一、 項(xiàng)目背景
依據(jù)2006年4月天津市發(fā)改委批復(fù)的《天津市南水北調(diào)中線市內(nèi)配套工程總體規(guī)劃》（津發(fā)改農(nóng)經(jīng)[2006]179號(hào)），配套工程的總體布局是以于橋水庫(kù)、爾王莊水庫(kù)、王慶坨水庫(kù)、北大港水庫(kù)（東線）、北塘水庫(kù)為安全供水調(diào)節(jié)保障體系，以一橫（新建天津干線末端到濱海地區(qū)的引水工程）、一縱（現(xiàn)有的引灤工程）主干供水工程連接5個(gè)水庫(kù)和各個(gè)供水分區(qū)，形成引江、引灤和本地水源的綜合優(yōu)勢(shì)。
天津市南水北調(diào)中線市內(nèi)配套工程建設(shè)項(xiàng)目主要包括：新建天津干線分流井至西河泵站輸水工程（西干線）、天津干線末端至濱海新區(qū)輸水工程（曹莊泵站至北塘水庫(kù)），新建王慶坨水庫(kù)和完善北塘水庫(kù)，擴(kuò)建現(xiàn)有引灤供水管線，新建爾王莊水庫(kù)入寧河—漢沽、入武清輸水管線工程及加壓泵站；新建爾王莊水庫(kù)入津?yàn)I水廠管線工程，在原聚酯泵站基礎(chǔ)上擴(kuò)建入津?yàn)I水廠加壓泵站。其中西干線輸水工程包括：天津干線分流井～西河泵站（沿線設(shè)有連通井及出口閘兩個(gè)閘站）。南干線輸水工程包括：由曹莊泵站～ 津?yàn)I水廠（一期）輸水管線及泵站、城上村泵站～北塘水庫(kù)輸水管線及泵站、柴辛莊泵站～大港水廠及塘沽河南水廠輸水管線及泵站，江供靜海管線工程由南干線靜海分水口～靜海水廠，整體規(guī)劃如圖1所示。
圖1 市內(nèi)配套工程總體圖
二、 項(xiàng)目需求
鑒于天津市南水北調(diào)工程中線配套工程的重要性和對(duì)天津市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮的重要作用，有必要采取先進(jìn)的技術(shù)及管理手段，通過(guò)建設(shè)天津市南水北調(diào)中線市內(nèi)配套工程自動(dòng)化調(diào)度與運(yùn)行管理決策支持系統(tǒng)，有效地整合信息資源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置、提高工程效率、規(guī)避工程及投資風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)由經(jīng)驗(yàn)管理到科學(xué)管理、規(guī)范管理、數(shù)字化管理的轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮南水北調(diào)工程的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，為天津市經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展提供水源保障。
三、自動(dòng)化調(diào)度及運(yùn)行管理系統(tǒng)規(guī)劃
在南水北調(diào)中線市內(nèi)配套工程水源公司內(nèi)設(shè)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)總調(diào)中心，總調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)所有機(jī)組設(shè)備以及控制子系統(tǒng)的監(jiān)控；在曹莊泵站、王慶坨水庫(kù)、北塘水庫(kù)、柴辛莊泵站及西干線出口閘閘站各設(shè)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)管理分中心，分中心實(shí)現(xiàn)對(duì)其下屬范圍內(nèi)機(jī)組設(shè)備以及控制子系統(tǒng)的監(jiān)控。引江配套西干線自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)納入曹莊泵站分中心控制。在曹莊泵站建立數(shù)據(jù)備份中心，保證數(shù)據(jù)中心在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能夠自動(dòng)切換到備份中心，同時(shí)曹莊泵站分中心作為配套工程備用總調(diào)中心，可在總調(diào)中心無(wú)法運(yùn)行時(shí)部分擔(dān)負(fù)中心的調(diào)度職能。引灤擴(kuò)建工程在爾王莊水庫(kù)入寧河、入武清各新建一泵站，入津?yàn)I水廠在原聚酯泵站基礎(chǔ)上擴(kuò)建泵站，在入武清管線加壓泵站建一自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)管理分中心，對(duì)引灤擴(kuò)建工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行管理，該分中心系統(tǒng)在爾王莊水庫(kù)管理處與引灤信息系統(tǒng)匯接（目前暫不與引江配套工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)）。天津市引長(zhǎng)江水市內(nèi)配套網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示，引灤擴(kuò)建市內(nèi)配套網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖3所示。
