国内外调水工程运行管理系统
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摘 要：调水工程运行管理系统作为调度运行管理系统的重要组成部分，承担着帮助调水机构实现工程运行管理维护及工程防洪信息管理的职能，调水工程运行管理系统的建设和应用，提高了调水工程运行管理、运维养护和安全生产水平，增强了调水工程现代化管理能力和自动化程度，更充分地发挥了调水工程的经济和社会效益。
关键词：调水;供水;运行管理;调度运行;管理系统
中图分类号：TV68 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）30-0183-02
Abstract： Water Diversion Engineering operation management system as an important part of scheduling operation management system， Undertakes the function of helping the water diversion institution realize the project operation management maintenance and the project flood control information management， the Construction and Application of Operation Management System of Water Diversion Engineering， improved operation management， maintenance and safety of water diversion works， increased capacity and automation of modern management of water diversion engineering， the economic and social benefits of the water diversion project have been brought into fuller play.
Keywords： water diversion; water supply; operation management; scheduling operation; management system
调水工程运行管理系统作为调度運行管理系统的重要组成部分，承担着帮助调水机构实现工程运行管理维护及工程防洪信息管理的职能，在统一的应用支撑层上进行资源共享，最终通过业务应用层实现工程运行管理系统功能。例如国内的东深供水工程、引滦工程、引黄工程、新疆额尔齐斯河流域供水工程等的调度运行管理系统都属于此类。
1 国内典型系统浅析
东深供水工程，跨越广东省东莞市和深圳市境内，水源取自东江，是香港供水的大型调水工程，已建设东深供水调度运行管理系统。引滦工程是将河北省境内的滦河水跨流域引入天津市的城市供水工程，水源地位于河北省迁西县滦河中下游的潘家口水库，已建设引江引滦多水源联合供水调度软件系统。万家寨引黄工程位于山西省西北部，穿过吕梁山区，已建设引黄工程调度运行管理系统。
1.1 东深供水调度运行管理系统
系统现状：东深供水调度运行管理系统包括生产自动化系统、视频监控系统、语音调度系统、通信系统，MIS信息管理系统等。生产自动化系统包括调度中心计算机监控系统、泵站计算机监控系统、分水点计算机监控系统等;视频监控系统提供了一种直接明了的辅助性技术手段;语音调度系统充分利用了OTN综合通信网络提供语音传输通道和传输功能，实现了供水系统的生产调度通信和行政管理通讯;MIS信息管理系统包括办公自动化、工程管理系统、内网门户系统、综合信息服务系统等。
实施效果：东深供水调度运行管理系统中生产自动化系统是一个独立的控制网络，与其他网络通信完全隔离，以保证生产调度的安全。设备运行状态自动化监测系统，实施监测各项运行参数，有指标超过阈值，及时报警，及时处置，根据设备运行状态，辅助决策调度方案制定。但系统使用过程中发现，需要进一步优化调度运行决策支持流程，增强机电设备运行信息监测，如震动、温度等信息，更好地为调度方案制定起支撑作用。
1.2 天津市引江引滦多水源联合供水调度软件系统
系统现状：根据年调度计划的编制步骤，集成天津市多水源联合供水调度软件，软件系统以水平年分区需水量和基本工程信息作为输入，采用典型年水源来水过程或中长期预报得到的预测水源来水过程，利用联合供水调度模型制定不同用水规则下的调度方案。供水调度软件的主要功能包括：基本信息查询、供需水信息查询、调度规划方案查询和供水调度方案编制等。
实施效果：系统在运行过程中，设计的功能模块都在使用，各功能模块互为支撑，相辅相成。基本信息查询主要为编制调度方案的基础数据提供来源;供需水信息查询主要为调度方案的编制提供可选数据;调度规划方案查询主要为编制2015年和2020年的调度计划提供决策支持;供水调度方案编制主要集成了水源引水情况、水厂分区时段水量、板块受水情况、供水成本分析和工程能力校核等成果。该系统在确保安全供水的前提下，优化了供水调度，使调度方案简洁高效，实现供水成本最低，确定多水源联合调度方案，有利于促进水资源的高效利用，提高可供水量，提高城市供水的保证水平，实现水资源的优化配置，从而达到水资源可持续和协调利用。
