山东大型灌区信息化建设规划与设计

大型灌区信息化建设规划与设计

2012.8.31.山东.日照第一页，共五十四页。1灌区信息化建设的必要性和可行性1.1灌区信息化建设的必要性（1）灌区信息化的建设对山东省经济社会发展具有重要的促进作用（2）灌区信息化的建设具有区域示范作用（3）灌区信息化的建设是实现灌区现代化的有力保证和重要步骤（4）灌区信息化的建设是适应农业产业结构调整对水利灌溉要求的需要（5）灌区信息化对深化灌区体制改革，实现管理手段的现代化，满足农业产业结构调整，促进灌区农村经济及社会经济发展是非常必要的。第二页，共五十四页。1灌区信息化建设的必要性和可行性1.2灌区信息化建设的可行性（1）项目建设的外部环境已经形成

党中央国务院把信息化建设做为我国现代化建设的重要方面，地方各级政府在信息化建设方面也出台了不少的新举措，做为水利行业也把水利信息化建设做为传统水利向现代水利转变的必由之路。

（2）项目建设的技术应用条件已经具备

灌区已经进行了部分信息化试点项目的建设，积累了一定的项目建设与工程运行经验，这对于进一步的信息化工程实施积累了宝贵的经验。（3）续建和改造后的灌区工程设施为信息化建设奠定了基础近年来，绝大部分灌区通过实施灌区改造工程，对渠道及渠道闸点、渠道建筑物大部分进行了更新改造。

（4）信息化建设技术上已经成熟

信息化建设技术已经非常成熟，计算机网络技术、通讯技术、信息处理技术在在电力、金融、化工等行业成功的例子比比皆是第三页，共五十四页。2灌区信息化建设的需求分析2.1技术需求（1）基础条件建设（2）已建信息化系统运行情况（3）信息化系统整合和资源利用2.2管理需求（1）灌区资料电子化的需求（2）灌区业务数据自动采集与存储的需求（3）水资源有效利用和优化调度的需求（4）工程管理和安全运行的需求2.3信息化建设需求（1）灌区资源的共享与利用需求（2）行业之间信息交流的需求（3）现代化技术在灌区的应用需求（4）灌区与社会和谐发展的需求第四页，共五十四页。3灌区信息化的建设目标3.1灌区信息化建设的总目标：灌区信息化总目标是实现灌区管理的现代化。将现代通讯与测控技术、优化技术、数字视频技术、WEBGIS技术、现代管理理论和计算机网络技术应用于灌区管理。建立一个以信息采集系统为基础、以高速安全可靠的通讯网络和计算机网络为手段，通过水资源调度与决策支持、灌区政务管理系统，实现灌区信息采集自动化、传输网络化、预测预警模型化、决策分析智能化、行政办公无纸化，彻底解决灌区水源来水、水库调节、发电用水等的联合水资源调度，充分发挥灌溉效益，极大地提高灌区水利用系数，为灌区水资源的优化配置、高效利用提供调度运行决策支持，促进灌区社会经济环境的协调发展。第五页，共五十四页。3灌区信息化的建设目标（1）近期目标广泛开发灌区信息资源，全方位构建灌区基础信息；健全信息化建设运行管理体制，统一标准规范，加强人才培养，营造水利信息化保障环境；基本完成灌区信息网络建设，全面启动灌区数据库基础平台建设、水资源调度与决策支持系统以及水利政务系统建设，基本形成水利信息化综合体系，有效解决信息资源不足和资源共享困难，提供满足基本业务需要的信息服务，提高水行政管理效率，在管理局、总站和部分管理站基本实现水利信息化。（2）中期目标深入开发灌区信息资源，完善水利信息基础设施，持续改善灌区水利信息化保障环境，全面推进支渠测控建设、水库以及抽水站自动监控建设任务，全面完成灌区数据库、水资源调度与决策支持系统以及水利政务系统系统建设。基本形成灌区干支渠以上部分信息采集和测控自动化，信息管理与信息服务的现代化，提高信息资源利用水平，增强决策支持能力，使灌区基本实现水利信息化目标，为实现水利现代化奠定基础。（3）远期目标综合利用灌区信息资源，完成规划范围内测控与管理信息系统建设，全面实现灌区信息化，实施水资源的实时调度，灌区的科学决策，信息的及时发布和反馈，水费收缴的全面网络化，构建一个新型的数字化灌区。第六页，共五十四页。