配套工程自動(dòng)化監(jiān)控分成三個(gè)層級(jí)，分別為現(xiàn)地級(jí)控制系統(tǒng)、信息管理分中心及信息管理中心。每個(gè)現(xiàn)地級(jí)自控系統(tǒng)包括現(xiàn)地級(jí)泵站、閘站、水庫(kù)等子控制系統(tǒng)，執(zhí)行常規(guī)或應(yīng)急調(diào)度指令，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視調(diào)度指令執(zhí)行情況，并上報(bào)下達(dá)指令單位，直接執(zhí)行總調(diào)中心下達(dá)指令的情形要抄報(bào)調(diào)度分中心；每個(gè)信息管理分中心負(fù)責(zé)接收、轉(zhuǎn)發(fā)總調(diào)中心調(diào)度指令。在應(yīng)急情況下，制定應(yīng)急處理方案，上報(bào)總調(diào)中心；接受總調(diào)中心下達(dá)的應(yīng)急調(diào)度指令，發(fā)送到現(xiàn)地站執(zhí)行；信息管理中心下發(fā)指令到調(diào)度分中心、現(xiàn)地站執(zhí)行；應(yīng)急情況下，總調(diào)中心根據(jù)調(diào)度分中心或現(xiàn)地站提供的不同險(xiǎn)情發(fā)生情況及應(yīng)急處理方案。
基于引江及引灤擴(kuò)建兩套輸送水監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，搭建全市自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分成三大模塊，分別為基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)、應(yīng)用支撐平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)。最底層為基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)及控制命令執(zhí)行；應(yīng)用支撐平臺(tái)搭建頂層與底層數(shù)據(jù)交互的平臺(tái)，并提供專業(yè)的模型服務(wù)、空間信息服務(wù)等，以數(shù)據(jù)訪問(wèn)中間件為橋梁協(xié)調(diào)上下兩層數(shù)據(jù)的順暢交互；頂層為應(yīng)用系統(tǒng)，幫助市局領(lǐng)導(dǎo)實(shí)現(xiàn)調(diào)水、工程管理、決策以及政務(wù)電子化等一系列功能，自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)總框圖如下圖所示。
四、 挑戰(zhàn)與機(jī)遇
基于南水北調(diào)工程中線配套工程的重要性和對(duì)天津市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮的重要作用，建設(shè)天津市南水北調(diào)中線市內(nèi)配套工程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)配套工程項(xiàng)目具有至關(guān)重要的作用，是整個(gè)工程運(yùn)行維護(hù)的基礎(chǔ)。
對(duì)于軟件系統(tǒng)，由于項(xiàng)目分期進(jìn)行，項(xiàng)目復(fù)雜且周期長(zhǎng)、子系統(tǒng)繁多，因此考慮到各個(gè)子系統(tǒng)的整合，要求從現(xiàn)地級(jí)到分中心及信息管理中心均需采用統(tǒng)一的軟件平臺(tái)，以增加系統(tǒng)可維護(hù)性，降低實(shí)施和維護(hù)的成本。
軟件系統(tǒng)需具備的主要特性：
1） 數(shù)據(jù)的高速采集，高可靠性和完整性；
2） 數(shù)據(jù)的處理，實(shí)時(shí)顯示，曲線棒圖等多樣可視化途徑；
3） 數(shù)據(jù)高速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索性能，提供快捷的分析工具操作人員可以方便地完成數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)輸入、制定報(bào)表、等工作；；
4） 具有強(qiáng)大的報(bào)警管理功能，可以方便查詢報(bào)警和事件；
5） 數(shù)據(jù)的操作和處理具有權(quán)限限制功能，可根據(jù)使用者的權(quán)限分級(jí)供其使用；
6） 面向工程對(duì)象的方法，支持OPC、DDE、ODBC、ActiveX等標(biāo)準(zhǔn)，使綜合控制系統(tǒng)的集成和開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)化；
7） 分布式架構(gòu)，可輕松容納20萬(wàn)點(diǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)；
8） 靈活的擴(kuò)展性，可維護(hù)性，統(tǒng)一管理，診斷和部署各子系統(tǒng)；
9） 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)，提供有效的調(diào)度預(yù)案；
10）降低運(yùn)行和維護(hù)的成本，使系統(tǒng)方案具有最大性價(jià)比。
軟件系統(tǒng)要求采用專業(yè)自動(dòng)化軟件公司研發(fā)的成熟的軟件產(chǎn)品，不考慮采用自動(dòng)化工程公司自有的軟件。鑒于項(xiàng)目較長(zhǎng)的建設(shè)過(guò)程及長(zhǎng)期維護(hù)服務(wù)，考慮使用國(guó)內(nèi)知名自動(dòng)化軟件企業(yè)的軟件系統(tǒng)，如北京亞控公司等，以便更好的獲得方便快捷的服務(wù)響應(yīng)，同時(shí)能夠提供有效保障的定制服務(wù)。