广西那板水库智慧管理系统设计.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）1工程概况那板水库位于广西左江支流明江河上游，坝址距上思县城4 km，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾发电、城镇供水、养殖等综合利用的大（2）型水利工程。水库坝址以上集雨面积490 km2，总库容为8.28亿 m3，有效库容为 2.64 亿 m3，水库设计灌溉面积10.62万亩，有效灌溉面积4.5万亩，电站总装机容量为12.6 MW，设计年发电量4200万kWh，城镇供水560万m3/a。水库下游明江河在宁明县境内汇入左江，水库保护下游上思、宁明等地100多万人、40多万亩耕地，保护湘桂铁路100 km、311省道3 km。2信息化建设现状和存在问题那板水库自1995年开始利用信息技术在水库运行管理方面已做出一些尝试和探索，先后建成水情自动测报系统、大坝安全监测系统、电站计算机监控系统、闸门监控系统、视频监控系统等信息系统，这些信息系统的应用，为水库的运行管理和调度决策提供了科学、详实的基础数据，取得了良好的社会效益和经济效益。然而，随着云计算、大数据、物联网、移动互联等新一代信息技术的普及应用以及水库运行管理工作要求的不断提高，现有系统已无法满足当前标准化、精细化水库管理工作的需要，主要存在以下问题：（1）信息系统分散搭建，缺乏顶层设计。那板水库信息化建设虽已起步多年，先后建设了支撑水库工程安全、防洪等业务工作的信息系统，但受各项目投资来源不同、建设时间不同等影响，各信息系统分散搭建，缺乏统一规划和顶层设计，致使信息系统种类多、互不兼容，数据资源无法流通，业务协同无法实现，形成孤岛式的信息系统。（2）感知体系不完善，监测手段亟需改造提升。水库感知体系覆盖范围和要素内容不全面，部分监测仪器存在损坏、老化、失效等问题，监测数据采集标准不统一，信息感知监测手段相对落后，生态流量、蒸发量、气象等仍采用人工观测，自动化、智能化程度偏低。（3）数据资源共享性、兼容性、交互性低，开发利用不够。现有系统相互独立，数据仍采用分散存储的方式，集成度低，数据信息分散，数据标准和格式不统一，数据质量得不到保障，缺乏数据共享机制，造成信息成果“条块分割”“相互封闭”，存在数据壁垒，数据之间未互联共享，信息孤岛现象突出，不能实现数据资源的有效流动、共用共享、交互关联，阻碍数据信息的进一步整合和分析。（4）业务应用支撑水平不高。业务应用系统和业务融合不深入，覆盖面有限，整体支撑能力不足，在水电站协同管理、库区巡查监管、水域岸线管理等业务领域仍采用传统的管理模式和管理手段。收稿日期2023-01-28作者简介李俊林（1987-），男，广西德保人，广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司工程师，学士，主要从事水利信息化咨询设计和信息化建设项目管理工作。智慧水利 广西那板水库智慧管理系统设计李俊林(广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁530023)摘要在数字中国战略加快推进、水利改革发展不断深化的时代背景下，智慧水利为推动水利高质量发展提供了新动能，是推动水利工程从“人治”到“数治”的重要抓手。本文就那板水库信息化建设现状和存在的问题进行梳理和分析，以需求为牵引、问题为导向，提出那板智慧水库升级改造设计的建设目标、总体框架和主要措施，为智慧水库咨询和设计提供借鉴和参考。关键词智慧水库；管理系统；设计；那板水库中图分类号TV697文献标识码A文章编号1003-1510（2023）03-087-0387李俊林:广西那板水库智慧管理系统设计应用系统功能存在局限性，由于开发和建设时间较早，部分流程、体系架构已不能适应新时期、新形势下对水库管理工作的任务和要求。（5）支撑环境基础薄弱。部分网络、服务器等设备经过多年运行，已出现老化、效率较低、故障率升高等问题，不能可靠地支撑信息系统安全稳定运行。信息系统分散搭建、采用单机部署的方式，导致服务器无法得到充分利用，使用效率不高。网络安全防护能力不足，缺乏可靠的网络安全防护策略和防护机制。3建设目标充分运用云计算、大数据、物联网、移动互联等新一代信息技术，通过深入调研和分析那板水库业务应用需求，以存在问题为导向，转变思路、统筹规划、协调发展，以“透彻感知、全面互联、深度挖掘、智能应用”为方向，硬件强基础、软件增效能，双管齐下搭建集成化、标准化的智慧水库管控平台，构建以标准化管理、高效能办公、智能化服务为显著特征的“互联网+”综合体系，为那板水库行政管理、工程运行管理、防汛抗旱管理、库区管理等提供坚实的信息化支撑和保障，有力提升水库管理工作的业务能力、响应速度、执行效率和过程质量，开启那板水库现代化管理新征程。