關于亟待加強都江堰灌區工業用水信息化建設的思考

楊才俊

(四川省都江堰管理局工業用水管理處，四川 都江堰，611830)

都江堰是向供水區提供生活、生產、生態用水為主，兼顧防洪、發電、旅游等多目標綜合服務的大型水利工程。隨著灌區社會經濟的發展，都江堰灌區內的工業生產迅速發展，其工業供水也達到了一個新的階段，工業供水在整個供水體系中占據了相當重要的地位。目前，除向成都、青白江地區工業生產供水外，灌區內其他地市的供水需求量也在不斷擴大，工業用水信息化建設將促進科學用水、管水，充分利用有限水利資源，增強水利工程管理單位的服務能力。實現都江堰工業用水信息化是當前迫切需要高度重視的一個首要問題。

1 都江堰工業用水信息化系統的現狀

都江堰水利工程修建于公元前256年，它引岷江之水自流灌溉川西平原，哺育出美麗富饒的“天府之國”。都江堰管理局是四川省水利廳直屬的水利事業單位，承擔著都江堰灌區工程規劃、建設、管理和供水的任務，其中工業供水是灌區財政收入的主要經濟來源。目前，成都市大型的工業企業及供水企業相繼投資建立了流量監測設備，但是只能提供現場抄表讀數，不能滿足遠程監控的要求，其局限性突顯在時效性的不足上。人為因素為主的監測結果存在一定的差異，變幅時小時大。

都江堰管理局工業用水水量計費自動化系統于2009-2010年期間建設完成，就是要將原先各個分散的計量信息通過遠程信息采集及通信傳輸至中心站，并提供信息發布、計費等功能，實現供水計量的實時監測。工業用水水量計費自動化系統是為都江堰成都工業供水中心設計，集成用水計量及業務辦公等一系列功能的綜合管理系統。它是灌區水利信息化建設的一個重要組成部分，也是灌區水利信息化建設的一項創造性成果，計量信息今后將接入到都管局中心。2010年7月通過水利部科技推廣中心驗收，控制中心設在都江堰成都工業供水中心，負責接收成都地區和青白江地區12個用水戶共計24個流量計，通過GPRS方式傳輸上來的實時流量數據。系統將原先各個分散的計量信息通過遠程信息采集及通信傳輸至中心，并提供信息發布、計費等功能，實現供水計量的實時監測(系統網絡結構見圖1)。

圖1 工業用水水量計費自動化系統網絡結構

該系統基于GPRS的數據傳輸過程：遠程終端數據通過RS232或RS485輸入到GPRS Modem，GPRS Modem將數據組合成TCP/IP包，通過GPRS把數據發送到數據中心的服務器，完成遠程數據的采集。同理服務器的控制指令和數據通過GPRS傳送到GPRS Modem，GPRS Modem分拆TCP/IP包，然后將數據通過RS232或RS485發送給終端設備，完成遠程控制調度。由于GPRS Modem是基于TCP/IP協議的完全透明的傳輸數據，終端設備直接與Modem的RS232串口相連，使用非常方便。

青白江的11個流量計由水科院負責通過GPRS傳輸數據，只需在成都中心站部署服務器端程序接收數據，該服務端程序用java編寫，根據水科院提供的數據報格式把數據接收下來并入庫，通過觸發器把數據轉換成Web平臺所使用的數據格式，并用數據同步程序把數據寫入Web平臺的數據庫表中，以實現對水量數據的遠程監控。

2 當前工業用水信息化系統運行存在的問題

目前，工業用水水量計費自動化系統已運行11年多的時間，信息化系統存在的問題也逐步出現。2019年3月中旬，都江堰管理局工業用水處對現有主要站點進行了一次排查，對目前系統運行存在的問題進行了梳理，存在問題如下。

2.1 中心站機房現狀

中心站機房主要由兩臺IBM服務器和一套UPS電源還有若干網絡設備組成。一臺服務器(IBM X3610)作為Web服務器，安裝了GIS軟件并導入大成都地區的電子地圖，為因特網用戶提供訪問系統平臺服務；一臺服務器(IBM X3650)作為數據庫/通信服務器，安裝了ORACLE10g數據庫并把系統表結構導入數據庫，部署了GPRS數據接收程序，負責接收成都地區和青白江地區12個用水用戶共計24個流量計通過GPRS方式傳輸上來的實時流量數據。

中心站機房目前Web服務器(IBM X3610)已經故障，無法正常使用，導致軟件無法登陸；數據庫/通信服務器(IBM X3650)由于缺乏技術人員維護，數據庫故障，已經無法登陸。都江堰管理局工業用水水量計費系統始建于2009年，目前軟件功能已經無法滿足都江堰管理局工業用水管理處現代化移動辦公的需求。

