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有关水资源实时监控调度信息系统的研究

2020-06-06 311 上传者：管理员

摘要：为强化水资源统一调度、落实水资源管理制度，近年来，我国各地纷纷开展了水资源实时监控调度信息系统建设探索。基于此，本文将研究将围绕“智慧+”水电云平台展开，以此深入探讨水资源实时监控调度信息系统的建设背景、需求分析及建设目标、具体建设，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。

关键词：
云计算
大数据
智慧+
水电云平台
水资源
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对于本文研究的水资源实时监控调度信息系统来说，其核心价值可以概括为六个方面，包括信息可查、流域可视、运行可控、设备可测、风险可知、生产可统。为保证水资源实时监控调度信息系统最大发挥自身效用，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1、水资源实时监控调度信息系统的建设背景

1.1背景分析

水资源实时监控调度信息系统的背景可从六个方面进行探讨，包括迫切的水文监测需求、迫切的安全信息管理需求、迫切的流域综合监测需求、迫切的大数据综合决策需求、迫切的生产运行管理需求、迫切的水轮发电机组数字化监测需求。综合分析可以发现，上述需求直接关系着防洪安全与水库综合效益、流域安全和综合服务的信息化能力、科学化水电管理的实现、水电清洁能源可持续发展、规范化与系统化的设备管理实现、水轮发电机组的异常状态预警。总的来说，现阶段我国水利水电产业正存在较为迫切的升级需要，基于这一背景即可深入认识水资源实时监控调度信息系统所具备的价值。

1.2建设必要性及意义

结合上文内容可初步了解我国水电产业的升级需要，由此围绕水资源实时监控调度信息系统的建设进行分析，即可明确该系统建设的必要性及意义。从建设的必要性角度进行分析可以发现，这种必要性主要体现在风险管控、应急响应、集中调度、运行监控、产能优化、决策支撑、科技发展共七个方面。

具体可理解为对流域安全风险隐患的全面摸清、安全应急一揽子解决方案的提供、可视化的监管与管理、在线监测技术手段的提供、智能化生产调度优化分析手段的提供、基于信息化的河长制管理支撑、水利及水电生产科学技术研究的升级；从建设意义角度进行分析可以发现，系统建设意义主要体现在全流域集中管理、河长制信息示范应用、基础数据资源研究、智慧城市样板、产能拓展、智能化生产力发展共六个方面，可具体理解为提供流域开发运行安全生产信息化解决方案、满足“河长制”信息化管理需要、提供相关基础研究数据资源、直接用于各类中小型水电站、提升发电产能。

2、水资源实时监控调度信息系统的需求分析及建设目标

2.1需求分析

水资源实时监控调度信息系统的需求可细分为四个方面。

第一，精细化。系统需实现精细化的水电站流程控制，并基于控制重点开展远程控制、实时监测、优化重组。

第二，集约化。系统需通过能源管理、空间规划、流程优化，实现资源的集约利用，集约化的管理可经营也需要同时实现，以此做到提高收益、节能降耗。

第三，可视化。系统需引入预见性的自诊断维护策略，并充分结合“事件”触发管理理念，为建设三维可视化智能运维管理云平台，需充分利用BIM技术和GIS技术。

第四，系统需与城市管理运行系统、城市基础设施、企业运行和市民生活相融合，以此为智慧城市建设提供支持。

2.2建设目标

水资源实时监控调度信息系统的建设目标包括赋能水电产业升级、建设智慧水电云平台、构建“智慧+”流域水电新生态。基于建设目标，系统需要对安全风险、故障预警、设备状态、生产运行、水文测报、径流预报、流域气象降雨等信息进行全面整合，以此实现水电产业升级、智慧水电云平台建设，水电资源的平稳、安全、科学、经济、稳定运行可顺利实现。同时，还需要借助云服务能力、技术及资源整合优势，大数据支撑分析决策能力的形成、水电站高效运营服务的提供、水电产能价值的提高自然可顺利实现。