4总体设计框架根据那板智慧水库建设目标，面向水库运行管理现代化，以多源感知的信息采集监测物联网为基础，以数据资源的整合、挖掘和应用为核心，以数据的通信网络为纽带，以水库业务智慧应用交互为标志，以标准规范体系和信息安全体系为保障，形成那板智慧水库总体设计框架（见图1）。图1那板智慧水库总体设计框架示意图5主要措施（1）构建覆盖水库全域的多源感知网络。构建集水文、墒情、气象、安全监测、视频、水电站监控为一体的透彻感知体系。更新改造水情自动测报系统遥测站和系统软件，统一水位、雨量、墒情、气象等数据发报和接收格式，加强数据采集内容的融合共享，有效提高报文数据的兼容性、共享性；对水库大坝安全监测设施进行升级和完善，实现水库大坝和工程安全的全方位监测和感知，提升水库大88广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）坝和工程安全保障、应急管理和政府监管能力；引入视频智能分析技术手段，提供水库放水预警识别、周界入侵识别、漂浮物监测识别、火灾识别等智能分析服务，提高水库危险源识别能力和响应处置能力；整合集成那板水电站计算机监控系统信息资源，提高数据共享性，实现水库防洪、发电调度的协调统一，有效提升水库整体的兴利调度水平。（2）搭建标准、开放、共享的数据资源体系。根据水库业务管理需求，结合水利信息化相关技术标准规范，参考计算机信息系统建设通用标准规范，制定信息平台的数据存储、数据采集、数据传输、数据交换、运行维护等数据标准规范体系，科学设计平台的模型与流程，实现各业务系统间的数据互联互通；建立数据共享机制，构建面向服务、规范化的数据交换共享平台，实现平台数据的开发共享；搭建统一的数据库，整合水库信息数据，实现数据的统一存储、管理和开发利用，提高资源利用率、避免重复建设、降低维护成本。（3）创建BIM+GIS一体化支撑平台。通过数字化、网络化、虚拟化和可视化技术，对水库区域信息进行实时融合分析，提供库区交互式实时漫游浏览功能，将自然的区域变成可实时再现和模拟预测的信息化区域，实现不同层次之间的信息共享、交流和综合分析。（4）打造标准化、专业化水库智慧应用平台。按照水库工程标准化规范化落实“九化一体”管理要求，重构和优化业务流程，搭建功能模块化、数据标准化、具备“大屏-桌面-移动”多端处理能力的智慧水库业务应用平台。在行政管理方面，按照国家、水利行业标准规范和水库管理工作相关要求，以信息化为引擎，建立职责明确、流程清晰、执行规范的业务流转机制。通过流程化管理手段，实现跨科室、多用户的工作协同和信息共享，提高工作管理效率；通过管理活动和管理方法的规范化、科学化和程序化，推动那板水库行政管理标准化。在工程运行管理方面，通过大坝安全监测实时数据智能分析、动态预警，有效保障水库工程安全运行精细化管理；通过工程安全智能巡查系统，实现工程巡检无纸化、问题记录信息化、轨迹上传可视化、资料查询实时化，实现水库“三个责任人”业务工作信息化全覆盖，提高水库工程安全预警信息发布和险情灾情上报能力及库区工程安全运行管理水平。在防汛抗旱管理方面，建立“预报、预警、预演、预案”的四预体系，通过洪水预测预报和洪水三维模拟推演，提高水库水旱灾害预警预报水平，为水库防洪调度提供科学的决策支撑，保障水库工程及下游人民群众生命财产安全。在水生态环境保护方面，通过全天候感知水库生态下放流量，保障下游河道生态环境的可持续发展。在库区管理方面，通过卫星遥感影像动态监测，实现水库非法采砂、水土保持、占用库区私搭乱建等行为的实时数据自动分析，解决库区水政执法发现难、取证难等问题，为库区水政执法提供全方位、多时相的信息化支撑。（5）敦实信息化基础运行环境。建设高标准机房环境，提升信息系统运行环境保障水平。利用虚拟化技术搭建高性能服务器集群，实现计算资源的池化管理和按需的弹性服务，提高硬件资源的利用率。构建以纵深防御为基础、监测预警为核心、应急响应为抓手的全要素、可信、可控、可管的网络安全防护体系。5结语本文以那板智慧水库设计为例，智慧管理系统建成后，可以为那板水库防洪安全、工程安全、设备安全、水生态安全、库区管理安全提供坚实的保障，有效提升水库管理工作的业务能力、响应速度、执行效率和过程质量。