4大型灌区信息化建设规划与设计

规划、设计是指导大型灌区信息化建设的重要依据，也是整理建设和管理思路的重要途径。完善、充分的规划、设计可以指导项目的招标投标，也可以约束工程施工不偏离信息化建设内容和技术方案，使分期分批、不同中标机构施工的工程项目都能够无缝集成，确保系统的完整性和有效性。

这部分主要介绍规划、设计的思路与方法，讨论适合不同灌区、不同情况的信息化建设内容的制定，以及技术方案的比较、分析和选择。要以指导灌区编制好规划、设计报告为目的，针对性地给出规划、设计中的重点和难点问题的解决方案。第七页，共五十四页。4.1信息化规划设计的内容要求4.1.1建设内容4.1.1.1建设内容确定的原则（1）坚持以灌区需求确定信息化建设内容的原则（2）坚持以水利设施条件好、管理水平高信息化优先建设的原则（3）坚持信息化建设一片收益一片,留有发展余地的原则（4）坚持信息化总规划、近期实施方案、年度实施方案协调兼顾的原则4.1.1.2具体建设内容的确定

（1）信息采集系统：（位置、数量、内容、通信介质、设备配置）（2）闸门监控系统：（位置、数量、控制与通讯方式、设备配置）（3）视频监视系统：（位置、数量、控制与通讯方式、设备配置）（4）通信系统系统：（组网方式、通讯方式、设备配置）（5）信息中心和分中心计算机网络系统（拓扑结构、组成、设备配置）（6）软件系统：（子系统划分、功能要求、数据容量和流量、访问频度）（7）基础设施改造第八页，共五十四页。4.1信息化规划设计的内容要求4.1.2技术方案4.1.2.1技术方案选择原则

（1）技术方案尽量选择设备先进、运行可靠、成本低廉的成熟技术（2）各系统技术方案要有机结合，优化设备配置和技术参数（3）应尽量选择性能稳定的定型产品与设备

4.1.2.2技术方案编写内容要求（1）根据建设内容分章节对应编写格式。（2）技术方案要对关键技术选型、技术实现方案、系统结构、设备技术参数及性能进行详细阐述，并附有必要的系统流程图、结构拓扑图、设备配置表等。第九页，共五十四页。4.1信息化规划设计的内容要求（3）其主要内容包括：①技术方案的系统功能设计②实现设计功能的设备配置③设备选型的技术参数要求④系统功能的结构设计图（4）对于设备的选择，要根据灌区实际条件、具体应用环境进行必要的选型说明，同时要考虑灌区已建信息化系统设备的接入。主要设备要列出具体的性能参数指标，还要注明是进口设备还是国产设备。（5）对于应用软件技术方案，要从软件系统的总体结构、功能模块划分、接口方式、运行环境等方面进行描述。（6）对于灌区已建成的信息化系统与本规划拟建信息化系统如何衔接的问题，可单独分节进行叙述。

第十页，共五十四页。4.1信息化规划设计的内容要求4.1.3投资（估）概算4.1.3.1投资（估）概算的编制依据

（1）投资（估）概算要按照国家相关标准、规范进行编制。（2）电子及设备安装依据中华人民共和国信息产业部批准发布的《电子工程建设概预算办法、电子设备安装工程费用定额》HYD41-2005。（3）土建及基础设施改造工程依据所在地省、市、自治区《水利水电工程（估）概算编制及费用标准》。（4）（估）概算书的取费主要是依据中华人民共和国信息产业部批准发布的《电子工程建设（估）概算办法、电子设备安装工程费用定额》HYD41-2005。（5）软件开发费用应根据软件开发周期、开发难度及投入的技术人员数量而定，其费用建议控制在系统投资的15﹪左右。第十一页，共五十四页。4.1信息化规划设计的内容要求4.1.3.2投资（估）概算的编制要求

