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智慧水务指挥中心方案设计与建设实践

花匠小妙招
2024-09-10 15:38

智慧水务指挥中心方案设计与建设实践（精选5篇）

篇1：智慧水务指挥中心方案设计与建设实践

智慧水务指挥中心方案设计与建设实践

智慧水务指挥中心作为智慧水务建设的先行项目及主要硬件平台,为综合调度运营和应急指挥提供一个良好的环境。下面来看智慧水务指挥中心方案设计与建设实践。

1功能定位与设计原则

1.1功能定位

智慧水务指挥中心作为日常调度和应急指挥的运营场所，主要用于综合运营(调度)管理和应急指挥。①综合运营(调度)管理：将水厂生产、管网运行、客户供水等数据进行统一集中展示、分析、协助调度管理人员及时了解数据，及时发现问题，下达调度指令。②应急指挥：与上级单位或政府部门和各分、子公司进行远程视频会议，紧密联系，各司其职，协调配合，统一指挥，共同完成应急处置工作，最大限度地预防和减少突发公共事件及其造成的损坏，保障供水安全。

1.设计原则

1.2.1整体规划

在规划和建设过程中，要以充分考虑项目的建设为目标，对智慧水务指挥中心功能、性能、软硬件配置等进行整体规划和统筹安排。同时，要考虑具体建设内容的紧迫程度、复杂程度、建设资金和周期等因素，为后续项目建设奠定基础。

1.2.2集约性

智慧水务指挥中心必须从功能、硬件配置等各个方面进行统筹规划，以期最大限度地与原有系统兼容，以便充分利用前期建设成果，避免重复建设和资源浪费，实现统一管理、统一使用。

1.2.3高可靠性、高可用性

智慧水务指挥中心各种设备应用大多数都是关键性应用，因此对中心的可靠性要求很高，要求系统每年365天、每天24小时不停运行。指挥中心各种设备要求7×24小时的持续服务能力，因此在方案设计时，首先应考虑选用稳定可靠的产品和技术，提供高可用服务。

1.2.4先进性与成熟性相结合

为了保证智慧水务指挥中心的技术先进性以及可靠性，本项目使用的软硬件设备以及维护设施，均需选择技术先进的、有技术保障的、得到广泛认可的可靠厂家的产品。

2.建设内容与实施

智慧水务指挥中心建设主要分为大屏显示系统、会务及值守系统、安防系统、设备间配套系统4个部分。

2.1大屏显示系统

2.1.1显示大屏

智慧水务指挥中心要求每年365天、每天24小时不间断监控，调度值守人员需要根据可靠的显示界面做出决策，下达调度指令，所以指挥中心对可视化的要求相当苛刻。从安装环境的限制，运行可靠性及综合性能等方面分析比较：室内小间距LED大屏显示技术，相比传统的DLP背投拼接技术与LCD液晶拼接等显示技术，具有无缝拼接、色彩还原度高、易于维护、使用寿命长等优势，已经在指挥、监控、演播等多种显示应用领域得到应用和推广。结合实际需求，智慧水务指挥中心采用大屏显示采用了高精度小间距(1.2 mm)的LED显示大屏幕(21.83 m2，分辨率6 144×2 208)，搭载基于人眼视觉特性的显控技术，低灰画面进行优化，让图像显示更加细腻。屏幕采用远程直流供电技术，屏体无高压交流电，消除触电的可能，保障运维人员的人身安全，同时功耗更低、更节能。双电源、双信号冗余，接收卡、控制器物理双备份，可保证信号稳定传输。

2.1.2显示控制系统

显示控制系统整体采用分布式视频处理架构。即每一个节点都是一个单独的逻辑运算单元，无须配备中控设备，通过定制的控制软件即可实现对所有设备的可视化操作。因为没有中央处理主机，任何一个设备故障不会影响系统运行，同时设备更换无须关闭系统，实现快速修复。

2.1.3定制控制软件

智慧水务指挥中心的控制软件是根据中心功能定位和操作人员的实际使用需求，基于长图的分布式管理系统定制开发。控制软件分为电脑端(C/S架构)和移动端两部分，具有以下功能。①大屏显示系统控制功能：包括大屏开关操作、视频信号预览与切换、分屏显示(支持四、九、十六分屏，跨屏，画中画功能)等。②会议系统控制功能：会议麦克风升降、音频信号切换、音量大小控制等。③环境控制功能：雾化玻璃、照明、窗帘控制等。④预案保存和调用功能：可以根据需要制定不同预案(值守模式、会议模式等)，支持预案一键调用。

2.2会务及值守系统

2.2.1会务系统

作为日常调度和应急指挥的场所，指挥中心必须满足各种会议活动的要求。因此，需要配置会议发言、音响扩声系统、会议桌椅、远程视频会议系统等。①会议发言、音响扩声系统。由数字音频处理器、时序器、功放、全数字嵌入式升降定向麦克风、无线手持话筒、天花喇叭等设备组成。具体设备包括：1台音频矩阵、13台定向麦克风、4个无线手持话筒、一台功放、10个天花喇叭。②会议桌椅。根据指挥中心的装修风格，配备13位座席的U型会议桌椅。材料采用高密度板基材、天然橡木皮饰面、表面环保油漆处理。椅子背面使用暖白色西皮，人体接触面使用咖啡色黄牛皮。③远程视频会议系统(预留)。紧急情况下需要与上级单位、政府部门和各下属单位进行远程视频会议，便于在突发事件情况下上线联动指挥、处理。具体建设过程中，由于其他单位尚未制定统一的远程视频会议标准，所以预留必要的布线和空间。

2.2.2值守系统

值守系统用于日常综合运营及调度，由6台调度操作工作站及操作台椅组成。操作工作站根据业务需要，由4台配备23.5英寸高清液晶显示屏的双屏工作站，及一台配备28英寸4 k(3 840×2 160)高分辨率显示屏工作站组成。操作台椅根据业务需要配置5个座席，风格和材质与会议桌椅保持一致。

2.3安防系统

2.3.1门禁系统

门禁系统采用海康威视的人脸识别门禁考勤一体机，主要由门禁控制器一体机、电锁、专用电源(12 V/3 A)、出门按钮、通讯转换器、管理工作站组成。支持人脸识别、指纹、IC卡、CPU卡等多种验证方式，主要应用于平安社区、企事业单位、政府大楼、金融网点、监狱等室内场所。

2.3.2视频监控系统

视频监控系统前端设备由安装在各办公室及出入口等地安装室内外一体化球形摄像机组成，负责图像和数据采集及信号处理，信号通过网络交换机传到网络视频录像机存储，监控中心通过网络调用和访问视频数据，视频监控系统以IP网络作为系统数据流承载平台。

2.4设备间配套系统

按照设备要求，屏体内维修宽度空间为3.0 m，维修间的密封、防尘、防雨水、防潮排水、防鼠或其他动物破坏、防盗和与连接系统管线的安装配合等，整个屏体与维护空间安装牢固，装饰美观太方，符合装修的相关规范和规定。散热、除尘是确保电子屏长期稳定工作的重要设计项目。降温散热，即控制屏内热量，以保持屏内空气温度与器件工作温度处于正常的要求范围。同时采用屏内防尘、防湿与防腐等措施，保持屏内洁净。防静电地板采用全钢无边600 mm×600 mm×35 mm。铺设前应保持地面平整、干燥、无灰尘。同时保证地板下方铺设的线槽、线管、电缆等管道及空调系统已施工完成。确保安装固定基座完工，基座高度跟防静电地板表面高度一致。防静电地板距离地板高度为150 mm。

2.4.1配电系统(含UPS)

