灌區(qū)信息化綜合管理平臺(tái)

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農(nóng)業(yè)灌溉水利用率低，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象比較明顯。另一方面，農(nóng)民承受能力低，農(nóng)業(yè)水價(jià)改革難度大。加大農(nóng)業(yè)節(jié)水投資力度是今后國(guó)家水資源政策的必然選擇。 農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革與末級(jí)渠系節(jié)水改造是農(nóng)田水利建設(shè)的主要內(nèi)容之一，通過(guò)改革可加快灌區(qū)末級(jí)渠系改革、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、減輕農(nóng)民水費(fèi)支出。2008年開(kāi)始，中央財(cái)政安排專(zhuān)項(xiàng)資金，在全國(guó)部分省份啟動(dòng)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革試點(diǎn)，在節(jié)約用水、降低農(nóng)民水費(fèi)支出、促進(jìn)工程良性運(yùn)行方面取得明顯成效。2013年，水利部協(xié)調(diào)財(cái)政部加大支持力度，在全國(guó)27個(gè)省55個(gè)縣深入開(kāi)展農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革示范。 農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的目標(biāo)就是在保證農(nóng)民基本用水需求的同時(shí)，建立多用水多花錢(qián)，少用水少花錢(qián)，不用水得補(bǔ)貼的機(jī)制。既不在總體上增加農(nóng)民負(fù)擔(dān)，又促進(jìn)節(jié)約用水。本項(xiàng)目啟動(dòng)后，節(jié)水示范區(qū)管理單位將積極完善農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制，科學(xué)核定農(nóng)業(yè)供水成本，推動(dòng)落實(shí)灌排工程運(yùn)行維護(hù)費(fèi)財(cái)政補(bǔ)助政策，從成本扣除財(cái)政補(bǔ)助部分確定最終水價(jià)，并推進(jìn)定額內(nèi)用水實(shí)行優(yōu)惠水價(jià)、超定額用水累進(jìn)加價(jià)。通過(guò)明確農(nóng)業(yè)水權(quán)，推行用水定額管理，逐級(jí)分配到農(nóng)民用水合作組織或用水戶(hù)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水總量“封頂”目標(biāo)，變“大鍋水”為“商品水”。同時(shí)，配套完善農(nóng)業(yè)供水計(jì)量設(shè)施體系。 1個(gè)骨干信息網(wǎng)，通過(guò)自建專(zhuān)網(wǎng)，形成覆蓋劉集管理段、柴集管理段所轄主渠道沿線(xiàn)的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)；5類(lèi)信息采集系統(tǒng)，通過(guò)水位、視頻、圖像、閘控、流量等信息的采集，輔之以量水建筑物，實(shí)現(xiàn)水位流量等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為切實(shí)算好水帳、水資源優(yōu)化配置提供基礎(chǔ)；5類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)灌區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、工程三維仿真模型庫(kù)、空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)、灌區(qū)工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、灌區(qū)供用水管理數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效共享；1個(gè)基于三維地理信息的可視化平臺(tái)，基于GIS技術(shù)完成各信息化系統(tǒng)的整合，開(kāi)發(fā)WEB端信息管理系統(tǒng)及手機(jī)移動(dòng)APP，初步建成統(tǒng)一的漳河三干渠灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革核心示范區(qū)信息化管理平臺(tái)。 