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文档简介

1、智慧水库平台建设方案 TOC o 1-5 h z 三、项目概况4 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 3.1概况及洪水调度原则4 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 3.2现有信息化管理情况及存在的问题53.3项目建设槪况7五、智慧应用系统技术要求9 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 5.1建设内容要求9 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 5.2数据中台底座要求9 HYPERLINK l bookmark10

2、 o Current Document 5.2.1数据库建设10 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 5.2.2数据共享交换11 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 5.2.3数据初始化与汇聚12 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 5.2.4数据质量、血缘、安全管理135.3业务中台要求14 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 5.3.1建设内容14 HYPERLINK l bookmark20 o C

3、urrent Document 5.3.2建设要求155.4水库调度决策系统要求19 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 5.4.1智慧大脑19 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 5.4.2在线模型服务平台19 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 5.4.3洪水预报调度模型20 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 5.4.4知识库服务21 HYPERLINK l bookmark30 o Current

4、 Document 5.4.5数字李生数据底板要求21 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 5.4.6水库运行全景要求26 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 5.4.7综合指挥大屏要求27 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 5.4.8洪水预报调度要求28 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 5.4.8.1水雨情管理29 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document

5、 5.4.8.2水文数据分析30 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 5.4.8.3洪水预报32S.4.8.4防洪调度35 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document S.4.8.5下游洪水演进及淹没38 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 5.4.9供水调度要求40 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 5.4.10控运调度要求415.5水库安全分析诊断系统42 HYPERLINK l bookmark52 o

6、Current Document 5.5.1安全管理专题大屏42 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 5.5.2大坝安全分析要求42 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 5.5.3库区安防要求44 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 5.5.4安全生产管理要求45 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 5.5.5应急抢险要求45六、工程量清单48三、项目概况3.1概况及洪水调度原则1、梅汛期调度原则根据气象

7、部门预测的降雨,合理降低水库水位,腾出更多 的库容纳洪。当水库水位超过108. 57m.低于112.加(防洪高水位)时, 水库实行补偿调节,控制雅漾断面河道水位低于8. 03m (相应流量 500m7s),预计雅漾河段水位超过& 03m时,水库关闸蓄水。当水库水位超过112.22m时,水库转为保坝为主,逐步加 大闸门开度,但应控制下泄流量不超过最大入库流量,尽量使库水位 维持在112. 22m。洪峰过后,合理调整下泄流量,控制下游雅漾河段水位不 超过8. 03m (相应流量500m7s),直至水库水位回落至10& 57m。2、台汛期调度原则根据气象部门预测的降雨量,合理降低起调水位,腾出更 多

8、的库容纳洪。当水库水位超过起调水位、低于104. 97m时,水库实行补 偿调节,控制雅漾河段水位不超过743m (相应流量400m7s)。当水库水位超过104. 97m、低于108. 57m时,水库实行错峰 补偿调节,必要时水库关闸拦洪,控制雅漾河段水位不超过& 03m(相 应流量500m3/s) o当水库水位超过10& 57m、低于112. 22m时,综合考虑水 库安全和下游防洪安全,适当加大水库下泄流量,但应控制下泄流量 不超过最大入库流量。当水库水位超过112.22m时,水库转为保坝为主,逐步加 大闸门开度,直至全开,但应控制下泄流量不超过最大入库流量,尽 量维持库水位在112. 22m

9、。洪峰过后,且水库水位回落到108. 57m时,水库实行补偿 调节,控制雅漾河段水位不超过7.43m (相应流量400m7s),直至库 水位降至台汛期控制蓄水位。台汛末期,通过分段控制蓄水位进行调度,拦蓄洪水以提 高可供水量。2现有信息化管理情况及存在的问题管理站于2015年建成大坝安全监测自动化管理系统,监测项目 包括大坝表面变形、坝体内部变形、量水堰渗流量、坝基渗流压 力、泄放洞出口渗流压力、绕坝渗流、面板接缝变形、周边缝变 形、面板应力应变、防浪墙接缝变形、闸墩裂缝变形、左右岸边坡 变形、库水温气温等,系统主要功能有数据采集、档案储存、数据 管理、过程线绘制、报表制作等功能。2016年建

10、成闸门远程控制系 统,实现了泄洪闸门启闭远程控制和智能启闭;同时整合大坝安全 监测系统、供水流量监测系统、水雨情遥测系统,建设水雨情测报 系统、视频监控系统、视频会商系统、机房和控制中心等基础设施 及硬件设备,建设综合数据库,构建信息化管理GIS平台,开发自 动化管理平台、移动平台,开发包括水库基础信息管理、实时监测 预警、水库防汛调度、安全生产、行政办公和日常业务管理等功能 的综合信息化管理系统,实现水库安全动态监管的综合信息化管理 系统。以上系统在近年来的运行管理中发挥了重大作用。但随着水 库运管要求特别是数字化管理要求的逐步提高和信息技术的快速发 展、智能化应用水平的提升,现有的信息化、

11、现代化管理水平已达 不到现行技术标准和管理要求,具体表现为以下几个方面的问题: 一是基础感知体系不全面。如缺少水质、水面蒸发、水库至防洪调 度控制断面区间水雨情等自动感知监测,集雨区雨量站点布设少于 规范要求,库区监控布点过少且缺少高控鹰眼等监视设备,尚未达 到智慧水库的全面感知要求。二是未充分进行数据挖掘,缺少分析 诊断工具。现有信息化系统未对管理要素基本信息、各类监测信息 和业务信息进行深度融合和充分挖掘。目前水库各类业务系统建设 大多还停留在采集、监视、展示、办公流转等应用上,缺乏更高层 次的智能分析、智能调度等智慧化诊断工具,无法满足未来水库科 学指挥决策的应用需求,亟需利用大数据、云