配电系统为设备运行提供电力，为了方便使用，进一步提高系统的智能化管理和动力电源的集成度与稳定性，配电系统采用PLC控制、显示屏智能上电等技术，可实现对LED显示屏等设备远程有线控制上电，实现定时开关屏体，方便使用。此外，屏体采用“分步加电”的上电方式，既要避免大负载对电网瞬间的冲击，又要有效地保护显示屏体的工作元件，延长屏体的使用寿命。配电设计采用三相配平衡方案，保证零线漏电流为零，要求提供的两组电源均采用三相五线制供电，保护地线对大地的电阻小于4 Ω。另外需要使用一个独立于保护地的信号地，供网络系统和集散控制系统使用。为了提高系统的可靠性，大屏显示系统及操作工作站接入UPS供电设备。设备间内部署1套30 kVA的UPS配电系统(CASTLE 3C3 Pro，山特)，配置32块松下蓄电池12 V-100 AH。

2.4.2精密空调

根据《电子计算机机房设计规范》(GB 50174-93)，为保证机房内设备能够安全、可靠运行，需要提供一个符合其运行标准要求的环境，对制冷、制热、加湿、去湿、滤尘提出了严格的标准要求。为满足要求，设备间安装一台艾默生DME12MCP5精密空调。

2.4.3气体消防

由于系统设备对消防的特殊要求，设备间灭火系统禁止采用水、泡沫及粉末灭火剂，适宜采用气体灭火系统。因此，设备间配置一套七氟丙烷自动灭火系统(HFC-227ea)，由火灾探测器、自动报警控制器、固定灭火装置、灭火输送管道和喷嘴等组成。

3.结语

深水宝安智慧水务指挥中心作为智慧水务建设先行项目及主要硬件平台，在坚持整体规划、高集约性、高可靠性与高可用性、先进性与成熟性相结合等设计原则指导下，以为综合运营调度和应急指挥提供场所为目标，以大屏显示系统、会务及值守系统、安防系统、设备间配套系统为重点，以室内小间距LED显示、分布式控制等先进技术为依托，为全流程监控、供水调度、协同指挥提供支撑，为智慧水务指挥中心建设提供技术示范。

篇2：智慧水务指挥中心方案设计与建设实践

（提纲）

一、智慧城市水务建设顶层设计背景与现状概况

（一）智慧城市水务建设顶层设计背景

（二）城市水务建设管理现状及问题分析

二、智慧城市供水安全、排水防涝能力与内涝风险评估

（一）城市供排水系统能力现状评估

（二）近远期城市水务建设规划情况

（三）城市水务建设管理运行体制及发展状况评估

三、智慧城市水务建设顶层设计总论

（一）智慧城市水务建设顶层设计依据

（二）智慧城市水务建设顶层设计原则

（三）智慧城市水务建设顶层设计范围

（四）智慧城市水务建设顶层设计期限

（五）智慧城市水务建设顶层设计目标

（六）智慧城市水务建设顶层设计标准

（七）智慧城市水务建设系统方案

四、智慧城市供水体系顶层设计

（一）供水体系顶层设计目标和原则

（二）城市需水量预测

（三）水量供需平衡分析计算

（四）城市水源工程规划

（五）环境影响评价（供水安全、监测、应急）

（六）水源管理和保护

（七）工程投资估算与经济评价

五、智慧城市排水防涝顶层设计

（一）城市排水体系顶层设计

（二）城市内河水系综合治理

（三）城市防涝设施布局

（四）与城市防洪设施的衔接

六、智慧城市水务投资建设及管理运营制度设计

（一）投融资体制机制模式设计

（二）监管信息化平台建设

七、保障措施

（一）建设用地

（二）资金筹措

八、附件

（一）近期建设任务与投资列表

（二）智慧城市水务建设顶层设计附图及要求

智慧城市水务建设顶层设计

（编制说明）

一、智慧城市水务建设顶层设计背景与现状概况

（一）智慧城市水务建设顶层设计背景

编制城市水务顶层设计应注重智慧城市建设的核心理念，体现新型城镇化建设的政策，以信息的互通共享为特色；应注意收集城市及其所在区域的经济社会发展总体规划、区域的水资源综合规划及专项规划、有关部门的发展规划和有关科研成果，了解经济社会发展对水系、土地利用的需求、布局。

1.区位条件

描述城市位置与区位情况。2.地形地貌

描述城市地形地貌概况。3.地质水文

描述城市气候、降雨、土壤和地质等基本情况。4.经济社会概况描述城市人口、经济社会情况等。5.城市水务建设上位规划概要

（1）城市定位、职能、结构、规模等内容。（2）城市发展战略和用地布局等内容。

（3）城市总体规划中与城市供排水防涝相关的绿地系统规划、城市供水工程智慧城市水务建设顶层设计、城市排水工程智慧城市水务建设顶层设计、城市防洪智慧城市水务建设顶层设计等内容。

6.相关专项规划概要

重点分析：智慧城市发展规划纲要（分析城市水务建设方面的发展目标、控制指标和重点项目）、城市供水规划、城市防洪规划、城市排水（雨水）规划、城市绿地系统专项规划、城市道路（交通）系统规划、城市水系规划等与城市水务相关的专项规划的内容。

以智慧城市发展规划纲要、城乡总体规划为依据，以城市供水安全、排水防涝和水务监管信息化建设为核心,协调相关部门，建立监测、管控和共享信息平台。注重供水、排水在水量上的衔接和平衡；加强取水、排水和防涝等工作的协调；注重加强城市雨水排水和除涝规划在规划标准、设施布局、规模上的协调、衔接；在行业发展中更加注重人才、科技和信息化的规划。

（二）城市水务建设管理现状及问题分析城市水务现状应包括供排水系统和景观娱乐用水的现状，以及城市水务现状管理体制、机制、办法、机构、人员设置及运行管理费用来源等资料；剖析影响城市供水安全、排水防涝及水生态环境的各种因素。

城市供水安全、排水防涝及水环境现状（1）供水水质水量水压等现状（2）排水防涝设施建设现状（3）城市水环境现状

城市水务管理及信息化发展现状

（1）城市水务管理模式、管理效能、运营机制现状（2）城市水务信息化建设和信息平台应用状况问题及成因分析

从管理体制、运行机制、保障体系、科技投入、公众参与等方面分析问题和形成成因。

二、城市供水安全、排水防涝能力与内涝风险评估

（一）城市供排水系统能力现状评估 1.城市供水系统总体和现状评估

2.城市排水系统总体和现状评估及内涝风险评估 3.再生水处理能力现状评估及应用状况 4.城市水环境现状评估 5.污泥处置能力现状评估

6.信息化和智能管理现状（应突出供水安全和排水防涝信息管理）

（二）近远期城市水务建设规划情况 1.城市供水系统方面

2.城市排水系统及内涝防范方面 3.再生水处理及应用方面 4.城市水环境方面 5.污泥处置方面

6.信息化建设和智能管理方面

三、智慧城市水务建设顶层设计总论

（一）智慧城市水务建设顶层设计依据

从智慧城市发展规划纲要、国民经济和社会发展规划、城市总体规划、国家相关标准规范等摘取与水务建设相关的主要内容。

各层次规划在遵循相关法律法规、规范等基础上，下层规划服从上层规划，专业规划服从综合规划，并与相应层次的城乡规划对应。水务专项详细规划阶段衔接控制性详细规划和修建性详细规划两个层次。

（二）智慧城市水务建设顶层设计原则

以统筹兼顾为原则，以全面支撑新型城镇化建设为目标，以城市水务监管信息化、现代化、水生态协调发展为导向，倡导建立政府主导、市场主体、社会参与的城市水务投资建设及运营管理机制，着力推进人口、资源、环境协调发展、切实改善城市水环境质量、保障城市水生态安全。

