重点中型灌区节水配套改造项目工程信息化-技术标准和要求范本参考

贵州省西秀区型江河重点中型灌区节水配套改造项目IV标段技术标准和要求招 标 人：西秀区小型农田水利建设站 （盖单位章）二〇一九年八月1概述水利信息化不仅是水利现代化的基础和关键环节，也是国民经济信息化建设的重要组成部分。因此，水利部党组对水利信息化工作十分重视，提出“从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变”这一新时期治水思路，要求把水利信息化作为推进和实现水利现代化的一项重要内容来抓。安顺市西秀区型江河中型灌片水利设施建设项目信息化工程以现地水利信息技术为支撑，实现高位水池水位的自动化监测，实现对灌溉作业的指导。前端传感器设备将监测的水位、流量信息经过遥测终端的采集和处理，通过有线或无线的网络传输方式将各种信息传输至云平台，管理人员可在任何有网络的地方对监测点进行实时监视，并在此基础上逐步改善现有管理体制，一方面节省人力物力，另一方面使原来的人工管理逐步过渡为现代化管理模式。积极推进水利现代化建设，为贵州省基本实现现代化奠定坚实的水利支撑保障。2设计原则遵守国家水利发展方针，满足基本实现现代化水利发展的要求。针对自然条件、水利现状和经济支撑能力，运用先进的科学技术改造传统水利，用现代水管理制度推动水利改革，实现水资源高效利用、优化配置和科学管理。从客户需求情况分析，制订设计原则，以指导我们的方案设计，安顺市西秀区型江河中型灌片水利设施建设项目信息化建设主要遵循以下设计原则：（1）易用性原则：易用性是指系统使用的方便程度。由于使用者的行业知识水平、对水利物联网系统的了解程度都大不相同。这就要求系统界面需要尽量简洁易懂，使系统使用者能够在短期内接受、了解、熟知并应用水利物联网应用系统。（2）经济实用性原则：系统使用的经济实用性是指系统使用成本经济，并2且在使用功能上能够满足实际工作要求。在系统开发时，需要对系统进行合理规划，确保系统在满足用户的业务要求的同时，以简单、方便、快捷、经济实用为目标，面向具体的工作应用需求。在系统使用技术上，使用成熟、经济的技术，而不是单纯考虑技术的先进性；在系统数据显示深度上，根据实际需要确定，而不是越深越好，应该注重实用性。（3）稳定性原则：系统稳定性是指系统保持正常运行的能力。由于系统一旦建立，将嵌入到日常农业生产活动中。一旦系统出现不稳定的情况，将会对农业生产管理活动造成很大的影响。因此系统配置的各类硬件设备必须安全、稳定、可靠。系统应该采用容错性设计，使得系统局部出现问题不会影响到整个系统的使用。（4）安全性原则：系统安全性是指保护系统内重要机密信息不泄露，防御外部恶意攻击的能力。此系统设计时需要考虑使用多重的安全体系，对于数据的安全和保密应该进行相应的处理，提高系统对于恶意攻击的防护能力，并保证与其它应用系统或异构系统间数据传输的安全可靠和一致性，确保不会有非授权操作和意外的非正常的操作，保证系统数据的安全完整。（5）可扩展升级原则：可扩展升级是指系统在使用过程中、随着实际的需要进行进一步功能扩展或升级的能力。一是随着系统覆盖面的扩大，预备以后接入设备数量增加，系统在信息存储计算能力上的扩展升级；二是随着水利物联网技术要求的发展，此工程可能会承担更多的管理功能，因此在系统功能上需要进一步扩展。数据量的增加和服务功能的扩展，都需要硬件和系统软件的升级或增加，为了保证用户的原有系统平台在系统升级过程中能够平滑过渡，就要求系统在最初设计时就考虑系统软硬件的可扩展性。（6）先进性原则：采用先进的设计思想，选用先进的软硬件设备，保证项目整体在未来一定时期内的技术领先性。33建设目标与内容3.1建设目标总体目标：以安顺市西秀区型江河中型灌片水利设施建设工程为依托，与灌区主体工程同步建设，同步完成。建成以灌区云平台为核心，各监测站为基础的灌区信息化管理系统，实现对整个灌区水情、水量等各项信息采集、整合和分析，利用灌区用水的调度控制，合理配置水资源，提升灌区管理的效能，实现灌区管理“一张图”，为管理者提供方便、快捷的智能化服务，达到节约用水、高效高能的目的。具体目标如下：1）建设灌区云平台，管理者借助云平台可实现灌区信息化管理。2）对高位水池水位进行实时监测，对主管道输水流量进行实时监测，将监测数据发送到云平台。3.2建设内容本次西秀区型江河中型灌片水利设施建设项目工程涉及旧州镇及刘官乡， 项目涉及6个灌片，主要为旧州镇新寨村灌片、邢江村灌片、浪塘灌片及刘官乡的嘉惠灌片、龙洞灌片、金刺梨灌片。涉及新建泵站 5座、新建高位水池 6座，旧州镇浪塘灌片原已建设高位水池及泵站各 1座。本次西秀区中型灌片拟定信息化建设内容如下：建设内容列表序号建设内容建设数量说明一水情监测系统1新寨村灌片高位水池水位监测1处高位水池输水主管道流量监测1处1条，管径DN902邢江村灌片高位水池水位监测1处高位水池输水主管道流量监测1处2条，管径DN2003浪塘灌片高位水池水位监测1处4序号建设内容建设数量说明高位水池输水主管道流量监测1处2条，管径DN160、DN904嘉惠灌片高位水池水位监测1处高位水池输水主管道流量监测1处2条，管径DN90、DN755龙洞灌片高位水池水位监测1处高位水池输水主管道流量监测1处2条，管径DNDN906金刺梨灌片高位水池水位监测2处1处2条，管径DN63、高位水池输水主管道流量监测2处DN751处1条，管径DN63二软件系统5年租用中国灌排云智慧灌区平台4技术方案4.1设计思路深入贯彻落实科学发展观，全面落实中央《关于加快水利改革发展的决定》、十八届三中全会和省委十一届四次全会精神，深化水利改革的各项措施，突出“快”与“好”二字方针，更加注重水利发展方式的转变，更加注重市场决定作用的发挥，以水资源管理、水行政管理体制改革为统领，以贵州“水利三大会战”和“小康水”行动计划为抓手，以水利设施建设工程为载体，以信息建设为支撑，更加注重水安全、水资源、水环境统筹，更加注重工程配套，更加注重工程措施和非工程措施的结合，加强基础设施建设，突出科学管理，强化依法行政，最终建设成为完美的现代水利工程“建、管、养、用”体系，不断提高现代水利的水资源保障，水生态保护和服务民生能力，率先走出一条具有贵州山区特色的水利现代化道路，为贵州省基本实现现代化奠定坚实的水利支撑保障。