12、计算等前沿技术,利 用模型和算法进行数据分析,综合诊断工程安全。如大坝安全,各 类坝型监测数据众多,但是存在着“数据分析滞后、工情判别不 清”等情况。三是智慧化程度有限,辅助决策支撑能力弱。已建的 水库信息化系统为独立零散布置,且功能单一,不能为业务精细化 管理提供科学有效的支撑。洪水预见期短,下游区间预报缺失,无 大坝安全评估模型、水质评价模型等辅助决策手段。四是数据共享 不畅,业务协同能力弱。随着水库信息化的不断推进,各类信息资 源不断积累,业务系统不断增加,省水利工程运管平台不断提升改 造,使得现有的信息资源管理与系统利用面临着交换共享不畅、利 用效率不高、内容重复矛盾、系统间接口繁杂等

13、问题,亟需提升水 库智能数据服务,实现信息资源的汇聚、存储、清洗、管理和分 析,建立一个数据互通、流程清晰、脉络分明、充分利用的数据化 水库系统,为水库业务系统提供高效的水利数据展示和企业管理服 务。五是保障环境能力不足。现有中心机房存在主机存储资源及信 息安全设备不足、自控和办公网之间未加隔离网闸等现象,已不能 满足当前安全需要,调度室的大屏还是分屏展示,电源线也比较凌 乱,需在现有基础保障环境进行适当改造,并配套相应的设施。六 是未达到精细化管理要求。随着管理要求的提升,我站计划下步推 进精细化管理,细化标准,重塑管理流程;现行的系统基于当时的 规范管理需求以实现信息化管理为主,各业务应用

14、模块数据及处理 协同性相对较差,未能实现智能办公、台帐智能归档功能,随着管 理精细化推进,需进一步完善流程,提升各业务管理模块和办公业 务协同性,提升工作效率。33项目建设概况为深入贯彻落实习近平总书记关于网络强国的重要思想和“十 六字”治水思路、关于治水重要讲话指示指示精神,水利部于2021 年以来先后印发了关于大力推进智慧水利建设指导意见(水信 息(2021) 323号)、“十四五”智慧水利建设规划、“十 四五”期间推进智慧水利建设实施方案、水利部关于开展数字 李生流域建设先行先试工作的通知(水信息2022) 79号)、数字李生工程建设技术指导、水利业务“四预”功能基本技 术要求等文件,明

15、确推进智慧水利建设是推动新阶段水利高质量 发展的六条实施路径之一,需要按照“需求牵引、应用至上、数字 赋能、提升能力”要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以数 字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,以构建数字李生水利 工程为核心,全面推进算据、算法、算力建设,加快构建具有预 报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系,并提出开展数字李生 水利工程建设先行先试的要求。省水利厅于去年以来,先后印发了浙江省水利数字化改革实施方案、数字水库建设要点、浙江省“水库智管”应用场景建设方案,要求进一步推进水库 管理与数字化的深度融合,全方位推进水库管理业务流程系统性重 塑,推动水库治理体系和治理能力现代化,

16、保障水库安然无恙并充 分发挥效益;其中“水库智管”建设方案明确要求以数字李生为目 标,以物联网自动感知、BIM三维场景融合、AI智能识别、大数据 计算、大坝安全智能研判模型等为主要特征,推动物理全要素和管 理全过程场景落地,建立“未来水库”样板,开展数字李生水库试 点,以点带面,逐步推广,增强水库防洪、供水和大坝安全等在线 研判和预警能力,促进水库管理走向现代化。为解决我站现行综合信息化系统存在的问题,提升我站“四预” 能力和智管水平,充分发挥保供水防洪水的民生保障能力,同时跟上 水利部、省水利厅提岀的数字李生水库建设步伐,计划建设建设泽雅 智慧水库平台,泽雅智慧水库平台建设以需求为牵引,以数

17、字化场景、 智慧化模拟、精准化决策为路径,以实现水库“安全高效,数智决策” 的现代化运管为目的,在已建成的综合信息化管理系统基础上,充分 利用现有的感知体系和硬件设备,围绕工程安全、运行管理、预报调 度等核心业务,根据精细化管理需求重塑流程、升级迭代业务协同运 管应用系统,重点打造防汛预报调度、工程安全研判、精细化运管等 应用场景,构建集“自动感知、场景可视、智能分析、标准统一、协 同高效”为一体的智慧管理系统,全面提升水库管理工作效率、辅助 决策能力和民生服务能力。五、智慧应用系统技术要求5.1建设内容要求智慧水库平台至少包含如下几部分内容:数据中台底座;业务中台;水库调度决策系统;水库安全

18、分析诊断系统;52数据中台底座要求按照省水利厅水管理平台建设“五统一”(统一用户、统一门户、统一数据、统一地图、统一安全)要求,对接省级数据资源目录,梳 理形成基础数据资源目录和业务数据资源目录,分别建设数据库和数 据管理平台。对目前已建各类业务系统平台的数据资源(包括实时数据、基础 数据和业务数据)进行初始化和汇聚,包括数据抽取、汇聚、清洗转 换、数据编码入库(数据仓),并整合汇集已入库的省级数据资源。数据资源现状整编。通过对科室业务、数据和信息化情况 的全面调查,掌握整体情况,理清现状数据类型和属性,明确资源数 量、状态和来源,形成数据资源初级目录。数据资源细化。将初级目录中的数据资源细化

