丁維馨 江西省水利規(guī)劃設(shè)計研究院 南昌市 330029

1 概述

袁惠渠灌區(qū)是以江口大型水庫為水源的大型引水灌區(qū)，是一座以灌溉為主、兼顧防洪和發(fā)電等功能的綜合利用工程。灌區(qū)位于江西省西部，袁河中下游南北兩岸，涉及新余市、宜春市和吉安市。灌區(qū)西起新余市渝水區(qū)河下鎮(zhèn)的江口，東至樟樹市的洲上，北至新余市渝水區(qū)的羅坊，南達(dá)新干縣荷浦。

灌區(qū)地處袁河中下游平原，呈帶狀河套形，東西長96km，南北寬約6km。區(qū)內(nèi)土壤資源豐富，植被良好，土地肥沃，其水、肥、熱等因素比較協(xié)調(diào)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越，適宜農(nóng)作物生長。灌區(qū)土地面積68.85萬畝，耕地面積37.7萬畝，設(shè)計灌溉而積37.1萬畝，現(xiàn)狀有效灌溉而積28.4萬畝)區(qū)內(nèi)農(nóng)作物以種植水稻為主，兼種棉花、油菜等，是國家糧食重要生產(chǎn)基地之一。

灌區(qū)現(xiàn)代化就是全面提升灌區(qū)建設(shè)和管理水平，不斷創(chuàng)新灌區(qū)建設(shè)和管理理念，努力實現(xiàn)灌區(qū)投入多元化，建設(shè)規(guī)范化、管理系統(tǒng)化、環(huán)境園林化、用水科學(xué)化、效益最大化、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，保障糧食安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。全面建成小康社會、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等均對灌區(qū)發(fā)展提出了新要求，開展灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)十分必要與緊迫。

2 總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃

袁惠渠灌區(qū)信息化總體框架由基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障運維、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理六大體系組成。袁惠渠信息化總體框架如圖1所示

圖1 總體框架圖

（1）基礎(chǔ)設(shè)施體系

包括感知控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和機房資源。其中感知控制系統(tǒng)主要包括水位、雨量、流量、閘門開度、墑情等水文數(shù)據(jù)，水質(zhì)數(shù)據(jù)，視頻、閘門控制等[1]；通信網(wǎng)絡(luò)包括光纖、4G等互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)；機房資源主要包括計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

（2）灌區(qū)數(shù)據(jù)中心

包括袁惠渠灌區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)一接收平臺和數(shù)據(jù)交換平臺、灌區(qū)綜合數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)服務(wù)。其中灌區(qū)綜合數(shù)據(jù)庫包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及多媒體數(shù)據(jù)[2]。

（3）應(yīng)用支撐體系

由系統(tǒng)資源服務(wù)、公共基礎(chǔ)服務(wù)、應(yīng)用支撐服務(wù)和業(yè)務(wù)服務(wù)容器四部分組成，為上層灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供軟件支撐。

（4）灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用體系

主要包括灌區(qū)量測水、運行管理、配水調(diào)度、水費計收、政務(wù)辦公及公眾發(fā)布等業(yè)務(wù)應(yīng)用，司一根據(jù)灌區(qū)系統(tǒng)各層級的業(yè)務(wù)需求不同，由統(tǒng)一開發(fā)的業(yè)務(wù)應(yīng)用組件進(jìn)行靈活定制。

（5）網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障運維體系

以關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施和重要門戶網(wǎng)站安全保護(hù)為重點，以信息安全等級保護(hù)工作為抓手，以統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)信任體系、統(tǒng)一安全管理為技術(shù)支撐，建立完善袁惠渠灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)安全縱深防御體系[3]。

（6）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理體系

重點從制度標(biāo)準(zhǔn)完善、運維體系完善、人才隊伍建設(shè)、宣傳與交流等方面，優(yōu)化灌區(qū)信息化保障環(huán)境，保障灌區(qū)信息化健康、可持續(xù)發(fā)展，確保灌區(qū)信息系統(tǒng)的安全可靠運行。

3 信息化建設(shè)規(guī)劃

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施體系

灌區(qū)信息化硬件基礎(chǔ)平臺包括灌區(qū)信息采集、信息傳輸與信息管理以及自動控制的硬件系統(tǒng)，主要包括數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息采集及監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、水資源調(diào)度中心建設(shè)等部分組成。

（1）感知控制系統(tǒng)建設(shè)

感知控制系統(tǒng)主要包括灌區(qū)雨情、水情、工情、墑情、水質(zhì)、氣象和農(nóng)情監(jiān)測、視頻監(jiān)控以及控制系統(tǒng)等。

（2）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，完善通信布局，加強移動互聯(lián)，適度超前部署網(wǎng)絡(luò)能力，形成立體覆蓋、無處不在、安全可靠的灌區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)體系。

（3）機房建設(shè)

