一、行業(yè)概況

　　隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，過快的人口增長，城鎮(zhèn)化的加速建設(shè)，各地用水量不斷增加，相繼出現(xiàn)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(fā)和管理，促進(jìn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。目前我國正在建設(shè)和規(guī)劃的大型調(diào)水工程有南水北調(diào)、引江濟(jì)漢、滇中調(diào)水、引漢濟(jì)渭等，調(diào)水工程是實(shí)現(xiàn)我國水資源優(yōu)化配置的戰(zhàn)略舉措，對于促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境改善和社會穩(wěn)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(jié)水目標(biāo)，同時對調(diào)水沿線城市供水、農(nóng)村供水、灌區(qū)和農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)環(huán)境修護(hù)和工業(yè)供水起到?jīng)Q定作用。其中水量調(diào)度系統(tǒng)是調(diào)水工程的自動控制中樞，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其總體目標(biāo)是在滿足調(diào)水資源合理配置的條件下，如何將水源地的有限水資源進(jìn)行合理分配，并將調(diào)水量按計(jì)劃、安全、適時、適量、高效地輸送到各分水口。

　　進(jìn)入21世紀(jì)后，國內(nèi)對節(jié)約水資源日益重視以及一大批跨流域調(diào)水工程的建設(shè)，水量調(diào)度管理系統(tǒng)在國內(nèi)得到了很大的發(fā)展，相繼在南水北調(diào)東線、中線工程中得到應(yīng)用。

　　（1）水資源調(diào)配問題

　　調(diào)水工程沿線位于不同的地域，用戶組成特點(diǎn)不一，缺水程度不同，從合理利用水資源角度出發(fā)，需要制定切實(shí)可行的水資源調(diào)配方案，將水源地有限水資源進(jìn)行合理分配，發(fā)揮盡可能大的效益。

　　（2）正常運(yùn)行控制問題

　　大型調(diào)水工程輸水距離長、控制節(jié)點(diǎn)多，水力條件非常復(fù)雜，正常運(yùn)行時，全線多座節(jié)制（泵站）、分水閘必須高度協(xié)調(diào)，否則可能發(fā)生滿溢的危險，因此水量調(diào)度過程中需要制定切實(shí)可行的運(yùn)行控制策略和規(guī)則，保障干渠的運(yùn)行安全，并將用水高效地輸送至用戶。

　　（3）冰期輸水運(yùn)行調(diào)度問題

　　在北方存在冬季渠道結(jié)冰的問題，冬季輸水時間長達(dá)幾個月。總干渠渠道結(jié)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(jì)劃的執(zhí)行，因此需要對干渠渠道冰期輸水能力進(jìn)行研究。

　　（4）事故應(yīng)急調(diào)度問題

　　由于調(diào)水工程輸水系統(tǒng)的復(fù)雜性，輸水過程中可能出現(xiàn)各種事故或緊急情況，發(fā)生事故時，如何做到首先防止事故段的擴(kuò)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(tǒng)功能簡介

　　查詢統(tǒng)計(jì)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(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)、生成報表、繪制曲線等。

　　在GIS地圖上點(diǎn)擊氣泡（流量、水量、水位、水質(zhì)、壓力、溫度、降雨量、設(shè)備工況、工程安全），彈出查詢統(tǒng)計(jì)彈窗，選擇監(jiān)測類型、監(jiān)測點(diǎn)、監(jiān)測位置、監(jiān)測時間。

　　報表查詢統(tǒng)計(jì)

　　根據(jù)時間、類型、監(jiān)測站點(diǎn)進(jìn)行選擇水情、工程運(yùn)行、工程安全的日報、月報、年報查詢和打印。

　　工程來水分析預(yù)測

　　中長期來水量預(yù)測

　　時間序列分析是根據(jù)得到的時間序列數(shù)據(jù)，通過曲線擬合和參數(shù)估計(jì)來建立數(shù)學(xué)模型的理論和方法。對來水量的預(yù)測，在已知?dú)v史年、月、旬來水量數(shù)據(jù)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(yù)測

