方案背景

黨的十八大提出了“加快發展現代農業，增強農業綜合生產能力；加快水利建設，增強城鄉防洪抗旱排澇能力；加大自然生態系統和環境保護力度”。2019年中央一號文件中提出“進一步加強農田水利建設。推進大中型灌區續建配套節水改造與現代化建設”的要求。其中明確提出要加快推進農業現代化，把信息化作為農業現代化的制高點，推動信息技術和智能裝備在農業生產經營中的應用，培育互聯網農業，建立健全智能化、網絡化農業生產經營體系，加快農業產業化進程。大中型灌區是保障國家糧食安全的基礎，黨中央、國務院一直高度重視灌區建設發展。但由于灌區建設標準低、運行時間久、管護不到位，同時受水土資源變化、農業種植結構調整、水資源供需矛盾加劇等因素影響，灌區在工程設施、用水管理、長效運行等方面還存在突出短板和薄弱環節，不適應經濟社會發展需求。當前，國家大力推進農業農村現代化、實施鄉村振興戰略，中央明確提出“推進大中型灌區續建配套節水改造和現代化建設”，開展大中型灌區續建配套與現代化改造實施方案編制已刻不容緩。

方案介紹

灌區信息化管理系統是從灌區管理現狀及需要出發，結合水利水務方面的行業應用案例，確定灌區的信息化管理系統方案。實現一個為灌溉水利服務的，集水雨情信息、水利工程信息、閘門控制、水資源配置與調度為一體的系統。系統包含信息的采集、傳輸、存儲和數據處理。涵蓋灌區水雨情、水質監測、水量計量、氣象監測在灌區業務中的應用，實現數據采集、視頻監控、狀態采集、數據顯示、數據分析、報表生成等功能。

場景示意圖

方案架構
灌區信息化工程總體框架布局為五個層次，即多源數據層、信息傳輸層、基礎支撐層、業務應用層、用戶層。

方案特點

多源數據層-全面感知

本系統在數據層級采用多源數據融合，將各種傳感器的感知數據、日常收集的非結構化數據、互聯網獲取的公開數據、人工填報數據等多種來源的數據綜合利用各種先進技術進行匯集。實現對灌區內水系、水利工程、水利管理活動的全面感知。針對灌區態勢感知類別少、覆蓋不全面、監測手段落后等問題，完善信息釆集要素種類，規范信息釆集標準和流程，采用自動化量測、視頻監測等手段進行關鍵節點水情、工情、農情、水質、安全信息采集。針對各種非結構化的資料支持人工上傳，形成資料庫。建設公開信息的接入服務，自動獲取與灌區工作相關的公開信息，形成系全面的信息支撐，同時利用現有網絡和其他先進網絡方式，建立“交換程控化、傳輸數字化、無線全覆蓋”的穩定、安全、多樣的通信傳輸網絡，最終形成全面、立體、高效的感知體系。

信息傳輸層-全面互聯

信息傳輸是實現灌區信息化監控管理的互聯通道，也是整個業務體系數據傳輸、監控調度、視頻監測、通訊決策的必要基礎，以及整個灌區信息化系統的數據載體。信息傳輸層承擔整個灌區的信息傳輸交換，主要有管理局與各個片區以及管理局內部各部門、分中心與分中心之間的通信；現地各種采集設備與控制對象與灌區信息化平臺通信。根據實現數據通信環境、可靠性要求、對數據實時性的要求、數據帶寬等因素選擇不同的通信技術進行通信，主要采用4G、5G、專網、光纖等方式。例如，可遠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行連接，再通過控制中心與分中心的專網或 VPN 網路與信息化平臺進行數據交互?，F場采集設備與信息化平臺數據交互網絡主要采用無線公共網絡，例如 GPRS、3G 或 4G、5G 網絡，例如物聯網NB-IOT或4G、5G網絡。

基礎支撐層-深度整合

基礎支撐層中包括實現數據接入的物聯網平臺、數據管理服務和業務應用支撐服務。物聯網平臺負責接收傳感器上傳的數據，并解析提取監測數據存入數據庫。數據管理服務提供灌區數據高效敏捷的存儲計算能力，利用云技術、微服務技術、大數據技術、數據倉庫技術、數據挖掘技術和GIS技術等，匯集、整合、共享提供灌區信息化體系所需的各相關數據，對灌區業務管理的各類相關信息進行存儲。業務應用支撐服務是灌區信息化體系的核心，主要包括組織機構、權限管理、應用接口、消息傳送、地圖發布、報表圖表、用戶管理、數據交換與共享系統等。

業務應用層-智能應用

業務應用層是灌區信息化管理的核心，借助各種水利科技技術和物聯網技術等，在物聯感控、通信及數據中心的基礎上建立各種基于灌域業務流程的智能應用，提升智能決策與調度、智能控制、智能診斷與預警功能，實現工程管養、水權交易、水費計收等功能。

公共服務層-泛在服務

公共服務層是為灌區不同層面的業務人員與決策者提供高效與便利的服務，并為政府相關部門、取水用戶、社會公眾提供一個了解灌區管理、參與監督灌區管理的便利渠道。

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