南水北调中线干线工程运行维护管理系统分析与设计-论文

1 / 10 南水北调中线干线工程运行维护管理系统分析与设计（鲁小新 王育红） 摘要 :南水北调中线干线工程已经开工建设 ,自湖北的丹江口水库 ,跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域 ,沿途经过湖北、河南、河北三省 ,直达 团城湖和天津市外环河 ,工程全线长 100 余 由于整个输水工程环境复杂 ,所以工程运行维护管理难度大 ,开发建设工程运行维护管理系统将是增强工程运行维护能力 ,保障工程安全正常运行的重要措施 ,本文在分析工程建成后运行维护管理需求的基础上 ,提出了系统的分析和设计 ,为进行开发建设南水北调中线干线工程运行维护管理系 统提供参考。 关键词 :南水北调中线 ;系统分析与设计 ;工程运行 管理 中图分类号 : 94 文献标识码 :B 文章编号 :1672007) 01U 1. i d j 00011 , . 2 / 10 h It f t It s h is t 00 So t he is It is of h a to t he of t he In t t he is t he of t he h 工程简介 南水北调中线干线工程是一项跨流域、跨多省市的长距3 / 10 离特大型调水工程。该工程南起汉江下游湖北丹江口水库的陶岔引水闸 ,沿唐白河平原北缘、华北平原西部边缘 ,跨长江、淮河、黄河、海河大流域 ,沿途经过湖北、河南、河北省 ,直达 团城湖和天津市外环河。 南水北调中线干线工程输水干渠长 13包括总干渠和天津干渠两部分。总干渠自陶岔渠首至 城湖长 17其中河南段长约 73河北段长约 46长约 80 干渠输水形式以明渠为主 ,局部布置管涵。其中 ,陶岔渠首至北拒马河中支南渠段采用明渠输水 ,采用管道方式输水。天津干渠采用管涵方案 ,分水闸位于河北省徐水县西黑山村北 ,起于分水闸终止于天津外城河 ,全长 15 整个中线干线工程共有各类主要建筑物 150 座 ,一期工程总干渠及天津干渠沿线共计设有 27 个闸站点和 1 个中心开关站。在 27 个闸站点中涉及实时调度的建筑物主要包括分水闸 8 座 ,节制闸 61 座 ,出口闸座、退水闸 5 座 ,倒虹吸出口控制闸 60 座 ,天津干渠调节池、保水堰、分流井等控 制站点座 ,以及 加压泵站 1 座、个连通阀和 1 个暗涵出口闸。在总干渠上还设置了河渠交叉建筑物 16 座 ,左岸排水建筑物 46 座 ,隧洞处 ,渠渠交叉建筑物 13 座 ,铁路交叉建筑物41 座 ,跨渠公路桥 73 座。 系统需求分析 . 1 组织机构 4 / 10 目前工程建设由南水北调中线干线工程建设管理局履行工程建设管理职责 ,待工程建成后 ,国家将成立南水北调中线干线工程有限责任公司 (下称 :中线公司 ) 负责南水北调中线干线工程的运营管理 ,自主进行南水北调中线干线工程建设、运行管理以及各项经营活动 ,承担南水北调中线干线工程的筹资、建设、运 营、还贷、资产保值增值责任。中线公司拟实行总公司、分公司、管理处、管理所级管理机构模式负责中线干线工程运行管理。工程现地无人驻守 ,管理所派出工作人员到工程现地巡查管理。 . 系统基本需求 系统建设基于计算机网络和地理信息的工程运行维护管理软件系统 ,实现中线干线工程运行巡查维护作业便捷化、管理考核规范化、突发事件响应及时化 ,维护方案制定自动化 ,安全评估决策科学化 ,使工程建成运行开始 ,就具备较强的突发事件的响应能力和较高的运行管理水平 ,保障整个南水北调中线干线工程安全运行 ,为工程安全运行提供网络化和可视化的工 程基础信息及管理维护综合信息服务 ,为工程运用调度决策提供支持。 系统开发建设将服务于工程巡查维护、突发事件响应、工程维护、工程管理考核、安全评估决策等五个方面业务的应用软件系统 ;开发建设基于地理信息的工程运行维护管理数据库、工程基础信息数据库和工程维护法规规程数据库。 5 / 10 . 系统用户分析 工程运行维护管理系统将支持总公司、分公司、管理处、管理所四级管理人员在工程运行维护业务中的管理。总公司用户主要进行重点工程维护决策和重大突发事件的应急决策 ,组织工程运行管理考核 ,以及日常业务中的信息查询等。 分公司用户主要 负责编制工程维护方案和预算 ,应对各种突发事件 ,组织工程运行管理考核 ,以及日常业务中的信息查询等。 管理处用户主要编制工程维护初步方案 ,报告突发事件并提出响应建议 ,组织工程运行管理考核 ,以及日常业务中的信息查询等。 管理处用户主要进行工程运行巡查维护、实施工程维护方案 ,按照上级方案处理突发事件 ,进行工程运行维护管理各种现地数据采集 ,以及日常业务中的信息查询等。 系统功能设计 工程运行维护管理系统由工程巡查维护、突发事件响应、工程维护、工程管理考核、安全评估决策以及工程信息管理等。 个子系统组成。 . 