应包含内容：（1）统筹兼顾原则（2）系统性、协调性原则（3）先进性原则（4）创新性原则

（三）智慧城市水务建设顶层设计范围

智慧城市水务建设顶层设计范围参考城市总体规划设计的规划范围。

（四）智慧城市水务建设顶层设计期限

智慧城市水务建设顶层设计期限宜与城市总体规划保持一致，并考虑长远发展需求。

智慧城市水务建设近期顶层设计期限为3年。智慧城市水务建设顶层设计基准年为2012年或智慧城市试点申报年份。

（五）智慧城市水务建设顶层设计目标 1.城市供水保障

2.城市排水防涝建设和完善 3.再生水处理及利用 4.城市水生态环境质量提升 5.信息化内容

城市水务监管平台、城市水务预警与应急指挥、城市水务设施管理、城市水务设施规划支持、水务设施运行监控调度管理（企业、管理部门）

6.智慧城市水务建设顶层设计标准（1）供水（水质水量安全）标准；

（2）排水、雨水管网、处理设施及附属设施设计标准；（3）城市内涝防治标准；（4）景观水标准。

（六）智慧城市水务建设系统方案 1.城市供水系统建设方案

（1）城市水资源容量及质量的监测评估（2）输供水管网智能化及主要指标在线监测（3）供水厂出水指标提标改造（4）输供水管网漏损率指标及监测（5）售水事务信息智能服务系统

（6）入户水水质监测及供水管网、水箱的二次污染预防和信息化管理 2.城市排水（含雨水）防涝系统建设方案（1）雨污合流及分流体制的科学转换（2）城市空间低环境影响开发利用与管理（3）城市排水防涝规划和项目实施（4）城市排水防涝信息平台和预报预警系统的规划和项目实施（5）污水处理厂排放标准提标改造技术（6）污水处理厂节能降耗技术

（7）小城镇分散式污水处理技术和信息化管理 3.再生水处理及应用建设方案

（1）城市污水处理厂出水的低成本深度处理技术及景观利用（2）低成本的海水（苦咸水）淡化技术（3）城市工业（产业）园区的水资源循环利用（4）生态住宅小区的生活污水处理及回用 4.城市水环境建设方案

（1）城市水环境的生态承载力评估

（2）城市水环境及水生态监测技术、系统及信息平台建设（3）城市水环境健康评估体系

（4）城市水污染控制及水环境综合治理技术（5）城市良性水环境系统科学管理 5.污泥处置建设方案

（1）城市污水处理厂污泥减量化规划和项目实施（2）污泥无害化及资源化技术

（3）安全低成本污泥处置技术与信息化管理

四、智慧城市供水体系顶层设计

（一）智慧城市供水体系顶层设计依据、目标和原则 1.智慧城市供水体系顶层设计依据 2.智慧城市供水体系顶层设计目标 3.智慧城市供水体系顶层设计原则

（二）城市需水量预测

1.已经批准的城市需水量预测的方法和成果 2.复核城市需水量预测的原则、方法和成果 3.不同规划水平年的城市需水量

4.需水量模块与智慧城市水务信息监管平台的衔接

（三）水量供需平衡分析计算 1.分析计算的原则与方法 2.不同供水工程可供水量分析 3.城市水量供需平衡分析计算

4.供需平衡模块与智慧城市水务信息监管平台的衔接

（四）城市水源工程规划

1.城市缺水类型分析与解决供需矛盾的途径 2.城市供水规划方案比选

3.特殊枯水年与连续干旱年的对策和措施

（五）环境影响评价

1.水环境现状、供水安全和信息化平台现状分析评价 2.城市水源规划方案、信息化建设的环境评价及对策措施

（六）水源管理和保护 1.管理体制和经营机制 2.水源保护区规划要点

3.水源信息监管平台的互通与共享规划

（七）工程投资估算与经济评价 1.工程投资 2.工程效益、费用

3．经济评价指标及敏感性分析 4.风险控制措施

五、智慧城市排水防涝顶层设计

（一）智慧城市排水体系顶层设计 1.排水体制 2.排水分区 3.排水管渠 4.排水泵站及其他附属设施 5.雨水径流量控制 6.雨水径流污染控制 7.雨水资源化利用 8.信息化平台建设

（二）城市内河水系综合治理

1.对内河水系及构筑物水量和水位等划定蓝线 2.河道清淤、拓宽和雨洪蓄滞空间等综合治理方案 3.水位调控方案，预留调蓄容量

（三）城市防涝设施布局 1.城市涝水行泄通道 2.城市雨水调蓄设施

（四）与城市防洪设施的衔接 1.统筹防洪水位和雨水排放口标高

2.保障在最不利条件下不出现顶托，确保城市排水通畅

六、智慧城市水务投资建设及管理运营制度设计

（一）投融资体制机制模式设计智慧城市水务建设顶层设计的推动首先需要从体制机制的层面提供根本的保障。

运用现代企业法人制度对城市水务存量资产进行优化配置，借鉴参考国内外特别是发达国家在城市水务投资建设及管理运营方面取得的成功经验，充分利用城市供水及污水处理已经积累的特许经营的成熟优势，设计适合城市水务产业快速协调发展的投融资及管理运营创新模式，全面提高城市水务行业对智慧城市发展的基础支撑能力。

利用城市水务存量资产创新组建新型融资平台，引入保险、证券等资金及社会资本参与城市水务基础设施投资建设，形成股权结构多元化、融资方式多样化的城市水务资产投融资平台。

利用国内外城市水务企业核心技术优势及各种社会资本力量组建第三方专业运营服务平台，提高城市水务设施技术水平及运行效率。

积极倡导并建立起政府主导、市场主体、社会参与的机制, 尽量少使用政府管理和财政等行政资源，通过市场集约化方式，实现多方共赢。

（二）监管信息化平台建设 1.平台建设总体要求

城市水务监管信息平台是为政府对城市供水、排水、内涝、水环境等进行监管提供支撑的智慧水务管理运营的重要核心系统。是按照智慧水务建设整体要求，遵循行业规范与标准对城市水务监管信息进行总体框架设计，并明确平台能力范围的智慧城市应用系统之一。

2.数据监测网络建设要求（1）建设框架数据监测网络是城市水务监管信息平台的重要组成部分，应将单个企业的在线监测设备实时监测远传、人工采样检测上报将水务的水质指标、绩效指标等各类数据集中存储在平台数据中心。

（2）在线监测技术要求

根据智慧水务监测的整体要求，明确具体监测项目与指标，规范相应在线监测仪器设备技术选型要求，规范相应在线监测站点的建设与维护要求。

（3）人工填报技术技术

根据智慧水务安全监测要求，规范非在线监测类数据定义，分类制定相应数据规范，分类包括：城市水务基础类数据、城市水务水质数据、城市供水监管数据、城市排水监管数据、城市排水防汛监管数据、城市水务应急方案数据。

3.应用功能建设规范（1）平台数据中心建设规范

从数据中心运行环境规范、数据模型规范两个方面规范平台数据中心建设，城市水务监管信息是智慧城市公共信息的子集，数据模型应符合智慧城市公共信息平台要求。

（2）应用支撑建设规范

根据智慧城市公共信息平台的数据交换共享要求，规范数据交换技术要求；另外根据数据监测网络数据整合要求，规范数据整合技术要求，数据整合内容包括：在线监测数据、人工填报数据、现有监测平台数据。整合过程中应考虑数据传输的稳定和安全，并应满足海量数据传输。

（3）应用功能建设规范根据国家、省、城市三级监管工作需求以及相应管理办法，规范相应应用功能建设要求和技术路线，应用功能内容包括：城市水务水质监测应用、城市排水防涝管控应用、城市水务应急、城市水务绩效评价应用。