19、到文档表单 和重要指标项,梳理局内部、上下级和跨部门的数据资源共享需求, 并将需求反映到数据资源目录中,形成统一规范的数据资源目录,为 实现数据资源共享交换提供基础支撑。编制数据资源管理责任清单。明确数据资源的采集、共享、 更新、维护的责任单位、责任界定、管理要求以及各个工作环节,建 立数据资源管理责任清单,实现数据资源采集、共享、更新、维护的 长效机制。5. 2.1数据库建设按照水利信息资源标准规范和统一数据要求,结合核心业务梳理 和水利资源目录梳理成果,开展水利数据仓库表结构设计,编制水利 数据字典,生成标准数据库脚本。数据仓数据库主要包括以下5类:基础库用于存储变动不频繁的、公用程度高的

20、水利对象的基础信息,如 水利工程、监测站点、功能区等对象的基础属性数据,包括名录、特 征值、基本信息等。监测库用于存储随时间变化会产生增量的监测数据,如水雨情、取用水、 安全安侧等实时监测数据。业务库用于存储随时间变化会产生增量的业务数据等,如巡查记录、问 题处理、运行管理台账等业务数据。主题库用于存储通过面向某一主题,可跨业务领域定时作业计算的数据 分析成果,如最严格水资源管理“三条红线”、统计水位与雨量、统 计巡查率、统计取水量等。元数据库用于存储数据资源目录,及其数据的变更记录等。5. 2. 2数据共享交换数据共享交换包括数据资源目录整理及维护、基础数据管理与维 护、数据共享交换等工作。

21、数据资源目录录入及维护为了和省级数据资源目录保持统一规范,满足省市县数据一致的 要求,采用省级统建数据资源目录管理模块,在省级资源目录的基础 上,根据本地的数据情况增加本地的数据资源,继承省级数据资源目 录的数据资源信息,将的数据资源目录信息录入平台,并和省级数据 仓保持同步。基础数据管理数据仓库建成后,基础数据的更新维护是水利数据管理的重点, 需要建立规范的数据更新流程,明确数据维护部门责任,做到“一数 一源” 0所有数据的更新维护都遵循“按职维护”,数据的更新维护 由数据责任部门负责。通过统一的数据管理模块,按照统一的数据标 准与格式来进行数据的生产、维护和更新,通过数据审核机制保障数 据

22、的准确性和有效性。(3)数据共享交换服务1)数据服务管理模块建设数据服务管理模块,实现数据服务注册、发布、调用、监控 的统一管理。2)数据服务建设基于水利数据仓,建设基础数据共享交换服务,实现与省、市两 级水利数据仓的基础数据共享交换,以及与市大数据局的数据共享交 换。其中省级水利数据仓中的基础数据共享交换服务,直接使用省级 服务即可。业务应用的数据服务在业务应用建设过程中建设。5. 2. 3数据初始化与汇聚对目前已建业务系统的数据资源(包括实时数据、基础数据和业 务数据)进行初始化和汇聚,包括数据抽取、汇聚、清洗转换、数据 编码入库,并将已经汇入省级和市级数据仓的数据资源同步至市级水 利数据

23、仓。第一步,数据抽取。从自动化管理平台和企业用水实时监控系统 等己建平台中抽取数据。第二步,数据汇聚。通过各种途径将数据抽取并同步汇聚至汇聚 库,确保汇聚库与各数据源数据一致性。第三步,数据清洗。按照数据清洗、抽取规则,通过数据清洗工 具,并辅以人工判断,完成业务应用系统水利业务数据的清洗、整合。 数据清洗是在数据抽取汇聚的基础上,对采集的数据进行清洗、整理、 筛选,数据的清洗包括系统自动审核和人工审核两部分。第四部,数据准确性检查。将清洗后的数据根据预先设置好数据 源和目标对应表,将数据写入到数据仓指定表,为统计分析和决策分 析统计打下数据基础。5. 2.4数据质量、血缘、安全管理数据质量管

24、理基于水利数据仓对数据质量进行管理。数据质量管理是指对数据从计划、获取、存储、共享、维护、应 用、消亡生命周期的每个阶段里可能引发的各类数据质量问题,进行 识别、度量、监控、告警等一系列管理活动,并通过改善和提高组织 的管理水平使得数据质量获得进一步提高。数据质量管理是在数据标准和业务规则规定的范围内,依据定义 的数据质量标准对数据进行质量检查的过程。依据数据在数据生命周 期的各个阶段的特性,建立数据质量控制机制,及时发现并分析数据 质量问题,不断改善数据的使用质量,从而提升数据的可用性,实现 数据更大的价值。核心功能包括:质量规则模板、质量稽核计划、质量稽核任务, 旨在助力组织提升数据质量。

25、(2)数据血缘分析基于水利数据仓对数据进行血缘分析,用于分析下游数据发生变 化时追踪上游问题的源头、上游数据发生变化会给下游数据带来哪些 影响、以及数据与数据之间的关联关系等问题。数据血缘指数据产生的链路关系,即数据的产生、加工融合、流 转流通,到最终消亡,数据之间自然会形成的一种关系。(3)数据安全管理基于水利数据仓对数据安全进行管理。对用户行为进行监控,记 录行为日志,支持数据溯源和安全审计,记录应用系统重要安全事件, 包括事件的日期、时间、发起者等。53业务中台要求5. 31建设内容搭建用户及专项工作门户,实现数据融合、报表呈现、地图及通 用服务等功能,并具有良好的界面设计和符合用户操作

