河南省陆浑灌区信息化系统的开发与建设（通讯）
李 帅 李 森 吴永彦
（郑州天诚信息工程有限公司，河南郑州 450008）
【摘 要】 本文介绍了陆浑灌区基本情况，信息化系统设计情况，重点阐述了灌区信息化系统数据架构以及系统功能。灌区信息化系统中的工情CIS管理系统、电子地图制作系统、工程建设管理系统、测控信息管理系统、量测水管理系统、水费计收管理系统、配水调度管理系统、公众信息服务系统等子系统在灌区运行管理中发挥着重要作用。
【关键词】 灌区；信息化系统；建设
中图分类号：TV93 文章编号：10054774( 2016) 05-0061-04
1概述
陆浑灌区位于河南省西部浅山丘陵地区，跨越黄河、淮河两大流域，范围涉及洛阳、平顶山、郑州3个市，包括7个县市，共计62个乡镇，总人口188. 28万，农业人口156. 82万。全灌区总耕地面积470万亩，设计灌溉面积134. 24万亩。在没有引入信息化技术之前，灌区的管理主要以手工管理为主，灌区自动化水平较低，信息化设备缺失，灌区管理部门不能实时、准确地掌握灌区水资源情况和设备运行情况。灌区在用水管理工作中存在时效性不强、处理手段落后、信息分享机制不健全、使用效率较低等突出问题，导致用水农户和管理部门沟通效率很低，广大用水户对灌区收费意见很大，水费征收率很低。灌区信息化系统的建设，引入现代信息化管理手段、利用成熟自动化技术、通信技术、软件技术、数据库技术等实现对整个灌区水资源实时、有效的监测，为灌区科学现代化的管理提供技术支持，从而实现水资源的合理调配、有效利用。提高整个灌区的水资源利用率，提高了水费增收率，促进灌区管理的健康和可持续发展。
2 系统设计
系统的数据架构如图1所示。
基础数据库系统是该系统数据库的基础部分，它是信息化的数据仓库，储存着各应用系统的数据，根据该系统行业管理范畴。包括以下几类信息：基础特征信息，工程信息，水情信息，组织机构信息。有了这些信息基础数据库系统也可为各级水利行政主管部门做好行业管理和行业发展评价信息支持。
灌区地理信息数据库是将灌区的地理属性信息数字化，并以信息数据的形式存储在数据库中，具有基础性、专业性、规范化和共享性等特征和特性。该数据库是灌区工程管理、监测监控、电子地图系统依赖的信息基础，也为灌区其他信息管理子系统提供底层的数据支持。
接口系统为第三方应用软件利用基础数据库，为进行系统二次开发提供开发函数接口，接口系统能提供对基础数据库的每张数据表的增加、修改和删除操作功能，接口系统应以Com、Web Service等形式体现，支持Java、Net、Delpi、Vb等多种主流编程语言的调用，接口还要提供详细的使用文档，以便于后期业务的扩展和系统升级。
3 系统功能
该系统以信息化应用为主要表现技术，通过公共通信网络或该系统自建通信网络为传输通道，数据库技术为底层数据支撑手段，采用B/S系统架构，全面搭建该系统信息化的应用管理平台。硬件设备包括测控服务器、测控终端和网络机柜等。
根据该系统远程测控的要求，其远程测控的内容均应在其处级管理部门实现，因此，所有应用软件和后端硬件设备均配置在水务部门，其中硬件设备的服务器都安装在网络机柜内，布置于管理局的机房内，所有应用软件安装于工作站中，需要应用时在会议室通过与相应的大屏显示设备连接，实现所有功能的实时展示。系统功能应用架构如图2所示。
3.1 灌区工情GIS管理信息系统
GIS管理信息系统是针对灌区水利工程设施的管理工作而设计的软件系统。利用三维GIS地图作为应用展示界面，通常地理信息的表现手法有：地图浏览、图层管理、地图查询、地图输出、汇总分析等，直接、形象地完成水利工程设施的管理工作。为维护水利工程设施、水资源调度、防汛抗旱提供快速、方便的技术支持。该系统具有较好的人机交互界面，可以利用GPS对地图进行更新维护，同时也包含许多适合水利工程制图的独有的地图维护功能，例如：利用桩号在渠道上动态分布水利工程建筑物。
3．2灌区工程建设管理信息系统
灌区工程建设管理的业务主线是项目管理，工程项目日常管理流程是：规划报告 一可行性报告一项目设计一项目招标一项目投标一项目实施一项目验收。灌区工程建设管理系统按照项目管理的流程进行设计。项目的档案资料是管理的重点，既有电子资料归档管理，也有扫描图像归档管理，对归档资料可以方便查询、打印，各个阶段的数据全部入库管理，可以方便地查询、浏览、汇总、分析及报表输出。灌区工程建设管理系统以地理信息为表现手法，可以独立显示规划、可研、实施方案及竣工验收的建设内容，也可以通过比较的方式显示；可以在地图上进行查询、检索数据，也可以实现地图的维护、打印等功能。