4.2总体框架（1）总体架构5针对项目区特点本次信息化建设实施由监测站及软件平台两部分组成， 建设集远程数据采集、传输、存储应用为一体的信息化管理系统。系统整体架构图监测站主要是水情监测。软件系统部署在云端，租用中国灌排云平台。（2）网络拓扑系统在网络方面采取了多种制式，远程通讯采用 GPRS网络，近距离传输采取RS485、RS232等相结合，保证网络系统的稳定运行。4.3水情监测系统概述目前高位水池水位的监测方式采用人工观测的方式，泵站输水流量采用估算，精确度低。要实现水利现代化建设，必须对高位水池水位进行监测， 特别是在水资源有限的情况下，高位水池水位高低直接影响到提水泵站的启停， 水位为合理实时的灌溉提供数据支撑，保障了水资源的合理利用。水情监测系统主要是采用传感器对高位水池水位、管道流量进行自动监测；通过GPRS网络将水位、流量数据发送到云平台。管理人员通过软件平台查看监测信息，综合了解水位流量信息，及时掌握管辖区域内水情情况； 为水利工程安6全、防汛抗旱，水资源监控，辖区配水调度提供了及时有效的信息支撑。功能设计数据采集要求：按照用户设置的采样间隔和时间点定时采集；能够提供测量值出界监测和差值监测；存储接近万次的测量结果，并可按照要求随时查看历史数据；采集数据的存储具有选择性，存储需要存储的数据。通讯要求：按照用户设置的上报间隔和时间点定时上报测量数据；当测量值出现异常及恢复正常时上报测量数据，超过报警上限后，每增长一定值，重新上报1次；当收到数据中心的召测命令时，立即按召测要求回复当前测量数据或历史数据。功耗要求：能够保证系统设备在低功耗的情况下正常运行。建设内容1、旧州镇新寨村灌片高位水池安装 1套水位监测；高位水池输水主管道安装1套插入式超声波流量计。2、旧州镇邢江村灌片高位水池安装 1套水位监测；高位水池 2条输水主管道安装2套插入式超声波流量计。3、旧州镇浪塘灌片高位水池 2条输水主管道安装 2套插入式超声波流量计。4、刘官乡嘉惠灌片高位水池安装 1套水位监测；高位水池 2条输水主管道安装2套插入式超声波流量计。5、刘官乡龙洞灌片高位水池 2条输水主管道安装 2套插入式超声波流量计。6、刘官乡金刺梨灌片 2处高位水池分别安装 1套水位监测；高位水池 3条输水主管道安装 3套插入式超声波流量计。7方案设计系统结构水情系统主要由监测设备、遥测终端、供电设备、传输网络和云平台五部分组成。监测设备：输水管道监测站采用超声波流量计、高位水池监测采用压力式水位计；遥测终端采用RTU对数据进行采集上报；供电形式采用太阳能供电；利用GPRS传输网络进行数据传输。系统结构如下图：水情监测系统结构图工作方式水位、流量采集工作点按照用户设置的采样间隔和时间点定时采集，采取定时上报，差错上报的方式，并且可以完成召测命令回复和设置命令回复的功能：81、定时上报：按照用户设置的上报间隔和时间点定时上报测量数据；2、差错上报：当测量值出现异常及恢复正常时上报测量数据。超过报警上限后，每增长一定值，重新上报 1次。3、召测命令回复：当收到信息中心的召测命令时，立即按召测要求回复当前测量数据或历史数据。4、设置命令回复：当收到信息中心的设置命令时，执行要求的操作：修改或读取用户配置参数、重设系统时钟或使系统复位，并将设置结果回复给数据中心。这种工作方式功耗低，便于供电，结构简单，可靠性高，实时性强，能很好地反应水位流量变化的全过程。通信方式数据信息的传输都是通过 RTU将数据传输到云平台进行存储和处理。 RTU的传输通信方式也有很多种，有有线的通信方式一般是通过网线、光缆来进行传输；无线的通信方式有自建超短波电台或使用公共网络，公共网络又包含 GPRS、3G和4G网络。各种传输方式的优缺点如下。有线通信：包括网线、光缆。由于项目区监测点位分散，有线方式投资太大。无线通信：包括超短波网络、GPRS网络、3G网络和4G网络。超短波网络需要重新建设，需要进行链路测试，并要长期保证通信链路的畅通，确保通信链路之间没有遮挡，导致了超短波电台建设费用较高，维护不方便。GPRS网络使用公网信号，信号范围广，覆盖面大，使用费用低，维护方便。3G和4G网络由于带宽大，数据传输速率快，现在在大中型城市和附近乡镇都已经普及。这两个网络在覆盖程度上还有欠缺，特别是对于一些偏远的地区基本上都没用3G或4G信号，使用范围不广，也是造成在水利上不能普及的一个重要弊端。当没用 3G、4G网络的时候，传输设备仍然会选择 GPRS网络进行传输，这就造成了设备资源的浪费，而且水情数据的信息量都很小，使用 GPRS网络完全可以满足传输的要求。这也造成了在水利基本不会使用 3G或4G网络的原因。因此综合考虑，选用 GPRS的通信方式，使用运营商的移动网络，信号稳定931m的通信质量有保证，同时后期维护成本低，使用周期长。供电方式高位水池水位及出水管道流量监测站： 监测站都在山上，引市电不方便，因此采用太阳能供电。