信息的存儲和管理是整個灌區(qū)信息化業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，其設(shè)計及架構(gòu)的合理性關(guān)系到整個信息化管理運行的效率[4]。對機房的服務(wù)器、交換機、機房、中控室等硬件設(shè)施進(jìn)行全面優(yōu)化升級。

3.2 灌區(qū)數(shù)據(jù)中心

面向灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)需求，豐富信息源，強化數(shù)據(jù)整合，促進(jìn)信息共享，建設(shè)灌區(qū)信息資源體系，逐步形成多元化采集、主題化匯聚和知識化分析的灌區(qū)大數(shù)據(jù)中心。實現(xiàn)灌區(qū)數(shù)據(jù)屬性、空間、關(guān)系和元數(shù)據(jù)的一體化管理，統(tǒng)一對象代碼，統(tǒng)一數(shù)據(jù)字典，為灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供規(guī)范、權(quán)威和高效的數(shù)據(jù)支撐。在實施數(shù)據(jù)資源共享基礎(chǔ)上，按照“一數(shù)一源、一源多用”的原則，完善信息資源管理辦法，建設(shè)灌區(qū)綜合數(shù)據(jù)庫；做好數(shù)據(jù)更新維護(hù)工作，同時做好其他相關(guān)數(shù)據(jù)的收集整理，不斷豐富信息資源[6]。

3.3 灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺

應(yīng)用平臺系統(tǒng)是灌區(qū)信息化能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在。軟件系統(tǒng)對提高管理水平的最主要作用一是代替部分手工作業(yè)，提高勞動生產(chǎn)率，二是通過計算機強大的計算能力分析數(shù)據(jù)，提供更精確的輔助決策支持。

（1）灌區(qū)水情

灌區(qū)水情根據(jù)灌區(qū)的水情現(xiàn)狀，結(jié)合《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》（GB/T21303），將各種量水計算方法固化到模塊中，對各量水站點自動輸人和手工輸人的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)選擇使用的量水計算公式和參數(shù)，快速生成滿足要求的量測水?dāng)?shù)據(jù)。

（2）防汛預(yù)警

防汛預(yù)案文檔管理：對各種防汛預(yù)案分類進(jìn)行管理，可以新增、修改、刪除、移動文檔分類，每個文檔分類下都可以新增各種防汛頂案文檔，可以根據(jù)文檔名稱或關(guān)鍵字查詢防汛預(yù)案文檔，且可以對防汛預(yù)案文檔進(jìn)行排序。

（3）配水調(diào)度

基礎(chǔ)參數(shù)管理：基礎(chǔ)參數(shù)由不經(jīng)常改變的參數(shù)組成，包括渠系、渠段段、用水單位等，該功能提供對這些參數(shù)的管理和維護(hù)[7]。

專用參數(shù)管理：專用參數(shù)指配水計劃制定中使用的參數(shù)，如配水定額、田間水利用系數(shù)、渠系水利用系數(shù)、灌溉面積、工業(yè)和城鎮(zhèn)供水計劃流量、流率表等。

配水計劃制定：根據(jù)相關(guān)參數(shù)，計算各渠段計劃灌溉水量；根據(jù)灌溉水量和工業(yè)、城鎮(zhèn)用水量計算渠道累計流量，推演出各個渠段的水位。

配水調(diào)度執(zhí)行：在灌區(qū)供水過程中，要記錄每個渠段每天用于工業(yè)及城鎮(zhèn)供水的流量。

用水考核：以配水計劃制定模塊中制定的計劃配水水量為考核基準(zhǔn)，以配水計劃執(zhí)行模塊中計算出的實際用水量為依據(jù)，考核每個管理端的用水情況，計算超用水量和節(jié)余水量

（4）水費計收

灌區(qū)水量分析：該功能通過渠系各監(jiān)測點數(shù)據(jù)，得出各主干渠等入渠水量對比。

渠系水利用系數(shù)分析：該功能通過渠系各監(jiān)測點數(shù)據(jù)，得出各主干渠等的渠系水利用系數(shù)對比。

灌溉水利用系數(shù)分析：該功能通過渠系各監(jiān)測點數(shù)據(jù)，得出各主干渠等的灌溉水利用系數(shù)對比。

水費計收：該功能包括綜合水價、執(zhí)行計價、管理段或灌溉站水費預(yù)收、水費結(jié)算、水費查詢、繳費記錄及農(nóng)戶水費預(yù)收、結(jié)算、查詢與繳費記錄。

（5）運行管理

運行管理模塊主要實現(xiàn)灌區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化，可實現(xiàn)綜合地圖、工程基礎(chǔ)信息、資產(chǎn)管理、調(diào)度運行、檢查巡查、監(jiān)測監(jiān)控、維修養(yǎng)護(hù)、達(dá)標(biāo)考核、組織機構(gòu)及管理配置等功能[7]，各種功能根據(jù)其特點進(jìn)行模塊設(shè)置和開發(fā)。通過標(biāo)準(zhǔn)化運行管理，保證灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)定可靠運行。