26、习惯。业务中 台应遵循“统一门户”、“统一用户”、“统一地图”和“通用服务” 的三“统一” 一 “通用”原则。业务服务平台建设内容包括GIS平台 建设、一张图可视化应用服务、单点登录、模块化管理、业务数据服 务总线、数据交换共享组件、通用图表绘制服务、报表管理组件、数 据缓存服务、权限管理以及通用系统接口。5. 3. 2建设要求GIS平台电子地图收集处理及专题图制作针对业主提供的增设泄放洞工程水库自动化管理系统所需的电 子地图资料,包括流域范围内的地形图,数字高程模型(DEM),航拍 影像图等进行整理。针对业务系统所需要的专题地图,用专用工具进行处理制作,并 在GIS平台上发布。GIS平台建设

27、GIS平台作为水库自动化管理系统业务应用支撑平台,通过系统 互联、数据服务、业务逻辑等建设,可选择以矢量图、影像图和地形 图为主要表现形式,实现水库自动化管理信息的分析、计算与展示, 并为各业务应用子系统提供数据服务和应用支撑。一张图可视化应用服务采用一张图可视化应用服务,在GIS平台里,可同时展示工情监 测点、水雨情监测点、视频监控等点位的位置信息,并显示当前监测 点的实时数据,系统提供超限报警功能。在GIS平台中提供查看详细 监测数据的入口,避免在需要了解水库各类实时监测数据时频繁在各 个系统中切换,为综合全面了解水库各业务的信息提供方便。单点登录单点登录是指用户通过一次性鉴别登录,可获得

28、需访问系统的授 权,管理员无需修改或干涉用户登陆就能方便实施安全控制。通过统 一的授权与认证实现海绵城市一体化管控平台各业务应用系统的单 点登录。模块化管理系统功能模块采用组件化、模块化技术进行构建,可以根据用户 需求进行个性化定制,用户可以添加和删除模块。业务数据服务总线业务数据服务总线将根据用户需要,从各类业务数据表中选择常 用字段,任意组合成虚拟表,多个虚拟表形成业务专题,为相应的业 务应用提供及时方便的业务专题响应服务。面向水库应用的专业数据 服务需求,实现数据、信息、应用与服务的整合。通过连通专题数据 库和各应用系统,建立业务数据服务总线,构建统一的数据服务,优 化数据访问速度,保障

29、各应用系统数据的精准和一致。数据交换共享组件水利信息化系统建设缺乏统一的建设标准,不同时期建立的系统 所采用的数据库管理系统不尽相同,导致数据库存在多源异构等多种 问题,也造成标准化数据库访问接口不统一。本次项目需购置数据中 间件,基于中间件进行二次开发,建立数据交换共享服务,实现本地 或异地的同构或异构数据源的数据交换。通用图表绘制服务系统需构建通用图表绘制服务,根据不同的水库管理需求定制丰 富多样的图形报表,通过过程线、饼图、柱状图、定制报表多种形式 实现水库综合信息的展现。报表管理组件报表管理组件提供日常业务所需报表的生成、查询、定制、编辑、 管理组件功能。数据缓存服务根据一些专家的调查

30、分析,发现信息系统在使用数据库的时候, 90%以上主要用来查询,有些比例甚至更高。也就是说,用户对数据 库的操作,更新操作所占的比例不高,大部分的操作都只是查询操作。 另外,本系统在查询时,对反复查询某类数据的可能性高,针对这种 情况,其查询操作往往是其数据库性能的瓶颈,需要考虑如何有效提 高查询的性能,因此需要建立数据缓存服务来减少对数据库的反复查 询,从而提高系统查询查询数据的效率。权限管理系统管理人员可以查看并分配各用户的权限,各用户只能访问自 己的权限范围内的各个系统模块,不可以越权限访问其他模块。通用系统接口建设建设通用的系统数据集成接口和业务集成接口,为现有的业务系 统的数据和系统

31、接入预留标准化接口,实现与其他相关业务系统的数 据集成,并使平台架构具有良好的可扩展性,针对新增业务需求可在 统一架构基础上进行快速功能定制和扩展,降低系统建设成本,提高 开发效率。本系统的用户认证需建立单点登录的功能,将内部原本分 散的信息资源和应用系统整合在一起,为用户提供统一的信息资源认 证访问入口,建立统一的、基于角色的和个性化的信息访问、集成平 台。在多个业务应用系统中,用户只需要登录一次就可以访问所有相 互信任的业务应用系统。其他要求整个软件系统须采用模块化、组件化的体系结构,将水库各业务 子系统设计、开发成一系列相对独立的功能模块,通过模块的选择和 组合可以满足水库信息化管理不同

32、需求。系统管理人员可以对水库自 动化管理系统中的各业务子系统功能模块进行管理,可以对不同的用 户分配不同的业务系统模块,使不同岗位角色的人员可以查看与自己 相关的业务子系统,不相关的业务子系统无需展示。系统须提供严格的权限管理功能,系统管理人员分配各用户的权 限,用户只能访问自己的权限范围内的各个系统模块,不可以越权限 访问其他模块,避免数据泄露及误操作。用户权限可按岗位角色分配, 也可以针对具体用户单独配置。系统须保证访问安全、数据安全,并具有操作日志的功能。系统 需提供严格的身份认证功能,系统通过用户输入的用户名和密码进行 校验,校验通过才可访问系统,并允许其进行与其权限相对应的操作; 系