中心站機房硬件方面，由于房屋存在漏水現象，用電存在隱患致空調設備無法運行，煙霧報警設備缺失，中心機房在運行過程中存在較大的安全隱患。

中心站機房運行維護方面，由于缺乏專業的技術人員對系統軟件硬件進行巡檢維護，導致系統出現軟件硬件故障、網絡故障、電氣故障等方面的問題時無法快速地解決修復。

2.2 遙測站點現狀

通過2019年3月份的初步排查，遙測站點現狀除成鐵2個點、成鋼老區、川化2、3號共5個測點停止運行，南河水位井無法修復外，其他26個測點可以恢復上線運行。損壞的成鋼新區、川化1號、水六廠C區、郫縣水廠4個測點，被拆除的巨石化工廠可以通過更換采集設備完成采集數據任務；另外玉龍、青白江水廠3個點、巨石共4個測點新安裝了流量計需要重新接線并采集數據；環境用水點蘇坡支渠傳感器需要重新布線；紅光右支渠需要新購傳感器。

通過對遙測站點的現狀分析主要存在以下問題：

(1)遙測站點的運行維護，缺少有專業資質的公司及技術人員參與巡檢維護；

(2)遙測站點數據傳輸的GPRS信號，由于欠費導致數據傳輸停止；

(3)有些遙測站點處于野外，存在極大的損毀被盜風險。

2.3 數據傳播準確性方面

各采集終端的數據，通過GPRS數據卡和專用APN移動專線傳輸至成都中心站。遠程數據采集箱串連于用水戶流量計內，用水戶流量計約3s采集一次流量數據，遠程抄表系統每5min采集一次，所以GPRS計量數據與人工抄讀數據存在少量偏差。

3 新信息化系統建設探索

都江堰工業供水是都江堰管理局財政收入的主要經濟來源，因此，都江堰管理局工業用水水量計費自動化系統必不可少，工業用水水量計費自動化系統的建設對工業用水管理至關重要。讓有限的水資源得以有效保護、合理配置和高效利用，建設都江堰工業用水水量計費自動化系統更應注重以下幾個方面。

3.1 信息系統集成化、共享化

針對本次應用服務器中間件產品，我們綜合考慮了標準規范、穩定性、安全性、運行效率、售后服務等因素，選擇符合J2EE規范的JBoss Application Server作為應用服務器選用的中間件產品。JBoss是一個基于J2EE的開放源代碼的應用服務器，用于實現基于SOA架構的web應用和服務，支持EJB 1.1、EJB 2.0和EJB3.0的規范。

在數據庫的設計上，要遵循標準的SQL語法規范，因此，對于數據庫沒有特定的要求，能夠支持現今市面上的主流數據庫(如：Oracle、SQL Server、MySQL等)。同時，為保證此次系統達到最佳的處理性能，以及從安全性、可靠性、經濟性等方面因素考慮，本次系統可采用Oracle作為系統的支撐數據庫，以達到和管理局自動化系統并接，共享信息。

3.2 工業用水水量計費自動化系統應科學實用

3.2.1 實時監控窗口

探索建立實施監控窗口，能夠對重點用戶用水水量、水位進行統一監測，監測數據基于地圖(或GIS)的方式直觀顯示，并支持畫面的無級縮放、動畫展示、狀態特效等展示功能，方便都江堰工業用水管理人員直觀、快速了解各重點用戶用水情況。系統接收遠程數據采集點的水位、流量數據，將采集數據遠傳發送到數據中心，從而實現對所需信息的實時監測。

3.2.2 計量科學準確

遠程數據采集箱串連于用水戶流量計內，用水戶流量計約3s采集一次流量數據，遠程抄表系統通過技術手段與用水戶流量計采集時間達到一致，消除GPRS計量數據現存的少量偏差。

3.2.3 歷史數據的報表生成網絡確認

主要根據使用情況選擇的條件顯示用水量日統計表和用水量月統計表的數據內容，以圖表的形式顯示出來，數據查詢采用圖形和表格的方式，使供水管理方對數據一目了然。同時能將報表輸出為html格式、excel格式的報表文件，以方便存儲管理。

查詢歷史數據采取兩種方式查詢，一種是變量方式查詢，一種是測站方式查詢。歷史數據導出靈活，可按需求導出需要的歷史數據直接生成報表，分析工業用水戶水量情況。

3.3 運行維護服務

都江堰工業用水水量計費自動化系統投入使用后，必須充分考慮系統運行維護服務。將系統運行維護服務外包于第三方有資質、有專業技術人員的公司進行長期維護，建立報警管理系統，可以使監控中心內運行人員第一時間獲知運行過程中產生的設備故障報警和將要產生的生產事故信息報警。當運行過程中設備一旦發生故障時相應的區域顯示閃爍，并顯示一組設備報警，提醒專業維修人員及時到達現場對設備進行維修、保養。

4 結語

工業用水信息化的建設是都江堰灌區水利信息現代化的重要一環。當前，最為緊要的是在已有初步建設規模的基礎上，運用現代科學管理水平，對其完善和提升，盡快形成體系化操作流程，使其掌握的工業用水數據成果切實為灌區服務，保障都江堰管理局經濟收入穩定和可持續。加強都江堰灌區工業用水信息化建設刻不容緩。