（6）政務(wù)辦公

辦公信息門戶管理：包括建立個人辦公門戶、建立單位統(tǒng)一信息門戶、各類信息的有效共享和快速推送、門戶個性化設(shè)置以及門戶權(quán)限控制設(shè)置。

公文管理：包括發(fā)文管理、收文管理、公文交換、公文督辦、公文查詢等。

文檔檔案管理：主要包括文件管理、檔案管理、資料管理、文檔權(quán)限管理、制度規(guī)范管理[8]。

（7）公眾發(fā)布

建立袁惠渠灌區(qū)微信公眾號，從公眾角度出發(fā)，將袁惠渠灌區(qū)信息進(jìn)行整體分析，生成公眾能理解的信息產(chǎn)品，以便公眾及時了解袁惠渠灌區(qū)態(tài)勢。同時公眾號提供獻(xiàn)言獻(xiàn)策的途徑，加強灌區(qū)各部門與公眾的交流互動。

3.4 網(wǎng)絡(luò)安全體系

安全策略體系是整個信息安全體系的核心，為整個信息安全體系提供指導(dǎo)和支持包括：信息安全的日標(biāo)和愿景、方針、策略、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、流程和指南等，并通過在組織內(nèi)對安全策略的發(fā)布和落實來保證對信息安全的承諾與支待。

安全組織體系保證策略休系、運作體系和技術(shù)體系在組織內(nèi)部順利開展和實施，是整個安全體系的管理基礎(chǔ)[9]。包括：安全組織結(jié)構(gòu)建立、安全角色和職責(zé)劃分、人員安全管理、安全培訓(xùn)和教育等。

安全技術(shù)體系提供安全體系的技術(shù)手段和工具，是整個安全體系的技術(shù)基礎(chǔ)[10]。包括：物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、終端安全、服務(wù)器安全、防病毒安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全等。詳見圖2。

圖2 網(wǎng)絡(luò)安全結(jié)構(gòu)圖

3.5 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理體系

重點從制度標(biāo)準(zhǔn)完善、運維體系完善、人才隊伍建設(shè)、宣傳與交流等方面，優(yōu)化灌區(qū)信息化保障環(huán)境，保障灌區(qū)信息化健康、可持續(xù)發(fā)展，確保灌區(qū)信息系統(tǒng)的安全可靠運行。

（1）制度完善和標(biāo)準(zhǔn)營理

結(jié)合灌區(qū)信息化建設(shè)任務(wù)，完善灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、資源管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面的信息化管理制度建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)管理，建立和完善灌區(qū)信息化標(biāo)準(zhǔn)管理與協(xié)調(diào)機制，強化標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行主要任務(wù)包括完善管理體制、加強標(biāo)準(zhǔn)體系管理、健全建設(shè)管理制度、標(biāo)準(zhǔn)實施與監(jiān)督[11]。

（2）運維體系完善

按照《水利信息系統(tǒng)運行維護(hù)規(guī)范》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，盡快完養(yǎng)運行維護(hù)工作機制；參照《水利信息系統(tǒng)運行維護(hù)定額標(biāo)準(zhǔn)》和《灌區(qū)業(yè)務(wù)經(jīng)費定額標(biāo)準(zhǔn)》爭取運行維護(hù)經(jīng)費；通過政府購買服務(wù)等方式開展服務(wù)外包和運行維護(hù)管理，建立灌區(qū)信息化運行管理長效機制[12]。主要任務(wù)包括:運維工作機制完善、運維經(jīng)費落實、運維長效機制建立。同時，建立灌區(qū)信息化專業(yè)技術(shù)人才管理、培訓(xùn)機制，充分利用各種教育培訓(xùn)資源，培養(yǎng)形成與灌區(qū)信息化進(jìn)程相適應(yīng)的技術(shù)人才隊伍[13]。

4 結(jié)束語

灌區(qū)信息化建設(shè)是灌區(qū)優(yōu)化配置水資源、實現(xiàn)灌區(qū)高效管理和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件[14]。袁惠渠灌區(qū)信息化建設(shè)規(guī)劃以現(xiàn)狀條件為基礎(chǔ)，以實際需求為導(dǎo)向，以內(nèi)外關(guān)系為約束，以體系建設(shè)為手段，開展信息化建設(shè)，實現(xiàn)灌區(qū)智能化管理決策，為灌區(qū)安全生產(chǎn)、水資源配置等提供支持。

建設(shè)通過感知層的自動采集監(jiān)測系統(tǒng)跟蹤示范區(qū)氣象雨情、水情、土壤墑情、水質(zhì)、農(nóng)情等，及時將相關(guān)信息傳輸至控制中心，自動控制中心數(shù)據(jù)模塊對田間信息、示范區(qū)閘門運行工況及相關(guān)工情信息上傳至上位機，由處理與決策支持系統(tǒng)制定相應(yīng)決策，并將控制指令傳遞至控制閘門等，從而實現(xiàn)智能化灌溉。