站点设计高位水池水位测站高位水池一般地势较高，而且水池有盖板，采用投入式的压力式水位计既满足技术要求安装又方便，压力式水位计固定在最低水位处，设备箱、太阳能板固定在钢杆上，设备钢杆采用直径为160mm的镀锌钢管制作，设备杆基础为钢筋混凝土基础。测站安装设计图如下：高位水池水位测站安装设计图10高位水池出水管道流量监测根据现场情况超声波流量计安装在已有的测井内， 和高位水池水位测站共用一套设备杆、供电系统和传输系统。安装设计图如下：高位水池出水管道流量测站安装设计图防雷设计（1）安装避雷针。避雷针的接地电阻应小于 10Ω。但因为当地环境和土质原因，地阻降不下去，可以放宽要求。（2）天线系统安装合适的避雷装置。（3）交流电源增加浪涌吸收器，隔离变压器或其他防雷装置。对于室外遥测站，应尽可能采用太阳能电池浮充的蓄电池供电， 以避免从交流电源引入雷电。11（4）遥测终端和遥测传感器之间的室外传输电缆增加电缆保护措施和避雷设备。较长的信号传输线，如水位计电缆，穿入金属管道埋入地下铺设。应尽可能使一个遥测站或中继站的设备相对集中， 减少室外传输电缆，尽量避免长距离的水位传送。（5）遥测终端和遥测传感器之间的接口采用光电隔离技术 /压敏电阻等浪涌吸收元件隔离或吸收雷电冲击，能有效防止信号线上引入的感应雷电对遥测终端接口的冲击。（6）避雷地网和设备地是连在一起还是分开铺设，应根据各个站的实际情况决定，总的原则是：避雷针和站房相距较近时应铺设统一的地网，避雷针引下线和设备接地线采取一点接地法，共同接到同一地网；当两者相距较远时则应分别设计接地网。从提高避雷效果的角度来看，避雷针应远离站房将雷电引到别处，但这时避雷针的高度将要增加，而且需要另架设天线铁塔和增加一个接地地网，建设投资将大大增加。本方案中设计直埋型地极网如图所示，在地面上呈一字型挖深在1.5m左右的壕沟，将三根长1m的热镀锌角钢40*40*3mm每隔3米打入地底，上用一根40*4mm的镀锌扁钢焊在一起，镀锌扁钢直接跟钢杆预埋件基础相连接。防雷地网安装示意图设备配置清单水情监测系统配置清单序号 设备名称 单位 数量 备注一 新寨村灌片高位水池水位及出水管道流量监测插入式超声波流量计 台 112序号 设备名称 单位 数量 备注管箍个1压力式水位计个1RTU个1通讯卡（含5年流量费）张1信号线（RVVP4*0.25）百米0.4电源线(RVV2*0.5)百米0.2设备箱个1信号防雷器个1直流电源防雷器个1太阳能电池板(80W)个1硅能蓄电池(100AH)块1太阳能充电控制器个1辅材（水情监测系统）套1二邢江村灌片高位水池水位及出水管道流量监测插入式超声波流量计台2管箍个2压力式水位计个1RTU个1通讯卡（含5年流量费）张1信号线（RVVP4*0.25）百米0.6电源线(RVV2*0.5)百米0.3设备箱个1信号防雷器个1直流电源防雷器个1太阳能电池板(80W)个2硅能蓄电池(100AH)块2太阳能充电控制器个1蓄电池地埋箱个1辅材（水情监测系统）套1三浪塘灌片高位水池水位及出水管道流量监测插入式超声波流量计台2管箍个2压力式水位计个1RTU个1通讯卡（含5年流量费）张1信号线（RVVP4*0.25）百米0.6电源线(RVV2*0.5)百米0.3设备箱个113序号 设备名称 单位 数量 备注信号防雷器个1直流电源防雷器个1太阳能电池板(80W)个2硅能蓄电池(100AH)块2太阳能充电控制器个1蓄电池地埋箱个1辅材（水情监测系统）套1四嘉惠灌片高位水池水位及出水管道流量监测插入式超声波流量计台2管箍个2压力式水位计个1RTU个1通讯卡（含5年流量费）张1信号线（RVVP4*0.25）百米0.6电源线(RVV2*0.5)百米0.3设备箱个1信号防雷器个1直流电源防雷器个1太阳能电池板(80W)个2硅能蓄电池(100AH)块2太阳能充电控制器个1蓄电池地埋箱个1辅材（水情监测系统）套1五龙洞灌片高位水池水位及出水管道流量监测插入式超声波流量计台2管箍个2压力式水位计个1RTU个1通讯卡（含5年流量费）张1信号线（RVVP4*0.25）百米0.6电源线(RVV2*0.5)百米0.3设备箱个1信号防雷器个1直流电源防雷器个1太阳能电池板(80W)个2硅能蓄电池(100AH)块2太阳能充电控制器个1蓄电池地埋箱个114序号设备名称单位数量备注辅材（水情监测系统）套1六金刺梨灌片高位水池水位及出水管道流量监测插入式超声波流量计台3管箍个3压力式水位计个2RTU个2通讯卡（含5年流量费）张2信号线（RVVP4*0.25）百米1.6电源线(RVV2*0.5)百米0.8设备箱个2信号防雷器个2直流电源防雷器个2太阳能电池板(80W)个3硅能蓄电池(100AH)块3太阳能充电控制器个2蓄电池地埋箱个2辅材（水情监测系统）套2设备参数压力式水位计测量范围：0-10m准确度等级：± 0.25%FS4-20mAHRAT协议螺纹连接 不锈钢接线盒导气电缆 戈尔透气塞外壳材质：316不锈钢超声波流量计测量精度：优于 1％，重复性优于 0.2%；测量周期：500ms(每秒2次，每个周期采集 128组数据)；最大流速：64m/s(流速分辨率0.001m/s)；显示：2×10汉字背光液晶可显示瞬时流量及正、负、净累积流量、流速等；操作：4×4轻触键盘 (F4转换器磁性4按键)操作；15信号输入：3路4-20mA模拟输入,精度0.1%,可输入压力、液位、温度等信号，2路三线制PT100铂电阻；数据存储：选配内置数据存储器（ SD卡)可存储时间、瞬时流量、累积流量、信号状态等，通过专用软件可将数据导入计算机，便于统计与管理；通讯协议：MODBUS协议，M-BUS协议，FUJI扩展协议，并兼容国内其它厂家同类产品的通讯协议；其它功能：自动记忆前512天、前128个月、前10年正/负/净累积流量，自动记忆前30次上、断电时间和流量并可实现流量的自动或手动补加，通过MODBUS协议读出，可编程批量（定量）控制器，故障自诊断功能，可通过E-mail传送来的代码文件实现软件升级。