文章背景：为贯彻落实全国水利信息化工会议精神，切实发挥信息技术在大型灌区建设与管理中的作用，推动大型灌区信息化建设的健康发展，中国灌溉排水发展中心于2009年9月24日～26日在甘肃省景泰县举办了“灌区信息技术与应用培训班”，主要培训内容有：大型灌区续建配套与节水改造管理信息系统应用、灌区量水技术与设备、业务应用系统建设与管理、以及典型灌区信息化建设经验交流。

来自全国大型灌区的近200多名代表参加了培训学习。甘肃省兴电灌区在培训班上做了题为《甘肃兴电灌区信息化建设做法与经验》的交流发言，与会代表认为甘肃兴电灌区泵站监控与信息化管理系统，在多级提水灌溉泵站计算机自动监控和信息化管理领域具有较高的水平和良好的推广应用前景。

1．前言

兴电灌区位于甘肃省与宁夏回族自治区接壤地带，为沿黄河高扬程提水的大型灌区。受益区为甘肃靖远县、平川区和宁夏中宁县、砂坡头区的10个乡镇，受益人口18万多人，其中移民7.6万人，少数民族人口3.1万人。

灌区是高扬程电力提水的农业灌溉工程。设九级泵站提水，总扬程477.75m，配电变电站三座；设9个水管所，建成总干渠1条，干渠2条，支干渠7条，支渠54条，斗渠493条；设计灌溉面积30.18万亩。设计提水流量10m3/s，年提水1.2亿m3。

灌区工程于1976年开始建设。当时是为了建设一处灌溉扶贫工程，解决兴堡川及周边干旱地区人民的饮水和吃粮问题。在温饱的基础上逐步脱贫致富，同时改善灌区的生态和环境。工程开始发挥效益，为改善当地农业生产条件，治理水土流失、保持生态平衡、改善生态环境，发挥了巨大的作用，效益显著。特别是在多年大旱中，为抗旱保粮扶贫开发做出了巨大贡献，为灌区人民生存奠定了坚实基础。

提水、输水及水量分配是灌区管理的中心工作。但长期以来，由于管理手段落后、方法陈旧，造成管理能力和水平不高，在一定程度上严重影响和制约着灌区经济的发展。因此，如何有效利用信息资源，为管理决策提供科学的信息支持和服务，已成为提高现代化管理水平，向管理要效益的一项重要而紧迫的任务。所以，加快灌区信息化建设，提高对信息的收集、传送、处理、共享、查询、使用及管理，建立一套适时、实用的兴电灌区信息化管理系统，已成为当务之急。

2. 兴电灌区信息化建设总体思路和规划内容

信息化是现代科技发展的重要标志，以水利信息化建设为核心，贯彻治水新思路，推进水利现代化进程。通过采用信息化管理技术和手段，提高对水资源的调控能力、水工程的自动化水平和水管理的信息化水平。从根本上摆脱水利行业技术落后、管理薄弱等状况，推进水利管理方式的彻底转变，不断提高水利行业现代化管理能力和水平。因此，兴电灌区为适应水利信息化建设的要求和信息技术发展的趋势，以需求为导向，立足应用，解决管理工作中存在的问题，研制开发出适合本灌区实际应用的信息化管理系统。

早在1998年,兴电灌区就将自动化监控系统建设列入议事日程。抽调专门技术人员，组织学习、培训、咨询、走访和调研等活动，并邀请相关院校及开发商的专家来现场研讨论证，从而积累了一定经验。初步编制出适合兴电灌区实际，切实可行，经济合理的信息化系统工程规划方案。在此基础上,根据水利部司局函（农水灌[2002]09号）《关于开展大型灌区信息化建设试点工作的通知》，又与南京水利水文自动化研究所共同完成了《兴电灌区信息化建设规划方案》和《实施方案》。

2002年10月，中国灌溉排水发展中心受水利部农水司委托，组成专家组莅临灌区现场，对《兴电灌区信息化建设规划方案》和《实施方案》进行了评估。并签发《关于〈甘肃省兴电灌区信息化建设规划报告〉及其〈实施方案〉评估意见的函》（中灌发工函[2002]136号），认为《规划方案》和《实施方案》符合编制要求。其评估意见中对该灌区信息化的技术方案、运行管理和经济评价等部分提出了应进一步明确和论证的要求。于是，兴电灌区与设计单位共同作了认真分析探讨，多次咨询考察了兄弟灌区的类似方案及技术要求，借鉴其先进经验。又经灌排中心多次培训指导和邀请专家咨询讲座，共同研讨论证。对兴电灌区信息化建设方案做了更进一步补充和完善。随之水利部将兴电灌区列为全国大型灌区信息化建设试点单位,并从2003年开始分年度投资实施。

根据《全国水利信息化规划纲要》以及《全国水利信息化发展“十一五”规划》要求，结合兴电灌区建设需求，规划内容为：建设调度中心信息化管理总站1个，泵站监控子站8个，变电站监控子站3个，水管所监控子站9个，建设专用光纤传输网络线路98km，建设9个业务应用系统（包括：泵站、变电站监控管理子站系统；调度中心总站信息管理系统；专用光纤传输局域网络系统；水管所及干支渠监控管理子站系统；输水渠系主要建筑物监测管理系统；田间斗渠口配水用水管理系统；灌区基础数据库管理系统；电子政务和公众服务系统；泵站提水流量自动调节系统与灌区斗口自动控制系统等）。

