1建設背景

近年來隨著“智慧城市”的建設，各地都把“智慧城市”視為轉變政府職能、提高服務管理水平、破解城市發展難題的重要手段。水務的信息化監測和智慧化管理無疑是“智慧城市”建設當中的重要一環，目前多個城市已經開展智慧水務建設項目。智慧水務將傳統水利與現代信息化技術高度融合，利用現代傳感技術對水利、水文、環保、氣象等數據進行全面實時監測并分析。

問道信息化磁翻柱液位計通過對水情、水質、閘壩等在錢監測設備實時感知水系統的運行狀態，通過數據采集儀、傳輸網絡將數據傳輸至控制中心，并采用可視化的方式有機整合水務管理部門與供排水設施，基于實時感知數據進行處理。流域信息化監測管理總體設計緊緊圍繞“監測立體化、決策科學化、管理協同化、服務主動化、控制自動化”的戰略目標，堅持“民生優先、人水和諧”的治水理念，深入分析河道流域治理實際需求。本文以中國電建集團參與投資、建設的鄭州市賈魯坷綜合治理工程PPP項目為例，提出問道信息化磁翻柱液位計建設總體框架，為以后類似河道綜合治理項目提供借鑒與參考。

2系統架構

2.1管理平臺架構

管理平臺擬建立1個管理中心和5個分區管理中心。何道視頻信息就近接人分區管理中心進行實時監控，閘壩控制信息通過專網上傳至調度中心。水質監測、水位、流量監測等信息可通過專網網絡或者元錢方式直接上傳至調度中心。在調度中心利用管理平臺實現對數據的存儲、備份以及計算分析。配置大屏顯示與會商系統以及工作站，供值班人員日常監視管理。信息化磁翻柱液位計總體架構見圖1。

2.2邏輯架構

整個信息化磁翻柱液位計由采集層、網絡層、數據層、支撐層、應用層和用戶層組成，整體應用架構見圖2。

其中采集層包括視頻監控、水質監測、水位與流量監測以及閘壩自動化監控等數據采集與控制的設備F網絡層包括光纖專網、水利專網、有線寬帶、無線3G/4G網絡z數據層包括從各監測站直接獲取的實時數據、由人工錄入的基礎數據及空間數據等。支撐層為應用層提供支撐平臺，應用層通過統一的業務服務，實現對水量水質監測、水量調度、基礎地圖訪問等專題服務之間的相互調用；用戶層面向運營單位、水務管理部門和社會公眾，提供包括內部生產管理、Web門戶、移動APP和微信公眾號等不同的訪問人口。

2.3系統集成

問道信息化磁翻柱液位計集成是運用計算機網絡技術、通信技術將分布在各個現場站采集的信息以及外部單位的數據集成到調度中心，并實現各個業務系統之間的集成，實現業務互通和數據資源共享，打造一體化的信息化磁翻柱液位計。

3功能設計與實現

河道信息化磁翻柱液位計主要建設內容包括水雨情監測系統、水質監測系統、視頻監控系統、閘壩監控系統、公共廣播系統、調度與應急指揮中心、管理應用平臺、安全系統建設等內容。

3.1水雨鋪監測系統

3.1.1監測目標

水雨情監測主要對問道關鍵斷面、關鍵位置的水位與流量進行監測，并實現監測數據的自動化采集、顯示與遠傳，方便管理人員掌握河道實時運行狀態，為運行調度提供基礎數據。

3.1.2布點原則

在攔水壩、涵閘上下游、人工開挖湖泊濕地等部位設置水位監測設備，在重要支流匯入口處布設流量計。

3.2水質監測系統

3.2.1監測目標

通過建設水質在線監測系統可實時監測重要站點的pH值、化學需氧量（COD）、懸浮物（SS）、總氮(TN）、氮氧（NH,-N）、總磷（TP）等指標，分析各河道段商出水水質是否低于同道進水水質。系統能夠自動、準確、及時地獲得并傳輸水質數據，能對獲得的監測數據進行分析和評價，提出分析、評價結果，為預防和及時發現污染事故提供輔助決策功能，見圖3。

3.2.2監測內容

儀表分析單元由多參數分析儀、氮氧分析儀、高鍾酸鹽分析儀、總磷分析儀等組成，采水／配水／預處理單元將水樣采集、處理后供各分析儀表使用：系統泵間及輔助設備由PLC控制系統統一進行控制z各儀表數據經RS232/RS485接口由工控機進行統一數據采集和處理，視頻動環數據通過各自設備主機進行數據采集，zui后，所有系統數據通過有錢或無線兩種方式傳輸至調度中心。

3.2.3布點原則

該項目在具體布設水質監測站點時參考以下原則z監測斷面在總體和宏觀上能反映水系或所在區域的水環境質量狀況z根據流域規劃和重點目標確定監測斷面F在河道兩側的排水涵閘附近區域；在河道經過的湖泊區域；在干支流交匯處。

3.3視頻監控系統

3.3.1監測任務

視頻監控系統將對建設何段的涵閘、閘門啟閉機房、攔水壩及閘門水位標尺、問道拐彎處、河道周界、河道重要斷面、河道水質監測站以及湖泊濕地的情況進行全方位的監視和管理，使河道運行情況能夠得到有效監控。