RTU具有GSM/GPRS/CDMA1X通讯方式；支持多中心工作模式，可向至少6个中心站发送数据，每个中心可拥有两种通信信道且互为备份；具有大容量32MBFLASH存储，雨量数据至少可以存储5年；分辨率任意可选，采用增量控制、定时控制两种数据发送机制；支持低功耗、永在线二种电源管理模式；具有定时自检发送、死机自动复位、站址设定、掉电数据保护、实时时钟校准；可接受分中心管理，与分中心实现双向通信；支持远程诊断、远程设置、远程维护等；可实现人工置数以及对测站的配置；可实现对设备电源电压及工作环境温度计系统状态信息的实时监测；具有多路RS-232、RS-485，内置多种通信协议，支持多种国内外水位计、流量计、水质传感器等；具有多路模拟量输入接口，可以采集多种标准电压电流信号；具有丰富的IO接口，能够采集多路雨量计，支持格雷码水位计采集，2路低功耗继电器可以根据需要对外围设备进行控制。16信号防雷器接口：接线端子最大通流量： 10KA/(8/20) μs；额定电压：5V，12V；保护水平：≤ 35V；响应时间：5ns；插入损耗：＜ 0.5dB；直流电源防雷器额定工作电压AC：Un，5V/12V/24V；标称放电电流： In，5KA；最大放电电流8/20μs：Imax，40KA；电压保护级别： Up，≤20V/35V；额定负载电流： IL,1、3、5A可选；响应时间：tA，≤10ns；工作温区：-40-+70℃；外壳防护等级： IP20太阳能板80W产品型号：80W工作电压：17.5V；工作电流：2.3A；开路电压：21.6V；短路电流：2.5A硅能蓄电池100AH产品型号：12V100AH电压：DC12V；容量：100AH17太阳能充电控制器额定电压：12/24V自动识别最大充/放电电流：5A/8A/10A/15A/20A浮充电压：13.7/27.4V(25°C)强充电压：14.4/28.8V(25°C),2小时蓄电池电压<12.3/24.6V激活均衡充电压：14.8/29.6V(25°C),2小时蓄电池电压<12.1/24.2V激活过放保护:SOC保护切断电压，电压保护切断电压恢复电压：11.4–11.9V/22.8–23.8V高压保护：15.5/31.0 V欠压保护：10.5/21.0 V环境温度范围： -40至+50℃最高海拔：海拔4,000m防护等级：IP224.4软件系统综合说明型江河灌区智慧中型灌区平台软件以灌区业务管理为主， 认真梳理灌区各项业务，注重高效节水流程，整合新建设备与小农水业务数据， 提高灌区管理效率和水平。建设管理规范化1)需求梳理规范化型江河灌区智慧中型灌区平台软件通过规范标准需求、 兼顾个性需求实现需求梳理的规范化。2)系统整合规范化型江河灌区智慧中型灌区平台软件通过规范灌区已建设自动化设备的整合、规范灌区已建设软件系统的整合、规范灌区已有图片、数据、文字、 GIS等信息的整合，实现系统整合的规范化。18系统应用制度化型江河灌区智慧中型灌区平台软件完成安顺水利主管部门和灌区管理机构应用功能的研发，采用平台统一设计、统一建设、统一部署、分级使用。系统的运行维护统一进行管理，有效保证系统的可靠运行，同时要求各级用户进行制度化、常态化的培训，并统一培训计划、培训工作大纲、培训材料、操作手册等多种方式实现系统应用制度化。系统应用制度化信息管理标准化型江河灌区智慧中型灌区平台软件信息管理的标准化包括以统一的模式进行信息采集和信息共享，同时对工程台帐信息、实时信息、用水管理等管理流程规范化、管理信息及文档信息管理标准化。19信息管理标准化1)信息采集标准化采用统一下发数据模板的方式对数据进行初始采集， 灌区根据模板内容进行资料整编并整理到 Excel模板中，由运维人员进行统一导入。2)台帐信息标准化对灌区的泵站、管道等各类工程建筑物的台帐信息进行标准化管理、 明确台帐指标、落实信息维护人员、建立汇总规则、统一信息查询、维护方式及展现手段。3)实时信息标准化针对管道道、泵站等工程特点对水位、流量、水量、开启机组数等实时信息进行标准化管理，明确数据指标、统一计量单位、建立汇总规则、定制报警条件及报警模式、统一信息查询、校核及展现手段。4)文档管理标准化通过平台软件对各管理工作中产生的文档进行分门别类的管理， 明确文档类型、落实管理人员，建立信息关联、统一上传及查看模式。业务管理智慧化按照灌区业务精细管理、科学决策、优化调度、快速响应和全面服务的需要，智慧灌区业务管理归纳为：透彻感知、智慧决策、移动管理和泛在服务a)透彻感知20通过各类传感器，运用语音交互、图像识别、物联网、云计算、大数据、空间地理信息等新一代信息处理技术，实现“运筹帷幄，洞悉千里”的信息透彻感知。包括视觉感知、听觉感知和触觉感知。b)智慧决策运用统计学、模式识别、机器学习、数据抽象等分析技术从数据中挖掘有效信息。对采集的水雨情数据、图像数据、空间数据、遥感卫星数据等进行智慧分析，为优化决策提供依据。包括预警分析、灌溉分析和用水分析。c) 移动管理通过移动终端随时随地进行信息查询、信息处理、信息反馈，有效提高管理效率，实现灌区的3A式管理。包括实时查看水情、二维码扫一扫等功能。d)泛在服务将信息系统仅为灌区各级管理单位服务，利用移动智能终端、移动网络等工具，通过微信公众号、智能APP等技术手段，拓展为为灌域范围内所有服务对象提供服务。