　　對短期來水量的預(yù)測，主要采用上游多個水文站不同時段的流量數(shù)據(jù)，水位數(shù)據(jù)，上游各區(qū)間在預(yù)測時段的降雨量數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，建立多元線性回歸模型。

　　日常調(diào)度管理

　　水量調(diào)度方案

　　用水申請

　　引水工程各點(diǎn)將年、月、旬計(jì)劃用水情況通過紙質(zhì)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(tǒng)。

　　年分配方案編制

　　各調(diào)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(yù)計(jì)到本年末的各調(diào)度分中心預(yù)計(jì)總引水量與本年度實(shí)際折合后的引水偏差情況，根據(jù)不同保證率的可調(diào)水量總量和預(yù)定的豐增枯減規(guī)則確定調(diào)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(guī)則調(diào)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(diào)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(tǒng)計(jì)各調(diào)度分中心已發(fā)生的引水量與計(jì)劃引水總量的偏差，為保證本調(diào)度年剩余時段引水計(jì)劃，必要時按預(yù)先向各調(diào)度分中心明確的盈虧扣補(bǔ)規(guī)則調(diào)整下月的引水量，通過調(diào)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(diào)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(tǒng)計(jì)各調(diào)度分中心本旬實(shí)際引水量與計(jì)劃引水總量的偏差，計(jì)算本調(diào)度年的累計(jì)偏差，按盈虧扣補(bǔ)規(guī)則調(diào)整各分調(diào)度分中心下旬的引水量，通過調(diào)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(jù)查詢條件時間、方案編號、進(jìn)行方案查詢。以表格形式展示查詢結(jié)果，點(diǎn)擊查看按鈕可以查看方案詳細(xì)內(nèi)容。

　　日常調(diào)度管理

　　調(diào)度指令生成

　　調(diào)度中心用戶可以自動和人工的方式生成調(diào)度指令。自動生成調(diào)令功能需要調(diào)度值班員選擇已審核通過的【日調(diào)度方案】直接生成調(diào)度指令，可對調(diào)度指令信息進(jìn)行修改與刪除。人工生成調(diào)令功能需要調(diào)度值班員根據(jù)日常調(diào)度需要在列表中輸入調(diào)令內(nèi)容。

　　調(diào)度指令審核

　　調(diào)度指令下發(fā)

　　審批通過后的調(diào)度指令，包括了當(dāng)前調(diào)度期的一組全線泵站、閘門的目標(biāo)流量，發(fā)送給設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行。設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)將執(zhí)行實(shí)時反饋給調(diào)度中心、各管理分中心等調(diào)度管理部門。當(dāng)閘門流量在目標(biāo)值的變化閾值內(nèi)，屬于正常調(diào)度，水量調(diào)度系統(tǒng)僅接收設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的反饋；當(dāng)閘門流量、水位（或者開度）超過目標(biāo)值的變化閾值，則由設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)反饋當(dāng)前的開度、水位、流量狀態(tài)并發(fā)送警報，水量調(diào)度系統(tǒng)接收設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的警報，根據(jù)當(dāng)前調(diào)度狀態(tài)和調(diào)度目標(biāo)調(diào)用實(shí)時調(diào)度模型生成新的全線或局部調(diào)度指令發(fā)送設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行并反饋。

　　調(diào)度指令反饋

　　調(diào)令下發(fā)后，現(xiàn)地站調(diào)度值班員接收調(diào)令后必須立即向調(diào)度中心進(jìn)行反饋。如果調(diào)令不可行，說明原因；如果調(diào)令可行，現(xiàn)地站必須1 5分鐘內(nèi)執(zhí)行調(diào)令，調(diào)令執(zhí)行后將結(jié)果信息反饋至調(diào)度中心。

　　調(diào)度方案評價

　　水量調(diào)度評價模塊的設(shè)計(jì)目標(biāo)是建立評價水量調(diào)度方案實(shí)施效果的評價指標(biāo)、評價方法和調(diào)度計(jì)劃評價模型，從計(jì)劃完成情況、供水保證程度、輸水穩(wěn)定情況、供水效率、供水能力等方面對年、月、旬水量調(diào)度結(jié)果進(jìn)行評價，通過評價，不斷優(yōu)化調(diào)度參數(shù)，提高引水工程運(yùn)行效益和供水利用效率，為滾動編制日調(diào)度方案提供支持。

