1建设背景

近年来随着“智慧城市”的建设，各地都把“智慧城市”视为转变政府职能、提高服务管理水平、破解城市发展难题的重要手段。水务的信息化监测和智慧化管理无疑是“智慧城市”建设当中的重要一环，目前多个城市已经开展智慧水务建设项目。智慧水务将传统水利与现代信息化技术高度融合，利用现代传感技术对水利、水文、环保、气象等数据进行全面实时监测并分析。

问道信息化磁翻柱液位计通过对水情、水质、闸坝等在钱监测设备实时感知水系统的运行状态，通过数据采集仪、传输网络将数据传输至控制中心，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，基于实时感知数据进行处理。流域信息化监测管理总体设计紧紧围绕“监测立体化、决策科学化、管理协同化、服务主动化、控制自动化”的战略目标，坚持“民生优先、人水和谐”的治水理念，深入分析河道流域治理实际需求。本文以中国电建集团参与投资、建设的郑州市贾鲁坷综合治理工程PPP项目为例，提出问道信息化磁翻柱液位计建设总体框架，为以后类似河道综合治理项目提供借鉴与参考。

2系统架构

2.1管理平台架构

管理平台拟建立1个管理中心和5个分区管理中心。何道视频信息就近接人分区管理中心进行实时监控，闸坝控制信息通过专网上传至调度中心。水质监测、水位、流量监测等信息可通过专网网络或者元钱方式直接上传至调度中心。在调度中心利用管理平台实现对数据的存储、备份以及计算分析。配置大屏显示与会商系统以及工作站，供值班人员日常监视管理。信息化磁翻柱液位计总体架构见图1。

2.2逻辑架构

整个信息化磁翻柱液位计由采集层、网络层、数据层、支撑层、应用层和用户层组成，整体应用架构见图2。

其中采集层包括视频监控、水质监测、水位与流量监测以及闸坝自动化监控等数据采集与控制的设备F网络层包括光纤专网、水利专网、有线宽带、无线3G/4G网络z数据层包括从各监测站直接获取的实时数据、由人工录入的基础数据及空间数据等。支撑层为应用层提供支撑平台，应用层通过统一的业务服务，实现对水量水质监测、水量调度、基础地图访问等专题服务之间的相互调用；用户层面向运营单位、水务管理部门和社会公众，提供包括内部生产管理、Web门户、移动APP和微信公众号等不同的访问人口。

2.3系统集成

问道信息化磁翻柱液位计集成是运用计算机网络技术、通信技术将分布在各个现场站采集的信息以及外部单位的数据集成到调度中心，并实现各个业务系统之间的集成，实现业务互通和数据资源共享，打造一体化的信息化磁翻柱液位计。

3功能设计与实现

河道信息化磁翻柱液位计主要建设内容包括水雨情监测系统、水质监测系统、视频监控系统、闸坝监控系统、公共广播系统、调度与应急指挥中心、管理应用平台、安全系统建设等内容。

3.1水雨铺监测系统

3.1.1监测目标

水雨情监测主要对问道关键断面、关键位置的水位与流量进行监测，并实现监测数据的自动化采集、显示与远传，方便管理人员掌握河道实时运行状态，为运行调度提供基础数据。

3.1.2布点原则

在拦水坝、涵闸上下游、人工开挖湖泊湿地等部位设置水位监测设备，在重要支流汇入口处布设流量计。

3.2水质监测系统

3.2.1监测目标

通过建设水质在线监测系统可实时监测重要站点的pH值、化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）、总氮(TN）、氮氧（NH,-N）、总磷（TP）等指标，分析各河道段商出水水质是否低于同道进水水质。系统能够自动、准确、及时地获得并传输水质数据，能对获得的监测数据进行分析和评价，提出分析、评价结果，为预防和及时发现污染事故提供辅助决策功能，见图3。

3.2.2监测内容

仪表分析单元由多参数分析仪、氮氧分析仪、高锺酸盐分析仪、总磷分析仪等组成，采水／配水／预处理单元将水样采集、处理后供各分析仪表使用：系统泵间及辅助设备由PLC控制系统统一进行控制z各仪表数据经RS232/RS485接口由工控机进行统一数据采集和处理，视频动环数据通过各自设备主机进行数据采集，zui后，所有系统数据通过有钱或无线两种方式传输至调度中心。

3.2.3布点原则

该项目在具体布设水质监测站点时参考以下原则z监测断面在总体和宏观上能反映水系或所在区域的水环境质量状况z根据流域规划和重点目标确定监测断面F在河道两侧的排水涵闸附近区域；在河道经过的湖泊区域；在干支流交汇处。

3.3视频监控系统

3.3.1监测任务

视频监控系统将对建设何段的涵闸、闸门启闭机房、拦水坝及闸门水位标尺、问道拐弯处、河道周界、河道重要断面、河道水质监测站以及湖泊湿地的情况进行全方位的监视和管理，使河道运行情况能够得到有效监控。

