引洮供水二期信息化平台设计思路探索与应用

赵国荣，欧阳宏

(1.甘肃水务节水科技发展有限责任公司，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，甘肃 兰州 730000)

1 项目背景

引洮供水工程骨干供水网络共建设1条总干渠、9条干渠及2条分干渠、20条支渠，20条非农业输水供水管线、10条乡镇供水管线，其中渠系合计长度907.492km，管线总长292.87km，工程分一期、二期建设。为了解决引洮供水工程通信网络，运行工况数据采集、传输、分析、诊断、预警，工程集中控制的问题，综合决策等问题，从而满足工程整体安全和分水调度要求，满足工程整体安全和供水安全。本文主要围绕引洮供水二期工程信息化业务需求，紧密结合引洮二期输水工程总体运管需求，提出了六层四体系的系统总体架构和涵盖1个门户、3个平台、4类应用的业务系统，为引洮供水二期工程管理提供信息化平台。

2 信息化系统组成及总体方案

2.1 信息化系统组成

引洮供水一期工程已经在定西市建设了运行管理中心，本次信息化系统建设主要完成通渭县、会宁县运行管理部的机房及视频会议会商系统，总干渠、干渠(四～九干)、分干渠(八干一、二分干)、供水管线(18条)沿线共215处闸(阀)门综合自动监控系统，3座泵站综合自动监控系统，沿线水位、流量、压力、温度等水情信息监测系统(压力监测和流量调节阀流量监测设备的配置详见水机专业相关内容)，沿线主要建筑物的安全监测系统，沿线主要建筑物的视频监视系统，以及动环境监测系统和相关电源系统等设计。将这些系统通过通信传输网络与定西市运行管理中心预留的接口进行对接，最终实现引洮供水一期、二期工程的统一调度管理。

2.2 总体方案

引洮供水二期工程运行管理中心信息化系统以数据管理技术支撑平台和应用管理技术支撑平台为基础，再根据业务具体需求开发部署各类业务应用模块。其中数据管理技术支撑平台和应用管理技术支撑平台满足具备完整的一体化管控基础平台要求，提供测点、画面、报表、曲线、通讯接口(可根据协议自定义开发标准通讯驱动)等组态及开发工具，满足后期接入的不同测站的需求。结合现场管理机构设置，在会宁运行管理部及现场14个管理站配置相应的一体化管控平台软件终端；同时结合现场管理机构设置，在会宁运行管理部及现场14个管理站配置相应的工作站、打印机等终端硬件设备，同时与定西运行管理中心的数据容灾备份系统结合，在通渭临时运行管理中心设置数据异地容灾备份系统，实现数据的两地三中心，确保数据安全。

3 业务应用系统

3.1 一个门户网

门户网统一集成门户网为主导，在电脑端、移动端APP和微信小程序建设统一门户，实现功能包括每日报告、信息查询、工程巡查、工程管理、智慧调度、监测统计、信息上报、信息提醒、新闻公告、辅助功能、信息安全、单点登录、用户管理、界面服务、公众互动等。

3.2 三个平台

引洮供水二期信息化平台打造三大基础平台，主要为信息采集交互平台、数据管理技术支撑平台和应用管理技术支撑平台。信息采集交互平台主要实现引洮供水工程各类感知终端设备的数据接入，并按照统一标准的数据格式推送至各应用系统；数据管理技术支撑平台主要为为系统内各功能或外系统提供不同类型数据库的通用数据访问接口，实现历史数据的入库存储和查询功能；应用管理技术支撑平台，主要为系统提供包括数据分析、数据处理、权限设定、图形框架、综合报警、综合展示、数据通讯、控制服务等功能，实现系统内部和系统外部的数据交换服务。控制区与管理区的数据交换，运行管理中心与管理中心的数据交换，以及本工程与外部系统间的数据交换等。

3.3 四类应用

3.3.1监测类

(1)多源全景监控系统

多源全景监控监测系统的建设内容包含引洮一期、二期现地闸门位置，数量，泵站机组台数、控制模式及相关水情信息，工程安全监测点位布设，采集形式及分析结论等，动力运行环境状态、运行参数等等的各类现地监测监控。用户通过PC客户端及手机移动终端进入二、三维WebGIS平台，通过鼠标拾取，快速浏览等模式迅速实现监测点的位置、参数、实时数据的查询，同时提供综合的信息服务。