33、统自动将关键敏感信息(如用户密码等)进行加密处理,关键数据 将被加密之后再送入数据库中,保证数据库层面没有关键敏感信息的 明码保存,保证在数据库存储层的安全性;系统自动记录所有的系统 操作情况,包括:操作人、口地址、操作时间、功能模块、操作结果 等,管理人员能够对系统日志进行查询、清除等操作。5. 4水库调度决策系统要求5. 4.1智慧大脑按照省水管理平台统一部署,按照大中台、小前台、微服务的架 构,结合特点和水利信息化基础,建设涵盖政务云、智慧使能平台、 水利数据仓库、应用支撑平台的“智慧水利大脑”。在功能上不仅具 有“数据、算法、算力”的智慧功能,还具备数据融合共享、大数据 分析、预报预警

34、、水利对象精准辨识、机器感知、信息系统快速搭建 等能力。5. 4. 2在线模型服务平台构建流域、区域相结合、多尺度、多过程、全要素的在线模型服 务平台。(1)建立并耦合洪水预报、潮位预报、水资源调配、城市实时内涝风险分析、水资源、突发污染等模型,建立在线模型服务平台;与气象预报产品进行融合,对接实时水雨情、实时工情数 据库,支持实时计算、实时校正、滚动计算、快速计算和自定义方案 计算等多种模式;依托水利大数据,更新模型基础资料,细化预报对象和预 报尺度,提升预见期和预报精度;依托浙江水利一张图,结合大数据关联分析,针对水情预 报、防洪排涝、水资源调度问题提供不同专题的预报调度模拟服务产 品,向

35、部门提供区域水位、雨量、水质、水量、工情、工况等基础数 据服务;提供防洪分析、河道洪水演进、水资源调配、用水效率评价、 防洪及水资源调度分析等算法服务产品。服务通过微服务架构,以相 互隔离的形式提供实时、高效、精准的预测预报、智能分析、调度模 拟、方案优选等服务,实现防洪、水资源、水环境的动态监测、科学 分析、精准预测、精细调度、综合调度。5. 4. 3洪水预报调度模型洪水预报调度主要涉及到水库的实时洪水预报调度、河道洪水预 报预警及水库泵站等水工程的防洪调度等,需要用到水文产汇流模型、 一维河道水动力模型、防洪调度模型、洪水淹没分析模型等。根据温州水库库区的地形地貌,模型一般应用新安江预报模

36、型, 对水库历史降雨概况、产汇流特征、流域调度情况进行详细分析论证, 针对水库洪水数据,率定水库预报模型参数。模型应具备一定的自学 习参数校正能力,能适应各水库本身所在库区条件变化影响。根据洪水预报的结果,按水库泄水建筑物的泄洪能力,调度模型 应开发水位控制模式、流量控制模式、流量指令调度模式、开度指令 调度模式、规则调度模式等5种调度功能。5. 4. 4知识库服务通过汇集多源数据,研究应用深度挖掘、机器学习、知识图谱等 技术,构建平台知识库,包括预案库、专家知识库、规则库、历史调 度库等建设,以此提升水利的预测预报、工程调度和辅助决策的能力。5. 4. 5数字李生数据底板要求以水利部、流域机

37、构共享共用LI、L2级基础数据底板,以为核 心,采集、构建基于遥感影像技术的工程区域L3级数据底板,为场 景化智慧应用提供底板支撑。利用无人机倾斜摄影测量技术,对库区范围进行实景三维建模。建模范围基于GIS技术,构建库区范围的三维实景模型,建立包含以工 程为主体的库区管理范围4. 47平方公里的实景三维模型。精度要求平面精度:模型相对于邻近控制点的平面中误差不大于0. 5米。高程精度:模型基准面高程相对于邻近控制点的高程中误差不大 于0. 3米。DSM格网尺寸为0.5米;平地高程屮误差0. 37米,丘陵高程 中误差0.75米;山地高程精度中误差1.05米;高山高程精度中误 差1. 5米;D0M

38、地面分辨率优于0. 1米;平面精度不低于0.3米;数字正 射影像图与相邻影像图接边误差不应大于1个像元。(3)技术要求1)倾斜摄影航空影像采集要求根据实地勘察测区的地形特征,参照GB7931-20081:500、 1:1000、1:2000地形图航空摄影外业规范)对测区航线进行设计。 为得到合格的倾斜影像,预先要设计好合理的飞行航线。根据数据采 集要求,本项目建设范围内的航线设计满足以下要求:倾斜航摄系统的下视影像航向重叠度不低于80%,旁向重叠度不 低于80%;设计的飞行航高保证获取的建模区域倾斜影像的空间分辨率 3cm,外围非建模区域倾斜影像的空间分辨率在8cm。飞行要求进入摄区前,组织飞

39、行员和摄影人员进行航线设计方案及技术讲 解;飞行前,严格按照飞行检查单的要求进行飞行前检查,确保设备 安装和各项设置正确无误;严格按照相应相机程序和P0S程序要求实 施摄影;飞机上同步观测数据全程记录进入首航线的IMU初始化前5 分钟至出最后航线IMU初始化后5分钟的时间段;地面GPS参考站需 在起飞前半小时开机记录数据,直至飞行结束落地后再继续接收半小 时数据才能关机。摄影时间要求在规定的航摄期限内,选择地表植被及其它覆盖物(如:积雪、 洪水等)对成图影响较小、云雾少、无扬尘(沙)、大气透明度好的 时间进行摄影。严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间;根 据GPS卫星预报,选择PDOP值