1.3 山西省万家寨引黄工程调度运行管理系统
系统现状：引黄工程调度运行管理系统以引黄工程全线自动化系统为基础，实现对引黄工程全线各泵站、阀室、水库、取水口、分水闸的远程控制，运行调节，安全监视，优化调度和经济运行，最终实现全系统无人值班、少人值守的设计目标。引黄工程自动化系统包括计算机监控系统、视频监控系统、水力量测系统、水力学仿真系统以及通信系统等。主要功能有：在泵站级控制、联接段控制中心、北干线控制中心和太原调度中心远方监视和操作整个输水系统并实现自动控制;优化调度实现流量平衡和经济运行;系统输水量控制;对包括事故在内的特殊情况的分析和处理;收集系统运行统计资料并提供相应报告;各供水点供水量的统计和计费;与外部系统进行通信，进行综合分析，采取相应的措施;指导运行管理等。 实施效果：引黄工程调度运行管理系统监视和控制整个输水线路的所有设备，根据年度输水目标由水力学仿真自动生成输水计划，以完成全系统的自动运行和全线的流量平衡。在系统使用过程中，调度运行管理系统能起到多大作用，关键在于管理，技术只是辅助手段;决策系统在调度运行管理中可以帮助运行人员提高效率，为领导提供决策支持;安全监测自动化系统建设做支撑，为系统的运行提供保障和支撑。
1.4 新疆额尔齐斯河流域-高寒区长距离供水工程群实时调度与安全运行工程
系统现状：高寒区长距离供水工程群实时调度与安全运行工程技术体系包括监测评估、实时调度、联动控制、综合管控等方面。监测评估解决了高寒无人区物联传输困难、监测评估难等一系列问题;实时调度解决了耦合水库群-输水渠道引供水系统实时优化调度的难题;联动控制实现了关键节点的联动控制及北疆供水工程的安全集中控制;综合管控创新了基于多业务协同的精细化业务流程再造，实现了跨流域跨专业的多维监控和智能决策。
实施效果： 本工程从2002年开始，在北疆长距离供水工程研发了一体化管控平台开展了实践应用。监测评估子系统15年的系统运行，累积了2700万条样本，年均发布安全评估监测分析报告50份，实现了工程安全预警从无到有的飞跃，避免重大经济损失;实时调度技术解决了耦合水库群-输水渠道的北疆供水工程安全、经济调度难题，实现了供水保证率100%，发电量提高了3%;联动控制技术年均节省人力大于3000人天，累计节省投资运维费用3000余万元;一体化管控平台实现了跨流域跨专业的多维监控和智能决策，运行成本降低80%。该成果已应用于额河、伊犁河、嫩江、疏勒河、浑河等流域防洪、水力发电、生态、供水和工程运行管理等领域，获得了重大经济和社会效益。
2 国外典型系统浅析
2.1 美国加州供水系统（SWP）
美国加州供水系统的管理实行高度的集中管理和统一调配，并实現了自动化、网络化、智能化。整个工程系统的运行操作由工程操作中心和区控制中心控制组成。24小时值班的工程操作中心是该工程的神经中枢，远程监控和控制供水系统所有的电厂、泵站、水库、胡泊、水渠和管道设施。远程监测系统设有70000个监测点采集资料，通过沿供水系统设置的250个远程终端接口，为工程操作中心和区控制中心提供有关供水系统的实时信息，包括地震监测的信息。工程操作中心的地图显示板上显示着所有设施水位、流量、电量，以及观测站的状态信息。还允许用户随时查询加州的供水信息。整个管理监控系统充分显示了技术先进、高效运作的现代化管理水平。
2.2 AFSIRS系统
美国佛罗里达大学针对佛罗里达州的农业特点开发了AFSIRS系统，用户可以使用该系统，根据作物类型、土壤情况、灌溉系统、生长季节、气候条件和管理方式等诸多变量，估计出对象区域的灌溉需水量。该系统收集了佛罗里达州9个气象观测站的长期观测资料，比较全面地反映了佛罗里达州的气象条件，在佛罗里达州得到了广泛的应用。
2.3 灌溉计划管理信息系统（SIMIS）
国际粮农组织为了推进灌溉计划的管理开发了灌溉计划管理信息系统，该系统是一个通用的、模块化的系统，具有适用性好、多语言（英、法、西等）和简单易用的特点。该系统除了处理有关水的问题以外，还覆盖了日常管理活动的所有主要方面，如控制维护、结算、水费和其他相关的任务。
2.4 CROPWAT系统
国际粮农组织开发的CROPWAT系统可以帮助农业气象学家、农艺学家和灌溉工程师制定灌溉计划，提交灌区规划。该软件有一个庞大的气象数据库CLIMWAT。CLIMWAT是国际粮农组织为配合CROPWAT使用而专门开发的数据库，它包含了由144个国家3262个气象站收集而来的气象资料。
2.5 APSIM系统
澳大利亚农业产量研究机构研究开发的APSIM系统，该系统通过一系列互相独立的模块（如生物模块、环境模块、管理模块等）来表现被模拟的灌溉系统，这些模块之间通过一个通讯框架（也称为引擎）进行连接。
3 结束语
调水工程信息化承担着帮助调水机构实现工程运行管理维护及工程防洪信息管理的职能，在统一的应用支撑层上进行资源共享，最终通过业务应用层实现工程运行管理和维护。例如东深供水工程、引滦工程、引黄工程等的调度运行管理系统的建设和应用，提高了调水工程运行管理、运维养护和安全生产水平，增强了调水工程现代化管理能力和自动化程度，更充分地发挥了调水工程的经济和社会效益。
参考文献：
[1]刘皓.天津市多水源联合调度模型研究及系统开发[D].大连理工大学，2015.
[2]白正裕，王必胜，赵喜萍.万家寨引黄工程的调度控制和运行[J].人民黄河，2003（06）：5-6，46.
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