况等等。

平台的建立使这些不同业务系统的检测数据能够共享。能够根据各类工程的实际情况查询相应的水雨情、安全监测、流量等相关实时监测数据，并实现报警数据特殊标记。比如：根据检测的水位、库容数据，收集到的降雨信息，可以综合分析高崖水库的入库流量，从而预测水位的上涨情况，决定溢洪闸的开关以及泄洪流量的大小。业务系统的融合、数据的共享，为高崖水库的运行管理提供了科学、高效的管理和决策。

2）移动智能APP 的运用。高崖水库工程管理标准化数字管理平台，使管理人员可以随时随地通过移动智能终端访问平台相关数据，及时掌握水利工程运行管理现状，并可以对相应任务进行批示。

3 结 语

高崖水库工程管理标准化数字管理平台的建设对已建成系统软硬件资源进行提升改造，提高了资源利用率，使得各业务系统达到充分共享，实现各系统和软件的简单易操作性、连贯性和安全性，实现了信息平台的可伸缩性、可扩展性和可复用性，推动高崖水库管理由“数字水库”向“智慧水库”的转变，进一步提升高崖水库运行管理水平，加快了高崖水库水利工程标准化管理实施步伐，推进了《全省水利工程标准化管理工作推进方案》的落实，保障了省、市、工程运行管理单位三级平台之间的互联互通和信息共享。