智慧水库的设计需要注意：要与智慧水利发展的相关规划、政策和指导文件要求相衔接，融入全国智慧水利体系；要以需求为牵引、问题为导向，立足于水库工程管理职能，紧密围绕水库业务管理中心工作，做到因地制宜、量体裁衣；加强新一代信息技术与水利业务的深度融合；坚持利旧原则，统筹兼顾已建信息系统和设施设备，避免重复建设，实现水利信息资源集约化管理。（责任编辑：刘征湛）（英文摘要下转第 93 页）89广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（3）Intelligent management system design for Naban Reservoir in GuangxiLI Jun-lin(Guangxi Water&Power Design Institute Co.,Ltd.,Nanning 530023,China)Abstract:Under the background of accelerating the digital China strategy and deepening water conservancy reformand development,intelligent water conservancy provides new driving force for promoting high-quality developmentof water conservancy,and is an important lever to promote the transformation of water conservancy engineering fromhuman governance to digital governance.The current status and existing problems of informationization constructionof Naban Reservoir were analyzed.Following the demand-oriented and problem-oriented principles,the construction target,overall framework and major measures of Naban intelligent reservoir upgrade design are put forward.Key words：Intelligent reservoir;management system;design;Naban Reservoir（上接第 89 页）制，灌区自检审查数据准确性、完整性、真实性、标准性，市县初审审查关键数据一致性，自治区校审软件自动检查审查数据规范性、完整性，各项审核完成后统一入库管理。（3）共享与应用。灌区一张图标绘完成后，作为灌区基础信息的唯一来源，灌区往后的规划、设计、管理均以此为基础，确保数据一致性。灌区一张图需充分共享，由自治区统一管理，灌区以及市县可根据业务需求申请调用。灌区信息化建设需基于灌区一张图实现可视化展示。（责任编辑：刘征湛）Research on standardized management of irrigation zone mapZHANG Ting-qiang,LAI He-tao,LIU Pei-yue(Guangxi Water&Power Design Institute Co.,Ltd.,Nanning 530023,China)Abstract:To realize the standardization and standardized management of spatial information and basic informationof irrigation zone,based on the achievements and experience of the Ministry of Water Resources in irrigation zonemap of whole country,an irrigation zone map solution is proposed from the aspects of the design of irrigation zonemap,information acquisition of map,plotting of map,application of map,management of map etc.Key words：Irrigation zone map;standardization;layer;plotting93