(2)三维GIS虚拟仿真系统

二期供水工程沿线坝体、渡槽、闸门、管理站、隧洞、分水口、下渠通道、排洪建筑、倒虹吸等水工建筑。其中隧洞171座，全长368.971km；暗渠219段，全长44.525km；明渠全长6.36km；管道全长121.314km；渡槽(管)48座，3.318km；陡坡(管)72座，全长4.363km；倒虹吸19座，全长14.246km。此外还包括等各类建筑物205座。对引洮供水二期工程水利专题数据进行整编、建库，结合工程总布置及专业设计图纸等，整编和制作工程线路、建筑物分布、设施设备分布、各类监测点(工程安全监测水质监测、水情监测、气象监测、视频监测等地理数据。结合工程需要，制作用户常用的水利专题图。结合软件开发、集成及调试标段招标文件引洮供水工程基础地理数据、专题数据整编成果和模型，构建引洮供水一、二期工程三维场景，主要包括项目范围内影像、高程处理和影像融合、建筑物模型组装和融合表现、工程表现、基础地理数据表现、配景表现、电子沙盘标识和符号化等。通过三维引擎将模型绘制渲染，三维引擎通过接收各种操作信息来改变模型状态，实现交互，在此面板中，选择项前复选框查询到对应场景中如地理位置、高程数据、河流路径、水流等信息。同时，场景中心位置的十字准星所在位置的经纬度坐标、海拔高度能同时在右上角实时显示出来。当鼠标点击左、右键移动时，对应的场景可分别从远近、不同角度变换观测。

3.3.2管理类

(1)水资源智能调度系统

实现通过整合、集成调度SCADA、管网GIS、水厂过程控制、抄表营业收费、服务热线(呼叫中心)等信息化系统，建立管网水力模型、专家决策支持、供水调度预案知识库、专家库和调度辅助决策等系统，实现引洮供水工程调度科学、经济，节能减排，优质服务。

(2)智能化运维管理系统

按照《引洮供水工程运行管理标准》完成系统设计、优化和修改，保证运行管理信息化系统能够全面、先进、通畅、安全、科学、人性化运行

(3)标准化管理系统

实现网上办公、移动办公，根据领导批示草拟文稿并能及时得到提示，随时随地处理事物，有效加快办文流程、提高办公效率，加大灌区管理透明度，确保流程的精细化、管控的精细化和运作的严谨性。

3.3.3决策类

智能预警决策功能以一体化软件平台的实时数据、历史数据为基础，实现智能报警和APP交互等功能，解决海量报警中无法人工寻找重要信息的问题，保障工程安全稳定运行，最终实现供水安全和工程安全。

3.3.4服务类

综合信息服务系统中的一部分信息是各专题数据库的原始信息，一部分是综合信息服务系统能够集成各数据库中的信息，并拥有重新组织和加工的能力的信息，涵盖引洮供水工程概要，引洮供水一期、二期的输水调度，引洮供水工程建筑物和机电设备安全监测，引洮供水工程运行维护等服务。

3.4 系统集成

引洮供水工程信息化系统是一个较复杂的信息系统工程，工程距离长，建设内容包括通信、网络、软件、业务各个方面，具有建设周期长、范围广、多学科等特点，并需考虑后期工程扩容接入的需求。从工程建设整体分析，系统集成的任务主要包括：计算机网络系统集成、计算机系统集成、应用系统集成。

4 结语

引洮供水二期工程骨干信息化平台开发自2021年4月开工以来，已按照项目建设进度完成了1个门户、3个平台、4类应用的开发任务，其中闸门控制系统二期通水以来一直应用至今，水量调度人员在办公室可实现千里范围内的水量调度和统计，该平台结合长距离引调水工程管理需求中建设的闸门综合自动监控、现地阀门综合自动监控、水质在线监测、供水设施监测、动力环境监控、视频图像采集及会议会商等业务应用系统，基于统一的数据采集和资源管理与分析进行各类应用程序开发，打造立体化监测、精细化管理、智能化决策和便捷化服务于一体的引洮工程管控平台，降低管理过程中的各类风险，利用系统逐步优化业务流程，为最终实现“智慧引洮”提供强大的基础保障。