4.管理及建设模式

根据平台能力范围设计平台用户体系与权限体系，由于城市水务监测信息平台在智慧城市公共信息平台基础上进行建设，其建设模式应与公共信息平台中国家、省、城市的三级建设模式相对应，同时应提出与城市已有水务平台整合的设计方案。

七、保障措施

（一）建设用地

专项规划应按照城市总体规划、区域规划、城市土地利用规划等相关规定，科学合理安排，为城市水务建设项目的落地做好准备。需要相关调整的，需按照法定程序申请。

（二）资金筹措

从政府财政、银行贷款、社会资金及融资渠道等方面予以说明，落实水务建设总体规划和供水、污水、再生水等各专项规划中所涉及项目的全部资金需求。

需重点说明的投融资工作内容：

1.建立市场化运作机制；

2.重点培育城市水务企业、社会资本全面参与； 3.建立智慧城市水务企业征信评价体系。

八、附件

（一）近期建设任务与投资列表

篇3：智慧水务指挥中心方案设计与建设实践

近年来,上海水务部门陆续开展了大量信息化建设工作,建成了涵盖供水、排水、水利3大行业,具有防汛指挥、水资源管理、水环境治理、水务工程管理等业务功能的近50余套信息系统,累积了从1998年以来超过4 TB数据量的多比例尺和时相的数字地形图、遥感影像及实时数据资料。这些系统的建设和数据资料的累积,既为上海建设“智能水网”奠定了翔实的数据基础,又对如何梳理、规范现有多源异构数据,整合归并形成能够满足上海水务行业需求的核心数据提出了新的要求。

为规范各单位信息系统的水务数据,设计了能够对上海水务多源、多态、海量数据进行规范整合的水务数据中心建设规范,以期为上海市水务局局属各单位数据库的建设提供参考和借鉴。

1 问题的提出

上海市水务局现有各单位的信息系统由于建设时间、设计理念和施工单位不同,其技术路线、系统架构、数据库结构也各不相同:存在C/S与B/S多种系统架构,Java,.Net与其他工业组态软件多种技术路线,SQL Server,Oracle,SyBase,DB2,Foxpro等多类数据库,数据多源异构、技术路线差异极大,难以实现全市水务行业高效的数据交换及共享。

以实时雨量为例,水务数据中心的数据主要来源于上海市气象局、水文总站、排水公司,以及区县防汛和水文部门等单位。各单位实时系统的雨量测站编码、报数及其雨量计算规则均差距很大,需要按照统一的计算规范和编码规律进行规范整合,各单位雨量测站编码及计算规则如表1所示。

同时,在水务数据中心未建设之前,各单位信息系统及数据库之间采用的数据交换主要是传统的“点对点交换模式”,即应用系统之间数据库直连的紧耦合交换模式。由于这种数据交换模式需要对两端系统进行源码级开发,会对原有系统稳定性产生一定影响。随着交换单位需求越来越多样,数据交换的复杂度也会与日俱增,数据交换将由一对一变成一对多甚至是多对多,相应的数据交换规则和程序开发量将呈几何倍数增长,最后形成蛛网状。这种交换模式既难以开发也难以维护,改动一点,可能导致数据交换甚至业务系统的瘫痪,将很难适应水务发展需求。

2 设计与研究

为实现水务行业内各部门、水务与其它行业之间,统一和有效的数据共享、联动、更新机制,从数据中心结构、命名规则、交换与服务等方面进行深入研究和设计,形成了1套满足全市水务行业需求的水务数据中心建设规范,并在“数字水务”一期(上海市水务地理信息应用系统)工程中得到实际应用,取得较好的效果。

2.1 设计了“三层多类”的数据库架构

从数据交换与共享,便于日常系统运维和原始数据保存等方面考虑,提出水务数据中心数据库结构按照“三层多类”进行设计[1]。水务数据中心逻辑结构图如图1所示。

“三层”指基础、核心数据,以及数据仓库等3部分;“多类”指监测监控类、基础设施类、政务办公类和元数据类等数据。

其中,基础数据部分位于水务数据中心最底层,用于存储来源于各单位的基础数据,实现与原始数据表结构保持一致的原始数据的快速存储,确保水务数据中心先有原始数据的需求。

核心数据部分位于水务数据中心中间层,按照水务业务逻辑,经过对基础数据进行规范、分类、归并和加工后形成核心数据。实现对原始数据进行分类、规范、整合、运算和逻辑等二次处理,形成具有统一计量单位数据的集中存储,满足统一计量的数据准确性、一致性需求。

数据仓库部分位于水务数据中心顶层,按照不同的业务应用对核心数据进行分析、挖掘后,形成面向政府和行业管理应用的决策支持数据。实现对按照不同行业专题应用,经过分析、挖掘形成的具有决策支持、行业分析作用数据的存储,满足集中调用、统一口径的综合管理应用需求。

2.2 定义了各类数据的命名规则

2.2.1 提出了规范的数据库命名规则

以大写拼音首字母缩写命名,长度不超过20位。例如:水务数据中心数据库的名称为SWSJZX。

2.2.2 提出了统一的数据库对象命名规则

数据库对象包含数据表、视图、函数、主键、外键、存储过程、索引、触发器等8类。其中,数据表、视图、函数、主键、外键的命名由对象前缀和描述符2部分组成,存储过程、索引、触发器的名称,由对象前缀、描述符和动作标识符3部分组成。总长度不超过30个字符。

水务数据中心对象前缀对应如表2所示。

对象描述符用于描述数据库对象内容,使用大写英文字母、阿拉伯数字及下划线,通常以数据库对象内容的全拼或拼音首字母组成。

动作标识符用于标识触发器和存储过程的动作,共有6类,具体如表3所示。

数据库对象命名规则如表4所示。

2.2.3 提出了数据字段的命名规则

数据字段由字段前缀和描述组成。根据水务数据中心现有存储数据的类型,规定数据中心可以存有字符型、数值型、日期时间型、二进制型等数据。字段前缀规范如下:ST表示字符型,NM表示数值型,DT表示日期时间型,BB表示二进制型。字段描述仅限使用大写英文字母、阿拉伯数字及下划线,以字段内容的大写英文全拼组成,涉及到布尔型的数据用字符型进行规约。具体如下[2]:

1)字符型。

数据格式主要用来描述非数值型的数据,只具有描述意义,不能进行数学计算。如河流名称等,以格式C(d)表示,其中,C为类型标识,用来描述字符型数据格式;d为十进制数字,用来描述字段最大可能的字符串长度。涉及到判断是否状态的数据类型由字符型C(1)代替,其中,字符串“0”表示状态为假,英文状态为False;字符串“1”表示为真,英文状态为True。

2)数值型。

格式为N(D[,d]),其中:N为类型标识,用来描述数值型数据格式;[]标识小数位数可选;D为十进制数字,描述数值型数据的位数;d为十进制数字,描述数值型数据的小数位数。数值型数据格式用来描述2种数据,一种是带小数的浮点数,一种是整数。

3)日期时间型。

数据格式用“D”表示,用来描述日期时间有关的数据。采用公元纪年的北京时间,如2005年1月1日08∶08∶08。

4)二进制型。

数据格式为B,用于存储诸如视频、图片、声音等大容量多媒体数据。每条数据存储容量要求不超过4 GB。

2.2.4 统一设计了实时类测站编码和属性表

实现对多源异构、不同信息系统测站编码和类型的兼容与统一,规范了相关测站属性的字段定义。为解决来自于不同单位和应用系统测站编码规则不一致、编码细粒度不一的问题,在水务数据中心中设计了具有向下兼容的实时数据测站属性表,如表5所示。

