南水北調(diào)東線工程山東段調(diào)度運行管理系統(tǒng)建設(shè)

1、南水北調(diào)東線工程山東段調(diào)度運行管理系統(tǒng)建設(shè)一、系統(tǒng)背景南水北調(diào)東線工程是緩解我國中東部地區(qū)的水資源供需矛盾、支撐該地區(qū)國民經(jīng)濟與社 會可持續(xù)發(fā)展的一項跨流域、長距離的特大型、綜合性調(diào)水工程。南水北調(diào)東線工程山東段 供水范圍共涉及14個市，共107個縣、市、區(qū)。供水區(qū)面積11.3萬km2,覆蓋了山東主要 的經(jīng)濟發(fā)達區(qū)和大部分重點城市，占全省國土面積的73.7%。南水北調(diào)東線一期山東段工程主干線自蘇魯省界進入山東省韓莊運河，經(jīng)臺兒莊、萬年 閘、韓莊三級泵站提水進入南四湖的下級湖，經(jīng)下級湖湖內(nèi)航道及東股引河至南四湖二級壩， 由二級壩泵站提水進入南四湖上級湖，經(jīng)湖內(nèi)航道進入梁濟運河，由長溝、鄧樓兩級泵

2、站提 水進入柳長河，再由八里灣泵站提水入東平湖（老湖區(qū)），經(jīng)東平湖后，分兩路分別向黃河 以北和膠東地區(qū)供水。向黃河北供水線路，經(jīng)穿黃隧洞過黃河，自流進入小運河至臨清，一 期工程向北經(jīng)七一、六五河進入大屯水庫；二期工程自臨清向西經(jīng)穿衛(wèi)樞紐工程進入河北， 向河北省、天津市供水。向膠東地區(qū)供水線路，由東平湖渠首閘引水，經(jīng)膠東輸水干渠輸水， 向濟南市及其以東的膠東地區(qū)供水。南水北調(diào)東線工程在山東境內(nèi)分為南北、東西兩大輸水 干線，形成“T”字形輸水大動脈，干線長1191.81km。二、項目建設(shè)目標與主要內(nèi)容南水北調(diào)東線山東段調(diào)度運行管理系統(tǒng)建設(shè)的總體目標是以山東干線調(diào)水業(yè)務(wù)為核心， 以全線自動控制為重點

3、，在應(yīng)用支撐平臺和數(shù)據(jù)資源管理平臺的基礎(chǔ)上，運用先進的信息采 集技術(shù)、自動監(jiān)控技術(shù)、通信和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、信息應(yīng)用與管理技術(shù)，構(gòu) 建面向東線工程山東段干線公司、管理局和管理處三級的具有個性化水量調(diào)度系統(tǒng)、綜合會 商、信息監(jiān)測與管理系統(tǒng)和工程管理系統(tǒng)。以現(xiàn)代化的管理觀念和工作方式，通過“調(diào)度方 案最優(yōu)化、調(diào)水過程自動化、遠程監(jiān)控可視化、運維管理信息化、應(yīng)用系統(tǒng)集成化、數(shù)據(jù)傳 輸網(wǎng)絡(luò)化、企業(yè)管理現(xiàn)代化、安全保護全面化、應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案化”，實現(xiàn)安全調(diào)水、精細配 水、準確量水。全面提升各級管理部門的綜合信息處理能力，為科學(xué)調(diào)度、管理和保護水資 源，提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。南水北調(diào)東線山東段

4、調(diào)度運行管理系統(tǒng)主要建設(shè)內(nèi)容包括水量調(diào)度系統(tǒng)、信息監(jiān)測與管 理系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、綜合會商系統(tǒng)、閘（泵）站監(jiān)控系統(tǒng)等五大部分，其關(guān)系圖如下圖 所示：其中，水量調(diào)度業(yè)務(wù)和閘（泵）站監(jiān)控系統(tǒng)是核心業(yè)務(wù)，信息采集系統(tǒng)、信息監(jiān)測與管 理系統(tǒng)、綜合會商系統(tǒng)和工程管理系統(tǒng)是輔助性業(yè)務(wù)。水量調(diào)度業(yè)務(wù)分為日常水量調(diào)度業(yè)務(wù) 和應(yīng)急水量調(diào)度業(yè)務(wù)，日常水量調(diào)度業(yè)主主要包括年、月、旬及實時調(diào)度業(yè)務(wù)，應(yīng)急調(diào)度業(yè) 務(wù)主要由于用水計劃的臨時調(diào)整或由于沿線水庫等當(dāng)?shù)貋硭康呐R時變化，需要調(diào)整調(diào)水計 劃，滿足應(yīng)急供水或農(nóng)業(yè)與生態(tài)相機補水的要求。信息采集系統(tǒng)為信息監(jiān)測與管理系統(tǒng)、水量調(diào)度系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源。信息監(jiān)測與管理系統(tǒng)對 工

5、程安全、水質(zhì)、水情的實時信息進行監(jiān)測與分析，為水量調(diào)度系統(tǒng)、綜合會商系統(tǒng)和工程 管理系統(tǒng)提供告警異常、評價信息。工程管理系統(tǒng)接收信息監(jiān)測與管理系統(tǒng)的工程安全評估 信息，并將重大突發(fā)事件、重大維修養(yǎng)護方案上報至綜合會商系統(tǒng)。綜合會商系統(tǒng)接收工程 管理系統(tǒng)、信息監(jiān)測與管理系統(tǒng)及其他單位的告警信息，經(jīng)分析、評價、會商制定處置方案， 由水量調(diào)度、工程管理、綜合辦公等系統(tǒng)執(zhí)行處理。水量調(diào)度系統(tǒng)則可接收綜合會商決策方 案，形成調(diào)度指令，由閘（泵）站監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行。三、應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)同方股份有限公司作為南水北調(diào)東線一期工程山東段調(diào)度運行管理水量調(diào)度、綜合會 商、閘（泵）站監(jiān)控與信息采集系統(tǒng)的承建單位，結(jié)合公司在

