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［摘要］灌區信息化建設是一項涉及面廣、科技含量高的系統化工程。在明確灌區信息化規劃應堅持實用、先進、開放等原則的基礎上，從信息化建設目標、系統架構、信息流分析等方面，對規劃思路進行了探討，并以陸渾灌區信息化建設為例，闡明了灌區信息化建設應遵循的自上而下優化系統架構、自底向上分析數據源的規劃方法。研究結果可供灌區信息化建設參考。

［關鍵詞］灌區信息化；規劃思路；系統架構；信息源

1概述

灌區信息化是一種高效的管理手段，是一個集成了多種先進技術的高級管理系統，這個系統由基于計算機、通信網絡、信息采集的硬件設備以及能夠對灌區信息進行分析、處理的應用軟件組成。鑒于灌區信息化系統具有較大的軟、硬件和信息體量，要順利實現灌區信息化，必須將科學、細致、全面的系統規劃作為起點，并高度重視規劃在灌區信息化建設中的作用。深入挖掘和利用灌區的信息資源，利用先進的科學技術手段，全面提升灌區工程管理和運行管理的效率和效能，建立集約高效、人水和諧的灌區運行環境，是灌區信息化建設的根本目標。灌區信息化建設具有很強的系統性，它不僅涉及到多方面新技術的應用，還受到灌區管理體制、管理水平以及資金投入等多方面的限制，因此，各灌區的信息化建設目標各不相同。如何限定信息化建設目標，以及如何優化信息化的實現方式，都是規劃階段應該綜合考慮的重要問題。

2規劃原則

2.1堅持需求至上的系統實用性。灌區信息化建設規劃應以實際效用為目的，在確保實用的基礎上做好系統需求分析。要確認系統在操作、運行、效果方面的實用性，確保能夠切實發揮系統建設效益，這是系統規劃的基本原則。2.2保持系統的技術先進性。計算機、電子、通訊技術是灌區信息化系統建設的基礎支撐，保持應用技術的先進性至關重要。當前，各項科學技術發展迅速，應用技術的先進性對整個系統的生命周期和使用效率影響較大。在規劃中要充分利用各方面的前沿技術，盡量提高系統的科技水平，并具有一定的前瞻性。2.3具有良好的開放性、可擴展性。灌區信息化系統的信息采集、傳輸以及數據格式均要符合水利行業已有的相關國家標準和規范，要具有較好的開放性、兼容性，要盡可能統一標準。信息化系統規劃應重視各子系統軟、硬件標準的使用，要保持較好的可擴展性，以便于系統后期的續建、改造或升級。2.4具有較高的安全可靠性。灌區信息化系統的安全、可靠涉及軟環境和硬環境兩個方面：軟環境包括計算機網絡的安全防護、應用軟件運行維護、人員誤操作規避等；硬環境包括野外設備保護、人為破壞防護等。規劃應明確安全防范重點，加強網絡、電子、電源、信息采集設備等的安全保護設置，在這兩個方面要聯合設防。

3面向應用的規劃思路

3.1以日常業務為導向，確定系統應用目標。灌區信息化建設的目的是服務于灌區管理，能夠滿足灌區管理業務要求，提升灌區管理水平，規劃應當以日常業務需求為導向，以堅持經濟實用為原則來確定系統應用目標。要綜合考慮灌區現有的管理體制、人員配置、業務運行等情況，以確定實用的建設內容。系統建設目標不可好高騖遠、不求實效。3.2以管理模式為前提，確定系統主體架構。灌區一般涉及多個層級的管理單位，以及各單位間不同的職責和業務需求，這些特性決定了灌區管理模式的多樣性。規劃應當以較高層的一個管理單位為中心，在區別其它各單位管理職能的基礎上，理清各節點單位所處的位置及主要業務需求。然后，以管理單位從上到下的層級為主線，合理確定系統主體架構的通訊網絡、數據流、主要設備布置位置等。3.3以灌區功能為限制，確定系統建設規模。灌區信息化建設以提高管理效率和管理水平為目的。規劃應當在確定的系統應用目標基礎上，圍繞灌區功能，根據管理需要，確定各子系統、模塊的建設規模。在系統生命周期內，建設規模過大勞民傷財、事倍功半；規模過小又難以發揮作用，達不到系統建設的目的。3.4以運行機制為基礎，確定系統信息流。灌區的管理、運行建立在一定的規范機制和程式上，各管理單位、部門對灌區信息的需求和使用具有較大差別。因此，灌區的管理運行機制決定了灌區的信息流向。在進行需求分析的基礎上，整合、優化所采集的信息資源，合理確定信息的使用對象和處理存儲目標，是規劃階段必須明確的重點思路。