对测站属性表编码作如下统一规定:测站编码字段细粒度按照测站地理位置及来源单位进行编码,同一来源单位、地理位置的测站对应唯一测站编码,不同来源单位、同一地理位置的测站对应不同测站编码。测站编码字段由8位长度的字符串组成,前2位大写英文字母表示来源单位,通常以单位前2位首字母大写拼音缩写构成(例如:水利处为SL,堤防处为DF,水文总站为SW,供水处为GS,排水处为PS,东海分局为DH,海事局为HS等,以此类推);后6位由大写英文字母和阿拉伯数字组成,与来源单位测站编码保持一致,长度不足8位的,在来源单位测站编码前补“0”(例如:水文总站水雨情实时数据中黄浦公园测站编码为2021,在水务数据中心相应测站编码为SW002021;浦东新区水文署白莲泾套闸测站编码为HFA510,在水务数据中心相应测站编码为PDHFA510)。同一测站具有多种类型传感器(例如:水位、雨量、风速、风向、水闸、泵站)的,按照同一测站编码编制。同一测站编码允许在不同类型实时数据表中关联,测站类别由ST_TYPENAME和ST_SUBTYPENAME 2个字段进行控制。

2.2.5 分类设计了实时类数据表

按照现有数据中心存储的数据情况,设计了实时类数据表共计15张,列举的一些实时数据的表结构如表6和7所示。

2.2.6 参照标准命名了基础类数据的字段名

基础类数据的字段命名参照上海市地方标准DB31/T 362.1-3《水务信息管理标准》[2,3,4]执行,分为水利、供水、排水3部分信息,共计46张表,部分河流表格如表8所示。

2.2.7 规范了政务办公类数据、元数据类的字段命名规则

规范后的政务办公类数据(3类共计28张表)和元数据类的字段命名规则:字段前缀+字段描述。

2.3 规范了数据交换流程和服务方式

为了解决以往局属各单位之间网状数据交换带来的管理混乱和资源浪费,研究了规范的数据交换流程,提出以Web Service数据服务形式提供基于JSON和XML格式的标准接口支持。规范了同构和异构系统间进行信息共享、数据交换的方法,形成了系统之间数据交换的标准,规范并统一了数据交换中数据采集、发布、交换、路由、同步等各环节。

1)数据采集。

各单位实时数据通过水务公共信息平台经由数据抓取、甄别、汇聚、规范和整合等过程,以统一规范的格式汇集到水务数据中心。

2)数据发布。

各单位可以根据各自需要定制所需业务数据,该平台按照数据属性、目的地、归属单位等条件,进行相关组合,并根据这些定制信息进行数据发布。

3)数据交换。

通过统一消息中间件建立数据订阅和发布单位之间的信息隧道,支持同步和异步交换方式,实现各单位之间多源异构数据的业务逻辑、数值转换、数据统计和规范整合,使各信息系统之间的信息能够更方便地共享和交互。

4)信息路由。

水务业务流程复杂,涉及多个单位的协同,这些流程对协同办公要求较高。在这些流程里,在不同环节调用不同来源、存放在不同数据库中的数据,都需要交换系统具备信息路由功能,在具体业务流程的运行中,配合相应的1个或多个系统,在不同的环节采集、提供、处理并发布各类定制信息,实现数据的交互流转。

5)数据同步。

由于数据源众多且分散布设,当某单位采集的某个信息发生变化时,相关单位都需要尽早根据这个信息更新自己数据库中的数据。可以根据不同的业务数据的实时性需求,设置不同的数据同步参数,保证关键业务数据的实时性,不会让关键数据淹没在海量的数据流中。

在不改变原有系统的情况下,设计了对多源异构数据进行数据交换的3步骤:数据订阅——集中处理——路由发布,具体如图2所示。

水务数据中心对外提供基于Web Service方式的数据服务,包括XML和JSON等格式。访问数据服务时,须经过系统身份验证,具有访问权限的用户可获得相应的数据服务。数据服务如表9所示。

2.4 提出了3级容灾备份机制

水务数据中心应采用“在线热备、本地冷备、异地灾备”的3级容灾备份机制开展容灾备份工作。局属各单位重要系统的数据级异地灾备放在水务数据中心。

3 关键技术

1)提出“三层多类”的水务数据中心架构。从数据库层面对数据分类、命名规则、库表结构、数据存储和冗灾备份等内容进行规范,形成的水务数据中心建设规范,具有科学性、合理性和可操作性,能够满足多源、多态、海量数据的科学分类、集中存储和分级维护要求。

2)提出具有良好包容性的测站编码规则。在不改变各类实时信息系统原有测站编码规则的前提下,实现了水务数据中心测站统一编码的包容性、唯一性及与原编码规则的一致性;提出同一来源单位、地理位置测站对应唯一编码,不同来源单位、同一地理位置的测站对应不同编码的命名规则。截至目前,已在水务数据中心内有效汇聚、整合和统一了来自水利、供水、排水、水文、气象、海洋、海事等10多个行业(部门)、40多套系统近万个实时测站的编码。

3)运用Web Service技术,实现了基于JSON和XML格式的数据服务规范接口。在不改变原有数据库和信息系统的情况下,有效解决了多源、异构和海量数据的交换和共享。通过运用Web Service服务,解决了异构数据库之间的互通互访,绕开了多家应用单位直接访问数据中心数据库表所造成的数据库运行稳定与安全等问题,使得水务系统内的重要数据库和信息系统能够有机地关联协同和共享。

4 应用效果

水务数据中心标准规范的研究成果已被“数字水务”一期工程项目采用,并在水务数据中心、公共信息平台建设和运维中发挥了实际作用。同时,通过不断完善和深化,在“1张图”水务综合管理应用系统中,采用B/S架构、REST API轻量级开发模式,应用地图服务、地图熔享、高速缓存、时空GIS等新技术,进一步提高了水、雨、工、灾情信息的准确性,及时性,稳定性。在防御2011年第9号台风“梅花”及多次短历时暴雨中,上海市防汛指挥部根据该平台提供的决策支持进行现场指挥。据统计,台风“梅花”期间,水务公共信息平台的访问量达8.2万多次。

对外提供的多项基于Web Service方式的数据服务,在不改变原有数据结构的基础上,优化了对多源异构数据的跨库表访问方式,简化了数据共享与交换的难度,实现了对原有系统的零改造,考虑了跨部门、行业数据共享的访问权限控制,在上海迪斯尼工程项目、市堤防处、市绿化局等应用系统中得到实际应用。

上海水务数据中心建设规范的设计研究,研究成果与水务信息化现状紧密结合,具有较强的可操作性,在水务数据中心、公共信息平台和行业基础数据库建设中得到实际应用;对于提升上海水务行业信息化管理,规范全局数据库和信息系统建设和运维具有参考价值;对推进资源整合、信息共享,规范系统运维,形成数据更新机制,具有指导意义。

摘要：结合上海水务信息化的发展现状,从数据中心结构、命名规则、交换与服务等方面进行深入研究和设计,形成1套满足全上海市水务行业需求的水务数据中心建设规范。具体介绍各类数据的命名规则,详细分析如何实现多源异构系统间的数据在数据中心中的规范整合,阐述设计中的关键技术。目前该研究成果已通过大量应用的检验,并在上海水务信息系统中得到使用和推广。

关键词：上海水务,数据中心,建设规范,多源异构,规范,规范整合

参考文献

[1]龚岳松,吕文斌,李佼.水务数据统一交换管理平台设计与实现[J].水利信息化,2011(5):21-25.

[2]胡传廉,王华杰,郑晓阳,等.DB31/T362.2-2006水务信息管理第2部分:数据属性定义[S].上海:上海市质量技术监督局,2006:1-23.

