一、行業概況
隨著經濟的高速發展，過快的人口增長，城鎮化的加速建設，各地用水量不斷增加，相繼出現供水緊張的問題，在合理利用水資源的同時，重視對水資源的開發和管理，促進水資源的可持續發展。目前我國正在建設和規劃的大型調水工程有南水北調、引江濟漢、滇中調水、引漢濟渭等，調水工程是實現我國水資源優化配置的戰略舉措，對于促進區域經濟發展、環境改善和社會穩定具有十分重要意義。
因此合理配置和有效利用水資源，不僅符合國家提出的水資源“總量控制、定額管理”的節水目標，同時對調水沿線城市供水、農村供水、灌區和農業灌溉、生態環境修護和工業供水起到決定作用。其中水量調度系統是調水工程的自動控制中樞，是一項復雜的系統工程，其總體目標是在滿足調水資源合理配置的條件下，如何將水源地的有限水資源進行合理分配，并將調水量按計劃、安全、適時、適量、高效地輸送到各分水口。
進入21世紀后，國內對節約水資源日益重視以及一大批跨流域調水工程的建設，水量調度管理系統在國內得到了很大的發展，相繼在南水北調東線、中線工程中得到應用。
二、面臨的問題
（1）水資源調配問題
調水工程沿線位于不同的地域，用戶組成特點不一，缺水程度不同，從合理利用水資源角度出發，需要制定切實可行的水資源調配方案，將水源地有限水資源進行合理分配，發揮盡可能大的效益。
（2）正常運行控制問題
大型調水工程輸水距離長、控制節點多，水力條件非常復雜，正常運行時，全線多座節制（泵站）、分水閘必須高度協調，否則可能發生滿溢的危險，因此水量調度過程中需要制定切實可行的運行控制策略和規則，保障干渠的運行安全，并將用水高效地輸送至用戶。
（3）冰期輸水運行調度問題
在北方存在冬季渠道結冰的問題，冬季輸水時間長達幾個月。總干渠渠道結冰后，輸水能力不可避免的減小，輸水能力減小必然影響到輸水計劃的執行，因此需要對干渠渠道冰期輸水能力進行研究。
（4）事故應急調度問題
由于調水工程輸水系統的復雜性，輸水過程中可能出現各種事故或緊急情況，發生事故時，如何做到首先防止事故段的擴展，其次保證上游段的正常輸水，再次盡量延長事故下游段的供水，盡量將事故影響減到最低。
三、系統功能簡介
查詢統計分析
過程性查詢
基于GIS，在一張圖上，定時段或給定任意時段進行查詢統計、生成報表、繪制曲線等。
在GIS地圖上點擊氣泡（流量、水量、水位、水質、壓力、溫度、降雨量、設備工況、工程安全），彈出查詢統計彈窗，選擇監測類型、監測點、監測位置、監測時間。
報表查詢統計
根據時間、類型、監測站點進行選擇水情、工程運行、工程安全的日報、月報、年報查詢和打印。
工程來水分析預測
中長期來水量預測
時間序列分析是根據得到的時間序列數據，通過曲線擬合和參數估計來建立數學模型的理論和方法。對來水量的預測，在已知歷史年、月、旬來水量數據的情況下，我們可以考慮采用時間序列的建模方法。
短期來水量預測
對短期來水量的預測，主要采用上游多個水文站不同時段的流量數據，水位數據，上游各區間在預測時段的降雨量數據以及其他相關數據，建立多元線性回歸模型。
日常調度管理
水量調度方案
用水申請
引水工程各點將年、月、旬計劃用水情況通過紙質文件或電子文件報送各管理分中心，各管理分中心報送管理處，并由人工將信息錄入該系統。
年分配方案編制
各調度分中心每年10月20日前提交明年的年用水總量申請和分月需水量范圍，方案編制人員匯總需水過程，檢查預計到本年末的各調度分中心預計總引水量與本年度實際折合后的引水偏差情況，根據不同保證率的可調水量總量和預定的豐增枯減規則確定調度分中心年供水量，檢查概化模型，并通過選擇不同的分配規則調用水量分配方案編制模塊得到多個備選分配方案。
月分配方案編制