4上下統籌的規劃方法

灌區信息化建設要整體優化，避免出現架子過大卻信息量不足，或信息冗余度大且可利用量有限等一些對系統應用影響較大的不規范現象，否則，將可能導致系統完工即廢或運行不暢、運用困難，與項目建設的初衷嚴重相悖。下面以河南省陸渾灌區信息化建設為例對規劃應遵循的基本方法作簡要闡述。4.1自上而下的系統架構優化。根據灌區現有的管理體制、機制，確定一個信息化管理中心的設備配置和主要功能，再根據業務需求，可分設相應的分中心。明確各管理中心對系統硬件、軟件及有關信息的管理職能與分工。根據灌區主要信息類型、來源，結合信息采集點位置環境及管理中心設置，確定信息傳輸的最佳途徑和方式，進一步優化傳輸線路、協議、數據結構等，確保數據傳輸通暢、路徑最優。對于灌區大量的數據信息，根據業務屬性、建設和管理需要，應統一整合到一個數據庫。但對于安全性要求較高、或有其它特殊使用限制的數據信息、通訊，則要建立獨立的通信網絡。數據信息甄別與優化整合也是系統架構組建的關鍵步驟。河南省陸渾灌區位于河南省西部，是一個集城市供水、工業供水、農業灌溉的大型灌區，隸屬于河南省水利廳的河南省陸渾水庫管理局（以下稱省局）是其一級管理單位，行使灌區骨干工程建設和用水調度權。灌區管理實行分層包段負責制：省局下設兩個灌區管理處分別負責總干渠、東一干渠上段；其它各段干渠分別由其所在的行政區成立的專管機構（以下稱縣局）負責；各縣局及省局下屬兩處又下設有管理段。支斗渠以下工程由受益用水戶自主管理。干渠各管理段所直接面向用水戶負責所轄區段內的閘門啟閉、水量結算和水費征收等工作。鑒于以上復雜的省、縣、所三級管理體制以及統一調度、分段實施的運行機制，陸渾灌區信息化工程在省局建立了信息化管理中心，在縣局建立了二級分中心，并在段所建立了視頻監視及閘門遠程控制中心。省局信息中心與各二級單位建立了VPN專用網絡鏈接，構建了統一的灌區基礎信息數據庫，通過優化的通信網絡，將灌區所有信息統一整合到了信息中心。各縣級分中心又通過網絡連接到所轄段所，并建立了本單位內部局域網。全灌區自上而下實現了管理職能分解及數據信息的集中處理和共享。4.2自底向上的信息源分析。灌區信息包括墑情、雨情、水情、工情、GIS信息、監控音視頻、調控指令、設備運行狀態等，但灌區信息化不可能將這些信息全都進行實時采集和存儲。系統規劃要針對各單位、部門的業務需求，合理分析各個信息源的代表性和信息的最優需求量，確定有限的關鍵信息源。這些信息源不僅影響到灌區信息化系統的運行效能，也決定了系統的建設規模。目前，灌區各地的信息傳輸條件差別較大，應綜合考慮各信息采集點和中繼傳輸點的通訊技術與環境安全，與前期確定的系統架構相銜接，盡量統一信息的采集和傳輸方式。陸渾灌區信息化系統采集的主要信息包括渠道水情、灌區雨情、墑情、監控視頻、調度指令等。根據各單位業務和生產安全需要，通過認真的信息需求分析，綜合信息點位置優化，共規劃了干渠關鍵斷面水情采集點23處，沿渠較大引水口水情采集點40處，遙測雨量點24處，土壤墑情采集點12處，視頻監控58點位，閘門遠程控制12孔位。除視頻監控及閘門遠程控制信息通過租用中國移動的光纜直接接入段所主控計算機外，其余信息均通過中國移動的GPRS無線網絡上傳至省局信息中心。4.3應用軟件系統設計。灌區信息化系統一般由雨水情監測、視頻監控、遠程控制、通訊網絡、OA辦公等多個子系統組成，信息化系統的實際、有效應用，離不開各子系統應用軟件的支撐。在需求分析業已完成，系統架構基本定型，數據結構、來源確定后，即可進行專用應用軟件系統的設計和開發。應用軟件系統設計應在系統主體架構內，進行詳細的需求分析，確定使用范圍和網絡安全保障。設計應在系統架構建立和信息源分析完成的基礎上進行，應在確定的系統架構下盡量擴展信息的有效利用，充分發揮應用系統的使用效能。

在現有工程基礎上，結合灌區業務需求、運行機制以及人員素質等多方面因素，經過系統架構優化和信息分析，陸渾灌區信息化建設的應用子系統有：雨水情遙測、用水管理、閘門遠程控制、視頻監視會商、OA辦公等。為方便各應用系統的使用和管理，陸渾灌區信息化系統梳理了渠道水位和遙測雨量數據信息的格式和標準，統一了水位遙測和墑情采集設備的傳輸協議，對各子系統進行了優化、整合，構建了陸渾灌區信息化平臺。5結語灌區信息化建設規劃要有一個明晰的規劃思路和方法，它是科學合理、貼合實用、準確高效地完成系統規劃工作的基礎和保障。規劃應當以用戶實際需求為出發點、以當前最先進的科學技術為手段、以經濟投入和系統高效運行為目標，在當前水利信息化技術標準及有關規范框架下，運用科學、靈活的統籌方法，針對灌區自身特點及運行管理需求，科學合理地確定灌區信息化建設目標，統一技術架構，做好總體布局。陸渾灌區信息化建設規劃可供同類灌區信息化建設參考。

作者:郝敬偉 李敏 張宏圖 單位:河南省陸渾水庫管理局