3.3.2功能實現

視頻監控系統建成后將實現監測點位遠程圖像傳輸、錄像顯示、遠程控制、視頻動態檢測、視頻智能分析、錄像檢索及回放等功能，通過在分區管理中心或指揮調度中心的實時監控可全方位掌握河道動態信息。

3.4閘壩監控系統

3.4.1控制目標

河道沿線閘壩較多，涉及范圍廣，為實現信息化監測管理站的要求，各閘壩先期建設現地控制系統，完成現地分散的自動化控制，然后通過自建光纜及電信運營商的公共電信網絡將各閘壩、調度與應急指揮中心互聯，形成專用的控制網絡，完成調度與應急指揮中心以及各分區管理中心對各閘壩的集中控制與調度。

3.4.2系統結構設計

閘壩監控網絡上的每個節點設備均有自己特定的功能，實現功能的分布，保證某一設備故障只影響局部的功能，又便于今后功能的擴充。調度與應急指揮中心平臺軟件應采用C/S和BIS相結合構架，設置容錯的1/0采集服務器、操作員工作站，I/0采集服務器直接讀取監控系統網絡上所有現地控制設備現場采集的數據，保證數據采集的實時性和一致性，管控平臺的業務應用均取自于該容錯服務器的數據源，保證數據的一致性和weiyi性。

系統按控制層次分成“中心集控”“分區管理級”“現地級”三級，各級之間相互閉鎖。系統的經常運行模式采用“中心集控”模式，當通信網絡異常時，采用“分區管理級”單站控制模式。“現地級”作為調試以及應急使用。

3.5公共廣播系統

3,5.1建設目標

公共廣播將對河道沿岸人員聚集區、閘壩等重要設備區域提供業務信息覆蓋、突發事故的緊急廣播功能。對危險情況發布警示信息，避免發生涉水等意外事故。

3.5.2功能設計

河道公共廣播服務區范圍包括問道沿河兩岸人員聚集區、易涉水區等區域，主要功能包括2公共廣播、定時播放、分區控制、可視對講、緊急呼叫、報警聯動等，一旦調度與應急指揮中心接到緊急情況信號后，直接傳給廣播終端，觸發廣播系統立即切入緊急廣播狀態。

3.5.3系統結構

公共廣播系統主要由廣播系統管理服務器、網絡編碼器、音源設備、相關系統接口組成。系統采用網絡化架構，從調度與應急指揮中心、分區管理中心到其他各個解碼終端均通過網絡數字傳輸。

3.6調度與應急指揮中心

3.6.1建設任務

調度與應急指揮中心是整個信息化監測管理的核心，為工程建成后運營單位的日常監控、管理、調度以及應急會商提供基礎，并通過網絡實現與分區管理中心互聯互通。調度與應急指揮中心建設包括大屏顯示系統、會商系統、機房、應急指揮設備。

3.6.2建設內容

大屏顯示系統在視頻信息監控、信息發布及處理中的直觀性、靈活性、可擴充性、網絡技術適用性等優勢受到用戶的肯定和重視。其中，用戶控制系統中眾多的子系統，包括視頻監控子系統、視頻會議子系統等專業系統，都將集中接入到控制室中并要求顯示在大屏幕上指定區域，再分別由各個專業的人員獨立控制該應用區域的內容顯示。

會商中心通過視頻會議系統與各分區管理中心、水利部門及事件現場進行雙向音視頻通信，實現視頻會商和視頻指揮。

應急指揮設備主要應用在搶險應急指揮現場，包括現場數據采集與攝像、通信傳輸、綜合應用等功能。

3.7管理應用平臺

何道信息化監測管理應用平臺是項目建設重點，主要由以下幾個部分組成：綜合管理、河道監測、防洪調度、配水調度、生產運維、污染源監測以及應急指揮，這幾個系統所含信息可以根據不同用戶提供不同訪問權限。

3.8安全系統建設

安全系統主要結合各業務系統、軟硬件環境及通信網絡，保障信息系統在網絡環境的安全運行。其安全性主要從系統安全、網絡安全、應用安全、管理安全等方面實現。根據信息安全三級等級保護要求，結合安全需求，將中心站劃分為外聯區、核心區、存儲與服務器區、內網辦公區和管理區，在不同區域邊界處實施安全加固，根據對信息化磁翻柱液位計網絡架構，進行各安全區域的防護部署。

4結語

鄭州市賈魯柯綜合治理工程河道信息化磁翻柱液位計是落實智慧鄭州、實施智慧水務流域統籌管理的重要管理平臺，是建設貫徹科學發展觀和可持續發展觀，能整體提升詞道水務管理自動化與智能化管理水平，實現河遭流域信息資源共享與交互，使河道水務管理信息化建設在全國水利行業達到領先水平．

河道綜合治理工程信息化磁翻柱液位計，將有效提高河道水資源、水環境、水安全管理的科學化、現代化水平，對保障擁道沿岸的水安全、水環境狀況以及水資源的可持續利用和經濟社會可持續發展有著重大意義；對建設生態文明城市、實現嚴格的水資源管理、緩解水資源供需矛盾、促進水資源有效利用、實現水資源優化配置具有重要意義。