优化调度管理【合集】6ackv.doc

目录苏北地区水资源监控调度1洪水资源优化调度系统说明书7苏北地区水资源监控调度一、工程概况江苏省苏北地区水资源配置监控调度系统工程是水利部确定的5个信息化试点项目之一，也是江苏省“十五”水利信息化建设的重点工程。该工程在江苏已建大运河监测调度系统、徐州、连云港水情遥测系统、水文数据库、防汛指挥系统的基础上，兼顾规划中的南水北调东线工程，充分利用各种先进技术和设备，建设以信息采集为基础，综合数据库为纽带， gis为技术平台，虚拟现实技术为表现手段的综合性信息化工程系统，最终实现水资源的综合优化管理、决策和支持。工程建设内容分为信息采集系统、运行监控系统、通信传输系统、计算机网络系统、综合数据库系统、调度运行系统和决策支持系统等7个子项目。经过工程建设，以期达到：“建设覆盖江水北调工程系统供水范围，具有先进技术水平和充分拓展性能，集信息采集传输、优化调度和自动监控为一体的水利现代化系统。为苏北地区水资源优化配置、高效利用和水环境保护提供调度运行决策支持；为建立适应社会主义市场经济要求的供水体系提供信息、计量及管理支持。充分发挥江水北调工程系统的作用，使其成为经济社会可持续发展的重要支撑。”的建设总目标。根据可行性研究报告的安排，工程分两阶段实施。第一阶段工程的目标是：建成苏北地区水资源配置监控调度系统工程的总体框架，初步或部分建成信息采集系统、运行监控系统、通信传输系统、计算机网络系统、综合数据库系统和调度运行系统；初步建成江水北调范围内重要控制站点（断面）的水情、工情、雨情等多源信息的实时采集、监测和集成；部分实现取水口门水情、工情信息的实时采集、监测和集成；实现部分泵站、水闸的远程监测、监视和控制；基本构架完成苏北地区通信传输与计算机网络，进一步扩充完善系统信息传输基础平台；开发基于webgis、intranet和虚拟现实等技术的实时水量调配模拟模型和在线水流仿真模型，提供在合理配置基础上的调度运行方案及其分析、评估；以图形、图像、动画、影像等多种形式，在线反映系统运行状况，形成决策支持系统的初步框架。达到以实时信息采集为基础，以空间数据为依托，以调度运行为核心，建成基于苏北地区具有三维界面的江水北调水资源实时调度系统。初步实现江、淮、沂沭泗等多水源供水的在线监测、系统仿真、实时调度和用水计量，进行大运河沿线供水、排水、防洪、航运、环保等多目标用水的有机协调和统一管理。二、具体建设内容苏北地区水资源配置监控调度系统工程根据统筹规划、分布实施的原则，工程分两阶段实施，第一阶段工程于2002年9月开始启动。根据投资安排，第一阶段工程分两步实施，第一步工程先安排输水干线的水位、流量信息采集和泵站水闸工情信息采集，实现调水运行的在线仿真和实时调度，适当提高信息网络的安全度，2002年完成。第二步工程安排干线泵站和上游来水控制站的水情监测、泵站内部监测监控技术改造、信息网络提高可靠性和规模，综合集成水资源决策支持系统，2003年完成。目前，一步工程已全面展开，工程项目招标已基本完成进入实施阶段，监测监控、通信网络分项工程正在实施；配置软件分项工程的调度运行系统、来水预报模型开始实施。其具体建设内容为：1信息采集系统采用水位、闸位、流量传感器和远程数据终端（rtu）及超短波通信设备，建设水资源信息自动采集系统；利用已建的大运河系统和徐州示范区系统资源，新建扩建水情遥测站106处（其中：干线梯级泵站3座、干线控制及分水涵闸20处、小水电5座、市际交水断面监测4处、船闸计量13处、沿线取水口门38处、沿干线水位监测点23处），分中心12处（其中：市水文局分中心3处；工程管理处分中心5处；水利局分中心4处），省水文信息中心1处。将新老系统的所有站点集成为苏北地区水资源配置监控调度系统的信息采集系统。