[3]胡传廉,王华杰,郑晓阳,等.DB31/T362.1-2006水务信息管理第1部分:分类与编码[S].上海:上海市质量技术监督局,2006:1-7.

[4]胡传廉,王华杰,郑晓阳,等.DB31/T362.1-2006水务信息管理第3部分:图示符号[S].上海:上海市质量技术监督局,2006:1-11.

[5]王华杰,郑晓阳,俞清.上海市水务管理信息标准的研究与应用[J].中国水利,2006(11):48-50.

篇4：智慧水务指挥中心方案设计与建设实践

关键词：水务管理信息化；课程体系；培养模式

中图分类号：G718.5 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.05.027

Innovation and Practice of Specialty Construction for Water Affairs Management Informatization

ZOU Jinsong

（Chongqing Water Resources and Electric Engineering College， Yongchuan， Chongqing 402160， China ）

Abstract： The researching of majors and curriculum settings in higher vocational celleges found that there were no special water management information majors and corresponding curriculum system in higher vocational college， but the development of water conservancy modernization was based on internet of things and cloud computing technology generates a higher level of employment needs. Therefore， the employers ' labor needs and the training of talents in higher vocational colleges had a serious disconnect. Through the exploration of talents training mode and construction for course system from Water Affairs management informationization research and practice， to promote water conservancy personnel training in higher vocational colleges meet state and the regional economy's hunger for talents of water conservancy informatization. So as to improve the quality in running school and reduce structural unemployment situation of talents of water conservancy informatization.

Key words： water affairs management informationization； course system； training model

1 水务管理信息化专业建设存在的问题

1.1 水利信息化意识不强

由于水利信息化相应的政策法规、标准规范未普及，学生对以物联网技术为基础的水利信息采集技术了解较少，对水利信息化更是知之甚少。学院偶尔邀请水利信息化专家做相关的讲座，但无法使学生形成水利信息化“信息第一”的意识。

1.2 水务管理信息化人才培养模式缺失

目前，只有水质监测专业为了水质数据处理的需要，开设了《数据处理》课程，但这种局部的、为满足某一特定需要而开设的课程不能适应整个水务管理信息化的需要，缺乏系统的水务管理信息化人才培养模式的构建。应该适应国家水务管理信息化规划，更大程度满足社会对水务管理信息适时、动态的需求，与水利主管部门，水利行业及相关企业公司建立校企合作、工学结合的人才培养模式。

1.3 水务管理信息化课程体系有待制定

当前，各高职院校在水务管理信息化专业建设方面几乎是空白，仅在水务管理相关专业的专业基础课程进行整合，为提高学生掌握专业理论业开设了1～3门计算机类相关课程。应以专业理论“必需够用”为原则，为了提高效率及节约课时数，引进物联网技术、云计算技术、应用电子技术、计算机网络通信技术和软件开发技术等相关课程，真正让学生成为既懂水利技术又能用计算机相关技术的水务管理信息化高级管理人才。

2 高职水务管理信息化专业建设现状

目前，大多数高职院校在水务管理信息化专业建设方面还处在起步阶段，主要分为以下几种情况。

第一，各高职院校的计算机专业为了革新培养模式，增加就业面而主动提出计算机软件技术与水务管理相结合的水务管理信息化，从而将计算机专业学生从传统的就业岗位向水务信息化管理岗位群拓展[1]。

第二，各高职院校为了专业本身的教学需要而被动地开设一门与计算机相关的课程，如黄河水利职业技术学院水土保持专业的《3S技术及应用》、水文与工程地质专业的《地理信息系统》、水文与水资源专业的《计算机技术》，山东水利职业学院的工程测量技术专业所开设的《GIS系统应用》，广西水利电力职业技术学院水利水电建筑工程专业的《计算机及专业软件的应用》。

第三，因专业特点而开设了几门计算机课程，向信息化迈出了第一步，但未形成专业体系，有待完善。如浙江水利水电学院的水信息技术专业，开设了《计算机开发语言》、《数据库技术及应用》和《水信息网络技术》等课程。

第四，缺乏专业水务管理信息化师资。当前，尽管有部分计算机教师与水利专业教师因某一科研或教改项目做过一些尝试性的合作，提高了部分教师水利信息化应用水平，但无法从根本上满足高职院校对水务管理信息化师资的需求。所以，普遍情况是缺乏既懂水利专业知识又能熟练使用计算机技术的管理者和教师，从客观上严重制约了高职院校水务管理信息化专业的设置及课程开设。

第五，没有配套的水务管理信息化实习实训基地。目前，大多数水利高职建设有水质监测等相关实验室，主要是用于做水质监测等教学实验，信息化程度很低，未与本区域的行业企业形成水利信息化相关的资源、信息共享机制，如防汛抗旱指挥系统、水资源管理信息系统、水利电子政务系统、农村水利管理信息系统、水土保持监测网络与管理信息系统等系统的使用，以及学校内未针对专门的信息化课程设置专业的实验室，以进行系统模拟仿真程序开发、数据联网实时处理。

3 信息化支撑教学与人才培养模式创新

创建适应市场需求的“校企深度交融，工学有机结合”的水利信息化人才培养模式是改革的方向和目标。目前，随着全球物联网、移动互联网、云计算等新一轮信息技术迅速发展和深入应用[2]，水务管理信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破，由对象、过程数字化为主要特征的数字水务向智慧水务发展已成为必然趋势。

3.1 创新校企合作体制机制，丰富校企合作内涵

水务管理信息化专业将巩固以前的“校企一体，学训融合”[3]校企合作成果，创新校企合作的体制机制，扫除校企合作的障碍，增加校企合作的灵活性，扩大校企合作的范围，拓宽校企合作的领域，将新选择信息化程度高、有教育情节的典型企业 1～2 家深度合作，让利益、给地盘、让学生、让专业给企业，全面开展产业项目、新技术研发、行业认证、学生实训、师资资源、案例提供等方面合作[4]。

3.2 动态感知市场需求，实时修改课程设置

为了精准把握行业发展方向，及时了解最新的行业技术，尽量实现与市场的零距离接轨，解决招生、教学、实习、顶岗等一系列问题。同时还经常邀请水务局信息化主管及企业信息化高级工程师来学院，提供市场信息，重构岗位课程体系，撰写课程标准，交流最新信息化技术成果，对学院水务管理信息化专业的建设思路、培养岗位达成了共识。

3.3 政行企校联合人才培养模式

为了革新人才培养模式，优生优培，因材施教，水务管理信息化专业2014 级学生于2015年春季开学之始组建了 “信息化实验班”，并制定专门的管理办法。“信息化实验班”将采取 “立体培养”方式进行，资源集中，定点扶持，在培养过程中将会与政府、企业、国内外高校、行业深度合作，通过政校企行合作平台，创建了如“校企合作”、 “校校合作”、 “校行合作”等多种培养形式，强化基础项目导向，注重知识、技能、经验、素质全方位精品打造，形成特色专业品牌。

4 课程体系构建

《水务管理信息化》专业是在传统的水务管理专业方向上为了适应新形势下水利现代化要求而设置的全新专业方向，尤其是供排水管网管理信息化的迫切需要[5]，它代表了运用云计算、物联网和大数据等高新技术而创建智慧水务的必然要求，故本专业方向以水务管理专业知识为基础，充分发挥数字水务的特征而进行课程体系的构建，重点突出了学生信息化运用和应用的能力。

