【文章內(nèi)容簡介】 、運行結(jié)果等數(shù)據(jù)；也包括調(diào)度運行系統(tǒng)運行過程中所需查詢的各種文檔資料，如湖庫的調(diào)度規(guī)則、有關(guān)政策法規(guī)和歷史文檔、各種圖片和照片等。 （ 4）實現(xiàn)系統(tǒng)綜合集成。 構(gòu)筑以電子地圖、專用數(shù)據(jù)庫、模型作為基本支撐的蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的軟件運行環(huán)境；通過信息查詢、輔助管理和分析功能江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 16 的開發(fā)，形成蘇北地 區(qū)供需水形勢分析環(huán)境；通過調(diào)度方案管理和模型集成功能的開發(fā)，實現(xiàn)模型與系統(tǒng)的緊密集成，輔以友好的人機界面和人機對話過程，實現(xiàn)調(diào)度方案生成、模型運行、運行結(jié)果表達、多種調(diào)度方案管理等操作功能，有效地支持蘇北地區(qū)水資源配置調(diào)度決策服務(wù)。 實時水量調(diào)配模型（含需水預(yù)測） 實時水量調(diào)配模擬模型主要是根據(jù)江水北調(diào)工程系統(tǒng)中各湖泊當(dāng)前蓄水狀況，各抽水站和水閘工況條件，在未來一個時段的預(yù)報來水和預(yù)測需水基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)水量平衡做出下一個時段系統(tǒng)各湖泊放水量，抽水站抽水流量，水閘過水流量的安排，同時提供系統(tǒng)實際 可供水量。用戶對模型開發(fā)的需求是： （ 1）功能要求 ①編制湖泊年調(diào)度圖。年調(diào)度圖是指導(dǎo)湖泊調(diào)度運行的基本依據(jù)。湖泊年調(diào)度圖是根據(jù)歷史水雨情資料，現(xiàn)狀用水水平或規(guī)劃用水水平，經(jīng)長系列調(diào)節(jié)計算編制的。第一階段工程主要依靠多年調(diào)度經(jīng)驗和實際運行總結(jié)，建立系統(tǒng)的模擬模型來進行。在模擬計算的過程中，各年的用水過程應(yīng)根據(jù)來水的豐枯情況不同而應(yīng)有所不同。年調(diào)度圖中確定不同時段控制水位的調(diào)度線及供水目標(biāo)。 ②建立一個現(xiàn)狀供需水形勢分析環(huán)境。該分析環(huán)境將根據(jù)現(xiàn)有水文站網(wǎng)、大運河調(diào)水監(jiān)測系統(tǒng)和防汛指揮系統(tǒng)，以及本項工程建設(shè)的信 息采集系統(tǒng)提供的實時水、雨、工情監(jiān)測信息和專用數(shù)據(jù)庫提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，運用水文水資源、數(shù)理統(tǒng)計、計算機模擬等多學(xué)科方法，輔助調(diào)度決策者分析和掌握系統(tǒng)的現(xiàn)狀形勢及未來變化趨勢。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析歸納，能初擬若干江水北調(diào)工程系統(tǒng)水量實時調(diào)度方案，包括湖泊、抽水站、水閘的調(diào)度運行方式，以及各供水區(qū)的分配水量，即調(diào)度方案集。 ③建立一個實時水量調(diào)配模擬模型。該模型將在來水預(yù)報和需水預(yù)測的基礎(chǔ)上，面向江水北調(diào)工程系統(tǒng)實時水量動態(tài)平衡分配的調(diào)度要求來進行開發(fā)，使得調(diào)度決策者能利用該模型對上述調(diào)度方案集的各種方案進行模擬 計算，預(yù)測各種方案的實施后果。另外也可以利用該模型對下一時段江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 17 系統(tǒng)預(yù)測需水量做出評估分析，即根據(jù)系統(tǒng)預(yù)測需水量，通過模擬計算確定系統(tǒng)當(dāng)前蓄水量和可調(diào)水量是否能滿足該預(yù)測用水量的需求。如果該水量超過了系統(tǒng)可以提供的水量，則表明該預(yù)測需水量在下一時段難以滿足。在此情況下，可以重新安排預(yù)測需水量，或制定抗旱水源的應(yīng)急分配預(yù)案。 （ 2）性能要求 ①系統(tǒng) MTBF≥ 20200 小時。 ②單個方案模擬時，系統(tǒng)運行時間應(yīng)小于 3分鐘。 ③系統(tǒng)設(shè)備及軟件工作環(huán)境要求：符合業(yè)主目前所能提供的工作環(huán)境。 ④軟件應(yīng)基于 Windows操作 系統(tǒng)。 ⑤滿足實時模擬需要，能隨時進行方案分析計算，所分析計算的數(shù)據(jù)及時寫入數(shù)據(jù)庫。