3、水资源实时监控调度信息系统的具体建设

3.1建设思路

水资源实时监控调度信息系统的具体建设需依托流域进行，以此完成“智慧+”水电云平台建设，流域水电新生态可由此顺利构建。

具体建设的基础为流域基础数据采集，流域数据中心建设需依托企业私有云，配合GNSS、无人机、InSAR等技术，即可实现对流域安全风险隐患的全面摸底。还应引入高精度模型算法用于径流预报、降雨预报，以此提供精准、量身的生产运行指导方案，更好地服务于流域生产调度。基于GIS+BIM技术方案，二三维可视化方案可有效提升远程集控与运行监管水平，全新的水利行业服务运营平台可基于智慧流域信息化技术成果形成。

3.2总体技术方案

在具体的系统建设中，涉及的技术主要有BIM技术、可视化技术、大数据分析技术、基于InSAR的流域地质灾害风险排查技术、基于GIS+BIM的安全应急调度管控技术、水轮机组智能监测故障预警技术、智慧流域梯级优化调度技术。水资源实时监控调度信息系统的建设流程可概括为：“采集流域基础数据并建模→建设基于云计算的数据中心→建设智慧流域安全应急信息化防控体系→建设智慧流域安全生产管理体系→建设智慧流域远程一体化综合管理体系→建设智慧流域大数据决策体系→建设智慧流域可视化运营体系”。

系统由用户层、服务于系统应用层、平台支撑层、数据层、采集传输层组成，用户层包括集控大屏、Web终端、移动设备、社会公众、政府部门、技术服务机构、流域开发企业；服务于系统应用层包括信息服务平台、生产运营平台、安全管控平台、自动监测平台，以及灾情管理体系、远程管理体系、安全生产体系、安全防恐体系。

灾情管理体系包括建设资源管理、重大工程设施安全监管等功能，远程管理体系由微信信息管理系统、综合业务管理系统等组成，安全生产体系具备流域阶梯优化调度、高精度数值气象预报等功能，安全防恐体系具备安全分享应急管理、水电站及隐患安全监测等功能；平台支撑层由应用服务、运维管理、数据管理组成，包括数据整编、分析报告、信息查询、可视化、角色管理、监测管理、组织管理、用户管理、资料管理、监测管理、设施管理等具体功能；数据层由元数据、视频数据、水文气象数据、安全风险、预报模型、监测数据、设施设备数据、基础数据组成；采集传输层由隔离装置、网络交换设备、防火墙、网络监控软件、流域数据存储服务器等组成，且具备生产监控、风险排查、资料管理、安全监测、数据管理、监测管理、设施管理等功能。

3.3细化建设方案

在系统建设的流域可视化建模过程中，需基于流域数据采集开展水库区域、工程枢纽区、主要建筑物的建模。水库区域、工程枢纽区分别采用1:2000比例尺和1:500比例尺，主要涉及数字正射影像图、数字高程模型、数字地形图。

主要建筑物建模采用全景摄影技术和倾斜摄影技术，以此获得内部影像和外观三维模型；智慧流域数据中心建设需围绕数据管理平台、数据源层、客户端层、数据存储层、业务应用层、数据服务层、数据集成层展开，涉及的数据源包括基础地理信息数据、监控设备数据、视频监控数据、地理信息数据等。

数据中心架构可细分为服务平台、流域数据中心、数据源，其中服务平台包括集成展示平台、模型算法平台、数据服务平台，流域数据中心则包括流数据平台、分布式数据平台、数据仓库；智慧流域安全应急信息化防控体系建设需围绕野外采集系统、信息管理系统等应用系统，以及具备SOA服务、数据检索功能、数据存储功能的数据中心展开，需同时做好处置与决策系统开发、现场信息快速采集系统建设等工作；智慧流域安全生产管理体系建设需围绕智能化降水预报订正模型开发、数值模式高性能运行环境建设等内容展开，涉及的流域梯级优化调度系统等内容也不容忽视；智慧流域远程一体化综合管理系统建设需围绕远程三维可视化管理系统展开；大数据可视化平台建设需围绕支撑层、平台层、上层可视化应用进行，同时，需做好可视化决策中心的建设。

4、结语

综上所述，水资源实时监控调度信息系统建设需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的总体技术方案、细化建设方案等内容，则提供了可行性较高的系统建设路径。为更好地服务于水利水电行业发展，各类新方法、新技术、新设备必须在系统建设中得到科学合理的应用。

参考文献：

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