40、小于3的时间段进行摄影。2)低空近景影像采集要求由于倾斜航空摄影系统成像固有的局限性,倾斜摄影批量构建的 三维模型在低空部分会存在模型失真现象,对此利用低空近景影像予 以补充修正。对重点区域进行实地踏勘规划合理的飞行拍摄路线,实现最高 效、最经济地采集重点区域的近景影像;采集的近景影像应完整覆盖待补测的重点区域,且相邻近景影 像的重叠度不得低于70%;为减少无关地物对目标区域的遮挡,应沿着设计的飞行路线用 不同的拍摄角度进行往返拍摄,保证目标区域细节信息的完整性;在正式拍摄前应确认仪器设备安装和各项设置正确无误;近景影像应尽量选择与倾斜影像采集相近的时间段,减少光照 条件导致的色差,降低其对建

41、模效果造成的影响。3)倾斜摄影自动建模要求倾斜摄影测量技术通过在同一飞行平台上搭载多台航摄仪,同时 采集垂直、前视、后视、左视、右视五个不同角度的航空影像,并基 于摄影测量原理,通过对获得的影像数据进行同名点选取、多视匹配、 三角网(TIN)构建、自动映射纹理等处理,构建最逼真的实景真三 维模型(即3D Mesh) o建立的影像之间的三角关系构成TIN,再由TIN构成白模,软 件从影像中计算对应的纹理,并自动将纹理映射到对应的白模上,最 终形成真实三维场景。建模要求如下:贴图真实反映物体表面的颜色、质地、形状和图案等,同一区 域同种类物体贴图协调一致;贴图中不能出现无效区域或无效信息;对贴图进

42、行纠正处理,减少视角或镜头畸变引起的变形,不能 岀现带有弧度和角度不正的贴图;贴图拼接无缝,过渡自然;模型不同的面用到相同或类似纹理贴图时,釆用同一贴图;贴图的颜色和亮度调整到合适状态,保证贴图的清晰度和层次 感。4)重点区域模型优化在实际的生产处理过程中,受无人机等设备、大气环境及软件算 法的影响,实际模型会有一定的畸变和错误,引起视觉误差和应用障 碍。这种情况下,初始生产的实景三维模型难以满足应用需求,需对 无人机倾斜摄影测量三维城市模型的进行优化。包含但不限于:悬浮物删除将多余的粘连物与悬浮物选中,利用可编辑工具对其进行删除修 改,对缺损区域,进行修补。水面以及道路踏平将属于同一个平面的

43、多边形通过多边形修复工具拟合到指定的 平面。首先选中需要拟合的多边形,修复、拟合到平面,并调节对齐 平面的位置与多边形最佳契合,确定完成拟合。墙体破洞的修补用填充孔功能在缺失数据的区域里来创建一个新的平面或曲面 来填充。可以执行全部填充和部分填充。全部填充一般用于简单结构 体,对于复杂物体一般采用部分填充。根据不同的要求选择基于曲率、 切线和平面的填充方式。5)模型单体化要求建筑模型建设要求建筑物模型数据不应出现露面、镂空、黑洞等现象,保证模型的 完整性;建筑物因遮挡造成的结构、纹理不全的,应通过人工方式予 以补拍;模型的基底应与所处地形位置处于同一水平面上,与地形起 伏相吻合。模型纹理要求纹

44、理必须色调均匀、清晰可辨、无缝拼接、过度自然、不得有模 糊的观感;纹理影像应与实地情况相符,应真实反映实际材质的图案、 质感、颜色及透明度。模型贴图纹理、色彩应逼真,与现实一致,沿 街等主要区域建筑门面、标牌应清晰表现,贴图尺寸应为2的n次 方。其格式为jpg,透明贴图为加alpha通道的png;对于相邻两个 面的贴图应做到对齐窗缝、门缝、砖缝等;纹理所反映的楼层数应和 实际楼层数相符。要素模型建设要求重点区域主要道路两端要素模型主要包括:城市景观模型、沿街 要素模型和城市树木模型。建筑物模型:建筑物、马道、标识标牌等设施的模型制作,按照 精细模型标准制作。树木模型:树干底部应与其附着面保持一

45、致,与地形起伏相吻合; 行道树的放置间距应符合实际情况。水系模型:水系要素模型制作时应保证存在有水的底面与侧面, 底面应与地形起伏相吻合,水面用正射影像表达。当水底和地景相连 为一体时,可直接采用水面纹理,水面纹理表现为静止。5. 4. 6水库运行全景要求基于三维倾斜摄影模型,叠加展示水库基础信息及业务数据,水 位雨量、大坝安全、视频、闸门开度等各类实时监测信息,预警信息 和隐患点等信息。可以通过选择图层,设置透明度等操作来进行部分 信息展示,直观清晰。从已建的信息化系统中,采集水库的实时水雨情等数据信息,接 入到三维倾斜摄影模型中进行叠加展示,便于水库管理者更直观的查 看水库水雨情信息,无需

46、再从多个平台获取信息,方便快捷。根据水文、视频、大坝安全等各类实时监测数据,以及大坝安全 分析模型计算成果,结合水库控运管理指标进行融合分析,实现实时 数据和计算指标数据基于三维倾斜摄影模型进行综合展示。通过三维倾斜摄影模型进行设施设备管理,对重要设备设置单体 化操作,使设备三维可视化,能够显示设备完好性情况,可查看设备 具体信息。5. 4. 7综合指挥大屏要求综合指挥大屏是通过信息采集系统、信息传输网络、工程运行监 测系统以及调度系统的建设,将各项信息联成一体化网络,总结工程 涵盖内容和管理特征,对其管理过程中重点关注的管理对象利信息按 照专题划分。综合指挥大屏分为防洪调度专题和供水调度专题