按水资源配置监控调度及防汛的要求，在各个遥测站实现水位、闸位、流量及雨量信息的自动采集，将这些信息通过超短波通信网、光纤通信网分别传输到各分中心，在各个分中心接收、处理、入库，并将信息通过计算机网络传输到省中心，为各水利部门及防汛指挥部门提供信息服务。此外，将已建大运河系统、徐州示范区系统的全部遥测站（其中属于大运河系统测站44处、属于徐州示范区系统测站19处），中继站1处、集合转发站6处、分中心等均按本项目要求重新组态后融入苏北水资源监控调度系统。2通信传输及计算机网络系统扩建省水利厅局域网；扩建苏北地区水资源配置监控调度系统工程建设范围内的13个工情分中心（其中市水利局7处；厅属管理处6处）的计算机局域网和网管分中心；扩建苏北地区水资源配置监控调度系统工程建设范围内的5个水情分中心、6个监控监测站点（江都四站、淮阴一站、运东闸、泗阳站、沙集站、皂河站）的计算机局域网；（4）建设5条光纤链路。3运行监控系统（1）江都二站远程计算机自动监控系统和远程视频监控系统；（2）江都三站远程计算机自动监测系统；（3）江都四站远程计算机自动监控系统和远程视频监控系统；（4）江都站主变开关量、用电量远程计算机自动监测系统；（5）运东闸远程计算机自动监测系统；（6）淮安二站远程计算机开关量、用电量自动监测系统；（7）淮阴一站远程计算机开关量、用电量自动监测系统；（8）泗阳一站远程计算机开关量、用电量（发电量）自动监测系统；（9）泗阳二站远程计算机自动监测系统；（10）皂河站远程计算机自动监测系统；（11）沙集站远程计算机自动监测系统；（12）刘山北站远程计算机开关量、用电量自动监测系统；（13）解台站远程计算机开关量、用电量自动监测系统。4、综合数据库及调度运行系统（1）建立来水预报模型。为实际运行环境下供水系统的实时监控调度和水流仿真提供科学依据。预报的空间范围包括洪泽湖、骆马湖和微山湖三个区域的来水及长江三江营潮位，时间范围分为短期、中期和长期，其中中期、长期预报成果应包括定量和定性两种方式。（2）开发需水预测模型：通过对江水北调沿线直接供水区的需水预测，取得各供水区段、各行政区域的需水过程线及各种时段的需水量；或提供根据供水合同以及在不能充分供水的情况下的供水过程线及各时段的需水量。（3）开发实时水量调配模型。在受水区需水预测的基础上，进行供水系统实时水量调度计算，为实际运行环境下的科学调度提供依据。（4） 开发在线水流仿真模型。运用水力学的方法模拟系统中各种情景下的工程运行状况，实现对供水系统水位、流量、水量等状况的实时描述。（5）建立调度运行系统专用数据库。（6）完成调度运行系统软件集成。集成实时监测系统、来水预报系统、实时水量调配模型和在线水流仿真模型，初步形成调度运行系统，包括调水方案的预合理性分析、各种水量调配的方案比较、沿程分段（市界）用水的在线评估与事后评估。三、工程建设管理（一）工程建设处工作鉴于本工程覆盖范围广，涉及单位多，工程专业性强、技术含量高，需要多个部门相互协调、共同合作才能较为圆满地完成工程建设任务，2001年7月，经江苏省水利厅批准，决定由江苏省苏北供水局为主，省水利信息中心、省防办、省水文局等单位参加，共同组建苏北地区水资源配置监控调度系统工程建设处。建设处下设综合部、信息采集项目部、监测监控项目部、技术协调和通信网络项目部和配置软件项目部，行使项目法人职责。同时，考虑到信息采集项目投资占一期一步工程总投资的50%左右，且该项目具有相对独立性，又与原有的大运河、徐州示范区系统联系紧密，为提高办事效率，明确责任，由以省水文局为主组建的信息采集项目部，作为建设处的二级法人，相对独立地负责信息采集系统工程的建设管理工作，建设处在宏观上对信息采集系统工程进行管理。工程建设处负责组织、协调整个工程的建设管理工作，对工程建设的全过程负责，对项目建设的建设标准、工程质量、建设周期和工程投资负总责。