通過(guò)信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)漳河三干渠灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革示范區(qū)信息高效快速傳輸、共享，分渠、支渠及重要閘站可測(cè)、可視、關(guān)鍵部位可控，并基于GIS實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)灌區(qū)用水的動(dòng)態(tài)管理，為示范區(qū)水資源優(yōu)化配置、高效利用提供調(diào)度運(yùn)行決策支持，為建立適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的用水體系提供信息、計(jì)量及管理支持。 通過(guò)管理手段和信息化技術(shù)手段，穩(wěn)步推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，實(shí)行農(nóng)業(yè)用水總量控制和定額管理，合理確定農(nóng)業(yè)水價(jià)，建立節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)和精準(zhǔn)補(bǔ)貼機(jī)制，提高農(nóng)業(yè)用水效率。 通過(guò)創(chuàng)新研制的田間精準(zhǔn)測(cè)控一體化裝置，實(shí)現(xiàn)總量控制精準(zhǔn)測(cè)控在渠首，定額管理定向精準(zhǔn)管控到田間，建立農(nóng)業(yè)灌溉用水量控制和定額管理制度，提高農(nóng)業(yè)用水效率，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。保障糧食等重要農(nóng)作物合理用水需求，總體上不增加農(nóng)民負(fù)擔(dān)。農(nóng)業(yè)用水總量控制和定額管理普遍實(shí)行，可持續(xù)的精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制基本建立，先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)措施普遍應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)用水方式由粗放式向集約化轉(zhuǎn)變。 通過(guò)基于4G公網(wǎng)分層分級(jí)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、控制，多種靈活的通信組網(wǎng)方式，采用了手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Zigbee自組網(wǎng)絡(luò)、光纖等多種傳輸方式相結(jié)合，可滿(mǎn)足不同級(jí)別的管水人員遠(yuǎn)程操控和查看閘門(mén)啟閉和視頻監(jiān)控等自動(dòng)化設(shè)施，大大減輕工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約時(shí)間成本，解放生產(chǎn)力。 管理人員可把更多的時(shí)間放在管理、決策、協(xié)調(diào)、執(zhí)行等工作中。 開(kāi)創(chuàng)田間水層精測(cè)雷達(dá)采用非接觸式精準(zhǔn)（毫米級(jí)）測(cè)量模式，促進(jìn)農(nóng)業(yè)供水的智能化和精確化，真正實(shí)現(xiàn)總量控制精準(zhǔn)測(cè)控在渠首，定額管理定向精準(zhǔn)管控到田間。 通過(guò)改革可提高灌區(qū)末級(jí)渠系信息化水平，完善供水計(jì)量設(shè)施。加快供水計(jì)量體系建設(shè)，為實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變夯實(shí)了基礎(chǔ)，有力地帶動(dòng)示范區(qū)水資源管理的現(xiàn)代化。 2.2建設(shè)任務(wù) 本次信息化建設(shè)包括硬件部分和軟件部分。 2.2.1硬件部分 根據(jù)全國(guó)水價(jià)改革示范區(qū)建設(shè)要求及三分干周邊實(shí)際情況，本次示范區(qū)信息化建設(shè)，硬件部分主要需要從以下幾部分進(jìn)行建設(shè)：雨情自動(dòng)遙測(cè)、視頻監(jiān)視、、傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及電纜敷設(shè)、閘門(mén)監(jiān)測(cè)監(jiān)控（市電+光纖，含閘前水位）、；支渠節(jié)制閘太陽(yáng)能閘門(mén)監(jiān)控、直灌口及斗口太陽(yáng)能閘門(mén)監(jiān)控站點(diǎn)、管道式閘門(mén)自動(dòng)化測(cè)控、自動(dòng)灌排水示范田建設(shè)、堰塘水位遙測(cè)、信息中心、分中心建設(shè)等方面。 2.2.1.1雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè) 三干渠三分干示范區(qū)渠系眾多，范圍廣，降雨量分布不均勻，自動(dòng)雨情監(jiān)測(cè)十分重要。本次建設(shè)自動(dòng)雨量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)3處：倉(cāng)庫(kù)協(xié)會(huì)、陳池協(xié)會(huì)、洪廟協(xié)會(huì)。 