6、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和IT信息化方面 的建設(shè)經(jīng)驗，提出了基于統(tǒng)一信息采集平臺的、業(yè)務(wù)分層的調(diào)度運行業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)。從 需求整體來考慮，山東段干線公司中心、分中心以及管理處的信息數(shù)據(jù)是在數(shù)據(jù)展示上分開 的，但是邏輯上是統(tǒng)一管理，信息監(jiān)測和管理系統(tǒng)以及工程管理系統(tǒng)的主要功能實現(xiàn)依賴相 關(guān)的數(shù)據(jù)采集和獲取，數(shù)據(jù)采集在本系統(tǒng)中至關(guān)重要，而本項目的數(shù)據(jù)來源有多樣性和不確 定性：多樣性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)來源于異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫、實時上傳的數(shù)據(jù)、移動設(shè)備上報的數(shù)據(jù)、半 自動手動批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)、人工輸入數(shù)據(jù)以及外部氣息、凌情數(shù)據(jù)等；不確定性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)類 型暫時不能全部明確、數(shù)據(jù)格式內(nèi)容還需要具體明確、數(shù)據(jù)存儲方式不明確、數(shù)據(jù)完整性驗

7、 證方式不明確、異常數(shù)據(jù)報警規(guī)則可能有多種方式等；基于以上考慮，設(shè)計了數(shù)據(jù)采集接收 系統(tǒng)（即統(tǒng)一的信息采集平臺）實現(xiàn)各種類型、各種途徑數(shù)據(jù)的多種方式采集和處理，該數(shù) 據(jù)采集接收系統(tǒng)在整個應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中非常關(guān)鍵，它既要兼顧到數(shù)據(jù)的完整性，也要考慮 到系統(tǒng)的擴展性，在不修改主體程序的情況下能通過編寫驅(qū)動等方式實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的接入， 支持各種方式的數(shù)據(jù)接入。數(shù)據(jù)采集接收系統(tǒng)（即統(tǒng)一的信息采集平臺）同時還要提供統(tǒng)一 的數(shù)據(jù)訪問接口、數(shù)據(jù)推送系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。在保證各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性、準確性和完整性的基礎(chǔ)上通過GIS、web和android等 平臺來展示、分析處理，為信息監(jiān)測和管理系統(tǒng)和工程管理系統(tǒng)提供

8、可靠的數(shù)據(jù)支持。調(diào)度 運行管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖如下圖所示：整個調(diào)度運行管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)可分為4層：1、物理層：包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等；2、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)：1）數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議：為不同的數(shù)據(jù)接入提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議和接入系統(tǒng)的方法，可以動態(tài)加 載和卸載；2）自動采集數(shù)據(jù)：有些協(xié)議支持的數(shù)據(jù)需要自動的、定期的由系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù)；3）批量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：支持半自動化的數(shù)據(jù)采集，如對人工表格或者PDA離線數(shù)據(jù)進 行批量導(dǎo)入到系統(tǒng)中；4）人工數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)：支持不同類型數(shù)據(jù)的人工錄入；5）數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)：對接入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行初步計算、完整性校驗等工作；6）數(shù)據(jù)訪問接口：提供其他

9、模塊訪問數(shù)據(jù)的接口以及訪問儀器設(shè)備參數(shù)接口，并且支持 按權(quán)限、按組織結(jié)構(gòu)查詢、修改數(shù)據(jù)；7）數(shù)據(jù)推送系統(tǒng)：數(shù)據(jù)雙向推送：一方面提供監(jiān)聽注冊接口，對需要實時推送數(shù)據(jù)的模 塊進行數(shù)據(jù)推送，另一方面將配置信息遠程推送到遠程儀器設(shè)備上；8）報警系統(tǒng)：定義報警規(guī)則、方式和報警推送方式，對異常數(shù)據(jù)進行報警。3、應(yīng)用支撐層：包括所使用的中間件，pring等、GIS服務(wù)、視頻服務(wù)和android移 動平臺；4、業(yè)務(wù)層：包括信息監(jiān)測和管理系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、綜合會商系統(tǒng)。四、項目進展按照國家通水目標，自5月25日至6月25日山東段開始試通水，工程所有七級泵站， 六大輸水河道、干渠，三座調(diào)蓄水庫，南四湖、東平湖兩

10、大調(diào)蓄湖泊和穿黃隧洞工程均已試 通水運行。東線一期工程于10月份22日開始正式通水試運行，長江水從下游江蘇省江都水 利樞紐以每秒500立方米的抽水速度北上，送至魯北、膠東地區(qū)，并具備向河北、天津應(yīng)急 供水的能力，水量調(diào)度運行管理系統(tǒng)運行正常，初步實現(xiàn)了預(yù)期的信息系統(tǒng)監(jiān)測與管理、自 動化數(shù)據(jù)采集和視頻監(jiān)控等功能。其中：水情監(jiān)測與管理子系統(tǒng)為調(diào)度運行管理系統(tǒng)提供了 必要的基礎(chǔ)水情數(shù)據(jù)，當(dāng)水情發(fā)生異常變化時，提供必要的報警功能。水質(zhì)監(jiān)測與管理子系 統(tǒng)可監(jiān)測分析交水界面和交叉河流的水質(zhì)變化情況，實現(xiàn)調(diào)度部門優(yōu)質(zhì)調(diào)水，同時根據(jù)變化 情況給予相應(yīng)的報警。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可為管理維護人員提供對建筑物、渠道、閘泵運行的可 視化管理功能