（1）投资（估）概算要求按分项（估）概算列出明细表，标明相关内容单价及对应的设备性能参数，分项（估）概算的内容要与建设内容及技术方案相匹配。（2）分项（估）概算要根据不同的建设内容作具体划分，设备要分别列出单价和复价，并进行分类汇总；软件要求标明与费用对应的软件功能与性能。（3）系统运行涉及到的租用费用（如公网通信租用费）、培训费用、维护费用等也应包含在投资（估）概算中。（4）规划阶段、可研阶段的投资用估算，初步设计或实施方案的投资用概算，施工图阶段用预算，施工结束用决算。第十二页，共五十四页。灌区信息化投资（估）概算表第十三页，共五十四页。灌区信息化投资（估）概算表第十四页，共五十四页。灌区信息化投资（估）概算表第十五页，共五十四页。灌区信息化投资（估）概算表第十六页，共五十四页。灌区信息化投资（估）概算表第十七页，共五十四页。4.1信息化规划设计的内容要求4.1.4建设与运行管理（1）建设管理组织机构提出灌区信息化建设的机构组成、管理职能及运行机制。有条件的灌区最好建立专职信息中心，负责信息化建设过程及系统运行的业务管理工作。（2）建设管理制度（3)运行管理条例制定行之有效的运行管理条例，包括运行管理、故障维修、应急处理等。4.1.5效益分析与评价(1)社会效益分析与评价(2)经济效益分析与评价(3)环境效益分析与评价

第十八页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度

4.2.1灌区概况

突出灌区特点的描述，主要从灌区区位、灌区类型、水利设施、已建信息化工程、管理机构设置与管理几方面对灌区做总体介绍，重点应放在水利设施和灌区管理方面。附图1：灌区水利设施平面布置图第十九页，共五十四页。***水库灌区管理组织结构图***灌溉管理局职能科室建筑有限公司节水示范基地办公室政工科纪检办经管科灌溉科财审科局属医院宏基监理公司配水站抗旱服务队渠首站路长站史官站王庄站澄城站冯原站灌溉管理站（队）重点科工务科项目办设计室水利志办公安科城区中队附图2：灌区管理机构分布图第二十页，共五十四页。附图3：灌区已建水利信息化项目分布图

第二十一页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度4.2.2规划设计年限1）总规划：期限可考虑10-15年，信息化需求立足长远，但应服从灌区总体发展规划。2）近期实施方案：期限可考虑3-5年，信息化需求服从总规划，并能兼顾灌区近期水利设施建设、管理水平及经济发展因素。3）年度实施方案：立足当年，信息化需求服从近期实施方案，重点考虑水利设施、管理条件较好的区位和已建信息化需完善的部分。第二十二页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度4.2.3灌区信息化的建设原则与建设目标1）灌区信息化在不同规划设计阶段的建设原则，主要从灌区管理与业务发展需求、工程基础条件、经济发展状况、资源整合与信息共享角度考虑。2)不同规划设计阶段工程建成后应达到的总体目标、近期目标和当年目标。主要从管理水平的提高、灌区灌溉科学决策能力、水资源利用程度和灌溉自动化对灌区社会、经济与环境的影响角度考虑。4.2.4灌区信息化的建设内容建设内容主要从以下几个方面归类表述：（1）信息采集与测控系统的建设内容第二十三页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度(1)信息采集与测控系统的建设内容信息采集与测控部分主要建设内容为：完成水情、工情、农情、雨情、灾情、气象等信息的及时采集和报送。为灌区的水资源实时和优化调度，提供准确、及时、可靠的基础信息服务。具体讲就是实现各总站、站当日干口、支口、斗口引用流量、水量、累计水量及其完成比例、灌溉面积等数据采集；实现下属干渠、支渠、节制闸运行水位数据采集，实现下属抽水站设备与各个闸点的运行状况控制以及水费收交等基础数据获取，实现地下水、雨量以及商情数据的及时获取，对气象等外部信息建立数据传递外部接口，接入管理局。这些生产与管理数据数据，通过灌区信息化网络汇集到管理局信息中心和管理总站，管理局信息中心和管理总站可以按照自己的需要选择需要的数据进行分类汇总分析，完成各自相关的任务。第二十四页，共五十四页。（2）通信组网系统---逻辑关系图第二十五页，共五十四页。（2）通信组网系统—有线连路图第二十六页，共五十四页。（2）通信组网系统---无线链路图第二十七页，共五十四页。（3）视频与监控系统