2.2.1.2視頻監(jiān)視 在三分干沿線(xiàn)主要節(jié)制閘、支渠口及關(guān)鍵控制點(diǎn)建設(shè)高清視頻監(jiān)控站點(diǎn)共計(jì)37個(gè)。重點(diǎn)位置加設(shè)夜晚補(bǔ)光裝置，為渠道管理人員提供動(dòng)態(tài)具象化的渠道實(shí)時(shí)狀況信息，對(duì)渠道安全防范提供保障，可大大減輕工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，為渠道管理部門(mén)決策提供了可靠依據(jù)。 2.2.1.3傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)需要，按照主干線(xiàn)路布設(shè)光纖，輔以GPRS/GSM等專(zhuān)網(wǎng)、公網(wǎng)相結(jié)合的原則進(jìn)行建設(shè)，并盡可能利用公用信道傳輸。由于視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)高清畫(huà)面?zhèn)鬏斠?，以及關(guān)鍵節(jié)制閘和主要分水口閘門(mén)遠(yuǎn)程控制的需要，擬以劉集管理段分中心站為起點(diǎn)沿三分干渠道敷設(shè)光纜，所有視頻監(jiān)控點(diǎn)直接用光纜進(jìn)閘房，然后通過(guò)主干光纜傳回中心站。內(nèi)容如下： （1）劉集管理段～ 三分干進(jìn)水閘～ 柴集管理段； （2）劉集管理段～蘇冢節(jié)制閘附近； （3）柴集節(jié)制閘～柴集管理段； （4）柴集管理段～二支干測(cè)流斷面； （5）沿線(xiàn)光纜分支～節(jié)制閘～37個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)。 由于部分視頻監(jiān)控點(diǎn)離節(jié)制閘房較遠(yuǎn)，需敷設(shè)室外防水專(zhuān)用電纜進(jìn)入視頻監(jiān)控設(shè)備箱。 2.2.1.4閘門(mén)自動(dòng)控制（市電+光纖） 經(jīng)過(guò)對(duì)三分干沿線(xiàn)、柴集管理段周邊及洪廟、倉(cāng)庫(kù)支渠的實(shí)地踏勘，閘門(mén)主要包括三分干主干主要節(jié)制閘10處（有市電和電機(jī)），采取本地手動(dòng)、本地自動(dòng)、遠(yuǎn)程自動(dòng)三種方式相結(jié)合的閘門(mén)控制方式，遠(yuǎn)程通過(guò)光纜傳輸來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 2.2.1.5閘門(mén)自動(dòng)控制（太陽(yáng)能+GPRS） 洪廟、倉(cāng)庫(kù)支渠沿線(xiàn)29處節(jié)制閘（太陽(yáng)能供電），三分干主干沿線(xiàn)及洪廟支渠、倉(cāng)庫(kù)支渠沿線(xiàn)直灌口和斗口共185處采取本地手動(dòng)、本地自動(dòng)、遠(yuǎn)程自動(dòng)三種方式相結(jié)合的閘門(mén)控制方式，通過(guò)GPRS傳輸控制信號(hào)，采用太陽(yáng)能+蓄電池控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 2.2.1.6自動(dòng)灌排水示范田建設(shè) 在示范區(qū)內(nèi)選擇一塊田塊平整、交通方便、渠道良好的示范田作小面積自動(dòng)控制灌水、自動(dòng)測(cè)量田間水位、根據(jù)田間水位排水閘門(mén)自動(dòng)啟閉排水。達(dá)到試驗(yàn)田灌、排自動(dòng)智能灌排水的目的。擬安裝灌、排水閘門(mén)各8處、節(jié)制閘門(mén)5處、田間水層8處。 2.2.1.7千方以上堰塘水位自動(dòng)監(jiān)測(cè) 三分干水價(jià)改革示范區(qū)內(nèi)共建設(shè)千方以上堰塘共8處自動(dòng)水位監(jiān)測(cè)站。根據(jù)堰塘水位初步判斷示范區(qū)內(nèi)自有水量。通過(guò)結(jié)合雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)初步判斷灌區(qū)灌溉的時(shí)機(jī)和灌溉水量。 2.2.1.8信息中心、分中心 對(duì)三干渠中心站機(jī)房進(jìn)行建設(shè)改造，包括接入交換機(jī)、核心路由器、應(yīng)用服務(wù)器、三維系統(tǒng)服務(wù)器、基礎(chǔ)軟件服務(wù)器、終端設(shè)備、UPS、機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)、防靜電地板、布線(xiàn)系統(tǒng)、市電系統(tǒng)、機(jī)房防雷接地、LED顯示屏、攝像頭、工業(yè)級(jí)交換機(jī)、打印傳真一體機(jī)等。并在劉集控制中心安裝音響設(shè)施、顯示控制設(shè)備。并在劉集村和劉集段安裝無(wú)線(xiàn)預(yù)警廣播設(shè)施、太陽(yáng)能、風(fēng)能路燈及LED顯示屏。 