47、大屏。防洪调度专题大屏主要展示天气及台风信息,应急响应和水利工 程预警信息;水雨情数据的未来区域和对水防御的形势研判分析;分 析水库的蓄水信息和防御的调度信息等数据通过大屏进行直观展示, 可对泽雅防汛调度进行指导和分析研判。防洪调度大屏主要包括气象预报、水雨情信息、出入库流量、洪 水预报、洪水调度决策建议等信息。供水调度大屏旨在实现全面感知分析可用水量、用水总量、用水 效率、水质等水资源动态变化,构建水资源调度决策、用水户和区域 用水监测预警业务应用体系,支撑水资源配置调度及水资源调配计划 实施。供水调度大屏主要显示气象预报、实时水雨情、供水调度要素、 水质、中长期径流分析预测及供水调度决策建

48、议等信息。5. 4. 8洪水预报调度要求水库的洪水预报调度系统,以实际防汛业务需求为岀发点,通 过分析水库所在流域内降雨情况、下垫面现状,结合气象数据、GIS 技术、水文模型、河道水力学模型等,在确保水库工程安全为基 础,以充分发挥水库防洪效益为目标。开发出洪水自动预报、防洪 调度、承洪分析、入库反推、人工干预预报等功能,对水库入库流 量过程、入库水量、洪峰、峰现时间、流域断面洪峰、峰现时间、 水位等数据进行提前预报、科学调度,以期实现流域洪水预报调度 一体化管理。洪水预报调度模块设计思路包括:精细化洪水预报调度:1)面向实际业务需求,结合本次数字化提升工程水雨情监测新 增点位,提升洪水预报精

49、度,减少弃水损失等。气象预报接入洪水 预报调度系统,提高洪水预报预见期,为泄洪预警留足时间。2)完善水库防洪调度功能,根据现有泄洪设施不同组合,进行 灵活、快速的调度计算。(2)增加水库下游洪水演进与淹没分析:实时监测下游断面水位流量情况;当发生超标准泄洪时,实时 计算下游洪水演进过程,预警预报重要断面洪水位;实时计算下游 淹没水深,能够基于GIS实时展示洪水淹没,分析受影响的乡镇、村 庄等。(3)增加水库岀库流量自动计算功能:依据水库设计报告等,能通过泄洪闸、泄洪洞闸门开度及实时 库水位,自动计算出过闸流量。能够有效支撑水库运行管理的自动 化、智能化程度,减少人工输入。5. 4. & 1水雨

50、情管理水雨情监测对本工程所在区域及相关重要水雨情监测站点进行 统一管理,包括坝上、雅漾、五凤垛2号站、北林堆2号站、2号站、 南雅、五凤埒、北林埒、上戍等雨量站点18处,坝上、坝下水 位、雅漾、取水口、等水位站点11处,共计29处水雨情监测站点, 同时对本工程水雨情数据进行汇总整编,提供综合统计分析、实时 监测预警,使工程管理人员实时掌握相关雨情信息,为工程调度运 行决策提供帮助。其主要功能如下:实时水雨情展示与查询基于地图或列表对水库所在流域的实时降雨量、水位和流量数 据进行展示和查询。系统会按照水雨情数值范围自动将测站以不同颜色区分,雨量 站区分大雨、暴雨等,河道水位站区分正常值、警戒值、

51、保证值 等。预警管理当水雨情监测值大于限值时,系统会进行自动报警提醒,并进 行预警信息推送。预警信息推送包括大屏预警、PC端预警、手机APP 端预警。极值分析对各雨量站24小时、1天、3天、5天、7天、15天、30天降雨量 进行统计,在此基础上开展不同时段降雨的滑动极值分析,并展示 查询最大前10位。根据时间变化,每日进行更新统计分析。5. 4. 8. 2水文数据分析历史水文数据及基于其与场次降雨、洪水过程的数据挖掘、匹 配、分析,可以为洪水规模定性、影响定性提供较好的数据支撑。 水文数据分析是在实时水雨情数据的基础上,采用数理统计的方法 对降雨量、水位和流量进行计算分析,以描述水库库区降雨特

52、性、 水情特性和洪水运动规律,形成洪水特性知识库,当发生暴雨洪水 时可依据典型洪水库进行快速适配,借助历史洪水调度经验辅助管 理人员进行决策。建成时间较长,具有良好的历史观测数据基础,为构建水文数 据分析应用提供了良好的条件。水文数据分析功能模块的建设内容 包括数据调查、收集、处理、入库、分析、建模以及应用功能开发 等。依据业务需求,为水文数据分析模块设计了以下应用功能:设 计暴雨与设计洪水管理、典型降雨与洪水库管理(含历史洪水调 查)。(1)设计暴雨管理针对划分的汇流单元,设计暴雨管理模块可以实现单元内不同 设计频率暴雨管理、查询以及更新维护,设计暴雨管理内容包括各 历史的设计点暴雨量、设计

53、面暴雨量、设计暴雨时程分配等。(2)设计洪水管理针对划分的汇流单元,设计洪水管理模块可以实现单元内不同 设计频率洪水管理、查询以及更新维护,设计洪水管理内容包括设 计洪峰、设计洪量、设计洪水过程线等。(3)典型降雨与洪水库管理(含历史洪水调查)基于大量历史场次洪水资料,例如降雨、水位、出库流量、反 推入库流量等,推求洪水预报模型计算结果与历史场次洪水过程是 否吻合。有利于调试率定验证所选用的预报模型。同时该功能可帮 助用户能够学习和掌握历史降雨洪水经验。5. 4. 8. 3洪水预报洪水预报是系统的核心功能,以气象降雨预报结果、实测水位、降雨量、水库水位-库容为依据,对实时水雨情等水库水文数据