第二十八页，共五十四页。（4）计算机网络系统该网络连接灌区各级管理单位与各级各类量水与配水设施，抽水站与水库等的信息采集与控制网络，具有气象等外部信息获取的接口链路。与水利厅等上级主管部门建立有直接的连接接口，使上级主管部门能够及时的通过网络了解灌区的实际运行情况。第二十九页，共五十四页。（5）应用软件系统灌区综合数据库及应用软件系统的建设内容为：建立灌区数据管理的综合平台，确保灌区各类数据的时间、空间上的一致性，基于该数据平台与信息采集与传输网络，实施灌区的水资源实时调度、优化调度，实现办公自动化（通过灌区信息业务管理网络签发各种通知、公文、电子邮件、发传真、调用业务数据、举行视频会议等），达到在线实时办公，提高全局的办事效率。第三十页，共五十四页。（5）应用软件系统—基本架构第三十一页，共五十四页。（5）应用软件系统—软件结构软件结构供水生产类数据库灌溉决策支持系统渠系水资源测控系统水费管理系统水利政务管理系统灌区综合管理系统多媒体数字档案管理系统灌区公用数据库应用系统灌区信息化应用软件系统作物数据库用户数据库空间数据库文件档案数据库财务数据库土壤数据库工程管理数据库气象数据库人事资源数据库灌区概况数据库第三十二页，共五十四页。（5）应用软件系统—分级表单第三十三页，共五十四页。（5）应用软件系统—调度框图第三十四页，共五十四页。（5）应用软件系统—软件模块软件模块降水量农作物地下水田间水情蒸发情况渭河来水监测监测实时来水数据库需水预报实时需水数据库来水预报水资源调度方案解决方案模型与方法库基础数据库灌区用水优化调度用水总结系统仿真供水排水设备自动控制防洪抗旱调度用水计划编制监测层处理层决策层支持层用户需求第三十五页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度4.2.5灌区信息流与应用技术分析

详细分析灌区信息与数据流程，对信息化建设采用的主要技术进行技术方案选型，该部分内容是整个信息化系统设计的基础和依据。第三十六页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度4.2.6工程投资估（概）算按照国家相关标准、规范编制工程投资估（概）算。根据其工作性质及技术要求，对于安装工程直接费、间接费、运杂费及保管费等参照同类机电自动化控制工程，取略低一些的取费标准。即机电设备安装工程直接费按设备费的8%计取，间接费按直接费的25%计取，运杂费按设备费的0.3%计算。由于软件的特殊性，在“安装工程单价汇总表”中，“管理局网络与信息中心”安装单价中不包括计算机软件的安装费用。4.2.7分期建设方案规划整个信息化工程如何分期实施，对每一期具体实施内容和投资额进行详细叙述。第三十七页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度例：本工程拟分两期实施完成，每一期分两年建设。第一期：第一年：建成管理局信息中心、局机关局域网。第二年：实现高干渠在规划中的目标；建成连接管理局信息中心和高干渠各管理站的无线通讯网络。本阶段完成后，实现对高干渠的优化配水和动态控制，建立起管理局信息中心，为全面实现数字化灌区作好管理上的准备。该阶段投资万元。第二期：第一年：实现东干渠和尚书水库在规划中的目标。第二年：实现西干渠、民联干渠和红星水库在规划中的目标，同时完成全灌区墒情、水文监测系统的建设。本阶段完成后，实现对东干渠、西干渠和民联渠的优化配水和动态控制。该阶段投资万元。

第三十八页，共五十四页。4.2规划设计的编制要点及深度4.2.8系统运行管理阐述信息化系统建成后，灌区管理单位如何进行管理，其中包括机构设置、人员配置、运行管理机制及相关措施等。4.2.9环境影响评价从信息化建设对灌区社会经济、生态环境、施工环境、灌溉作业的影响等几个方面，对灌区信息化建设做环境影响评价。4.2.10效益分析及经济评价灌区信息化工程的效果评价以定性分析为主，可以量化的效果，适当进行定量分析。第三十九页，共五十四页。4.3规划设计报告编制格式