2.2.2軟件部分 2.2.2.1流量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)管理軟件 數(shù)據(jù)是灌區(qū)信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是水利信息化最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。采用最新的電子科技設(shè)備，進(jìn)行灌區(qū)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、處理及存儲(chǔ)。軟件采用實(shí)時(shí)采集界面。設(shè)置單元格個(gè)數(shù)、單元格尺寸、盲區(qū)距離、采集時(shí)間間隔、鹽度、磁偏角、流量計(jì)安裝高度、平均采樣時(shí)間間隔和單元格區(qū)間、面積、流速系數(shù)、原始數(shù)據(jù)文 件前綴、原始數(shù)據(jù)文件存放路徑等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。該軟件應(yīng)具有很高的兼容性，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，界面美觀，人性化。 2.2.2.2視頻監(jiān)控軟件 基于J2EE體系和WebSERVICE標(biāo)準(zhǔn),為系統(tǒng)管理、流媒體、報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā)、集中存儲(chǔ)檢索等所有應(yīng)用服務(wù)器提供統(tǒng)一WEB訪(fǎng)問(wèn)配置界面，為前端監(jiān)控設(shè)備提供統(tǒng)一遠(yuǎn)程監(jiān)視查詢(xún)WEB訪(fǎng)問(wèn)界面?？蛻?hù)端接入網(wǎng)關(guān)是平臺(tái)和客戶(hù)端對(duì)話(huà)的模塊，負(fù)責(zé)本地區(qū)授權(quán)客戶(hù)端（包括C/S、B/S客戶(hù)端）的接入，接受和轉(zhuǎn)發(fā)客戶(hù)端和站端接入網(wǎng)關(guān)發(fā)來(lái)的信令；對(duì)于客戶(hù)端發(fā)出的請(qǐng)求消息，先在客戶(hù)端接入網(wǎng)關(guān)進(jìn)行鑒權(quán)，鑒權(quán)通過(guò)后轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的服務(wù)器。 1.主要功能 (1)實(shí)時(shí)圖像監(jiān)看 (2)遠(yuǎn)程控制功能 (3)通過(guò)先進(jìn)的壓縮方式降低對(duì)帶寬需求 (4)視頻影像存儲(chǔ) (5)圖像回放 (6)圖像監(jiān)視 (7)圖像輸出 (8)圖像遠(yuǎn)程傳輸 2.2.2.3閘門(mén)控制軟件 本軟件將采用按紐的方式產(chǎn)生各監(jiān)控畫(huà)面。人機(jī)界面友好，對(duì)于未學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的人，只要學(xué)會(huì)使用鍵盤(pán)和鼠標(biāo)，即可進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作。 系統(tǒng)將由主界面和監(jiān)控、報(bào)表生成及打印、參數(shù)設(shè)置、幫助等若干個(gè)子界面組成。 2.2.2.4農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革示范區(qū)信息管理系統(tǒng)軟件 農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革示范區(qū)信息管理系統(tǒng)軟件基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，綜合管理灌區(qū)調(diào)查成果數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)信息、空間信息、工程監(jiān)測(cè)與運(yùn)行管理信息、供用水信息等。其中，供用水信息管理是系統(tǒng)的核心，灌區(qū)用水定額多少、運(yùn)行成本高低、供水質(zhì)量好壞，以及配水?dāng)?shù)量是否準(zhǔn)確等直接關(guān)系到灌區(qū)工程效益的發(fā)揮、水資源的合理利用以及經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高。本系統(tǒng)的供用水管理涉及從用水申報(bào)、供水計(jì)劃制定、實(shí)時(shí)閘門(mén)調(diào)度控制與配水管理、供水計(jì)劃調(diào)整、供水量統(tǒng)計(jì)與水費(fèi)計(jì)算、水費(fèi)收繳、供水效果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，從信息管理層面保證科學(xué)的水資源配置與管理、高效的水量調(diào)度控制與運(yùn)行管理、透明公開(kāi)的供用水管理，達(dá)到灌區(qū)供用水管理可視、可測(cè)、可控的目標(biāo)。 