3. 兴电灌区信息化试点项目建设情况

兴电灌区坚持“科学规划，因地制宜，急用先建，先进适用，高效可靠”的原则，针对本灌区的特点，按照年度投资计划及实施方案， 2003年度至2008年度实施完成了1个调度中心信息管理总站、8个泵站子站、3个变电站子站、2个闸门监控子站、光缆线路98km及以下系统的建设。

⑴网络及通信系统

①工业以太网络系统

在每座泵站、水管所安装工业以太网交换机，利用架设的光缆线路，将提水泵站中一至八泵的光纤联结构成一个千兆光网，水管所大坝所至靖安所的光纤联结构成一个千兆光网。两个千兆光网接入到赵碑变电站的三层核心交换机上，与管理中心的工业以太网交换机联接，实现全灌区管理单位千兆光纤骨干网络。

本网络的建成，主干上网络带宽达到1000m(1g)。保证了子站内的视频数据和子站监控系统数据传输的需要，同时还有很大的富裕带宽。采用的工业以太网技术以其高带宽、高可靠性、容易使用、通信协议有更高的灵活性等特点逐步取代其它工业通讯网络，保证了以后系统的可扩展性。

②计算机网络系统

建立办公大楼综合布线系统及局域网络系统，实现千兆主干百兆到桌面的内部网络；基层单位在工业以太网交换机划分的vlan中接入网管型桌面交换机，组建各自的内部局域网。同时建立基于光纤联接的10m速率internet宽带接入，设置网络防火墙及防病毒系统，局机关及基层单位所有电脑通过局域网共享上网。

③voip网络电话通讯

在已有数字程控交换电话的基础上，在管理局通信中心增装一台ccp1000交换设备，在下属各单位安装ip话机，管理局与下属基层单位实现voip通讯，组网示意图如下：

所有ip话机都向中心的ccp1000通信交换设备注册，同时ccp1000可以通过e1电路与原pbx对接，实现pbx/ccp1000/ip phone的组网，达到总部与下属单位的voip通讯。 并且实现ccp1000交换机与原有hjd04—rm电话交换机通过数字中继兼容对接，实现全局ip网络电话与原模拟分机的等位电话互通拨号，保持原有号码分配与拔号方式不变，方便用户使用。基于内网的voip电话系统，提供了高清晰的内部免费语音和可视化通讯，并支持多种增值业务，如来电显示、电话会议、电话录音等，解决了运行调度的通讯及业务扩展能力。

⑵泵站、变电站现场监控系统

泵站（变电站）的数据采集系统为集散系统结构（dcs），采用分布式总线智能测控网络多主站高速测控前端设备。利用传感探测技术，在原设备上加装温度传感器、超声波或远红外线液位计、电磁式或超声波流量计、位置传感器、继电器等。完成对温度、水位、流量、机组振动、窜动、出水管道压力、电压、电流、功率、功率因数、电量的监测任务，以及完成泵站电气控制设备的隔离刀闸位置、油开关分合判断及控制任务。智能测控前端分别安装在测控对象附近，缩短信号线长度，有效防止干扰和衰减，直接接入电流、电压互感器的二次侧信号,不需要任何电量变送器,减少了中间环节。采用现场总线技术将所有智能测控前端联接起来，经专用网卡接入现场工业控制计算机，完成所有测控点的采集和控制任务。构成单座泵站（变电站）独立运行的现场监测控制子站系统。

⑶视频监控系统

在泵站（变电站）安装视频工控主机、视频采集卡，高清摄像机、云台控制器、视频解码器等，完成视频图像实时采集，构成图像监控系统。采用先进的数字硬盘录像监控系统，支持24路音视频同步实时录像，容量大，性能稳定，图像质量清晰。支持一路音视频实时预览，音视频完全同步播放，强大的录像功能是采用帧冗余技术。定时录像和手动录像文件在切换录像的时候，满足工控标准。

泵站（变电站）的图像监控系统经光纤局域网络进入调度运行管理层后，还具有完善的网络用户管理功能，不同的用户对不同通道有不同的权限，可以灵活设置，充分满足用户的各种应用需要。在中心监控总站实现对子站设备运行工况、人员工作情况的远程实时监控。

⑷调度信息管理总站系统

在调度中心建立计算机管理工作总站，利用光纤网络将管理总站与各个子站联结起来，构成一个整体逻辑上的计算机局域网络，达到数据信息传输、视频图像信息传输、资源共享的需要。每个子站的计算机通过高速通信设备接入光纤网络，在调度中心按点对多点方式接入各子站的数据，实现调度中心对所有泵站、变电站、水管所的运行管理和调度控制。

中心总站的建成主要实现了对子站数据的采集、处理、存储、设备遥控、图像监视、故障报警、事故追忆、系统设置、维护，及灌区工程运行工况的查询、数据检索、统计、报表生成、调度决策分析等，为进一步优化调度、合理灌溉提供科学依据。

⑸灌区基础数据库系统

完成兴电灌区基础数据库的硬件设备安装、楼宇网络线路布局、管理系统软件开发、以及所有科室子库、泵站子库、水管所子库挂网等工程。各挂网子库分别存储管理相应的业务数据，并且通过数据库服务器和存储器浏览共享所有数据。建成多子库结构的管理数据库系统。具有危险分散、存储分散、管理集中等特点。

⑹电子政务系统

电子政务系统工程主要分两大部分建设。

①多媒体培训研讨及会议系统。建成一套信息化培训研讨多媒体系统，主要包括高清多功能视频会议系统，idb交互式数字平台系统，彩色led电子显示