3.3灌区测控信息管理系统
在灌区信息化建设中，灌区闸门远程监控、水情、雨情、墒情、地下水位及气象等信息的管理是非常重要的部分，都需要将监测测控的信息进行管理，该系统的监测管理系统分为信息采集、信息传输、信息处理三部分。信息采集部分有两种方式：自动采集信息、人工录入信息。信息传输部分也有两种方式：自建通信网络、利用公共网络资源。信息处理部分主要是通过软件系统来实现。闸门远程监控系统如图3所示。人工录入的信息是利用个人手机或其他便携工具将记录下的水位信息发送到管理局信息监测服务器；自动采集信息通过自建通信网络或公用网络资源传输到管理局信息监测服务器；管理局服务器通过中心处理系统为职能科室和基层管理站所提供数据服务。
4灌区量测水管理信恩系统
灌区量水是灌区实现水资源优化调度、用水总量控制和灌溉用水定额管理的关键，是深化灌区水费改革、实现按需收费或阶梯价水费的基础，是进一步挖掘农业节水潜力、提高灌区水资源利用效率和管理水平的核心。
灌区量测水管理系统根据灌区自动测流硬件设备建设情况，结合明渠量水技术水平，将各种量水方法录入到系统中，对自动采集信息自动输入系统，对人工录入信息通过观测人员的手机短信的方式传输到信息管理系统，系统根据提前设定的各个量水站点的量水方式，选取适当的计算公式，对传输过来的参数信息进行处理，快速生成相对准确的水量数据，并存储到基础数据库中，以备查询、汇总、分析，也有利于其他系统的引用。该系统可接受某一时段内、某一监测点处不同水位时对应的流量值，并且在界面中显示出各个数据点，可由用户手动对数据点进行增加、调整、删除等数据整理动作。调整完毕后，将最终的结果进行数据拟合，生成目标曲线，得到曲线对应的数据点值，写入数据库中，作为水位流量关系数据。
3.5灌区水费计收管理信息系统
灌区水费计收管理信息系统利用局域网、广域网等传输网络及数据库管理等先进技术，根据灌区的具体业务特点，对灌区水费计算、水费收取和统计的整个业务流程进行信息化管理。根据具体的收费业务流程和结算管理对象的不同，该系统分为管理局子系统、管理处子系统以及用水协会或者乡村代收机构子系统。管理局子系统和管理处子系统可以通过局域网进行信息共享访问、基础数据的下载和业务数据的上传。
3.6灌区配水调度管理信息系统
灌区配水调度管理信息系统以基础数据库和地理信息数据库为依据，以灌区测控信息管理系统的数据信息为配水计算、水量调度的基础，利用计算机软件系统进行分析计算，合理调配灌区用水，提高灌区用水信息管理水平。系统主要包括灌区来水分析、需水分析、配水调度、辅助决策支持、量测水等方面的内容。该系统不是一个闭环控制系统，通过需水分析和来水分析产生的调度方案，是实际配水调度的一个参考，不能直接应用于生产，它只是为科学用水调度提供决策支持。
3.7灌区公众信息服务系统
灌区的公众信息服务系统主要包括灌区公网的网站建设和基于因特网的水务公开系统建设。网站的运行除为公众提供信息服务外，还具有为管理单位内部管理工作提供信息服务的功能。拓宽了灌区与广大用水户、社会公众以及业务主管部门信息沟通的渠道，并可以扩大灌区的影响，提高灌区的知名度。水务公开系统包括水费电话查询、缴费大厅的触摸屏查询及互联网查询等方式。根据相应的用水户名称或者编码，查询用水户费用、应交水费金额、实收水费金额、水量余额、用水时间等并以语音、文字、图表形式告知查询用水户。还可以查询用水户历年所有灌溉缴费记录、用水记录和计费记录信息等。并且在灌区网站上建设水务公开栏目，实现水务网上查询。
4结语
通过灌区信息化系统的建设，灌区自动化水平大大提高，信息化水平已经初具规模。灌区管理部门能够实时、准确地掌握灌区水资源情况和设备运行情况。在用水管理方面大大节省了人力资源，提高了工作效率，提高了水费征收率。信息公开渠道正在被拓宽，灌区的影响正在扩大，灌区信息化系统所带来的经济效益正在逐步实现。
为了满足灌区快速发展的需要，充分发挥现有系统的功能，该系统还需要不断完善。具体做法如下：监测点点位未全覆盖，需要后期增加点位，以实现实时掌握整个灌区水资源情况，为灌区配水调度提供科学依据。在闸门远程监控系统中有一部分闸门地理位置比较偏僻，通信采用GPRS无线传输，在远程控制过程中存在隐患，需要后期完善通信方式。该系统缺少灌区防汛管理系统和水质监测系统，需要后期完善。