各项目部在建设处的统一安排下，按照整个工程的进度及资金计划，合理安排各自承担的子项目建设工作，并对子项目的建设标准、工程质量和建设周期负具体责任。1强化法人职责，规范项目管理工程建设严格按照建设管理的各类法规、规定和基本建设程序实施管理，遵守基本建设程序，严格执行项目法人责任制、招标投标制、工程监理制和合同管理制。及时落实工程建设资金、制定年度资金计划和施工计划，对工程质量、进度、资金等实时进行管理、检查和监督。遵照水利、通讯等行业的国家强制性标准，在实施方案的基础上，进一步做好工程招标设计和施工图纸设计工作，按规定要求进行审批，并通过严格的招投标方式选择施工单位。在工程完工以后及时申报工程竣工验收并负责工程竣工初期和交付使用。2分级管理，明确责任（1）工程质量由建设处负全面责任。同时，对具体每一个项目也都确定了分管领导和项目负责人，做到责任到位、措施到位。对每一个单项工程或每一个标段，建设、施工等单位也明确了具体质量负责人，层层分解责任，形成责任网络。（2）质量监督、设计审批、财务、资料管理等确定相应责任人。（3）定期了解、分析工程的建设进度，对可能出现的问题及时进行处理和解决。动态考核工程的质量、管理。3加强前期工作,确保前期工作质量。苏北地区水资源费配置监控调度系统工程的项目建议书和初步设计是由厅组织多个单位编制完成的，项目涉及的专业多，投资大，与现有工程的集成任务重。同时，信息化项目的发展速度快。为了从源头上保证工程质量，建设处从一开始就紧紧抓住招标设计这个环节，确保招标文件质量，保证了招标和施工的顺利进行。4突出重点，全面加快工程建设进度。在各项工程开工之前，建设处即从多方面了解相关信息，进行合理的安排，力求在不影响各个工程正常运转和防汛抗旱要求的情况下，充分协调承包商和各工程管理单位间关系，做到统筹调配、突出重点，实现建设、运行两不误。及时处理施工过程中出现的问题和矛盾，按照基本建设程序办理有关设计变更、工期调整手续。5切实抓好安全生产，确保工程质量。在工程实施过程中，既重视工程质量，又重视安全生产。要求施工企业和监理单位要时刻把安全和质量放在首位，进度服从安全、服从质量，坚决杜绝一味地的赶进度，而忽视质量管理和安全管理的做法。在施工现场配备专职安全管理人员，健全每一项安全措施，建立以责任制为核心的管理和保证体系，做到标准化管理。在质量管理上，严格执行建设工程质量管理条例、水利工程质量管理规定、水利工程质量监督管理规定，认真贯彻“百年大计，质量第一”的方针，建立健全质量管理体系，保证有专职机构和专职人员负责质量管理工作。对重点工程严格实行质量责任制。加强质量管理，充分发挥质量检查组的职能和作用，所有的质量检查、工期控制、项目调整和支付预审工作都由质量检查组统一管理。由于质量检查组工作得力，有效地保证了工程的顺利进行。6搞好资料管理，及时交付使用。根据水利部水利基本建设项目（工程）档案资料管理规定的要求，按统一领导、分项目管理的原则，建设处将工程档案管理工作纳入建设管理的全过程，配备专人做好这一工作；并针对本工程所具有的信息化特性，特别加强了对软件开发相关资料的审查、收集、整理和保存工作；对施工已经结束的或基本结束的项目，做好生产运行的准备工作和交付使用的各项准备工作，及时办理移交手续，为系统今后的高效运行及相关系统的进一步开发拓展奠定良好的基础。（二）招评标工作本工程总体上分为监测监控、信息采集、软件配置、通讯网络等4个标。建设处按照中华人民共和国招标投标法、工程建设项目招标范围和规模标准规定、工程建设项目自行招标试行办法等相关规定要求，结合工程实际情况，采取了自行招标与委托招标相结合，公开招标、邀请招标、商务谈判等多种方式进行招标工作。