水庫工程管理信息化建設(shè)實踐
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摘要：水庫工程信息化建設(shè)是提升水利設(shè)施管理水平的重要內(nèi)容，雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，并在防汛抗旱減災(zāi)體系中發(fā)揮了重要作用?；诖耍鼐彤?dāng)前水庫信息化建設(shè)現(xiàn)狀及實踐展開探討，并從未來完善思路上提出建議，提升水庫工程信息化精度和信息資源共享水平。
關(guān)鍵詞：水庫工程；信息化建設(shè)；改進(jìn)建議
我國水利建設(shè)信息化系統(tǒng)推進(jìn)迅速，特別是各地從水庫動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計到試點(diǎn)建設(shè)中，也取得了初步成效，積累了實踐經(jīng)驗，在提升水庫防汛抗旱減災(zāi)中發(fā)揮了積極作用。由于我國水庫工程水量較多，不同地域水庫動態(tài)監(jiān)控水平參差不齊，特別是在病險加固施工、水庫水情、雨情監(jiān)測及水庫應(yīng)急處置等方面還存在不足。為此，本文將立足水庫信息化建設(shè)實踐，就其問題展開探討，并提出積極的改進(jìn)對策和建議。
1當(dāng)前水庫工程動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)概述
水庫工程動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)多采用多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，包括聲波水位計、雨量計、防雷技術(shù)、無線通信技術(shù)和三維GPS想信息系統(tǒng)等，實現(xiàn)對水庫水位、雨量、氣溫、大壩信息等方面的監(jiān)測與信息采集［1］。如信息采集系統(tǒng)主要有電源電路、各采集設(shè)備及智能主控單元構(gòu)成，在信息接收系統(tǒng)中，通過對多線程信息的采集與傳輸來進(jìn)行加密、解密、校驗處理，并存儲到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；對于信息管理與預(yù)警系統(tǒng)，主要從各類數(shù)據(jù)的查詢、處理中來了解水庫運(yùn)行狀況，特別是查看水庫水位、雨量、大壩穩(wěn)定性、安全性參數(shù)等，來實現(xiàn)相應(yīng)的自動報警。如水位一旦超過某限制水位或低于某死水位，都將觸發(fā)相應(yīng)的報警機(jī)制，以便于迅速根據(jù)預(yù)警監(jiān)測來進(jìn)行及時快速有效處理。在水庫工程信息化建設(shè)系統(tǒng)中，還有GIS信息系統(tǒng)及其他預(yù)警控制軟件系統(tǒng)，如與中國移動、聯(lián)通等通信網(wǎng)絡(luò)的連接，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)觸發(fā)、各部門多級數(shù)據(jù)同步共享管理，來提升水庫實時監(jiān)控管理水平，更好地防范和化解水庫病險及減災(zāi)任務(wù)。
2水庫工程信息化建設(shè)重點(diǎn)內(nèi)容
在水庫工程信息化建設(shè)實踐中，隨著氣候變化，各類洪災(zāi)的危害日益嚴(yán)重，如南方強(qiáng)降雨、汶川地震等災(zāi)害，給水庫安全提出更高的要求。對于各地大中型水庫工程來說，在除險加固及信息化建設(shè)中，無論是硬件投入還是軟件建設(shè)都較為完備；而對于一些小型水庫，因其分散性強(qiáng)，數(shù)量多，在安全預(yù)警及信息化建設(shè)中還存在不足。以河南省小型水庫信息化建設(shè)現(xiàn)狀來看，除了具備對大壩各重要監(jiān)測點(diǎn)的安全監(jiān)測與水情測報外，很多小型水庫因位置偏僻，信息化管理成本高而難以實現(xiàn)有效、及時的安全監(jiān)測，也給一些小型水庫工程帶來安全隱患。為此，要提升水庫防洪抗災(zāi)水平，必然需要從信息化建設(shè)中，結(jié)合不同水庫工程工情、水情、雨情實際來進(jìn)行優(yōu)化和管理。一是做好試點(diǎn)建設(shè)工作，特別是針對小型水庫信息化建設(shè)，要從水庫安全信息動態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)中，針對雨水、洪災(zāi)及干旱等災(zāi)害特點(diǎn)，來設(shè)置不同批次、不同等級的水庫信息化建設(shè)試點(diǎn)范圍，以積極完善試點(diǎn)建設(shè)工作。二是推進(jìn)不同等級水庫信息化預(yù)警系統(tǒng)安裝、建設(shè)，特別是圍繞水庫運(yùn)行狀態(tài)等開展監(jiān)測系統(tǒng)招投標(biāo)管理，提升水庫工程信息化管理水平。三是加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，特別是隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，特別是移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，以智慧水利為特征的水庫動態(tài)信息化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，以移動手機(jī)等為開發(fā)平臺，實現(xiàn)智能手機(jī)對各水庫工程狀態(tài)信息的實時監(jiān)控。如利用手機(jī)水庫監(jiān)管系統(tǒng)APP軟件，可以對水庫基礎(chǔ)信息、水庫水位信息、水庫狀態(tài)信息等查詢與顯示，為實現(xiàn)移動化管理提供了條件，也增強(qiáng)了水庫工程信息化管理的實效性［2］。