根据安顺型江河灌区支渠供水监测网的基本现状， 本次的网络设计应立足现有的网络设备、硬件平台及通讯手段，同时考虑到当今计算机科技的高速发展，使系统的网络设计具有技术先进性。安顺型江河灌区信息化平台运行在灌排云上， 灌区信息化平台主要服务于安顺水务局和灌区管辖的管理站， 软件部分包括系统软件、应用软件两大部分。系统软件：操作系统、数据库、组态软件等。应用软件：灌区一张图、灌区业务管理软件系统、移动智能终端三个系统。总体框架软件结构型江河灌区智慧中型灌区平台软件按照以下结构划分21型江河灌区业务管理系统软件总体框架技术架构应用支撑平台的技术体系如图所示。应用支撑平台的技术体系应用支撑平台主要实现应用的集成与整合，基于ESB的系统集成整合框架，进行开发。通过ESB实现各个业务应用系统中服务的集成。ESB支持SOAP、JMS、XML、FTP、HTTP、SMTP等多种协议，提供服务监视、服务管理、服务安全和服务处理流程等功能。各公共基础服务和应用支撑服务通过服务提供接口接入ESB。1、基于ESB的服务集成设计本项目设计要求SOA平台提供开放的、基于标准的消息机制，通过标准的适22配器和接口，完成服务之间的互操作。同时，此SOA平台提供多协议的服务调用接入、服务路由、服务访问控制和服务适配器等核心功能。ESB作为服务提供者和服务消费者之间的一个中介，避免点对点的集成，是实现SOA服务高度松耦合的重要机制，使得服务使用者可以不关心服务提供者的接口（消息格式的不同）、地域（服务部署位置的变化）、调用方式（同步/异步）、传输协议（服务提供者和消费者可以使用不同的通讯协议）、技术实现（编程语言/部署环境）等，直接调用服务。ESB的主要功能：（1）服务接入：服务接入是调用服务的统一入口，包括接收服务请求消息和调用者使用的通信协议与ESB内部通信协议之间转换功能。（2）访问控制：访问控制包括：身份鉴别与权限控制。（3）消息转换：消息转换提供不同格式的消息之间的转换，包括输入消息转换和输出消息转换。（4）服务路由：根据消息的内容和预先配置好的规则，将服务请求传递给某个具体的服务处理。（5）适配转换：负责ESB内部通信协议与被调用的服务使用的通信协议之间的转换，并调用服务，获得服务返回结果。ESB的主要特性：（1）与操作系统和编程语言无关，并能在异构应用程序之间工作。（2）使用XML作为标准通信语言。（3）支持Web服务标准。（4）支持多种传输协议，例如： HTTP(S)、JMS、FTP或其他消息中间件。（5）支持多种消息传递方式，包括：同步、异步、点对点、发布 -订阅等。（6）包含基于标准的适配器，例如： JCA、文件适配器、JDBC适配器等。（7）包含标准安全模型，用于 ESB的认证、授权和审计。（8）包含消息转换功能,使用可视化映射工具定义 XSLT规则，在发送应用和接收应用之间能够进行格式转换、语义转换。23（9）包含基于模式（schema）的消息验证。（10）支持服务管理，比如服务的注册、维护、报废和版本管理；监控服务的运行情况，包括时延、吞吐量、错误率等。（11）提供对中文的全面支持，包括对 GB2312/GBK/UTF8的完善支持。2、SOA架构及其特点SOA是一种架构模型，能够根据应用需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件和服务进行分布式部署、组合和使用，实现各类资源统一管理。服务层是SOA的基础，各类服务可以直接被上层应用调用，从而服务层可以有效控制系统中与软件代理交互的人为依赖性。SOA的关键是“服务”，W3C组织将服务定义为：“服务提供者完成一组工作，为服务使用者交付所需的最终结果。最终结果通常会使使用者的状态发生变化，但也可能使提供者的状态改变，或者双方都产生变化”。实施SOA的关键目标是实现灌区业务应用系统的最大化重用。要实现这一目标，就要在实施SOA的过程中体现SOA的基本特征：可从企业外部访问随时可用粗粒度的服务接口分级松散耦合可重用的服务服务接口设计管理标准化的服务接口支持各种消息模式精确定义的服务契约基于这些特征，SOA的优点也显而易见：编码灵活性。可基于模块化的低层服务、采用不同组合方式创建高层服务，从而实现重用，这些都体现了编码的灵活性。 此外，由于服务使用者不直接访问24服务提供者，这种服务实现方式本身也可以灵活使用。明确开发人员角色。例如，熟悉BES的开发人员可以集中精力在重用访问层，协调层开发人员则无须特别了解BES的实现，而将精力放在解决高价值的业务问题上。支持多种客户类型。借助精确定义的服务接口和对XML、Web服务标准的支持，可以支持多种客户类型，包括PDA、手机等新型访问渠道。更易维护。服务提供者和服务使用者的松散耦合关系及对开放标准的采用确保了该特性的实现。更好的伸缩性。依靠服务设计、开发和部署所采用的架构模型实现伸缩性。服务提供者可以彼此独立调整，以满足服务需求。更高的可用性。该特性在服务提供者和服务使用者的松散耦合关系上得以体现。使用者无须了解提供者的实现细节，这样服务提供者就可以在集群环境中灵活部署，使用者可以被转接到可用的例程上。SOA将被视作是B/S模型、XML/WebService技术之后的自然延伸。SOA将有助于站在一个新的高度理解灌区业务应用系统企业级架构中的各种组件的开发和部署形式，并将帮助系统架构者以更迅速、更可靠、更具重用性架构整个业务系统。SOA不仅仅是一种开发的方法论——它还包含业务和管理。在应用了SOA后，管理者可以方便地管理搭建在服务平台上的业务应用，而不是管理单一的应用模块。