并按照评标委员会和评标方法暂行规定、水利工程建设项目投标管理规定等有关规定，组织评标委员会，从优选择施工单位。四、几点体会目前，整个苏北地区水资源配置监控调度系统工程进展顺利，第一阶段一步工程各子项目均已签订合同，进入施工阶段，整个一期一步工程将于2002年年内基本完成，进入联合试运行阶段。作为建设管理单位，总结工程建设从开工至今，已越来越深刻地认识到，水利信息化工程建设的顺利实施，需要具备以下几个方面的因素。首先，也是最关键的因素即是领导的重视和支持。水利信息化工程建设在我省尚处在不断探索不断完善的过程当中，特别是苏北地区水资源配置监控调度系统工程覆盖面广、投资量大、与原有系统关系复杂，且涉及到防汛抗旱、工程管理、自动化监控、远程通信、网络工程、水文测量等多个水利专业，必须在领导的统一指挥、协调下，才能顺利进行。本工程的建设，在水利厅领导和厅信息化建设领导小组的直接指导下进行的，使得工程建设能够向着科学化、专业化、集约化的方向顺利进行。其次，要有正确的建设方向和统一的思想认识。水利信息化工程建设既要体现其先进性，又要体现其前瞻性。没有科学、正确的建设方向，就不可能建成完善的工程系统。本工程建设切实按照江苏水利信息化发展规划纲要的要求，坚持统一规划、统一标准、统一管理、分步实施的原则，努力通过水利信息化建设，推进水利设施的技术升级，提高水利行业整体管理水平，最终达到：“建成覆盖全省的水利信息传输网络，全面开展水利信息资源建设，建成水利信息基础数据库，实现各类信息的快速传递和全面共享，为各级水行政主管部门和生产单位提供准确、及时、有效的信息服务；广泛开展各类应用系统建设，实现水利设施的功能和效益升级”的江苏水利信息化建设总体目标。再次，水利信息化建设必须树立全局观、系统观。如上所述，水利信息化建设涉及到多个专业、多个部门，涉及到与已有水利信息系统及未来系统的集成，涉及到与省内其他行业、其他部门信息系统的结合与共享。因此，工程在建设过程中，始终确立“系统”的观念，从系统入手，以系统为目的，不仅要注重将每一个站点的建设做好，更要注重将所有站点集成为一个统一的系统；不仅要注重把此次系统的建设任务做好，更要注重本系统与原有各系统的整合。将全部资源，根据完整性、系统化与有序协调的原则进行整理，以达到最优化的效果。此外，水利信息化工程建设还必须体现先进性、实用性原则。信息工程是一项科技含量高的工程，特别是对于传统水利来说，在设备管理、工程运用、控制手段等诸多方面都需要建设、管理单位不断更新知识、拓宽眼界，运用高新技术改造传统水利产业。建设过程中，必须要积极扩展对外合作，大胆引进经济、实用的新技术、新设备，既体现其先进性，又要注重其实用性；对于各类应用系统软件的开发，要借鉴国、内外成功的类似产品，并在此基础上结合系统实际，做到起点高、兼容性强、操作简便，如此才能提升整个系统工程的科技含量，延长系统的生命力。最后，水利信息化工程建设的整个过程中，还必须始终贯彻协作、支持的原则。这里所讲的“协作、支持”不仅是指领导及行政部门的支持，更重要的是参建各单位和诸多工程管理单位的协作和支持。在苏北地区水资源配置监控调度系统建设过程中，各参建单位始终坚持“团结合作、相互协调、相互支持”的原则，实行建设处统一安排与各项目部分工负责的方法，在不同的专业领域中，充分发挥项目部人员的积极性、主动性和创造性，利用其自身的知识与管理优势，确保工程各项目建设保质保量完成；此外，各分项目的建设还通过统一平台、资源共享的办法，确保整个工程真正地成为一个完整的系统。与此同时，建设单位还十分注重与管理单位间的互相协作和支持。在项目实施过程中，建设单位虚心听取管理单位的合理化建议和意见，与管理单位共同做好施工现场的管理及安全生产工作；管理单位则主动参与到工程建设中来，做好服务工作，为现场施工提供技术、专用设备、生活等方面的方便，同时也尽早地熟悉、了解工程设备及使用要领，保证工程建成后及时、充分发挥效益。