水库型生活用水水源地供水工程信息化建设方案研究

为强化水源地监测预警与数据共享,切实提升水源地安全保障水平,提出通过水利信息化的手段,结合江苏某城市水源地供水工程信息化建设实际,建设涵盖水位、流量、压力、水质、视频、泵站自动化于一体的感知采集体系,利用新型的船载水质、视觉蓝藻监测和视觉水位自动识别等技术,实现从水源地、闸泵、蓄水池、供水管道的全自动化运行,构建以水源保护、联合调度、安全监测、工程管理、综合展示为核心的运行调度智慧管控系统,实现工程的安全运行和优化调度,达到水源地建设供水工程水量动态调节,水源水质监控,管理多级联动,运行安全可靠,实现信息共享等目标要求,为保障生活用水水源地安全提供决策支持.     

泵闸工程运维管理系统的研究与设计

针对中小型泵闸工程运维管理信息化水平不高的现状,以深圳市共和泵闸枢纽为案例,通过创建共和枢纽BIM 模型,综合运用 BIM + GIS + IoT 技术搭建运维管理系统,融合水情水质、设备参数、实时视频、运行状态等多源数据,覆盖设备设施、安全、应急管理等多元业务,实现工程数字化运维管理,以期为同类工程提供借鉴。     

北京市南水北调某干渠自动输水系统设计

当前北京地区水资源短缺与过度开采问题比较严重,为解决这一难题,开发建设北京市南水北调某干渠自动输水系统。按照不同的业务需求设计,自动输水系统可分为监控、视频安防、水质监测、安全监测、通信及计算机网络等 5 个子系统,采用监控系统对压力和水量等参量进行采集、传输、存储,借助视频安防系统将图像采集及存储,利用通信及计算机网络系统确保信息传递的通达性和安全性,通过水质和安全监测系统确保供水安全,最终建立集动态监测、监控预警、远程控制、实时掌控为一体的联动输水系统。自动输水系统的建设,可实现北京市较为合理的水资源配置,加速地下水逐步置换,也进一步缓解水资源短缺与过度开采问题。     

数字孪生丹江口工程水质安全“四预”平台研发及应用

丹江口水库的水质安全关系到南水北调中线供水的保障，数字孪生丹江口是国内首个以水利工程水质安全为业务需求之一的数字孪生工程。针对丹江口水库水体水深大、范围大、污染来源分散和类型多，以及丹库与汉库水动力交换复杂、水质呈现分区分层等特点，研发高效高精度水动力水质机理模型、水质在线动态推演技术、水质浓度场三维仿真技术，首次实现水库全域水质浓度场时空演变全过程的在线推演和三维立体仿真展示，通过海量多源异构数据的科学解析、模型集成与多业务有机融合，实现水质在线推演、预警分析、安全态势预演、预案比选决策的水质安全“四预”功能。水质安全“四预”功能已成功应用于丹江口水质安全管理，为中线水源工程供水水质保障管理提供有力支撑。     

基于扁平化管理模式的配电通信网管理及运维模式

为了实现配电通信网管理优化,提高配电通信网的运维管理能力,提出基于扁平化管理模式的配电通信网管理及运维模式。综合分析不同应用场景和组网方式下配电通信网在资源规划和优化、业务开通、业务保障、客户服务等方面的管理需求,构建配电通信网管理及运维模式的大数据信息分析模型,采用统计特征分析方法,进行配电通信网管理及运维模式分析。在适应扁平化管理模式下,实现配电通信网融合多数据源融合和通信组网设计,实现扁平化管理模式下的配电通信网管理及运维模式优化。仿真结果表明,采用该方法进行配电通信网管理及运维模式构造,提高了配电通信网的智能监视、故障分析与可视化定位的融合管理能力,提升了管理效率。     

智能自控调度系统在马庄供水中的应用研究

运用工业控制组态软件,实现对农村供水工程中蓄水池水位远程控制、水处理的自动化监测、机泵运行自动化控制及运行参数的自动化监测、视频监视等项智能技术,基本形成农村饮水安全工程智能化信息管理系统建设,满足农村饮水安全工程自动化和信息化的需要。     

智能自控调度系统在马庄供水中的应用研究

本项目运用工业控制组态软件，实现对农村供水工程中蓄水池水位远程控制、水处理的自动化监测、机泵运行自动化控制及运行参数的自动化监测、视频监视等项智能技术，基本形成了农村饮水安全工程智能化信息管理系统建设，满足农村饮水安全工程自动化和信息化的需要。     

盐环定扬黄工程安全“四预”信息化建设探索

为建设符合盐环定扬黄工程实际的水利安全生产“四预”体系信息化系统，基于水利部智慧水利体系的建设要求，立足盐环定扬黄工程更新改造建设，基本完成设备运行自动化监测、供水业务信息化管理、关键设施可视化监视、制度预案等工程安全生产信息化建设的基础。结合工程信息化建设，分析盐环定扬黄工程实现安全生产的 “四预”需求，明确以构建梯级泵站数字孪生为核心，探索基于工程智能业务应用、网络安全和梯级泵站智能调度融合建设的扬水过程的安全生产“四预”管控目标，探索“人防、物防、技防”到“数防”的数字化转变，为盐环定扬黄工程建设安全“四预”信息化体系提供方向和建设思路。     