54、的分析,采用产汇流进行蒸散发计算、产流计算、水源划分计算, 以及利用河道洪水演进获得水库断面的流量数据,提供水库入库断 面的洪水预报成果。预报结果包括入库流量、坝前水位、最大入库 流量和最大坝前水位等信息。洪水预报调度要根据温州市洪水预 报调度系统建设指引(征求意见稿)要求研发。结合天气变化趋势、工情险情状况,对洪水规模、发展态势作 出判断,并依据防洪调度规则和专家经验,以有效运用防洪工程、 减少洪灾损失为目标,进行水库调度计算,形成不同的调度方案供 专家会商、决策,为防汛工作提供辅助决策手段,最大限度地减轻 洪涝等灾害所造成的损失。洪水预报通过概化图展示各个站点及水库之间的概化关系,包 括:

55、防洪水库、预警对象、水文站、防洪控制断面,能够为决策者 提供每个关键站点的位置信息,便于做出防洪调度的决策。同时提 供人机交互的手段,可以根据经验判断设定或修改相关参数,并实 现流域水情、工情模拟仿真,将工程整体防洪形势展示在决策者面 前。主要功能如下:(1)自动跟踪预报功能系统应提供当前时间点前三天的实际降雨、岀、入库、水位变 化实际过程,后两天的降雨、出、入库、水位预测变化过程,以图 表结合的形式显示。在预测中,降雨信息可以采用预报降雨、无降 雨、人工预测降雨之间切换,调度中按“定开度”与“定流量”两 种方式进行跟踪调度,满足实际调度场景跟踪需求。系统制定合理 的预报间隔,提供自动预报功能

56、,自动预报的结果可自动保存,并 提供根据时段的预报结果查询功能。自动接入气象降雨结果,以图 表形式展示预报降雨过程,延展自动预报模型的预见期。(2)人工干预预报功能系统提供人工干预预报功能,方便遥测雨量计或水位计出现故 障或其他原因导致实测输入误差较大时启动该功能进行预报工作, 结合模型参数配置功能,完成手动启动预报。模型完成人工干预预 报后,工作人员可通过特定的窗口进行预报结果查询。(3)实时校正功能充分利用实时在线水位流量数据,修改模型状态变量,以提高 模型的预报精度。(4)承洪能力分析按设定的控制水位、当前库水位、出库流量、径流系数、库容 曲线等条件,根据水库集水区预报降雨测算水库最大可

57、承载降雨量 能力。本场景应用界面,系统应提供,在模型按设定的控制条件下, 进行预报调度分析,按照各种量级、雨型的预测降雨和设定的调度 方式下,分析出水库的承载能力,并提供全过程分析数据;同时, 系统计算出按水库的通过最优调度后,达到边界的水库可承载降雨 量,为决策提供参考。系统应有方案保存功能,保存的方案可事后进行反复查阅分 析。(5)历史洪水、暴雨库通过接入历史大洪水水文资料(降雨、水位、流量),构建历 史洪水、暴雨数据库,系统中以图、表结合的形式展示降雨、水 位、出入库、台风等全过程信息,方便用户快捷查询。(6)洪水后评估在洪水过后或对历史洪水,系统应具备后评价功能。在本场景 应用界面,系

58、统应提供洪水后评价分析功能,该应用功能是按预报 成果评价办法,对洪峰流量、峰现时间、洪水总量等相关预报数值 与实测数据进行对比分析,以已发生洪水的预报成果对模型预报能 力进行在线评价,来分析预报指标的好差,来评定预报模型的成果 等级;同时应用还提供调度成果优化分析功能,可以按设定的最高 水位、最大流量等优化控制指标,对洪水预报调度成果与理论最优 成果进行对比分析,方便用户积累历史经验,指导未来科学调度。在线后评价的成果整体应达到规范规定,评估为甲级的洪水场 次应达到90%以上。(7)历史洪水模拟系统提供历史洪水模拟功能,工作人员手动选择历史降雨作为 输入进行模拟,模拟结果以图表形式展示降雨、模

59、拟入库流量、实 际入库流量、库水位等。& 4防洪调度防洪调度是保障工程安全稳定运行,发挥水库综合效益的重要 环节,涉及条件众多,影响结果复杂,防洪调度模块综合考虑调度 影响因子,结合实际调度全过程需求,提供科学可靠的计算成果、 优化合理的决策参考,协助决策者完成防汛减灾任务、发挥工程社 会经济效益。(1)防洪调度方案制定1)来水过程分析系统自动利用预报模型获得水库未来来水过程,同时整合水雨 情监测站网体系数据,及时掌握所有监测点位数据,对实时水雨情 进行监控和预警,为后续调度操作提供前期预判。2)防洪调度方案防洪调度是防洪工作的核心。它依据水、雨、工情实况和洪水 预报,运用防洪的各项工程措施和

60、非工程措施,统筹流域防洪的全 局,处理好局部和全局的关系,设计和优选出防洪调度方案,有计 划的调节、控制洪水,保证防洪安全,努力减少洪水灾害。调度方式分为五类:一是指令调度模式,当水库水位或入库洪水超过某种限制时, 调度权归上级防汛指挥部门,水库调度人员需要对调度指令可能会 产生的后果进行分析,并将分析结果反馈给上级防汛指挥部门。二是水位控制模式,即以水库最高水位作为关注因子,使洪水 位处于水库最高控制水位之下。三是泄量控制模式,即水库放水和区间洪水有机配合,保证下 游防洪安全。四是闸门调度模式,即决策者根据不同的闸门操控方式制定水 库泄洪和错峰调度方案。五是规则调度模式,即以控运调度原则进行

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