关键词：大型水利工程；自动化；决策支持系统
一、项目背景及意义
汉江中下游四项治理工程，包括兴隆水利枢纽、引江济汉、部分闸站改造和局部航道整治工程。汉江兴隆水利枢纽工程的主要任务是枯水期壅高兴隆库区水位，改善沿岸灌溉和河道航运条件；引江济汉工程的主要任务是恢复汉江兴隆枢纽以下生态环境用水、河道外灌溉、供水及航运需水要求，从一定程度上恢复汉江下游河道水位和航运保证率；部分闸站改造工程：主要任务是恢复因中线调水影响的沿江各闸站的灌溉保证率，维持农业灌溉供水条件，涉及两岸主要灌区11个；局部航道整治工程：整治范围为丹江口至汉川江段，全长574公里，其中：丹江口至襄阳江段长117公里，襄阳至汉川江段长457公里。
为了保证兴隆水利枢纽、引江济汉工程和部分闸站的正常输水，工程安全、水质安全、运行管理等问题。并针对三大工程地域分布广、交叉水系多、交叉建筑物多等特点，需要采用先进信息采集技术、信息处理技术、自动化控制技术、计算机网络技术、通信技术和现代化的运行、维护、管理技术与理念，建设一套完善的、先进的自动化调度运行管理支撑系统对兴隆水利枢纽、引江济汉工程和部分闸站进行运行、维护和管理，保证工程安全等。通过不断优化、完善调度运行方案，保证工程安全、可靠、长期、稳定运行。
二、大型水利工程自动化调度与运行管理决策支持系统总体框架
1、基础设施建设
大型水利工程自动化调度与运行管理决策支持系统基础设施建设主要包括两个方面，即：数据采集、数据传输和储存等。总的来说基础设施建设需要完成从数据采集到数据传输和储存全过程的软硬件设备有机组合，从而确保各应用系统间的有效联系和运作。
2、应用支撑平台
对于自动化调度与运行管理决策支持系统来说，应用支持平台的主要作用是为各应用系统的运行提供统一的运行环境，同时它也为工程相关管理部门及应用系统提供各种专业模型服务、流程控制服务、可视化服务等等。对于大型水利工程自动化调度与运行管理决策支持系统业务范围内的各种应用系统来说，必须要通过先进的技术组织手段作和框架体系作为支撑，才能使各部分应用系统形成一个统一的有机整体，才能够实现各种资源的最优配置。应用支撑平台的建设需要构建一个统一标准的运行平台最为系统开发的基础，同时这一运行平台也支持系统完成后的应用。
3、应用系统
大型水利工程自动化调度与运行管理决策支持系统最终是服务于应用的，其最终用户为大型水利工程各管理单位和业务单位，以及工程沿途各个省区的相关部门，其最终目标则是通过这一系统实现在数字集成平台和虚拟环境下解决各类水量调度和工程管理问题。一般来说，大型水利工程应用系统主要包括水量调度系统、工程安全监测系统、水质监测系统等等。
三、自动化调度与运行管理决策支持系统的主要建设思路
1、基础设施
数据采集系统 数据采集系统的建设是以先进的数据采集、获取技术为手段，以满足运行调度等业务应用需求为目的,通过自动、人工等方式采集水量调度、工程安全监测与管理、水质、工程防洪及信息化管理所需的基础数据(自然、经济、社会、人文、基础空间数据、水文气象等)、专业数据(水位、流量、工程安全监测与管理、水质、工程防洪)和电子政务信息。
通信及计算机网络系统 (传输系统) 通信及计算机网络系统是数据传递的基础，信息的通达性和安全可靠性是衡量 “调度决策系统”工程建设的一个重要指标。
“调度决策系统 ”工程计算机网络系统依托光缆、公共电信网等通信资源，在通信组网上采用“专网为主，公网备份”的模式，利用先进的计算机网络技术，根据数据采集量测算网络需要 的带宽及有关参数，选择合适的通信方式，组建覆盖工程各个点、线及各级运行管理部门，能够提供有效的数据、语音、动态图像等信息传输和查询的高速信息网络，实现各级管理部门网络间的互联互通。
