一、項目概述

(資料圖)

項目背景

西河水庫信息化工作已開展多年，但是由于西河水庫監測設備都已經老化或者損壞，現有設備已漸漸不能滿足新時期西河水庫信息化和現代化發展需求。因此，灌區管理局擬在運用現代信息和通信技術手段感測、分析、整合水庫運行核心系統的各項關鍵信息，構建西河水庫綜合信息管理平臺，從而對包括工程安全、水資源綜合利用等在內的各項業務需求提供智能響應，實現西河水庫智慧式管理和運行。

建設目標

本項目旨在借助信息化技術，建立全面的水庫運行管理系統，以滿足水庫管理單位的需求。通過轉變傳統工程管理模式，實現由建設向管理服務的轉變，集中資源優化水利服務，提高水庫工程效益，保障工程安全及下游人民生命財產安全。系統將整合計算機網絡、視頻監控、地理信息等技術，建立自動化、智能化、網絡化的信息化平臺，實時監測水情、雨情、滲壓、滲流、大壩位移、閘門工情等信息，為決策提供支持。

建設任務

項目主要分為六大部分：大壩安全監測、水雨情自動測報、閘門監控、視頻監測、業務應用和基礎運行環境。具體建設內容如下：

大壩安全監測系統

-滲壓監測：安裝弦式滲壓計，通過無線傳輸數據以滿足人工和自動監測需求。

-變形監測：使用GNSS監測一體機實現實時位移監測，數據通過4G網絡傳輸。

-滲流量監測：在背水坡腳設置監測設施，采用滲流量監測設備，數據傳輸至管理用房。

水雨情自動測報系統

-建設監測點、氣象站等設施，實現水情數據管理。

-在流域內建設雨量監測站，形成全面實時數據體系。

閘門監控系統

-在關鍵位置建設閘門監控系統，實現現地和遠程控制。

視頻監測系統

-在關鍵區域建設視頻監測系統，包括主壩、溢洪道等。

數據庫

-建設水庫綜合數據庫，管理基礎、實時和臺賬信息。

應用支撐平臺

-在庫區管理站和灌區管理中心搭建管理軟件，實現數據查看和遠程監管。

業務應用系統

-建設水庫綜合業務應用系統，包括綜合數據庫、應用支撐平臺、運行管理系統、移動應用系統和后臺管理系統。

基礎運行環境

-包括防火墻、交換機、服務器等設備，以及系統通信建設，確保平臺正常運行。

建設原則

-實用為先：需根據實際需求開展需求分析，充分利用現有資源，促進信息共享和平穩過渡。

-分步實施：按步驟進行內外部、上下部分的建設，統一規劃，滿足各方應用需求。

-技術領先、安全可靠：利用現代技術，確保系統安全、可靠運行。

-統一標準、開放擴展：統一規劃和整合，促進資源互聯互通和共享。

-平臺共用、資源共享：利用公共基礎設施，建設統一的信息資源管理基礎設施。

-建管并重、加強維護：注重項目建設和后續管理維護，保證系統安全、穩定運行。

二、系統總體設計

設計依據

為確保水庫信息化方案設計質量，本項目嚴格遵循國家建設標準和行業相關標準，以及各級部門制定的規范、規程和技術標準。設計依據主要包括以下方面：

行業相關標準

軟件開發及網絡安全相關標準

設計思路

系統設計采用分層原則，將信息化綜合管理系統劃分為多個子系統，實現信息采集、傳輸、存儲、分析和業務管理的一體化。分層結構有助于任務分解，減少建設周期。系統設計思路包括：