SOA的中心思想就是使得业务应用摆脱面向技术的解决方案的束缚，轻松应对业务服务变化、发展的需要,更加精确地表示业务模型、更好地支持业务流程。3、基于SOA架构的系统平台架构遵循统一的SOA技术架构，将业务服务组件封装成服务，纳入软件资源进行统一管理，平台在技术架构设计上要充分考虑可扩展性，定义标准的二次开发接口，易于平台二次开发，为灌区业务的不断发展，升级扩展功能和集成其它系统做好支撑。平台的五大设计思想：平台化、模块化、配置化、业务综合化、个性化。251）平台化：采用仿 Windows桌面和经典菜单双布局模式，将多业务子系统整合到统一的平台中，实现系统平台化，人机交互简单方便。2）模块化：每个业务模块独立设计，定义标准接口，业务模块间达到高内聚，低耦合，易于扩展，升级完善方便灵活。3）配置化：根据用户需要，动态装配模块，配置业务应用。4）业务综合化：通过模块化和配置化，组合配置，实现用户多业务综合化管理。5）个性化：系统背景、主题的随意切换，完成多级多层次用户个性化定制，实现用户管理的个性化。系统采用最先进的 Web四层应用架构理念，即：前端展示层、中间路由层、后端处理层、数据层。数据资源管理平台完善数据资源整理及入库一、数据整理灌区水利工程基础数据库参照《基础数据库表结构及标识符》 SZY301-2013，在标准表结构的基础上制定灌区数据库表结构标准。 实时雨水情数据库参照《实时雨水情数据库表结构与标识符》 SL323-2011。灌区数据由属性数据与空间数据两部分组成。二、属性数据灌区信息涉及的属性数据有： 灌区基本情况信息、建筑物信息、灌区水利管理队伍信息等数据。1、灌区信息灌区名称编码、资料截止日期、管理单位代码、管理单位名称、管理单位驻地、建成日期、灌溉范围、引水方式、设计灌溉面积、实际灌溉面积、取水建筑物位置、灌溉管网数、灌溉管网总长度 ,情况介绍。2、泵站编制编码、泵站名称、所在村组名称、地理坐标、所属河道、所属河道统一26编号、岸别、泵站类型、机组台数、装机容量、设计流量、实际流量、设计受益面积、实际受益面积、进水池尺寸、出水池尺寸、水泵类型、泵房长度、泵房宽度、总占地长度、总占地宽度、变压器型号、进水河道、现状管理模式、建设单位、建设时间。三、空间数据灌区空间数据由基础地理信息与水利工程专题空间数据组成。灌区水利工程专题空间数据包括：（1）管网空间分布图；（2）泵站、水池等空间分布图。四、整编要求（1）收集整理安顺型江河灌区管理基础数据资料，根据不同数据的数据标准体系对收集到的基础资料进行整理，并建立对照表，形成能够批量录入的格式。对部分特殊的不适于成批导入的资料通过数据库数据录入界面进行手工逐条录入。（2）实时数据汇集入库对接入系统中的实时数据，包括实时水、雨水情等通过相应的数据接口， 实现数据自动汇集入库。数据库设计本次型江河灌区信息化建设数据流程如下图所示：27数据流程图数据采集单元接收地表水、雨情、管道等各类监测、监控数据信息，通过数据接收单元的标准数据接口后进行数据有效性验证， 验证通过后进入到预警处理单元，当满足报警条件时进行声音、颜色、短信、微信等方式报警。预警处理单元处理完数据之后将各类数据保存到数据存储单位的基本信息数据库、 业务信息数据库、空间数据库和系统数据库中。数据展示平台提取、分析、处理存储单元28各数据库中的数据，通过灌区一张图、业务管理平台和移动智能终端平台进行展示，为灌区工程管理等业务应用提供数据支持。一、适用范围本次型江河灌区信息化建设数据库设计采用 《水利对象基础数据库表结构与标识符》（2018）标准，严格按照标准进行数据库建设，其中标准规定了河流、测站、水库大坝、水闸、水电站、泵站、渠（沟）道、倒虹吸、渡槽、涵洞、水库、灌区、险工险段、项目等 50类水利对象和行政区划、桥梁、管线、涉水组织机构等4类涉水对象的基础数据库表结构与标识符。标准适用于水利系统开展水利信息资源整合共享，构建水利对象基础数据库，以及与其相关的数据访问、信息发布和水利应用服务开发参考， 同时适用于水利业务应用系统设计。二、对象分类为保持水利对象基础数据库的完整性， 本标准设计包括了水利对象和涉水对象，水利对象的分类信息详见 SL213-2018《水利对象分类与编码总则》，涉水对象设计了行政区划、桥梁、管线和涉水组织机构等 4类。本标准设计的水利对象分类见下表。水利对象分类表序号对象类名称对象类标识代码1流域BAS111012湖泊LK111023河流RV112014侵蚀沟道GUER112025地下湖GLK121016地下河GRV121027测站ST211018水库大坝DAM211029水闸WAGA2110310橡胶坝RUDA2110411水电站HYST2110512泵站PUST2110613堤防DIKE2110714渠（沟）道CHAN2110815淤地坝SAD211092916地下水取水井WELL2111017塘坝POND2111118窖池PIT2111219圩垸POLD2111320倒虹吸INSI2111421渡槽FLUM2111522涵洞CULV2111623治河工程MRPJ2111724水库RES2120125灌区IRR2120226引调水WADI2120327农村供水CWS2120428蓄滞洪区FSDA2120529水利行业单位WIUN2210130自然人PERS2210231水资源分区WRZ2220132地表水功能区WFZ2220233地下水功能区GWFZ2220334水土保持区划WSCZ2220435采砂分区SEP2220536地表水水源地SWHS2220637地下水水源地GWHS2220738取水口WAIN2220839退水排污口PDO2220940取用水户WIU2221041退排水户DRHO2221142污水处理厂STP2221243自来水厂WAWO2221344河道断面RISE2221445河段REA2221546堤段DISC2221647险工险段DPDS2221748重点水事矛盾敏感区EWCS2221849项目PROJ2221950事件EV2222051行政区划AD52桥梁BRID53管线PIPE54涉水组织机构RIUN三、表结构一般规定：30（1）表结构设计遵循科学、实用、简洁和可扩展性的原则。