为突出培养学生智慧水务的应用能力，故对传统的水务管理专业课程进行了优化整合。《水务综合基础知识》课程整合为6个模块，即水力学模块、工程力学模块、城市水文学模块、水化学与微生物基础模块、水泵与水泵站模块和环境管理与法规模块，本门课程培养学生理解基本的水务管理原理、过程、方法和素养，共120课时，6个学分。《水务工程综合基础》课程整合为城市给排水工程模块、水污染控制工程模块和水务工程施工与管理模块，本门课程培养学生水务工程及管理方面的基本原理、基本技能和基本经验的能力，共60课时，3个学分。《水处理运行与管理》、《水工概预算》、《工程招投标与合同管理》、《城市防洪》、《水化学与微生物基础》和《水泵与水泵站》专业基础课程的学习为水务管理系统开发打下坚实的专业背景知识，加上《云计算》、《物联网》、《水务管理信息化》、《SQL SERVER数据库》和《C#程序设计》的学习，使学生具备软件开发的能力。同时，学生通过对专业知识的学习，也可从事造价员、施工员、监理员、制图员、安全员、水文资料员、泵站运行工和水质检测工等工作岗位。

设计员、水处理信息工程师和水务管理系统开发工程师3个岗位，学生可以通过专升本、成人教育本科等多种形式进行深造，提高其岗位能力。

结合上述课程设置，建设了水处理运行与管理实训中心、水环境监测实训中心、水污染控制工程实训中心、城市水文学综合实训中心、水务管理系统开发实训中心和物联网实训中心等。

5 结语

许兰燕[6]提出，水务管理信息化已经在水务集团账务信息化、城市水务管理信息化平台建设、水务档案信息化、水资源管理等各个方面大力推进[7-9]。通过上述人才培养模式的创新与课程体系设置，以及实训中心的大力建设及运营，取得了良好的教学教改效果，解决了如下4个方面的教学问题：（1）专业设置与市场岗位需求脱节；（2）课程体系与水务管理信息化岗位能力的偏离；（3）改变了以往独立学习专业课程与单门计算机课程的单调性；（4）改变以往传统教研室模式组织教学的现状，实现跨教研室进行跨学科的教学模式创新。

参考文献：

[1] 陈惠影.面向水利信息化的高职人才需求与培养[J].广东水利电力职业技术学院学报，2008，6（4）：18-20.

[2] 梁萼清.关于水务信息化建设思路的思考.[EB/OL].[2016-02-24].http：//www.szwrb.gov.cn/szswkj/Szswkj_41/Lunwen01.htm.

[3] 侯新，秦素粉.水利高职院校水务管理专业人才培养模式的创新与实践[J].教育与职业，2012（9）：33-35.

[4] 谢宇.多方联动，深化校企合作，创新人才培养模式[J].亚太教育，2016（2）：238.

[5] 朱智勇.“智能水务”：供排水管网管理中的信息化建设——以上海南汇水务（集团）综合管理系统为例[J].上海城市管理，2014（5）：75-77.

[6] 许兰燕.水务管理信息化规划探析[J].才智，2012（1）：374.

[7] 肖吉慧.浅析武汉水务集团财务信息化管理及优化[J].公用事业财会，2016（1）：41-43.

[8] 蔡杰，安晶，岳兆新，等.面向服务的城市水务管理平台及其在天津的应用[J].水利信息化，2015（6）：65-69.

篇5：智慧水务指挥中心方案设计与建设实践

电网企业应急指挥中心是企业生产管理不可缺少的重要部分,是其应急处理和指挥因自然灾害、公共安全事故、电网安全事故、信息安全事故而引起的电网故障和大范围断电事件的枢纽场所。在功能和实际运行中,由于应急指挥中心的功能在于体现应急保障能力,其使用频次相对较低。

应急指挥中心配备健全的音视频系统以及先进的智能控制设备,仅仅将其作为应急保障状况下的指挥场所和演练场所大大降低了这些设施的利用率。因此非常有必要将应急指挥中心与其他场所功能复用并合建,协同设计,提高电网企业集约化运营水平和投资附加值。

遴选可以与应急指挥中心合建的功能实体,充分比较其差异并根据差异性做适应性匹配是协同设计的出发点和关键。本文根据实际工程设计和建设经验,对电网企业应急指挥中心协同设计和建设中需要重点关注的问题予以探讨。

1 电网企业应急指挥中心

1.1 应急指挥中心的功能

电网企业应急指挥中心具备应急状况下指挥、调度、协调的能力以及丰富的信息接口。标准、高速硬件设备构建的高清音视频处理平台、广泛的业务应用系统、高效的信息流处理能力为应急指挥中心积极迅速响应突发事件提供了技术一流、功能完备的平台。

指挥人员可在应急指挥中心实时监控整个电网所有预警资源,发生事故或灾害后,可以通过视频会议、电话、网络、电视等多种方式获取灾情信息,判断相应应急启动级别,迅速完成指挥体系建立、应急队伍组成、应急资源调配、数据采集分析,从而及时、有效进入应急指挥状态。应急状态结束后,指挥系统通过对人员、物资、现场的数据采集总结应急事件处理过程中的得失,提高整个企业应急状态处理能力。

应急状态下,整个电网的资源均在应急指挥中心的监控与调度中。可以通过音视频、数据网络的方式获取现场实时信息、进入应急指挥模式,完成应急队伍的组建、应急方案的执行、应急资源的调度等,提高电网的安全性和鲁棒性。

1.2 应急指挥中心系统构成

应急指挥中心包括场所、基础支撑系统、应用系统和信息接入4 部分[1],应急指挥中心系统构成如图1 所示。

1.2.1 应急指挥中心场所

应急指挥中心场所应满足指挥、会商、值班的需要,还应满足应急培训、应急演练以及基础支撑系统设备安装等对空间场地的要求[2]。

1.2.2 基础支撑系统

基础支撑系统包括综合布线系统、拾音及扩声、音视频系统、会议电视电话系统、通信网络、集中控制系统、电网调度信息系统以及日常办公设备等部分[3]。

1)音视频系统。视频系统负责总指挥会场和被指挥地现场的图像显示,同时显示各类服务器、高清视频终端等视频输出设备的输出。音频系统为应急指挥状态以及召开高清视频会议提供优良的音质效果,确保音频信号可以高保真的采集、处理和播出[4]。

2)集中控制系统。中控平台负责音视频系统、会议电视电话系统等的逻辑控制,其采用可编程逻辑,可将采用标准协议的各类设备纳入到中控系统的统一控制中。

3)KVM系统。应急指挥中心涉及服务器和普通PC机等计算设备,不同使用目的的设备可采用不同的KVM技术。前者配置网络KVM以便少数专业人员远程操控多台服务器;后者配置点对点KVM实现操作和显示终端的延长,实现技术经济的统一[5]。

1.2.3 应用系统

应急指挥中心的应用系统主要包括:管理部分;处置部分;资源调配与监控;值班;辅助指挥;预测预警。

1.2.4 信息接入

应急指挥中心需接入如下信息:电网实况、气象、视频监控、电网GIS、移动视频、特种作业车辆位置、气象灾害、水火灾、地震灾害、新闻、安全生产、交通遥感、物资和营销等。

2 协同化应用场景

电网企业应急指挥中心的功能在于体现应急状况下的保障能力,其使用频率相对较低,可考虑将其做适应性改造后,实现空间和时间的复用,提高资源利用率。从当前电网企业运作模式和工作需求出发,可以考虑如下的应用场景。

2.1 专用视频会议室

电网企业虽建有专用视频会议室,由于会议较多,实际运行中不够用、时间冲突的情况时有发生。应急指挥中心建设有高质量、完备的电视电话会议系统,是视频会议室的有力补充。

2.2 周调会、晨会室

周调会、晨会等是电网企业周期性常设会议,参会人数恰能控制在指挥中心容量内。中心内配置的高清大屏、发言和扩声系统可以满足此类会议显示电网企业高分辨率接线图、汇报工作的需要。

