“智慧水库”平台建设思路探讨——以广西凤亭河水库为例.pdf
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1、第 卷 增 人民珠江 年 月 :/.:/收稿日期:作者简介:林思()男硕士主要从事水利工程设计与总承包管理 :.“智慧水库”平台建设思路探讨 以广西凤亭河水库为例林 思李睿菁(.中水珠江规划勘测设计有限公司广东 广州.水利部珠江水利委员会珠江水利综合技术中心广东 广州)摘要:近年来在水利部加快推进新时代水利现代化的政策指导下智慧水利建设取得长足发展已建水利工程智慧化升级改造工作进展迅速 为研究“智慧水库”平台建设应用方案以广西凤亭河水库智慧化升级改造为例针对建设现状及面临的问题在结合应用需求的基础上提出建设方向并制定总体建设目标 根据总体架构业务架构、应用架构开展感知体系、计算机网络、基础运行
2、环境、数据资源体系、应用支撑平台、业务应用系统、安全防护等分项设计提出系统集成方案“智慧水库”平台建设有效提升了库区管理工作的业务能力、响应速度、执行效率和过程质量为实现水库管理智能化转变提供参考关键词:智慧水库信息化建设凤亭河水库中图分类号:文献标志码:文章编号:()近年来中国高度重视智慧水利建设水利数字化、网络化、智能化等方面取得长足发展 年 月水利部印发加快推进新时代水利现代化的指导意见(水规计 号)明确提出:新建水利工程要把智慧水利建设内容纳入设计方案和投资概算同步实施同步发挥效益已建水利工程要加快智慧化升级改造大幅度提升水利智慧化管理和服务水平 对此国内外学者对水库信息化建设进行了深
3、入研究 盛金保等在总结中国水库大坝管理信息化建设与应用现状基础上提出了安全管理信息系统总体架构、建设目标、内容及运行机制并展望了物联网、大数据等新型信息技术在水库管理信息化建设中的作用和应用前景 周泽江等通过调研和分析广西大型水库信息化建设现状及工程管理的需求围绕信息数据资源、基础运行环境、应用支撑、业务应用系统等内容提出信息化建设的思路、总体框架以及主要内容 唐岗以那板水库除险加固工程为例充分运用云计算、大数据、物联网、移动互联等新一代信息技术在分析存在问题基础上通过整合信息资源、建立基础数据库、完善业务应用系统等方式搭建安全稳定的管理数字平台较好地补齐了库区管理信息化短板 王翔通过分析亭下
4、水库信息化建设现状及面临问题提出了“智慧水库”建设思路和方法有效提升了库区诊断预警、决策分析能力为实现水库智能化提供参考 研究区概况凤亭河水库位于南宁市良庆区大塘镇和防城港市上思县公正乡、那琴乡境内是以灌溉为主结合防洪、发电、养殖等综合效益的大()型联合运行的水利枢纽工程 工程于 年 月兴建 年 月建成运行由凤亭河水库管理中心统一运行和管理 年凤亭河水库管理中心着手开展信息化建设基本形成了水情监测、大坝安全监测水库主要业务的信息化管理体系主要内容包括水情自动测报系统、大坝安全监测系统、视频监控系统、计算机人民珠江 年增刊 网络建设、综合信息管理与辅助决策支持系统等 年凤亭河水库管理中心结合水库
5、业务需求对业务应用系统进行重新梳理利用运行维护经费对综合信息管理与辅助决策支持系统进行升级完善在此基础上重新建设了水情自动化及大坝安全监测系统 信息化建设存在问题分析经过近十年的探索和发展信息化技术在凤亭河水库运行管理方面的应用已取得了一定成果但无法满足水库标准化、精细化、规范化管理的需求结合建设现状分析当前信息化建设主要存在以下几点问题)感知体系不完善监测手段落后 水库感知体系要素内容和覆盖范围不全面缺乏下游预警等感知内容自动化、智能化程度低监测手段落后部分监测设备存在老化、失效、损坏等问题)数据资源规模不足综合分析能力弱 水库管理中心通过建设水情自动化及大坝安全监测系统实现了对大坝安全监测