（2）对象标识信息以能区别基础类范围内对象个体最少属性为原则。基本内容：（1）水利对象基础数据库中的存储内容包括对象基础信息和对象之间关系信息两大类。（2）对象基础信息分为对象标识信息、主要特征信息和时间戳。（3）对象标识信息唯一标识和确定某一基础对象，主要包含对象代码、对象名称和对象空间标识等信息。（4）对象空间标识信息包括对象所在位置描述和对象空间特征坐标。其中：①对象空间位置描述为水利对象的所属行政区划及具体位置信息的文字描述。②点状对象空间特征坐标信息是指该对象几何中心点所在位置的经纬度坐标值。③线状对象空间特征坐标信息是指该对象矢量图形的起点经纬度和终点经纬度坐标值。④面状对象空间特征坐标信息是指该对象矢量图形的最小外接矩形的左下角经纬度和右上角经纬度坐标值。（5）对象主要特征信息是该对象特有的重要指标，主要涉及以下几个方面：①规模与设计特征，主要指自然对象的长度、宽度、面积、容积；工程对象的工程规模、工程等别、工程特征参数等信息。②工程建设情况，主要指工程建设状态、开工时间、建成时间等信息。③水文特征，主要指对象的水文特征，如：河流的多年平均流量信息。表设计与定义：（1）每个表结构描述的内容应包括中文表名、表主题、表标识、表编号、表体和字段描述6个部分。（2）中文表名使用简明扼要的文字表达该表所描述的内容。（3）表主题进一步描述该表存储的内容、目的和意义等。31（4）表标识为中文表名英译的缩写，在进行数据库建设时，作为数据库的表名。命名规则见“.2 表标识命名”。（5）表编号为表的代码，反映表的分类和在表结构描述中的逻辑顺序。（6）表体以表格的形式按字段在表中的次序列出表中每个字段的字段名称、字段标识、类型及长度、有无空值、计量单位、主键、外键、索引序号。表中各内容应符合下列规定：①字段名称采用中文字符，表征字段的含义。②字段标识为数据库中该字段的唯一标识，具体要求见“字段标识命名”。③类型及长度描述该字段的数据类型及数据最大位数。 具体规定见“字段类型及长度”。④有无空值描述该字段是否允许填入空值，用“N”表示该字段不允许为空值，否则表示该字段可以取空值。⑤计量单位描述该字段填入数据的计量单位符号。⑥主键描述该字段是否作为主键，用“Y”表示该字段是表的主键或联合主键之一，否则表示该字段不是主键。⑥外键描述该字段是否作为外键，用“ Y”表示该字段是外键，否则表示该字段不是外键。外键指向所引用的前置表主键，当前置表存在该外键值时为有效值，确保了数据一致性。⑦索引序号，当该字段是主键时，描述该字段在主键中的序号。分别用阿拉伯数字“1，2，3，”描述次序。”1”表示该字段在主键中为第1个字段，”2”表示该字段在主键中为第 2个字段，依次类推。（7）字段存储内容规定对表体中各字段的涵义、字段类型及数值精度、计量单位、取值范围等提出明确要求，对枚举值进行罗列，对特殊情况进行说明。（8）相同字段的解释，以第一次解释为准。表结构说明：（1）每个对象基础属性一张表存储，对象标识信息和主要特征信息逐属性32指标存储。（2）为了便于数据变更及历史数据库回溯，各数据库表均建相应的时间戳字段。（3）各类水利对象名录表的结构统一，均包括代码、名称、对象建立时间和对象终止时间，具体设计见“ 对象名录表”。（4）各类水利对象基础信息表除了包含对象名录、空间特征标识信息及时间戳外，重点是每类对象不尽相同的特征信息，具体设计见“ 对象基础信息表”。（5）对象关系表记录对象之间存在的业务关系，具体设计见“ 对象关系表”。四、标识符命名一般规定：（1）标识符主要分为表标识和字段标识两类，遵循唯一性。（2）标识符由英文字母、下划线、数字等构成，首字符应为英文字母。（3）表标识的长度不超过 30个字符，字段标识的长度一般不超过 20个字符，20位不能满足字段描述需求时可向后依次扩展，但最长不能超过 30位。（4）标识符是关键词的英文翻译，按照中文名称提取的关键词顺序排列关键词的英文翻译，关键词之间用下划线分隔。（5）当关键词英文翻译单词长度超过4个字母时，可采用英文译名的缩写命名。缩写关键词一般不超过六个，多于六个关键词时的后续关键词只取首字母。（6）关键词采用英文单词缩写时，主要遵循以下规则：①当关键词的英文翻译为一个单词，且单词长度不超过4个字母时，可直接取其全名。英文关键词有标准缩写的应直接采用。否则，取单词的第一个音节，并自辅音之后省略。例如，INTAKE缩写为INT；当关键词的英文翻译为两个英文单词组成时，从两个英文单词中各取前两位字母构成缩写词；当关键词的英文翻译为3或4个英文单词,分别从每个英文单词中选取首字母组成缩写；当关键词的英文翻译大于4个英文单词时，取前四个英文单词的首字母组成缩写。33②表示级别的词汇，须由英文序数词代替，如 1st、2nd、3rd、4th、5th、6th。③虚词应省略，如 the、of、for、and、on等在缩写时均应省略。④如果英文译名缩写相同时，参考压缩字母法、增加字符等常见缩写方法以区分不同关键词。