（1）集成架構模型

-使用集成架構模型，整合不同應用系統，解決不同部門間的信息共享和流程整合問題，實現應用系統之間的協同工作。

（2）分層思想

-系統通過分層將子系統進行劃分，保持功能獨立性，實現系統的模塊化和易維護性，促進業務功能的局部變更。

（3）構架思想

-構建公共構件，將系統的功能分成基礎、通用和領域構件，保證不同功能的模塊可以靈活替換，提高系統的可重用性。

（4）統一的數據交換標準

-建立統一的數據交換標準，確保不同應用系統之間的數據轉換，實現系統間的信息流暢交互。

總體架構

-系統總體架構如圖2-1所示，包括以下層次：

標準規范體系與安全保障體系

-根據國家、部門標準，建立安全保障體系，保障系統的兼容性和信息安全。

信息采集層

-通過物聯網手段，自動采集水庫相關信息，包括水位、降雨、視頻監控等，為業務應用提供數據支持。

基礎運行層

-提供信息化系統運行的基礎環境支持，包括機房、服務器、網絡等設施。

數據中心層

-構建水庫綜合數據庫，存儲采集到的信息資源，為業務應用和決策提供數據服務。

支撐層

-搭建應用支撐平臺，包括GIS平臺、水庫地圖服務和報表管理組件，為業務應用提供統一的支持。

業務應用層

-依據水庫職能，構建多個業務應用系統，涵蓋水庫總覽、綜合信息、大壩安監、調度運行等領域。

安全體系

-建立系統安全體系，通過預防、檢測、響應和恢復等措施，保障系統的安全性和穩定性，形成綜合的安全防護系統。

三、系統分項設計

大壩安全監測系統

-水庫大壩受降雨、水壓力、溫度等影響，可能存在安全隱患。為驗證設計和施工質量，保障大壩運行安全，需要全面的安全監測。系統包括變形監測、滲流監測和滲流量監測。

設計依據

設計原則

-1.有針對性和代表性：根據技術規范重點監測變量，合理布置監測點。

-2.儀器穩定可靠：選用穩定的儀器設備，在實際環境下長期工作。

-3.先進技術：采用先進的監測儀器和方法，實現實時監測。

-4.人工測量接口：保證數據連續性，維護和校測。

-5.可維護性和擴展性：儀器設備具備維護和擴展性。

監測方案

-變形監測：使用GNSS監測一體機，通過Lora/4G等通信方式實現小型水庫大壩表面變形全覆蓋自動化監測。

-滲壓監測：在主壩內部安裝弦式滲壓計，通過無線4G傳輸數據，實現滲壓監測。

-滲流量監測：在主壩背水坡腳設置滲流量監測設施，采用流量計和水位計，通過無線4G傳輸數據。

站點布置

-1.變形監測：設置基準點和位移監測點，避免建筑物遮擋。

-2.滲壓監測：在主壩內部設置滲壓監測設施，通過有線或無線傳輸數據。

-3.滲流監測：在壩腳附近安裝監測設備，采集滲流數據。

系統結構

-變形監測系統由GNSS基準點和監測點組成，數據傳入系統平臺進行分析。

-滲壓監測系統包括滲壓計、MCU、遙測終端等設備。

水雨情自動測報系統

-該系統通過監測設備和傳感器實現對水位、降雨量和流量的遠程監測，是信息采集、傳輸、存儲和分發的基礎。

站點布設

-布設雨量站和水位站，滿足監測要求，考慮流域特征和通訊暢通等。

雨量監測

-采用翻斗式雨量計監測雨量數據，通過脈沖信號記錄降雨量。

系統結構

-自動監測站由雨量傳感器、水位傳感器、遙測終端、太陽能供電等構成，數據存儲于服務器中。

閘閥監控系統

-該系統利用傳感、電子、計算機和通信技術，實現對閘門和閥門的自動監視與控制，以保障工程安全和防汛排澇。

系統布置

-在隧洞工作閥門房和溢洪道閘門房部署現地控制系統，通過光纖自組網連接管理中心的遠程控制系統平臺。

系統結構

-系統包括管理中心、閘門啟閉室，通過分布式結構實現遠程監視和控制。

視頻監控系統

-該系統在重要部位部署視頻監控點，實時監控大壩安全和人員安全，以保障工程安全和管理。

設計原則

-系統采用多媒體、自動控制、數據庫管理和網絡通信技術，具備高性價比和智能化特點。

系統布置

-在主壩、閥門房等地點設置視頻監控點，實現實時監控和錄像查詢。

系統結構

-系統結構包括管理中心、現場監控點，通過網線或光纖將視頻傳輸至管理中心進行集中存儲和管理。

四、管理平臺軟件截圖

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