2.3 教育培训室

指挥中心的高清显示系统以及高保真音响系统为电网企业对员工的宣传教育提供了优秀的硬件平台。可以通过这些设施播放公司宣传教育影像作品,如事故现场录像、操作规范演示、营销演练等,具有直观、生动、形象的效果。

2.4 外来宾客接待室

电网企业作为地方重要基础企业,经常会有上级领导的指导监督以及集团内兄弟单位的造访,因此需要一个展现企业形象的平台。应急指挥中心智能设备技术先进,可以无缝连接到企业生产一线,是展示企业形象的绝佳窗口。

3 功能实体的差异化分析

3.1 视频制式及来源的差异

高清视频系统所涉及的视频设备以高清数字信号为主,但在实际工程中,还存在有相当数量的模拟I/O设备,如数量众多的升降显示器、电网集团统一采购的服务器等。

此外,周调会室需接入多种类型的视频信号源,如便携机的VGA、高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)、数字电视的色差接口等,部分接口存在不相兼容的问题。

因此,在协同化设计中,需要综合考虑各类视频接口的衔接问题。

3.2 工作模式的差异

不同应用场景和功能需要选择不同的运行模式,决定运行模式的主要是空间布局,本文将指挥中心的运行模式分为3 类。

1)A模式:应急状况时大屏侧作为整个中心的后端,领导指挥席位于中心的另一端。这种布置方式可使所有人均能够纳入视频采集设备的视场,大屏能够完整进入指挥人员和参战人员的视野,便于所有人员协同作战(见图2)。会场作为电视会议的分会场时也适用这种布局。

2)B模式:当会场作为电视会议的主会场、一般会议或者向上级领导汇报时,一般将高清大屏一侧作为整个中心的前端,领导席位也位于这一侧,便于各类命令的上传下达,B模式示意如图3 所示。

3)C模式:当会场作为外来宾客接待室、集中工作室或者教育培训室时,不同单位人员以大会议桌中轴线对称分布,便于不同单位人员的无差别交流,C模式示意如图4 所示。

上述3 种工作模式对会场的音视频设备布局以及各类终端的配置方案有重要影响,不同运行模式需要制定与其相适应匹配的配置方案。

4 协同化设计方法

由差异化分析可知,应急指挥中心与协同化场所的功能需要和定位既有相似性,也有较大的差异性。需要对不同功能体的需求做全方位的考虑,即按各中心需求的并集配置。这样可在整体投资增加不多的情况下实现更多的功能,充分体现价值工程的观点。

4.1 视频矩阵的选择

视频矩阵是视频系统的核心器件,是各类视频源接入和切换分配的中心。

结合差异化分析,综合不同功能体的需求,建设中需优先采用高清数模混合视频矩阵承担整个视频系统的切换。

实际工程中,根据视频设备接口定制矩阵的I/O接口,最大限度的减少视频转接头和线缆数量,降低失真,提高视频的传输显示质量。

同时,使用混合矩阵还可以提高现有资源的利用率、增强系统的可扩展性。

4.2 基于列车模式的协同设计

在A、B、C 3 个工作模式下,应急指挥中心有不同的格局。基于这一事实,从如下几个方面考虑协同设计。

1)A模式:高清大屏显示远方实况或者事故现场实时图像,领导指挥席位于整个中心的后端,通过远程会议系统向现场传递指挥命令或者直接向指挥桌两侧的操作人员下达操作指令。此时操作席位于中心桌末端领导席位一侧,操作人或者报告人通过远程无线操作终端控制显示内容;此外,为了指挥席能及时了解相关信息,中心会议桌末端需要具备独立的操作终端。

2)B模式:领导席位于整个中心的前端(大屏侧)。作为视频会议主会场时,中心会议桌的前端(大屏侧)需具备独立的台式机操作终端。

3)C模式:中心桌中轴线两侧为协作工作人员或者对等的双方,参会所有人员均有操作计算机的可能。中心桌两端不设置席位,与会人员可通过高清大屏获取图像信息。此时,高清大屏所显示内容为计算机图像。

由此可知,中心会议桌两端均有可能作为中心的前端。因此在协同设计时,需要为中心桌的不同席位定义双向对称的功能,即会议桌的两端均具备独立操作终端,且其余各方均有操作的可能性。

这种模式类似于可以双向行驶的列车,将其定义为应急指挥中心运行的列车模式。

从上述需求出发,具体工程设计中,可以采取如下的设计策略以满足双向运行模式。

1)会议桌中间无差别的均匀布置音视频输入接口,以便参会人员能将自备材料送往视频矩阵。布置时要充分考虑设备兼容性和桌面空间的有限性,不同制式的接口交叉设置。

2)通过点对点KVM为会议桌两端的部分席位设置PC机,便于指挥席随时查询各类信息。同时将不同运行模式的功能需求预先定义在中控系统中,模式转换时一键切换即可。

3)会议桌配置升降显示器,根据参会人员的分布情况按需提供显示装置,其中升降显示器的启停通过集中控制系统操作。

4)通过KVM将1 台PC机或服务器的操作终端延伸至会议桌桌面。KVM的终端采用无线式以满足参会各方(包括汇报人和记录员)的操作需求。

5)基于列车模式,中心桌两端均有可能成为主席位。中心会议桌上采用升降架方式背对背设置2 台高清摄像机作为图像采集装置。不同的运行模式下,通过中控灵活切换主摄像机。

6)配置1 台移动触摸屏,作为外来宾客接待室展示功能的重要载体。此外,还可以将此移动触摸屏(自带一体机功能)作为小规模会议的展示和操作平台。

5 工程实践案例

图5 和图6 分别为某电网公司应急指挥中心协同设计的平面布置图和系统连接图。在该中心建设决策中,拟将该中心兼作为公司日常例会的视频会议中心、周调会室、培训室,因此按照协同设计的思想考虑。

设计和建设过程中,除了上文提到的指挥大厅,应急操作室和会商室也纳入到了会议中心统一设计中,增强系统的联动性和耦合性。

6 结语

电网企业应急指挥中心是电网企业调度楼音视频系统设计中极为复杂的难点之一,涉及与安监、通信、信息、自动化、营销等不同系统的接口,接口数量多、类型复杂且布置分散。电网企业应急指挥发生在紧急事故中,其使用频率较低,因此将应急指挥中心与其他功能体合建是提高空间和时间利用率的有效方式。

本文通过对应急指挥中心功能与定位的分析,提出了指挥中心与其他功能实体合建复用的可行性以及可以兼作的实体类型。在充分对比不同功能实体差异性和相似性的基础上,在设计中将不同实体的主要功能做了归并。基于运行模式的分析,本文提出了应急指挥中心运行的列车模式,使设计方案可以最大限度地满足各类中心的需要。设计结合应急指挥中心未来业务的发展规划以及高清音视频技术、控制技术的发展,做到技术性、实用性和经济性的统一。

应急指挥中心协同设计中,除本文提到的指挥大厅的协同化设计外,还涉及到应急操作室、应急会商室等辅助场所的协同设计,做好这些工作将极大提高资源利用率以及投资有效性。在具体分系统的设计中,涉及的不同工作模式下中控系统功能的定制与优化、通信与信息系统的交互优化等问题值得探讨与研究。

参考文献

[1]DL/T 1352—2014.电力应急指挥中心技术导则[S].2014.

[2]Q/GDW Z 202—2008.国家电网应急指挥中心建设规范[S].2008.

[3]邵卓,周达洪,颜肃.南京电力应急指挥中心建设[J].电力信息化,2009,7(5):36-39.

[4]徐希源,曹俊喜,渠晓峰,等,电力应急指挥中心基础支撑系统的智能化建设[J],电气应用,2013(S1):269-271.

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