各調度分中心每月25日提交下月的各旬引水總量申請，方案編制人員匯總供需過程，統計各調度分中心已發生的引水量與計劃引水總量的偏差，為保證本調度年剩余時段引水計劃，必要時按預先向各調度分中心明確的盈虧扣補規則調整下月的引水量，通過調用水量分配方案編制模塊編制下月各旬水量分配方案。
旬分配方案編制
各調度分中心每旬末提交下旬的各日引水總量和每日水量申請，旬末，方案編制人員匯總供需過程，統計各調度分中心本旬實際引水量與計劃引水總量的偏差，計算本調度年的累計偏差，按盈虧扣補規則調整各分調度分中心下旬的引水量，通過調用水量分配方案編制模塊編制下旬每天水量分配方案。
分配方案查詢
根據查詢條件時間、方案編號、進行方案查詢。以表格形式展示查詢結果，點擊查看按鈕可以查看方案詳細內容。
日常調度管理
調度指令生成
調度中心用戶可以自動和人工的方式生成調度指令。自動生成調令功能需要調度值班員選擇已審核通過的【日調度方案】直接生成調度指令，可對調度指令信息進行修改與刪除。人工生成調令功能需要調度值班員根據日常調度需要在列表中輸入調令內容。
調度指令審核
調度指令下發
審批通過后的調度指令，包括了當前調度期的一組全線泵站、閘門的目標流量，發送給設施監控系統執行。設施監控系統將執行實時反饋給調度中心、各管理分中心等調度管理部門。當閘門流量在目標值的變化閾值內，屬于正常調度，水量調度系統僅接收設施監控系統的反饋；當閘門流量、水位（或者開度）超過目標值的變化閾值，則由設施監控系統反饋當前的開度、水位、流量狀態并發送警報，水量調度系統接收設施監控系統的警報，根據當前調度狀態和調度目標調用實時調度模型生成新的全線或局部調度指令發送設施監控系統執行并反饋。
調度指令反饋
調令下發后，現地站調度值班員接收調令后必須立即向調度中心進行反饋。如果調令不可行，說明原因；如果調令可行，現地站必須1 5分鐘內執行調令，調令執行后將結果信息反饋至調度中心。
調度方案評價
水量調度評價模塊的設計目標是建立評價水量調度方案實施效果的評價指標、評價方法和調度計劃評價模型，從計劃完成情況、供水保證程度、輸水穩定情況、供水效率、供水能力等方面對年、月、旬水量調度結果進行評價，通過評價，不斷優化調度參數，提高引水工程運行效益和供水利用效率，為滾動編制日調度方案提供支持。
應急調度管理
應急預案管理
應急預案管理包括應急預案的查詢和新增功能，管理員根據防汛應急、工程除險、應急供水等不同類別進行應急預案的新增。
應急會商決策
應急會商管理
用戶可以根據應急事件類別、事件程度進行應急會商查詢和新增，應急會商管理針對發生的應急事件，會商管理人員將應急事件類別、應急事件名稱、會商時間、會商主題、會商形式、事件程度、參會部門、應急事件概要進行下發，實現會商流程的自動管理。
會商信息管理
應急事件發生時會商系統必須能夠迅速地獲取相關應急事件的主題信息，快速準確地向會商決策者展示信息，因此需要預先應用會商信息管理模塊對會商信息進行制作、集成和管理，即信息模板，管理員可以根據應急事件類別進行會商信息的查詢。
會商信息展示
應急事件發生后，應急會商管理人員會根據會商管理流程制定會商信息，完成之后會商決策人員通過點擊GIS地圖上的應急事件報警點，系統彈出會商信息展示界面，根據不同的應急事件展示不同信息。
會商方案管理
用戶根據會商決策內容，進行會商方案的生成，會商方案管理提供了查詢和新增功能。
會商過程管理
會商過程管理根據會商時間進行會商存檔的查詢、新增，會商過程存檔主要是將會商過程中所涉及的會商時間、會商地點、參會人員、相關職責、會商主題、會商應急事件、會商紀要進行保存處理。
應急事件響應
應急響應管理
響應機構管理