1 工 程巡查维护子系统 管理所根据上级部门制定的工程巡查维护规程 ,派人到工程现地进行日常巡查、定期巡查、专项巡查维护工作 ,根6 / 10 据南水北调中线干线工程情况和特点 ,日常工程巡查维护工作分为闸站巡查维护、渠堤巡查维护、左岸排水巡查维护、交叉建筑物巡查维护等类。定期工程巡查维护是针对特定时期的集中巡查维护 ,例如 ,每当汛期到来之前 ,专门组织维护人员对左岸排水工程进行清理维护 ,从而 ,保障工程在汛期安全运行等。专项巡查维护将分别由分公司和管理处组织、由管理所人员参加 ,对工程运行管理中的专项进行检查维护 ,重点是由上级督察 ,促进专项 维护工作 ,做好工 程运行管理的重点工作。在南水北调工程运行期间 ,冰期输水是一项重要的巡查维护内容 ,并且贯穿于冰期输水的整个过程 ,系统设计了专用模块支撑该项功能。 该子系统将对各种巡查维护工作提供全过程的信息服务 ,包括 :常规巡查内容记录 ;维护处理过程信息记录 ;如发现工程病险 ,系统将支撑现场记录工程状况 ;如遇突发事件发生 ,系统将支持及时将情况报告上级部门 ,采集现场图像及相关信息 ,现场巡查人员可从系统获得应急措施指导 ,并记录采取的应急措施过程和效果。 . 突发事件响应子系统 在巡查发现突发事件或者由另外信息来源发现突发事件 ,依据有关预案 ,即刻拟定突发事件响应方案 ,报上级部门审批或备案 ,对突发事件做出响应 ,按照方案进行现地处理 ,对于普通事件由管理处制定方案 ,对于重大突发事件需由分7 / 10 公司和总公司进行突发事件应对会商决策。在工程巡查维护中遇到的突发事件可能有 :水闸周边环境异常、渠堤堤身表面异常、左岸排水工程异物影响行洪、渠渠等交叉建筑物有异物影响正常输水、尤其是跨渠公路桥上发生事故等 ,以至于工程病险等重大突发事件发生 ,需要紧急与上级部门联系 ,采集现场数据 (如影像、照片等 ) ,并配合突 发 事件处理全过程。 . 工程维修养护子系统 在事前进行的维护方案标准化模型研究成果的基础上 ,根据工程巡查、安全监测以及其它信息来源获得的工程病险情况 ,制定工程维护策略和工程维护项目方案 ,编制工程维护项目概算 ,报上级部门审批 ,对于影响工程调水的重大维护项目需要由总公司会商决策确定。根据经验分析 ,南水北调中线干线工程常见的病险维护将有工程水毁、冰期输水时的渠堤裂缝、以及影响左岸排水的滑坡、坍塌、墩陷等 ,特殊地段渠堤将是维护的重点地段 ,另外由于地质和工程质量问题可能出现工程裂缝、塌陷等 ,在安全自动监测系统和工程巡 查以及其它信息来源发现工程病险时 ,根据轻重 缓急 ,分别启动突发事件响应子系统或工程维护子系统 ,工程维护子系统所处理的是病险不急迫且工程量大或者维护工程难度大的事件。根据管养分离的原则后一类事件的处理 ,一旦维护方案批复后 ,项目实施往往需要由养护公司承担 ,该系8 / 10 统对养护管理的内容主要包括 :维修养护合同签定、合同的签定内容、合同完成期间、完成的工作量、工程量清单、合同项目的执行情况、月统计表等。 . 安全评估决策子系统 该子系统将根据工程安全自动监测系统获得的各项工程的各种观测数据 ,综合考虑工程巡查等途径获得的工程 运行状况信息 ,在工程安全评估模型支持下 ,进行在线工程安全分析 ,一旦工程安全状况达到安全临界条件 ,系统将自动预警。 南水北调中线干线建成运行的初期 ,特别需要加强安全监测 ,在安全评估决策子系统支持下 ,分公司和总公司采用工程安全评估模型 ,结合工程巡查等途径获得的信息 ,进行综合安全分析会商 ,如遇到问题及时采取措施。 . 工程管理考核子系统 水利部对于水利工程运行管理做出了具体规定 ,制定了管理办法 ,该系统将在南水北调中线干线运行维护管理中 ,为各级进行的工程管理考核考评提供快捷的信息管理软件 ,为整个管理过程提供工程相 关的信息服务。按照工程考评规程 ,上级有关部门组织进行现地工程管理检查 ,根据检查结果 ,考虑工程运行过程中的各项管理工作落实的情况 ,利用多元综合评价模型进行各个单位各项工程管理的评价工作 ,系统将提供支持各级领导及检查考评人员通过人机交互形9 / 10 式利用计算机对各个单位的工程运行维护管理工作进行集体评价 ,系统将分别支持管理处、分公司、总公司的多级 工程管理评价。 . 工程信息管理子系统 该子系统在地理信息系统环境下为用户提供各种工程基础数据查询 ,信息包括整个干线工程各个建筑物以及渠堤的基础信息 ,包括工程基本设计指标、基本 几何尺寸、工程图片、图纸以及相关的设计文档等。同时 ,系统对工程运行维护管理整个过程进行信息服务和信息管理 ,如 :工程环境、生态植被、工程附属设施、维护工具等 ,并支持各种查询的报表输出和各级部门有关工程运行维护管理的各种报表。 该子系统对于工程基础信息及工程运行维护管理的各种信息提供综合信息服务 ,包括 :用于汇报时的主题查询 ,根据某个汇报主题进行相关信息组织 ;用于工地现场的现地查询 ,围绕某个工程或工程地点组织相应的工程信息 ;用于研究问题的查询 ,针对某个具体问题 ,组织相关信息 ,即包括宏观信息 ,也包括具体资料 ,特点是 围绕一个问题组织信息 ;日常作业查询 ,针对某个工作岗位和工作时刻组织该岗位