最終推薦的方案應(yīng)具有顯著的合理性和可行性。 ⑥具有與專用數(shù)據(jù)庫進行輸入、輸出的相應(yīng)接口：即能直接從數(shù)據(jù)庫讀取模型所需資料。系統(tǒng)運行邊界條件參數(shù)由用戶確立，并以人機對話方式輸入或預(yù)先置入數(shù)據(jù)文件。 在線水流仿真模型 在線水流仿真模型開發(fā)要求方法上成熟，理論上先進，達到國際同類模型的先進水平；并具有較高的計算精度和計算速度，以滿足實時調(diào)度的需要。模型軟件開發(fā)應(yīng)滿足以下具體要求： （ 1）功能要求 ①能對抽水方案進行預(yù)合 理性分析。當(dāng)實時水量調(diào)配模擬模型給出了各閘站的水量（流量）分配及各抽水、來水條件已知時，一維河網(wǎng)模型能據(jù)此分析計算各市界交水?dāng)嗝娴乃唬髁浚?，斷面控制工程的水位（流量）過程，各主要閘門和取水口門的水位（流量）過程，以及洪澤湖、駱馬湖的水位過程，以確定是否滿足預(yù)期要求，包括不同瞬時的狀況和平均狀況（詳細的位置及名稱見附表）。 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 18 ②能為各種水量調(diào)配提供比較方案。一維河網(wǎng)模型能根據(jù)不同調(diào)水方案及相應(yīng)的抽水、來水和用水情況模擬大運河沿線各斷面的水位、流量分布情況，分析其對來水狀況的適應(yīng)程度和供水狀況的滿足程度，供決 策者比選方案。 ③能對沿程分段實況用水及非計劃用水作在線與事后評估。根據(jù)實測的始端抽水量，市界交水?dāng)嗝嫠唬髁浚鲾嗝婵刂乒こ趟唬髁浚?，末端的水位（流量），以及各主要閘門和取水口門水位（流量），一維河網(wǎng)模型應(yīng)對實況用水、計劃用水及非計劃用水（偷、漏水）進行在線和事后分析估計，并對計劃用水進行優(yōu)化、調(diào)整。 （ 2）性能要求 ①在線水流仿真模型提供的水位、流量等要素仿真精度應(yīng)通過與實測值進行對比，其模擬精度參照招標(biāo)文件有關(guān)要求。 ②每個提交仿真方案，計算時間不得超過 5分鐘。 ③ 滿足使用簡便、易于修改、適應(yīng) 性廣的要求。 ④ 具有與專用數(shù)據(jù)庫進行輸入、輸出的相應(yīng)接口：即能直接從數(shù)據(jù)庫讀取模型所需資料；系統(tǒng)運行邊界條件參數(shù)由用戶確立，并以人機對話方式輸入或預(yù)先置入數(shù)據(jù)文件。 ⑤ 具有自調(diào)整能力。實時調(diào)度過程中，模型能根據(jù)實測資料自動調(diào)整計算。 ⑥ 本水力模擬模型要考慮在此基礎(chǔ)上開發(fā)水質(zhì)模擬模型。 ⑦ 本輸水干線一維水力模型能與今后開發(fā)湖泊二維水力模型相銜接。 專用數(shù)據(jù)庫 （ 1）開發(fā)原則 專用數(shù)據(jù)庫的開發(fā)應(yīng)充分利用江蘇省防汛指揮系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)的成果，密切結(jié)合江蘇省水利信息化建設(shè)，按照充分繼承、適當(dāng)改進的原則 ，直接利用已建成的水文數(shù)據(jù)庫、防汛數(shù)據(jù)庫、江蘇省防汛指揮決策支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫等已有成果，并根據(jù)調(diào)度運行系統(tǒng)的實際需要，進行補充和完善。滿足： 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 19 ①一致性原則 專用數(shù)據(jù)庫的開發(fā)要與國家防汛指揮系統(tǒng)保持一致；與江蘇省水利信息化建設(shè)保持一致； ②標(biāo)準(zhǔn)化原則 專用數(shù)據(jù)庫設(shè)計時要按照數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)范，盡量遵循國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：在有國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下采用標(biāo)準(zhǔn)代碼；沒有標(biāo)準(zhǔn)代碼，但有通用習(xí)慣符的情況下采用通用習(xí)慣符；既沒有標(biāo)準(zhǔn)代碼，又沒有通用習(xí)慣符的情況下自編代碼，自編代碼應(yīng)滿足穩(wěn)定性、可擴充性 、通用性和易讀性原則進行編碼。 ③開放性原則 為了對系統(tǒng)進行修改、補充和不斷完善，應(yīng)采用開放式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使系統(tǒng)在具有可擴充性的軟硬件環(huán)境下，能在運行過程中不斷地添加新的操作功能和加入新的信息。 ④實用性與先進性并重原則 根據(jù)系統(tǒng)的實際情況和應(yīng)用特點，遵循數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一般原則，采用的技術(shù)方案既要考慮技術(shù)的先進性，又必須按照實用性原則考慮技術(shù)的成熟性，做到先進性與實用性并重。 ⑤繼承與改進原則 在充分集成現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，進行補充、完善、改進、提高，以滿足系統(tǒng)實際應(yīng)用的需要。 表結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是：充 分利用江蘇省防汛指揮系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫的成果，直接利用相同內(nèi)容的庫表結(jié)構(gòu)；對沒有包含在江蘇防汛指揮系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫表，盡可能遵循國家防總及水利部制定的規(guī)范和指南，根據(jù)本系統(tǒng)的實際需要，進行庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （ 2）開發(fā)內(nèi)容 專用數(shù)據(jù)庫是蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)的信息支撐模塊，主要是為調(diào)度運行系統(tǒng)的兩個核心模型 —— 實時水量調(diào)配模型和在線水流仿真模型提供數(shù)據(jù)支撐。 建立專用數(shù)據(jù)庫主要是由于調(diào)度運行系統(tǒng)中有大量專用的數(shù)據(jù)，例如江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 20 模型所需基本資料、參數(shù)、率定和檢驗數(shù)據(jù)集、中間結(jié)果、最終計算成果、模型本身的 管理數(shù)據(jù)等，需要專用數(shù)據(jù)庫對此實施行之有效的管理；同時避免頻繁從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中讀取模型所需的大量實時數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，以避免長時間占用網(wǎng)絡(luò)通道和影響數(shù)據(jù)提取速度。 專用數(shù)據(jù)庫主要包含調(diào)度運行系統(tǒng)專用的實時、歷史和預(yù)測的雨情、水情、工情信息，地理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，各類社經(jīng)數(shù)據(jù)，模型的運行參數(shù)、運行結(jié)果等數(shù)據(jù)；也包括調(diào)度運行系統(tǒng)運行過程中所需查詢的各種文檔資料，如湖庫的調(diào)度規(guī)則、有關(guān)政策法規(guī)和歷史文檔、各種圖片和照片等。實時雨水情數(shù)據(jù)從省水文局實時雨水情報汛數(shù)據(jù)庫或遙測數(shù)據(jù)庫中提取，工情數(shù)據(jù)庫的設(shè)計必須滿足國家防 洪工程數(shù)據(jù)庫和江蘇省水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的要求，并考慮與江蘇省水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換的要求。專用數(shù)據(jù)庫要實現(xiàn)對上述各類信息的有效管理和數(shù)據(jù)更新，建立與綜合數(shù)據(jù)庫的有機聯(lián)系，并定時和隨時從綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提取調(diào)度運行系統(tǒng)運行所需的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)專用數(shù)據(jù)庫的動態(tài)和實時更新。 專用數(shù)據(jù)庫預(yù)期成果包括建成： 雨水情站點考證資料庫； 雨水情預(yù)報信息庫； 工程信息庫：河流、湖庫、泵站、水閘、口門、實時工程信息（泵站、水閘）； 水質(zhì)信息庫； 社會經(jīng)濟信息庫； 用水量信息庫； 工程經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)庫； 旱情旱災(zāi)信息庫； 超文本庫； 圖 形庫； 計算成果庫。 