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方案背景

黨的十八大提出了“加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力；加快水利建設(shè)，增強(qiáng)城鄉(xiāng)防洪抗旱排澇能力；加大自然生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)力度”。2019年中央一號文件中提出“進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)。推進(jìn)大中型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造與現(xiàn)代化建設(shè)”的要求。其中明確提出要加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，把信息化作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的制高點(diǎn)，推動信息技術(shù)和智能裝備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的應(yīng)用，培育互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)，建立健全智能化、網(wǎng)絡(luò)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營體系，加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。大中型灌區(qū)是保障國家糧食安全的基礎(chǔ)，黨中央、國務(wù)院一直高度重視灌區(qū)建設(shè)發(fā)展。但由于灌區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、運(yùn)行時(shí)間久、管護(hù)不到位，同時(shí)受水土資源變化、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、水資源供需矛盾加劇等因素影響，灌區(qū)在工程設(shè)施、用水管理、長效運(yùn)行等方面還存在突出短板和薄弱環(huán)節(jié)，不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求。當(dāng)前，國家大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，中央明確提出“推進(jìn)大中型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造和現(xiàn)代化建設(shè)”，開展大中型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造實(shí)施方案編制已刻不容緩。

方案介紹

灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)是從灌區(qū)管理現(xiàn)狀及需要出發(fā)，結(jié)合水利水務(wù)方面的行業(yè)應(yīng)用案例，確定灌區(qū)的信息化管理系統(tǒng)方案。實(shí)現(xiàn)一個(gè)為灌溉水利服務(wù)的，集水雨情信息、水利工程信息、閘門控制、水資源配置與調(diào)度為一體的系統(tǒng)。系統(tǒng)包含信息的采集、傳輸、存儲和數(shù)據(jù)處理。涵蓋灌區(qū)水雨情、水質(zhì)監(jiān)測、水量計(jì)量、氣象監(jiān)測在灌區(qū)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、狀態(tài)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析、報(bào)表生成等功能。

場景示意圖

方案架構(gòu)
灌區(qū)信息化工程總體框架布局為五個(gè)層次，即多源數(shù)據(jù)層、信息傳輸層、基礎(chǔ)支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、用戶層。

方案特點(diǎn)

多源數(shù)據(jù)層-全面感知

本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)層級采用多源數(shù)據(jù)融合，將各種傳感器的感知數(shù)據(jù)、日常收集的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)獲取的公開數(shù)據(jù)、人工填報(bào)數(shù)據(jù)等多種來源的數(shù)據(jù)綜合利用各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行匯集。實(shí)現(xiàn)對灌區(qū)內(nèi)水系、水利工程、水利管理活動的全面感知。針對灌區(qū)態(tài)勢感知類別少、覆蓋不全面、監(jiān)測手段落后等問題，完善信息釆集要素種類，規(guī)范信息釆集標(biāo)準(zhǔn)和流程，采用自動化量測、視頻監(jiān)測等手段進(jìn)行關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)水情、工情、農(nóng)情、水質(zhì)、安全信息采集。針對各種非結(jié)構(gòu)化的資料支持人工上傳，形成資料庫。建設(shè)公開信息的接入服務(wù)，自動獲取與灌區(qū)工作相關(guān)的公開信息，形成系全面的信息支撐，同時(shí)利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和其他先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)方式，建立“交換程控化、傳輸數(shù)字化、無線全覆蓋”的穩(wěn)定、安全、多樣的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，最終形成全面、立體、高效的感知體系。

信息傳輸層-全面互聯(lián)

信息傳輸是實(shí)現(xiàn)灌區(qū)信息化監(jiān)控管理的互聯(lián)通道，也是整個(gè)業(yè)務(wù)體系數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)控調(diào)度、視頻監(jiān)測、通訊決策的必要基礎(chǔ)，以及整個(gè)灌區(qū)信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。信息傳輸層承擔(dān)整個(gè)灌區(qū)的信息傳輸交換，主要有管理局與各個(gè)片區(qū)以及管理局內(nèi)部各部門、分中心與分中心之間的通信；現(xiàn)地各種采集設(shè)備與控制對象與灌區(qū)信息化平臺通信。根據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信環(huán)境、可靠性要求、對數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求、數(shù)據(jù)帶寬等因素選擇不同的通信技術(shù)進(jìn)行通信，主要采用4G、5G、專網(wǎng)、光纖等方式。例如，可遠(yuǎn)程控制的閘門對可靠性要求極高因此采用光纖通信方式與控制中心進(jìn)行連接，再通過控制中心與分中心的專網(wǎng)或 VPN 網(wǎng)路與信息化平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互?，F(xiàn)場采集設(shè)備與信息化平臺數(shù)據(jù)交互網(wǎng)絡(luò)主要采用無線公共網(wǎng)絡(luò)，例如 GPRS、3G 或 4G、5G 網(wǎng)絡(luò)，例如物聯(lián)網(wǎng)NB-IOT或4G、5G網(wǎng)絡(luò)。

基礎(chǔ)支撐層-深度整合

基礎(chǔ)支撐層中包括實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接入的物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)管理服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)平臺負(fù)責(zé)接收傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并解析提取監(jiān)測數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)管理服務(wù)提供灌區(qū)數(shù)據(jù)高效敏捷的存儲計(jì)算能力，利用云技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和GIS技術(shù)等，匯集、整合、共享提供灌區(qū)信息化體系所需的各相關(guān)數(shù)據(jù)，對灌區(qū)業(yè)務(wù)管理的各類相關(guān)信息進(jìn)行存儲。業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐服務(wù)是灌區(qū)信息化體系的核心，主要包括組織機(jī)構(gòu)、權(quán)限管理、應(yīng)用接口、消息傳送、地圖發(fā)布、報(bào)表圖表、用戶管理、數(shù)據(jù)交換與共享系統(tǒng)等。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層-智能應(yīng)用

業(yè)務(wù)應(yīng)用層是灌區(qū)信息化管理的核心，借助各種水利科技技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，在物聯(lián)感控、通信及數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上建立各種基于灌域業(yè)務(wù)流程的智能應(yīng)用，提升智能決策與調(diào)度、智能控制、智能診斷與預(yù)警功能，實(shí)現(xiàn)工程管養(yǎng)、水權(quán)交易、水費(fèi)計(jì)收等功能。

公共服務(wù)層-泛在服務(wù)

公共服務(wù)層是為灌區(qū)不同層面的業(yè)務(wù)人員與決策者提供高效與便利的服務(wù)，并為政府相關(guān)部門、取水用戶、社會公眾提供一個(gè)了解灌區(qū)管理、參與監(jiān)督灌區(qū)管理的便利渠道。

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