丹江口水库综合管理平台设计与开发

随着新技术的不断发展和综合业务分析需求的不断增长，丹江口水库管理技术水平相对滞后、管理手段比较单一等问题日益突出。结合丹江口水库管理当前存在的问题，综合分析水库综合管理系统的建设需求，以“大数据可视化+图像识别”技术为核心，对水库管理业务提供标准服务应用。在统一标准、统一发布、充分集成已建服务的基础上，采用SOA架构建成丹江口水库综合管理系统。该系统提供大数据综合及专题分析、供水业务管理、库区业务管理、大坝安全监测等功能模块，主要解决现阶段业务系统分散、共享的数据无法满足精细化管理、业务工作过于依赖人工等问题。丹江口水库综合管理系统的建设全方位提高水库运行管理的规范化、智能化、精细化能力，实现丹江口水库的现代化管理水平，形成新型智慧工程管控，达到行业科技应用的引领。     

南水北调工程数据共享现状分析

为了促进南水北调工程数据资源共享,推进数据资源的有效利用,通过座谈、调研、资料收集等手段,对南水北调工程业务信息系统的水量调度和防汛、水生态环境及工程管理等核心业务信息资源进行摸底, 梳理业务、监管及基础数据的需求,分析数据共享的现状。研究结果表明：目前南水北调工程各个调度运行管理系统独立运行,缺乏完整的、共享数据来源及统一的数据标准,且数据的横纵向共享水平有待进一步提高。 在保障网络和数据安全的前提下,进一步提出统一南水北调工程数据标准,建立数据的共享和更新整编机制, 并继续进行深度数据挖掘工作的建议,可为南水北调工程构建智慧水利体系提供决策支撑。     

南水北调中线工程渠堤变形安全监控指标研究

为研究大型调水工程中渠堤的变形安全,在分析南水北调中线工程典型渠段变形影响因素的基础上,对水压、时效、降雨等因素进行研究,建立相应的渠坡位移统计模型,对边坡实测变形数据进行回归分析,验证统计模型的合理性,采用典型监测效应量的小概率法拟定渠道边坡内部的水平位移等相应测点的变形监控指标。结果显示,拟合值与实际值符合良好,可以作为渠堤的监控指标,为渠堤变形安全监控指标的发展奠定基础。     

南水北调东线泵站(群)运行监控数据标准化研究

针对南水北调东线各梯级泵站现场运行监控数据监测方式、数据格式、采集频率等存在较大差异,造成大量监控数据无法得到有效整合利用的问题,结合南水北调东线工程远程控制、运行调度管理、泵站优化调度分析、泵站状态分析和故障诊断等业务数据需求,研究提出南水北调东线泵站(群)运行监控数据标准化的内容范围、要素单位、取用精度和采集频率及操作要点,为南水北调东线梯级泵站运行监控数据的集成和进一步应用提供技术基础。     

高填方渠道坡面破损的多尺度特征提取

目的 高填方渠段渗漏监测技术是南水北调工程安全监测的关键技术之一。针对目前高填方渠道渗漏检测易受环境干扰导致判断结果不准确的问题,设计了基于Gabor-SVM（support vector machine）的南水北调中线工程高填方渠道水泥坡面破损识别模型。方法 首先对高填方渠道水泥渠面图像进行预处理;然后研究Gabor小波的多方向/尺度选择特性,对提取的水泥坡面图像特征进行分析,寻找最佳尺度/方向参数组;最后根据训练好的样本特征,用SVM进行水泥坡面破损等级的分类处理,将破损类别划分为正常、裂缝、孔洞及破碎4种。在相同环境下,将Gabor-SVM与直方图-SVM、灰度共生矩阵-SVM、Canny边缘检测算法-SVM的破损识别进行比较分析。结果 基于Gabor-SVM的水泥面破损识别方法在小波取6/12参数时,整体识别结果最佳,其中正常、裂缝、孔洞、破碎的识别率分别为98%、63%、88%、90%,平均识别率约为85%,相比其他几种方法的平均识别率（约50%）,Gabor-SVM方法具有更好的识别能力。结论 基于Gabor-SVM的水泥渠面破损识别模型有一定的识别效果,但对裂缝类别的高填方水泥坡面识别效果不理想,还需要进一步深入研究,以期为查找南水北调高填方渠道渗漏隐患提供技术支持。     

大型调水项目生产调度系统平台研究与设计

当前,大型调水项目生产调度系统由水量调度、工程管理、信息监测和综合办公等众多业务子系统组成,各子系统间已能实现数据层的信息交换,但在应用交互层面则各自相对独立。在实际的调度生产过程中,调度生产人员岗位角色不同决定了其在系统中所使用的功能与权限也不同。各项生产调度功能分散在不同的子系统中,需要调度生产人员在多个系统间来回切换操作,既繁琐又容易发生误操作,整体上不便于调度生产人员使用。本文以南水北调东线山东段工程生产调度系统开发设计为实例,就大型调水项目生产调度系统的建设展开分析与讨论。梳理了各岗位对应的功能与职责,设计出了适合调水项目生产调度的信息系统,降低了系统对用户的使用门槛,同时也提高了生产效率。     

Assessing the impacts of South-to-North Water Transfer Project with decision support systems

The South to North Water Transfer Project is one of the four largest trans-century projects in China, which is expected to be completed by 2008. The project seeks to promote Northern China's economic growth by relaxing water constraints in a region now facing severe water shortage. In this paper, a decision support system (DSS) for assessing the social–economic impact of China's South-to-North (S2N) Water Transfer project is presented. The DSS provides decision support through simulation with an embedded water computable general equilibrium model (WCGE). The system is able to perform qualitative analysis on regional water resource vulnerability with mathematical modeling. In addition, the system is also able to examine a region's water demand–supply balance dynamics through forecasting with the WCGE model on the basis of various scenarios for the time horizon up to the year 2020. The what-if analysis performed by the DSS shows that the incremental water supply from the project helps the recipient region to catch up with the development pace of the country as a whole.