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 21 系統(tǒng)綜合集成 （ 1）開發(fā)原則 為了更好地支持蘇北地區(qū)水資源調(diào)度運行決策，充分發(fā)揮模型的作用，采用或開發(fā)先進而適用的軟硬件技術(shù)，遵循系統(tǒng)開發(fā)在方便實用前提下力求先進的總原則，并且要求系統(tǒng)操作方便快捷，信息表達形象直觀。 ①操作的方便性和靈活性 系統(tǒng)將實現(xiàn)在友好人機界面下的模型集成。將支持鼠標(biāo)操作和鍵盤操作，調(diào)度方案生成、模型選擇、模型參數(shù)設(shè)置、模型運行等大部分操作功能只需利用鼠標(biāo)的左右鍵操作即可完成，必要的數(shù)據(jù)輸入等功能，用鼠標(biāo)與鍵盤相結(jié)合的方法實現(xiàn)，并提供常用功能的快速反應(yīng) 鍵。同時要求系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)清晰，系統(tǒng)界面簡明直觀，系統(tǒng)使用手冊等文檔詳盡明了。 ②信息表達形象直觀 信息表達的直觀和形象化，向來是信息系統(tǒng)建設(shè)所追求的目標(biāo)。系統(tǒng)將采用圖形用戶界面 (GUI， Graphics User Interface)技術(shù)進行人機交互界面的開發(fā)。 圖形用戶界面技術(shù)的核心是以菜單、圖形、圖標(biāo)等形象化的界面元素來表示相應(yīng)的信息，操作可以通過鼠標(biāo)點取來完成。傳統(tǒng)的模型運行一般是采用字符屏幕人機對話形式，而圖形用戶界面技術(shù)與字符屏幕最大的區(qū)別在于信息表達更為直觀形象，便于用戶理解與比較，操作更為方便 快捷。 系統(tǒng)開發(fā)采用 Windows 軟件環(huán)境，能很好地進行圖形用戶界面技術(shù)的開發(fā)，反映在以下幾個方面： 采用分層、分級的蘇北地區(qū)的電子地圖和江水北調(diào)系統(tǒng)概化圖作為系統(tǒng)的基本工作界面。 采用多窗口技術(shù)，實現(xiàn)多種信息的復(fù)合表達。 面向圖形操作，即實現(xiàn)基于地理空間位置的分布式信息查詢與指令操作。 以圖形方式表達各種數(shù)據(jù)。 基于圖形的分布式的數(shù)據(jù)及圖形顯示。 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 22 基于圖形的浮動式菜單。 ③系統(tǒng)的可擴充性 在開發(fā)工具、軟硬件環(huán)境選擇、程序設(shè)計方法等方面，切實做到系統(tǒng)的可擴充性。即在第一階段第一步工作的基礎(chǔ)上，系 統(tǒng)可以不斷地進行擴充和完善。能增加新的信息，完善、改進和增加各項操作功能。將采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法。在目前情況下這種方法是最適合于系統(tǒng)不斷擴充的。 ④良好的集成性 通過模型的集成、數(shù)據(jù)的集成、各種處理功能的集成，使系統(tǒng)具有良好的集成性，數(shù)據(jù)調(diào)用處理和各種功能實現(xiàn)平滑過渡，二個模型和系統(tǒng)界面控制程序之間的接口平滑過渡。 ⑤系統(tǒng)的高效率運行 在系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境選擇及開發(fā)設(shè)計過程中，將選擇運行及開發(fā)效率高的開發(fā)工具，采用能決速運行的程序設(shè)計方法，使信息查詢、檢索、圖形縮放、分層顯示等功能操作盡可能在接近實時的 方式下完成。 ⑥技術(shù)上的先進性 針對系統(tǒng)的具體需要，選擇先進而適用的軟硬件技術(shù)，采用符合主流技術(shù)發(fā)展方向的技術(shù)方案，來設(shè)計和開發(fā)系統(tǒng)的各類軟件。 ⑦保密性 （ 2）開發(fā)內(nèi)容 系統(tǒng)開發(fā)成果包括二部分內(nèi)容： ①基于 C/S方式的人機交互式調(diào)度平臺及信息查詢功能開發(fā)，將采用控件類 GIS 軟件和可視化開發(fā)工具進行系統(tǒng)的開發(fā)； ②基于 WebGIS技術(shù)的 B/S 方式信息查詢功能開發(fā)，將采用 WebGIS工具軟件進行系統(tǒng)開發(fā)。 綜合集成系統(tǒng)由五個模塊組成： ①調(diào)度方案管理與模型集成模塊。該模塊將實現(xiàn)模型與系統(tǒng)的集成、多個調(diào)度方案的 生成、模型的調(diào)用運行、方案的評估等功能。 ②信息查詢顯示模塊。根據(jù)蘇北地區(qū)供需水形勢分析的需要，定制信江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運行系統(tǒng)設(shè)計說明書 需求分析 23 息查詢界面，使調(diào)度決策者盡快和更好地掌握和分析蘇北地區(qū)水資源系統(tǒng)的現(xiàn)狀形勢及未來變化趨勢。 ③信息輔助管理功能模塊