3.3.2功能实现

视频监控系统建成后将实现监测点位远程图像传输、录像显示、远程控制、视频动态检测、视频智能分析、录像检索及回放等功能，通过在分区管理中心或指挥调度中心的实时监控可全方位掌握河道动态信息。

3.4闸坝监控系统

3.4.1控制目标

河道沿线闸坝较多，涉及范围广，为实现信息化监测管理站的要求，各闸坝先期建设现地控制系统，完成现地分散的自动化控制，然后通过自建光缆及电信运营商的公共电信网络将各闸坝、调度与应急指挥中心互联，形成专用的控制网络，完成调度与应急指挥中心以及各分区管理中心对各闸坝的集中控制与调度。

3.4.2系统结构设计

闸坝监控网络上的每个节点设备均有自己特定的功能，实现功能的分布，保证某一设备故障只影响局部的功能，又便于今后功能的扩充。调度与应急指挥中心平台软件应采用C/S和BIS相结合构架，设置容错的1/0采集服务器、操作员工作站，I/0采集服务器直接读取监控系统网络上所有现地控制设备现场采集的数据，保证数据采集的实时性和一致性，管控平台的业务应用均取自于该容错服务器的数据源，保证数据的一致性和weiyi性。

系统按控制层次分成“中心集控”“分区管理级”“现地级”三级，各级之间相互闭锁。系统的经常运行模式采用“中心集控”模式，当通信网络异常时，采用“分区管理级”单站控制模式。“现地级”作为调试以及应急使用。

3.5公共广播系统

3,5.1建设目标

公共广播将对河道沿岸人员聚集区、闸坝等重要设备区域提供业务信息覆盖、突发事故的紧急广播功能。对危险情况发布警示信息，避免发生涉水等意外事故。

3.5.2功能设计

河道公共广播服务区范围包括问道沿河两岸人员聚集区、易涉水区等区域，主要功能包括2公共广播、定时播放、分区控制、可视对讲、紧急呼叫、报警联动等，一旦调度与应急指挥中心接到紧急情况信号后，直接传给广播终端，触发广播系统立即切入紧急广播状态。

3.5.3系统结构

公共广播系统主要由广播系统管理服务器、网络编码器、音源设备、相关系统接口组成。系统采用网络化架构，从调度与应急指挥中心、分区管理中心到其他各个解码终端均通过网络数字传输。

3.6调度与应急指挥中心

3.6.1建设任务

调度与应急指挥中心是整个信息化监测管理的核心，为工程建成后运营单位的日常监控、管理、调度以及应急会商提供基础，并通过网络实现与分区管理中心互联互通。调度与应急指挥中心建设包括大屏显示系统、会商系统、机房、应急指挥设备。

3.6.2建设内容

大屏显示系统在视频信息监控、信息发布及处理中的直观性、灵活性、可扩充性、网络技术适用性等优势受到用户的肯定和重视。其中，用户控制系统中众多的子系统，包括视频监控子系统、视频会议子系统等专业系统，都将集中接入到控制室中并要求显示在大屏幕上指定区域，再分别由各个专业的人员独立控制该应用区域的内容显示。

会商中心通过视频会议系统与各分区管理中心、水利部门及事件现场进行双向音视频通信，实现视频会商和视频指挥。

应急指挥设备主要应用在抢险应急指挥现场，包括现场数据采集与摄像、通信传输、综合应用等功能。

3.7管理应用平台

何道信息化监测管理应用平台是项目建设重点，主要由以下几个部分组成：综合管理、河道监测、防洪调度、配水调度、生产运维、污染源监测以及应急指挥，这几个系统所含信息可以根据不同用户提供不同访问权限。

3.8安全系统建设

安全系统主要结合各业务系统、软硬件环境及通信网络，保障信息系统在网络环境的安全运行。其安全性主要从系统安全、网络安全、应用安全、管理安全等方面实现。根据信息安全三级等级保护要求，结合安全需求，将中心站划分为外联区、核心区、存储与服务器区、内网办公区和管理区，在不同区域边界处实施安全加固，根据对信息化磁翻柱液位计网络架构，进行各安全区域的防护部署。

4结语

郑州市贾鲁柯综合治理工程河道信息化磁翻柱液位计是落实智慧郑州、实施智慧水务流域统筹管理的重要管理平台，是建设贯彻科学发展观和可持续发展观，能整体提升词道水务管理自动化与智能化管理水平，实现河遭流域信息资源共享与交互，使河道水务管理信息化建设在全国水利行业达到领先水平．

河道综合治理工程信息化磁翻柱液位计，将有效提高河道水资源、水环境、水安全管理的科学化、现代化水平，对保障拥道沿岸的水安全、水环境状况以及水资源的可持续利用和经济社会可持续发展有着重大意义；对建设生态文明城市、实现严格的水资源管理、缓解水资源供需矛盾、促进水资源有效利用、实现水资源优化配置具有重要意义。