進入響應機構管理頁面，報表會自動讀取應急響應機構數據庫數據，將組織機構、專業隊伍、協作單位等相關信息展示到頁面中，報表有查詢、新增、修改、刪除人員的功能。
響應機構管理
進入響應物資管理頁面，報表會自動讀取應急響應物資數據庫數據，將應急物資相關信息展示到頁面上，報表有查詢、新增、修改、刪除物資的功能。
調度指令查詢
會商分析決策完成之后，制定會商方案并自動生成應急調度指令，應急調度指令會自動保存到應急調度指令查詢報表中，并且可以根據時間、調令編號查詢條件對應急調度指令進行查詢。
應急響應實施
應急調度追蹤
應急調度指令下發、執行之后，工作人員可以追蹤險情現場實時工況信息和視頻信息，完成對應急調度指令的響應進度、方案執行狀況、應急處置效果進行監督管理。
應急響應總結
響應總結管理
應急調度執行完成之后需要對應急事件的分析會商、決策指揮、應急處置、財力投入、取得效益、經驗教訓、先進人物等進行全面總結、記錄與管理。
四、項目總結
水量調度管理系統采用工程全線統一調度模式，在對來水和沿線各受水戶的用水需求進行分析后，使用年內水量分配模型，制定年、月、旬調度方案進行全線水量分配。根據全線泵/閘（閥）站工作情況和水庫、輸水管道水情狀況，按照水量分配的方案，在水力學模型與各泵閘聯合調度模型（實時調度模型）的支持下進行全線水力學計算，下達運行命令給泵/閘（閥）站監控系統執行。泵/閘（閥）站監控系統執行的結果及時反饋到調度系統，由聯合調度模型決定是否對控制進行調整重新下達給泵/閘（閥）站監控系統。在這一調度和控制過程中，實時調度和泵/閘（閥）站控制系統實行緊密結合，保障工程調度管理功能的全面實現：
1、水量平衡分析
（1）工程來水分析預測：根據工程水文分析成果，按照年、季、月，建立工程來水分析預測模型，能夠形成分析預測圖表；
（2）供水對象需求分析：根據工程供水對象的類型、數量、用水時間特征，按照季、月、旬建立用水需求模型，能夠形成用水需求圖表；
（3）水量調配方案編制：結合工程來水、用水需求分析預測，編制季、月、旬水量調配方案，形成泵站運行、水庫調節方案圖表。
2、實時監控調度
（1）日供水負荷圖編制：根據豐、中、枯水年，結合年來水預測，建立可修訂的全年36旬典型日供水負荷調度圖，形成工程日調度方案表；
（2）工程運行調度監控：根據日供水調度方案和工程運行實時監測參數，生成詳細工程調度指令，細化至現場設備的實時運行要求，并下發執行，并對調度指令執行情況進行遠程監控；
（3）工程調度分析評價：根據工程取水、提水、蓄水、供水、棄水量，以及設施設備運行時間、耗能等，分析評價工程運行調度的科學合理性。
3、泵站優化調度
（1）梯級泵站調度研究：根據梯級泵站工程結構特點、水力特性要素，通過數模分析，建立梯級泵站優化調度運行機制、運行規則；
（2）梯級泵站調度模型：根據梯級泵站優化調度運行規則，建立不同初始與邊界組合條件下的優化調度數學模型；
（3）聯合調度應用開發：在工程運行調度監控開發的基礎上，實現梯級泵站優化調度應用功能開發。
4、應急調度管理
（1）應急預案管理：根據整體工程特點、特大干旱、工程事故、水質污染等，制定防汛應急、工程除險、應急供水等的應急預案，實現預案的電子化管理和基于一張圖的應用；
（2）應急會商決策：根據應急事件發展變化趨勢，分析預測可能出現的災情及災害損失，結合應急預案，生成具有技術數據支撐、可供會商領導和專家研判與分析決策的比選應急方案，并具有記錄、匯總專家意見和最終決策結論的功能；
（3）應急事件響應：實現應急響應組織機構、專業隊伍、協作單位、物資儲備的管理，并根據會商分析決策結論，自動生成應急指令，實現應急調令指令執行和反饋追蹤。