（6）相同的实体和实体特征在不同表中应采用相同的英文翻译，标识命名宜保持一致。表标识命名：（1）表标识与表名应一一对应。（2）名录表表标识由表类型标识、对象类标识组成。其编写格式如下：OBJ_对象类标识其中：①表类型标识——名录表固定标识为“ OBJ”。②对象类标识——见“5.2.2对象分类”。例如，河流名录表命名为 OBJ_RV。（3）属性表表标识由表类型标识、对象类标识、后缀组成。其编写格式如下：ATT_对象类标识_BASE其中：①表类型标识——属性表固定标识为“ ATT”。②对象类标识——见“5.2.2对象分类”。③后缀——属性表固定标识为“ BASE”。例如，河流属性表命名为 ATT_RV_BASE。（4）关系标识由表类型标识、主导对象类标识、从属对象类标识组成。其编写格式如下：REL_主导对象类标识_从属对象类标识(_序号)其中：34①表类型标识——关系表固定标识为“REL”。②主导对象类标识——关系中占主导地位的对象类的标识。③从属对象类标识——关系中占从属地位的对象类的标识。④序号——若两个对象类间有多对关系，增加序号。例如，水资源分区与河流关系表，表示为 REL_WRZ_。RV字段标识命名：字段命名为中文字段名称关键词的英文译名的缩写命名。具体规则是：①引用现有标准的数据库表结构时，字段标识符不做修改。②先从中文字段名称中取出关键词。③采用一般规定，将关键词翻译成英文，关键词之间用下划线分隔。如“流域名称”字段命名为“bas_name”。五、字段类型及长度本数据库字段类型主要有字符、数值、日期时间和布尔型。其类型长度应按以下格式描述：①字符型。其长度的描述格式为：C(D)或VC(D)其中：C——定长字符串型的数据类型标识。VC——变长字符串型的数据类型标识。()——固定不变。D——十进制数，用以定义字符串长度，或最大可能的字符串长度。②数值型。其长度的描述格式为：N(D[, d])其中：N——数值型的数据类型标识。()——固定不变。[ ]——表示小数位描述，可选。35D——描述数值型数据的总位数 (不包括小数点位)。，——固定不变，分隔符。d——描述数值型数据的小数位数。③时间数据类型，用于表示一个时刻。时间数据类型采用公元纪年的北京时间。其描述格式为：DATE和TIME。日期型：DATE表示日期型数据，即：YYYY—MM—DD（年-月-日）。不能填写至月或日的，月和日分别填写 01。时间型：TIME表示时间型数据，即：YYYY—MM—DDhh:mm:ss(年—月—日 时：分：秒)。④布尔型。其描述格式为： Bool。布尔型字段用于存储逻辑判断字符，取值为 1或0，1表示是，0表示否；若为空值，其表达意义同 0。⑤字段的取值范围：可采用抽象的连续数字描述，在字段描述中应给出其取值范围。取值为特定的若干选项，在字段描述中应采用枚举的方法描述取值范围。六、对象基础信息灌区序基础信基础信息内容号息类别1对象标灌区代码、灌区名称、左下角经度、左下角纬度、右上角识信息经度、右上角纬度、跨界类型、灌区范围2主要特主要水源工程类型、补充水源工程类型、工程规模、设计征信息灌溉面积、有效灌溉面积、备注测站序基础信息类号别基础信息内容1对象标识信测站代码、测站名称、测站类型、测站经度、测站纬息度、站址36主要特征信设站年月、始报年月、岸别、测站方位、集水面积、2监测项目、备注息泵站序号基础信息类别基础信息内容1对象标识信息泵站代码、泵站名称、起点经度、起点纬度、终点经度、终点纬度、泵站所在位置泵站类型、机组台数、装机容量、设计流量、实际流量、设计受益面积、实际受益面积、进水池尺寸、2主要特征信息出水池尺寸、水泵类型、泵房长度、泵房宽度、总占地长度、总占地宽度、变压器型号、进水河道、现状管理模式、建设单位、建设时间、备注管道序号基础信息类别基础信息内容1对象标识信息管道代码、管道名称、起点经度、起点纬度、终点经度、终点纬度、管道所在位置管道材质、管道外径、管道内径、壁厚、断面形2主要特征信息式、结构形式、纵坡、管道长度、管道流量、管道压力、控制灌溉面积、设计埋深、设计供水标准、设计流速、运行状况、备注灌区电子地图型江河灌区电子地图利用安顺已有的水利工程管理范围工作底图， 本项目在其基础上进行完善，在1:1万水利地理信息服务平台的基础上， 按照规范标准和灌区管理实际需求，扩充型江河灌区地理信息数据， 建设灌区地理信息系统的分层、分类数据，为灌区信息化建设提供电子地图及相关应用服务。灌区一张图平面坐标系统采用国家 2000大地坐标系，高程系统采用国家1985高程基准。数据来源划分1、基础测绘数据一张图采用国家测绘局颁布的“ 1:1万基础数据”，基础地理信息分为矢量和栅格两种格式。37（1）栅格数据：按其实际使用效果。可依据地面分辨率、色彩、格网间距等进行细分。本项目采用0.3米的高分辨率遥感影像图。（2）矢量数据：按照不同用途，依据地图表现的内容、等级等进行细分。1：1万比例尺的DLG数据。2、灌区自有数据灌区管理部门积累的各类地图数据、工作用图和带有空间位置信息的表单和相关文档数据。数据分层数据分层参照1:1万电子地图的图层，有的数据不全需要补充数据，没有的应增加图层和数据。数据集图层几何特征泵站面/点管道线灌区面灌溉面面灌区管理单位点数据生产与组织数据采集与加工处理，主要包括基础地理数据的加工整理与更新，水利工程地理数据的加工整理与更新。对于无法获得或存在争议的水利数据，通过在地面分辨率为0.3米遥感影响上标绘或实地测量等手段采集。数据处理包括：矢量数据处理、地图制作、水利工程标载、地理信息切片等。专题图层制作专题图层的加载、图层的叠加、图层移动、工程要素符号化、工程要素的注记、注记字体调