下一步，我处将继续按照江苏水利信息化规划纲要指引的方向和苏北地区水资源配置监控调度系统工程第一阶段工程实施方案，切实做好苏北地区水资源配置监控调度系统工程的建设管理工作，不断总结经验，发挥自身技术优势和协作优势；并于此基础上，跨行业、跨部门借鉴信息化建设的先进经验，认真做好第二阶段工程建设的前期准备工作，持续推进我省水利信息化的建设水平。洪水资源优化调度系统说明书一：背景水环境是地球资源环境的重要组成部分，是人类社会赖以生存的不可替代的重要基础，在保障人类社会可持续发展中具有不可替代的作用。但随着人口的不断增加和社会经济的迅速发展，水资源短缺已经成为水环境问题的一个非常突出的问题。由于人类社会对水资源的需求越来越大，水资源供给越来越呈现出严重短缺的局面，充分利用降水（包括降雨和降雪）成为解决水资源短缺的重要途径。 我国地处北半球欧亚大陆的东南部，由于受季风气候的影响，降水主要集中在夏秋两季。在我国大部分地区，每年的6月份到9月份属于汛期，只有四个月的时间，但这四个月的降水量通常却占到全年降水量的60%到80%，连续丰水年或连续枯水年的现象在我国大部分地区都较为常见。由于汛期降雨产生的大部分地表径流形成了洪水，使得洪水成为水资源的重要组成部分。但由于降雨量和径流量在不同年份和不同的地理位置的变化较大，使得我国水资源供需矛盾更加突出。就山东省而言，由于人口众多，经济社会发展迅速，水资源需求加大，现有水资源已远远不能满足需要，呈现严重短缺，并逐渐加剧。在较长的时期内，防洪安全、水资源安全和生态系统安全，是制约我省经济社会进一步向小康目标发展的瓶颈因素。这种水资源日趋匮乏的局面，要求我们必须更有效地利用洪水资源。在优先保证防洪安全的前提下，利用防洪工程和先进技术手段，实施洪水优化调度，充分利用洪水资源，减少深层地下水的开采，是解决我省水资源矛盾和维护生态系统安全的重要途径之一。尤其对病险防洪工程，实施信息化、科学化调度等非工程安全措施，是保障防洪安全的重要方法。通过实施库河联网防洪调度，流域防洪能力将明显提高，目前部分流域已经具备了实施洪水优化调度的条件。我省的水库大坝、河道堤防等主要水利工程保护着2100多万人口的安全，部分工程还同时承担着城市、乡村生活供水任务。因此，在水资源日趋匮乏的情况下，开发研究洪水资源优化调度系统，利用先进的技术手段和科学的管理方法，最大限度减轻洪水灾害，同时提高洪水资源利用率，提高防洪工程的综合管理水平，实现传统水利向现代水利、可持续发展水利转变具有重大的经济、社会和生态效益。为此, 根据我省防洪工程实际运用情况和流域、水库特点，提出“洪水资源优化调度系统开发研究”课题。在确保防洪安全的前提下，提高洪水资源利用率，为领导科学决策提供坚实的依据，实现防灾兴利的最大化目标。总体目标本项目充分利用现有地理信息资源，对各类基础地理信息和专题信息数据进行整合入库，搭建数字乡镇地理信息综合支撑平台，并结合基层水资源管理的实际情况，搭建贯穿水资源流转各环节的管理系统，促进水资源合理、高效流转。确保对汛期的监测，和及时预警。建设内容结合项目示范区实际情况，在借鉴国内外有关技术积累和有益经验的基础上，采集示范区基础地理信息和专题信息，研究水资源综合信息数据库系统，构建数字水资源管理支撑平台，研发水资源流转管理信息系统，并在现实中正常使用。提交成果及功能实现水库洪水资源优化调度系统主要完成五大功能：基本信息管理、水雨情遥测、洪水预报、洪水调度、综合信息查询。1、基本信息管理对与洪水预报、调度等相关的一系列数据、参数、方法与模型进行存储与管理。2、雨水情遥测雨水情遥测是实时洪水预报的基础，实时收集库区降雨、水位、流量等水文资料数据，加工处理后保存到数据库，并能根据实测数据，自动生成时段或年月水位信息、降水信息、流量信息等统计数据，供查询和洪水预报使用。