　　應(yīng)急調(diào)度管理

　　應(yīng)急預(yù)案管理

　　應(yīng)急預(yù)案管理包括應(yīng)急預(yù)案的查詢和新增功能，管理員根據(jù)防汛應(yīng)急、工程除險、應(yīng)急供水等不同類別進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案的新增。

　　應(yīng)急會商決策

　　應(yīng)急會商管理

　　用戶可以根據(jù)應(yīng)急事件類別、事件程度進(jìn)行應(yīng)急會商查詢和新增，應(yīng)急會商管理針對發(fā)生的應(yīng)急事件，會商管理人員將應(yīng)急事件類別、應(yīng)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(yīng)急事件概要進(jìn)行下發(fā)，實(shí)現(xiàn)會商流程的自動管理。

　　會商信息管理

　　應(yīng)急事件發(fā)生時會商系統(tǒng)必須能夠迅速地獲取相關(guān)應(yīng)急事件的主題信息，快速準(zhǔn)確地向會商決策者展示信息，因此需要預(yù)先應(yīng)用會商信息管理模塊對會商信息進(jìn)行制作、集成和管理，即信息模板，管理員可以根據(jù)應(yīng)急事件類別進(jìn)行會商信息的查詢。

　　會商信息展示

　　應(yīng)急事件發(fā)生后，應(yīng)急會商管理人員會根據(jù)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(diǎn)擊GIS地圖上的應(yīng)急事件報警點(diǎn)，系統(tǒng)彈出會商信息展示界面，根據(jù)不同的應(yīng)急事件展示不同信息。

　　會商方案管理

　　用戶根據(jù)會商決策內(nèi)容，進(jìn)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(jù)會商時間進(jìn)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(diǎn)、參會人員、相關(guān)職責(zé)、會商主題、會商應(yīng)急事件、會商紀(jì)要進(jìn)行保存處理。

　　應(yīng)急事件響應(yīng)

　　應(yīng)急響應(yīng)管理

　　響應(yīng)機(jī)構(gòu)管理

　　進(jìn)入響應(yīng)機(jī)構(gòu)管理頁面，報表會自動讀取應(yīng)急響應(yīng)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，將組織機(jī)構(gòu)、專業(yè)隊(duì)伍、協(xié)作單位等相關(guān)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(yīng)機(jī)構(gòu)管理

　　進(jìn)入響應(yīng)物資管理頁面，報表會自動讀取應(yīng)急響應(yīng)物資數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，將應(yīng)急物資相關(guān)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(diào)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(yīng)急調(diào)度指令，應(yīng)急調(diào)度指令會自動保存到應(yīng)急調(diào)度指令查詢報表中，并且可以根據(jù)時間、調(diào)令編號查詢條件對應(yīng)急調(diào)度指令進(jìn)行查詢。

　　應(yīng)急響應(yīng)實(shí)施

　　應(yīng)急調(diào)度追蹤

　　應(yīng)急調(diào)度指令下發(fā)、執(zhí)行之后，工作人員可以追蹤險情現(xiàn)場實(shí)時工況信息和視頻信息，完成對應(yīng)急調(diào)度指令的響應(yīng)進(jìn)度、方案執(zhí)行狀況、應(yīng)急處置效果進(jìn)行監(jiān)督管理。

　　應(yīng)急響應(yīng)總結(jié)

　　響應(yīng)總結(jié)管理

　　應(yīng)急調(diào)度執(zhí)行完成之后需要對應(yīng)急事件的分析會商、決策指揮、應(yīng)急處置、財(cái)力投入、取得效益、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、先進(jìn)人物等進(jìn)行全面總結(jié)、記錄與管理。

　　四、項(xiàng)目總結(jié)