從水庫動態(tài)信息監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)成效來看，一方面從信息技術(shù)的應(yīng)用中來實現(xiàn)對水庫狀態(tài)信息的獲取，特別是每15min即可完成對預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)的更新，對水庫常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)如水位、蓄水量、溫度等數(shù)據(jù)的自動采集，提升了水庫信息化水平；另外，在對強(qiáng)降雨及險情狀態(tài)下，能夠按照每5min一次的間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，便于及時了解水位風(fēng)險，設(shè)置汛限水位、壩頂高程及與當(dāng)前水位之間的關(guān)系，提升各相關(guān)管理部門對水庫基礎(chǔ)資料的了解，增強(qiáng)對水庫狀態(tài)的實時性管理與安全防范。另一方面，通過應(yīng)用信息化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，可以利用多種方式來查看水庫狀態(tài)，了解各類安全汛限信息及安全隱患風(fēng)險，并通過與專門人員的手機(jī)關(guān)聯(lián)來及早進(jìn)行處理。同時，通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，可以降低水庫監(jiān)控預(yù)警管理成本，減少工作人員的勞動強(qiáng)度，特別是通過自動化水情、水位、險情的采集，不僅大大降低信息監(jiān)測成本，還提升了工作效率。另外，通過水庫工程信息化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，使得水庫安全管理人員責(zé)任意識得到提升，增強(qiáng)了對水庫安全管理及水庫運(yùn)行狀態(tài)的快速查詢，提升了抗風(fēng)險水平。
3改進(jìn)水庫工程信息化建設(shè)的對策和建議
3.1注重監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的完善，提升全天候監(jiān)測水平
在水庫工程信息化建設(shè)改進(jìn)方案優(yōu)化上，一是可以增加監(jiān)測點(diǎn)，特別是在夜間實現(xiàn)水庫狀態(tài)信息的全覆蓋。當(dāng)前的監(jiān)測攝像頭多為固定式，缺乏對水庫整體性動態(tài)監(jiān)測，且在設(shè)備分辨率上顯得不清晰，尤其是在夜間監(jiān)測時，因光線暗、環(huán)境變化而影響監(jiān)測準(zhǔn)確性。同時，在監(jiān)測關(guān)鍵點(diǎn)上如大壩、泄洪洞、庫內(nèi)水位等增加紅外裝置，以有效補(bǔ)充夜間監(jiān)測的準(zhǔn)確度。二是對重點(diǎn)水庫工程實現(xiàn)全天候視頻監(jiān)測。由于視頻監(jiān)測所需設(shè)備投入高，對數(shù)據(jù)傳輸流量大，系統(tǒng)運(yùn)行成本較高，因此在一些水庫工程中采用間隔模式來運(yùn)行，無法實現(xiàn)對水庫信息的全天候監(jiān)測。對于下一步信息化建設(shè)重點(diǎn)，要針對水庫工程分類及等級要求，加強(qiáng)對重點(diǎn)水庫全天候觀測與視頻記錄，以增強(qiáng)水位、雨量等狀態(tài)信息的時效性。三是逐漸實現(xiàn)自動化管理。信息化建設(shè)自動化預(yù)警機(jī)制的建設(shè)，重點(diǎn)在于與通信運(yùn)營系統(tǒng)的對接，特別是從技術(shù)研發(fā)與管理上，加強(qiáng)對水庫工程各監(jiān)測系統(tǒng)的自動化報警管理。同時，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集精度、信息采集廣泛性上，能夠涵蓋水庫壩體、水庫環(huán)境、水庫關(guān)鍵狀態(tài)如水位、雨量、流量、溫度等指標(biāo)的感知與記錄，提升傳感器的采集效度和效率［3］。
3.2拓寬對水庫工程信息化保障機(jī)制的建設(shè)
針對一些小型水庫工程信息化管理現(xiàn)狀不足問題，在優(yōu)化信息化建設(shè)，提升信息化管理水平上，要創(chuàng)新管理方法，拓寬信息化監(jiān)測預(yù)警建設(shè)范圍，真正實現(xiàn)“管好”“用好”目標(biāo)。一是注重水庫信息化頂層設(shè)計，協(xié)同省級主管部門，從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃上作為整體方案的建設(shè)，提升水庫實時報訊工作水平，實現(xiàn)對重點(diǎn)水庫病害、險情、防災(zāi)能力的管理。二是注重多方協(xié)同管理機(jī)制建設(shè)，特別是圍繞省級主管部門要求，逐步細(xì)化市縣級及水庫庫區(qū)管理單位的協(xié)同推進(jìn)機(jī)制，加強(qiáng)對庫區(qū)管理職責(zé)的劃分，提升庫區(qū)安全管理、技術(shù)管理、信息化管理水平。三是注重對軟件系統(tǒng)平臺的整合，避免投資浪費(fèi)。特別是在對小型水庫工程動態(tài)監(jiān)管與信息化管理中，要著力從水庫信息綜合平臺建設(shè)上，實現(xiàn)資源信息的共享、共用，提升水庫工程安全性分析，對洪水預(yù)警機(jī)制信息化管理實現(xiàn)動態(tài)、優(yōu)化調(diào)度。四是注重視頻監(jiān)控力度建設(shè)，推進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用。從系統(tǒng)信息化研發(fā)到新技術(shù)的推廣，要從水庫工程信息化視頻監(jiān)控與預(yù)警機(jī)制整體化設(shè)計上，逐漸實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造與系統(tǒng)接入，提升水庫信息化監(jiān)管服務(wù)器分布式管理水平，提升系統(tǒng)服務(wù)器級聯(lián)及備份能力，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、安全性水平。
參考文獻(xiàn)：
［1］殷蓬.水庫信息化系統(tǒng)建設(shè)模式的探索［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2013（16）：272.
［2］張玉炳，周啟，何向陽.水庫管理信息化中工程安全管理體系設(shè)計與實現(xiàn)［J］.人民長江，2015（16）：97-100.
［3］段釔江.水庫工程信息化系統(tǒng)設(shè)計平臺探索［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2016（2）：85-87.