3、洪水预报洪水预报子系统能够根据采集的实时雨水情、工情等信息，对未来将发生的洪水做出洪水总量、洪峰流量、峰现时间以及洪水过程等情况的预测；能够参考气象预报成果和专家经验以及未来的可能雨情变化，做出洪水变化的趋势预测与分析。1、根据流域实时降雨过程或流域周围降雨过程，运用洪水预报模型，推算第2/5页 出水库来水过程线，并存入相应数据库，以供洪水调度使用。可根据数据库中已有的或实时采集的降雨资料(遥测系统提供的资料)，自动进行入库洪水预报作业，也可人工置数，干预洪水预报过程。2、在地理信息系统平台下，通过遥感图像获取流域的地貌特征信息；研究库区的地貌特征、地质条件、温度等因素与洪水形成的关系，建立洪水预报空间信息模型；同时以采集的实时雨量、蒸发量、水库水位等信息为依据研究修正洪水预报空间信息模型。3、实际防洪工作中，由于水文现象本身的复杂性和不确定性，很难保证每一次洪水预报都符合要求。系统能够根据输入的地面实际降雨、净雨过程和汇流模型，对洪水预报成果进行实时修正。4、洪水调度洪水调度系统按照规定的水库调度原则和控制指标，综合考虑水库来水、蓄水和泄水以及上下游淹没等情况，生成规则调度方案和优化调度方案；并且可以结合决策者的经验，以人机交互方式修改洪水调度方案，对多个洪水调度方案进行优选，提出在保证水库安全情况下，对上下游影响最小的最优调度方案，为防洪决策提供技术支持。该子系统主要完成洪水调度方案生成、方案评价、方案管理、调度成果查询等功能。5、综合信息查询在综合数据库的支持下，构建基于web的综合信息查询系统，提供基于web的实时水（雨）情、工情状况和汛情等防汛抗旱相关信息的发布。查询的信息主要包括：（1）预报相关信息主要包括各种产汇流模型参数的查询和修改；时段雨量数据、日雨量数据、pa值和各雨量站有效性的查询和修改；各水库实时水位的查询和修改；各水文分区雨量站的维护。另外还包括预报方案成果的保存、查询、输出等功能。（2）调度相关信息主要包括水库基本资料的查询；水库特征水位的查询；水库预报与实际流量过程的频率查询；水库调度规则查询；泄流设备的水位-流量关系查询和修改；水库水位-库容关系查询和修改。另外还包括调度方案成果的保存、查询、输出等功能。（3）基于gis的信息查询主要包括实时水雨情信息图上查询和标注，地图放大、缩小及漫游，预报调度成果查询。第3/5页 系统关键技术（1）安全登录机制基于web的水库洪水预报调度系统要取得成功，首先要解决好系统应用程序的安全问题。系统使用加密技术、授权模式和用户权限判断等方法，有效地保证了应用程序的安全。加密技术保证用户信息在网络访问中的安全性；授权机制使得系统管理员根据用户角色授予相应级别的权限，而且权限可以具体到限制用户不能对数据库中某一个表进行操作，如删除、添加等；用户权限判断有效地防止了恶意操作，用户进行删除、修改和添加等操作时，系统自动判断用户是否有效执行的权限。（2）面向对象的设计技术系统程序设计选用了面向对象的设计技术，利用面向对象的思想，将水库洪水预报调度处理的事物按对象和数据进行了抽象划分，将基于web的水库洪水预报调度系统划分为5个基本的对象，利用类的继承、动态链接等特性，设计了通用、规范化的基于web的洪水预报调度系统框架。应用系统框架很容易实现软件的重组、移植、扩充，以及在更大范围推广应用。（3）预报误差综合实时校正技术各种水文预报方案都存在许多误差,要用某种固定的方式或者模型进行数学描述 ,有时无法满足报的需要，还需要根据预报人员的经验，从根本上发现预报结果的偏差 ,作出科学合理的判断和修正. 实时修正技术按内容划分 ,可分为模型误差修正、模型参数修正、模型输入修正和综合修正四类. 预报子系统