　　水量調(diào)度管理系統(tǒng)采用工程全線統(tǒng)一調(diào)度模式，在對來水和沿線各受水戶的用水需求進(jìn)行分析后，使用年內(nèi)水量分配模型，制定年、月、旬調(diào)度方案進(jìn)行全線水量分配。根據(jù)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(xué)模型與各泵閘聯(lián)合調(diào)度模型（實(shí)時調(diào)度模型）的支持下進(jìn)行全線水力學(xué)計(jì)算，下達(dá)運(yùn)行命令給泵/閘（閥）站監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行。泵/閘（閥）站監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行的結(jié)果及時反饋到調(diào)度系統(tǒng)，由聯(lián)合調(diào)度模型決定是否對控制進(jìn)行調(diào)整重新下達(dá)給泵/閘（閥）站監(jiān)控系統(tǒng)。在這一調(diào)度和控制過程中，實(shí)時調(diào)度和泵/閘（閥）站控制系統(tǒng)實(shí)行緊密結(jié)合，保障工程調(diào)度管理功能的全面實(shí)現(xiàn)：

　　1、水量平衡分析

　　（1）工程來水分析預(yù)測：根據(jù)工程水文分析成果，按照年、季、月，建立工程來水分析預(yù)測模型，能夠形成分析預(yù)測圖表；

　　（2）供水對象需求分析：根據(jù)工程供水對象的類型、數(shù)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(diào)配方案編制：結(jié)合工程來水、用水需求分析預(yù)測，編制季、月、旬水量調(diào)配方案，形成泵站運(yùn)行、水庫調(diào)節(jié)方案圖表。

　　2、實(shí)時監(jiān)控調(diào)度

　　（1）日供水負(fù)荷圖編制：根據(jù)豐、中、枯水年，結(jié)合年來水預(yù)測，建立可修訂的全年36旬典型日供水負(fù)荷調(diào)度圖，形成工程日調(diào)度方案表；

　　（2）工程運(yùn)行調(diào)度監(jiān)控：根據(jù)日供水調(diào)度方案和工程運(yùn)行實(shí)時監(jiān)測參數(shù)，生成詳細(xì)工程調(diào)度指令，細(xì)化至現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行要求，并下發(fā)執(zhí)行，并對調(diào)度指令執(zhí)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；

　　（3）工程調(diào)度分析評價：根據(jù)工程取水、提水、蓄水、供水、棄水量，以及設(shè)施設(shè)備運(yùn)行時間、耗能等，分析評價工程運(yùn)行調(diào)度的科學(xué)合理性。

　　3、泵站優(yōu)化調(diào)度

　　（1）梯級泵站調(diào)度研究：根據(jù)梯級泵站工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、水力特性要素，通過數(shù)模分析，建立梯級泵站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行機(jī)制、運(yùn)行規(guī)則；

　　（2）梯級泵站調(diào)度模型：根據(jù)梯級泵站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行規(guī)則，建立不同初始與邊界組合條件下的優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型；

　　（3）聯(lián)合調(diào)度應(yīng)用開發(fā)：在工程運(yùn)行調(diào)度監(jiān)控開發(fā)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)梯級泵站優(yōu)化調(diào)度應(yīng)用功能開發(fā)。

　　4、應(yīng)急調(diào)度管理

　　（1）應(yīng)急預(yù)案管理：根據(jù)整體工程特點(diǎn)、特大干旱、工程事故、水質(zhì)污染等，制定防汛應(yīng)急、工程除險、應(yīng)急供水等的應(yīng)急預(yù)案，實(shí)現(xiàn)預(yù)案的電子化管理和基于一張圖的應(yīng)用；

　　（2）應(yīng)急會商決策：根據(jù)應(yīng)急事件發(fā)展變化趨勢，分析預(yù)測可能出現(xiàn)的災(zāi)情及災(zāi)害損失，結(jié)合應(yīng)急預(yù)案，生成具有技術(shù)數(shù)據(jù)支撐、可供會商領(lǐng)導(dǎo)和專家研判與分析決策的比選應(yīng)急方案，并具有記錄、匯總專家意見和最終決策結(jié)論的功能；

　　（3）應(yīng)急事件響應(yīng)：實(shí)現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)組織機(jī)構(gòu)、專業(yè)隊(duì)伍、協(xié)作單位、物資儲備的管理，并根據(jù)會商分析決策結(jié)論，自動生成應(yīng)急指令，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急調(diào)令指令執(zhí)行和反饋?zhàn)粉櫋?/div>