6、数据和水文数据的统一存储、管理和共享但绝大部分业务过程管理文档、观测资料、巡检记录等信息仍采用纸质流转和存档信息系统数据资源规模小类型单一可供挖掘应用程度低)支撑环境基础薄弱 水库尚未建设标准机房部分网络、服务器等设备老化失修、故障率高信息化设备运行环境无法得到保障计算机网络基础设施薄弱数据范围覆盖有限传输带宽不足同时缺乏异地视频会商条件和机制应对突发事件能力不足)业务应用支撑水平偏低 应用系统和业务融合不深入覆盖面有限在水库洪水预报、运行调度、库区巡查监管等领域仍存在业务盲区无法提供有力支撑 同时联动和协同分析能力不足水情整编、洪水预报等功能不能有效服务于水库实际工作业务场景缺乏三维地理和
7、展示直观性不足未启动移动应用服务在技术和决策支撑方面存在较大短板)网络安全防护能力不足 网络安全策略和防护机制不完善整体防护水平偏低无法支撑网络安全态势及时发现并处置风险威胁)标准体系尚未建立 水库缺乏前期信息化建设统一规划未统一信息化建设标准难以实现数据资源的共享和数据的安全运行大大降低了信息资源的利用率)信息系统行业监管服务能力不足 信息化系统缺乏与水利行业主管部门的信息资源交互和共享手段和机制水文情势、洪水预报等信息仍采用短信、传真等报送方式行业监管服务能力不足)缺乏信息化人才储备 水库长期以来主要业务职能为防汛抗旱和库区管理受业务重心、人员结构等因素的影响缺乏相应的人才储备一定程度上影
8、响了信息化建设的顶层布局制约了库区管理智能化的发展“智慧水库”平台建设思路.建设思路根据凤亭河水库管理中心的业务职能和管理范围信息化顶层设计以业务管理为主线条通过资料收集及现状调查整理当前信息化建设存在问题在结合应用需求的基础上确定水库信息化建设方向制定总体建设目标结合信息流的运行与处理路线分析平台层次结构形成信息化总体架构以凤亭河水库管理中心组织机构、人才队伍、规章制度、资金管理、科普宣教等为桥梁梳理水库管理体制机制形成业务架构以库区应用系统与运维系统构成为核心以应用架构为脉络形成平台应用架构 根据总体架构、业务架构、应用架构开展感知体系、计算机网络、基础运行环境、数据资源体系、应用支撑平台
9、、业务应用系统、安全防护等分项设计提出系统集成方案等平台建设思路见图.总体框架根据水库信息化建设总体目标面向水库安全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应用为核心以数据的通信/计算机网络为纽带以库区的业务应用及水库管理平台的应用交互为标志以信息安全和标准规范体系为保障形成总体框架见图 人民珠江 年增刊 图 “智慧水库”平台建设思路图 “智慧水库”平台建设总体框架水情、雨情、工情、水质、水量、视频以及闸门等各类监测信息经传输信道汇聚至数据资源层形成数据资源池 经整理后的数据形成统一的数据管理与服务环境为业务应用系统提供应用支撑、服务支撑、服务决策的基础能力实现上层智能应
10、用为水库防洪安全、工程安全、设备安全、水生态安全、库区安全提供坚实的信息化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)信息感知层 信息感知层是获取信息的根本主要负责数据采集、转换和传输利用多元感知的信息采集网实时采集和动态监测水库的水雨情、工情、水量、水质等信息)信息传输层 信息传输层是感知监测信源与信息平台数据交换的纽带和基础通过有线及无线传输网络高速传送数据、图像、工控等各类信息)计算机网络层 计算机网络层是信息化业务数据传输和交换的运行平台以中心站为中心为库区内部及相关业务部门之间提供可管理、高线速、多业务的资源共享的网络环境)数据资源层 数据资源层采用微服务架构以
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