（一）规划报告编制格式1灌区概况1.1灌区类型及其特点1.2灌区自然条件1.3灌区水利基础设施1.4灌区管理体制及运行机制1.5灌区信息化建设需求分析

第四十页，共五十四页。（一）规划报告编制格式2灌区管理需求分析与信息化工程建设现状2.1灌区管理需求分析该部分可以从灌区信息采集、监控、信息传输、防汛抗旱、政务管理等方面进行需求分析。2.2灌区信息化建设现状对灌区已建成的信息化系统的结构、功能、应用情况进行简要叙述。2.3灌区信息化建设的必要性和可行性(1)项目建设的必要性(2)项目建设的可行性第四十一页，共五十四页。（一）规划报告编制格式3灌区信息化工程范围与建设目标3.1规划与建设原则3.2规划与建设依据3.3规划与建设范围列入规划与建设范围内的工程单位名称及数量。3.4规划目标3.5规划内容与建设任务依据灌区信息化规划与建设范围与建设目标确定。3.6规划与建设中主要监控技术指标说明从系统实时性、可靠性、可维修性、安全性、可扩充性等方面。第四十二页，共五十四页。（一）规划报告编制格式4灌区信息流与应用技术分析4.1灌区信息与数据流程分析4.2灌区信息化基础设施建设分析对纳入到规划范围内的管理单位与工程设施按区域进行归类，给出管理体系图。4.3灌区信息化基础设施建设主要技术选型(1)信息采集与监控技术选型(2)视频监视系统技术选型(3)网络技术选型(4)灌区数字通信网络技术选型4.4灌区信息化工程信息安全分析第四十三页，共五十四页。（一）规划报告编制格式5灌区信息化工程总体规划5.1系统总体结构规划分“灌区信息化硬件基础平台”和“灌区信息化业务应用平台”两部分5.2灌区信息化硬件基础平台规划5.3灌区信息化业务应用平台规划6灌区信息化工程专项规划6.1灌区数字通信网络规划6.2灌区信息采集与测控子系统规划6.3灌区网络系统规划6.4灌区综合数据库规划6.5灌区应用软件系统规划6.6灌区政务管理系统规划第四十四页，共五十四页。（一）规划报告编制格式7工程投资估算7.1编制说明工程概况、编制依据7.2投资估算8分期建设方案9系统运行管理10环境影响评价11效益分析及经济评价以定性分析为主，可量化效果，适当进行定量分析并得出结论。第四十五页，共五十四页。（二）可行性研究报告编制格式1综述

项目概况、编制依据、关键术语定义与说明、可行性研究结论2项目建设的必要性2.1现状2.2需求描述管理需求、安全需求、发展需求2.3必要性分析从宏观发展思路出发，结合灌区自身建设的要求，用信息化可能获得的社会效益和经济效益说明其必要性。第四十六页，共五十四页。（二）可行性研究报告编制格式3建设目标与任务4建设方案4.1系统构成4.2主要功能4.3技术方案

包括基本原则、方案设计、系统配置、投资估算5方案论证5.1可选方案5.2方案比选

从系统构成、各组成部分的主要功能、技术方案及特点、系统配置、建设投资等方面进行分析比较，说明推荐建议方案的理由。第四十七页，共五十四页。（二）可行性研究报告编制格式6可行性分析对建议方案从技术、经济、环保、运行管理、风险等方面进行综合分析，说明项目建设的可行性。7建设与运行管理包括建设管理组织机构、工期与进度、投资计划、招标方案8投资估算及资金筹措9效益分析与评价从社会、经济、环境效益方面进行分析与评价。10结论与建议

第四十八页，共五十四页。（三）初步设计（实施方案）报告编写格式

1概述2建设内容3技术方案3.1需求分析

内容有业务流程、信息（数据）流程、功能需求、性能需求等。3.2总体设计方案

（1）设计思路根据需求特点和现实条件，充分考虑信息化技术的发展趋势，提出系统设计的基本思想、原则和方法。（2）总体结构设计根据需求和总体框架，分析本项目完成的业务内容在整个系统体系结构中的功能组成与分布状况。（3）系统划分把系统划分为若干个相对独立的子系统，并定义各子系统的主要功能和接口。

第四十九页，共五十四页。（三）初步设计（实施方案