該系統(tǒng)基于灌區(qū)的空間地理數(shù)據(jù)，采用三維仿真技術(shù)建立展示灌區(qū)地理形態(tài)、水工建筑物或設(shè)施分布以及水系、道路、居民點(diǎn)、土地利用等自然人文要素的三維可視化平臺(tái)，并與灌區(qū)調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫(kù)、灌區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、水情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、灌渠閘控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、灌區(qū)用水管理數(shù)據(jù)庫(kù)、土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)等建立接口與連接，以灌區(qū)供用水管理業(yè)務(wù)為核心，對(duì)灌區(qū)的地理信息、工程信息、監(jiān)測(cè)信息、供用水管理信息、工程運(yùn)行管理與調(diào)度信息等進(jìn)行數(shù)字化處理，實(shí)現(xiàn)基于三維仿真的灌區(qū)供用水綜合信息管理與發(fā)布，并開(kāi)發(fā)基于手機(jī)移動(dòng)端的灌區(qū)供用水信息管理與發(fā)布平臺(tái)，提高灌區(qū)供用水綜合信息管理的水平與效率。 2.3建設(shè)原則 漳河三干渠灌區(qū)國(guó)家級(jí)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革示范項(xiàng)目規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能強(qiáng)，為確保達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，并結(jié)合灌區(qū)的具體情況，同時(shí)考慮今后信息化建設(shè)擴(kuò)展的需要，建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)遵循以下一些主要原則： 1.遵循“科學(xué)設(shè)計(jì)、因地制宜”的原則 科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施方案是對(duì)試點(diǎn)區(qū)信息化建設(shè)做出統(tǒng)籌安排，是本次信息化建設(shè)的第一道保障，信息化實(shí)施方案是否科學(xué)關(guān)系到信息化建設(shè)的成敗。與此同時(shí)，編制信息化實(shí)施方案時(shí)，要因地制宜、重在實(shí)用，切實(shí)滿(mǎn)足灌區(qū)管理實(shí)際需要，切忌盲目追求“自動(dòng)化”、“現(xiàn)代化”，不講效益的傾向。 2.遵循“統(tǒng)籌兼顧、資源最大共享”的原則 在編制試點(diǎn)項(xiàng)目信息化實(shí)施方案時(shí)，要充分考慮三分干周邊各方面的具體情況，統(tǒng)籌兼顧，以實(shí)現(xiàn)灌區(qū)內(nèi)部的資源最大化共享，避免信息孤島的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源與信息資源的最大共享。 3.遵循“實(shí)用、可靠、先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放”的原則 ①實(shí)用性：系統(tǒng)的實(shí)用性和可操作性是首要考慮的因素，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并充分利用現(xiàn)有資源，避免重復(fù)建設(shè)； ②可靠性：要求在汛期惡劣條件下、在地理位置偏僻的地方、在各種突發(fā)事件的狀況下，確保系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)； ③先進(jìn)性：在滿(mǎn)足實(shí)用性和可靠性的基礎(chǔ)上，要求采用的技術(shù)起點(diǎn)要高，盡量選用當(dāng)前相對(duì)先進(jìn)的軟件、硬件及通訊技術(shù)，采用先進(jìn)的管理方法，確保系統(tǒng)高效運(yùn)行； ④標(biāo)準(zhǔn)性：各類(lèi)信息、系統(tǒng)之間的接口應(yīng)遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以便能夠集成一個(gè)有機(jī)整體； ⑤開(kāi)放性：在統(tǒng)一的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)下建設(shè)系統(tǒng)，使之結(jié)構(gòu)化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，以利于調(diào)整和擴(kuò)展，做到界面清晰，接口標(biāo)準(zhǔn)，鏈接通暢，既有完整性，也有靈活性；