数据存储及管理系统在统一的数据标准基础上，采用面向对象数据建模技术，建立数据逻辑模型，这是实现有效数据共享的前提和关键。根据南水北调中线干线工程各级管理机构中各业 务单位特点和地域位置，为达到信息的高效使用和全网信息共享的目的，在保证数据完整性 和一致性的基 础上，采用分布和集中相结合的原则，建设“调度决策系统”工程数据中心、数据分中心和数据灾备中心等，数据在物理上分布到个主要业务单位，形成完善的、高效的数据存储、维护、更新和管理体系。“调度 决策系统”工程的数据包括数据、语音、图象，其信息量将是海量的，其存储主要依赖于分布式存储系统。通过采用存储区域网络、元数据、数据仓库以及信息安全等技术，建设服务于各主要业务部门的数据中心和数据分中心，形成 “调度决策系统 ”工程的信息存储管理体系。
2、通信传输系统方案
根据各系统（数据存储中心、语音通信系统、视频会议通信系统、闸站监控系统、视频监视系统等）的业务需求来配置相应传输规模，为计算机网络系统提供组网链路，为语音通信系统提供中继电路，为视频会议通信系统提供组网电路。
鉴于各工程管理单位业务内网对传输带宽需求较大、对电路的安全性和可靠性要求比较高，采用微波通信技术、卫星通信技术等均不能满足需求，因此通信传输系统采用光纤通信方式组网。目前对于大容量、多业务的传输系统主要采用以基于SDH的MSTP技术组建。采用光缆链路拓扑构建整个传输平台。设计采用当前已广泛应用的性价比较高的10G MSTP设备形成大容量、高速传输平台。一方面在湖北南水北调局、进口段管理站、拾桥河管理站、西荆河管理站、高石碑管理站、兴隆管理处分别安装10G MSTP设备，荆江大堤防洪闸、港南渠分水闸、庙湖分水闸、后港分水闸、后港船闸分别按照622M MSTP设备。各个闸站采用FE/GE口与各闸站的交换机连接，提供以太网业务接口，可实现高速10M/100M自适应数据业务。
根据光纤资源，本传输网络将建成如下网络结构：
3、调度决策系统
调度决策系统工程的建设范围兴隆水利枢纽、引江济汉工程和部分闸站管理单位，涉及数据资源、硬件网络资源和水量调度等主要业务的方方面面，这样一个庞大的系统工程必须有先进的技术组织 手段和框架体系作为支撑，并使得各部分成为一个有机整体，才能实现资源最优化配置，实现数据、应用处理、模型及知识等多层次资源的高度共享和集成。应用支撑平台首先要建设一个统一标准的开发运行平台,它是应用系统开发的基础，同时也是应用系统开发完成后的一个运行平台。 开发运行平台之上是为各业务应用系统提供服务的各种专业 应用模型 (包括水量调度、工程 安全评估、水质评价等模型)，这些服务模型的开发是整个 “调度决策系统 ”工程的最为重要 的部分，它是“调度决策系统 ”工程能否科学合理利用水资源的技术基础。同时在开发运行平台之 上，还有为提高整个企业的运行管理水平而提供的的工作流程控制服务以及公用信息服务和空间信息服务等。
4、应用系统
“调度决策系统”工程建设的最终目的是为了应用，南水北调中线干线工程管理局各业务单位以及沿途各省区等相关部门是“调度决策系统”工程的最终用 户，系统建设的最终目标是要在 “调度决策系统 ”提供的数字集成平台和虚拟环境下解决、处理和决策水量调度、工程监理等问题。根据南水北调中线干线工程的具体情况，“调度决策系统 ” 工程应用系统主要包括水量调度、工程安全监测与管理、水质监测、工程防洪、应急响应、电子政务系统、综合调度决策会商和服务系统等。
结束语：
综上所述，大型水利工程自动调度与运行管理支持系统有助于确保工程运行效益和运行效果，建议在开展水利工程的同时，强化自动调度与运行管理决策支持系统建设的充分考量，有利于构建出现代化水利精品工程。
参考文献：
[1]陈鹏, 丁莹莹, 杨捷,等. 试析南水北调东线工程调度运行的自动化管理[J]. 工程技术:引文版, 2017(1):00086-00086.
[2]陶锋, 吴仁旺, 刘学知. 鄂北工程自动化调度运行管理系统设计思路[J]. 中国水利, 2017(22):15-18.
论文作者:吕运锋
论文发表刊物:《科技新时代》2018年3期
论文发表时间:2018/6/6
标签：系统论文; 工程论文; 数据论文; 水利工程论文; 兴隆论文; 汉江论文; 支持系统论文; 《科技新时代》2018年3期论文;