一、方案背景

以提升糧食綜合生產(chǎn)能力和水資源高效利用作為現(xiàn)代化改造的目標(biāo)，把國(guó)家糧食安全和節(jié)水放在首位；以完善灌區(qū)工程設(shè)施體系和管理體系作為現(xiàn)代化改造的基礎(chǔ)，以現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用、智慧灌區(qū)建設(shè)作為提高管理能力和服務(wù)水平的手段；以提升灌溉排水保證率作為現(xiàn)代化改造的重點(diǎn)，主要包括確保供水保障程度、滿足適時(shí)適量的灌溉及高附加作物的需水要求，堅(jiān)持統(tǒng)籌謀劃、綜合施策，全面推進(jìn)灌區(qū)現(xiàn)代化改造，盡快補(bǔ)齊工程和制度“短板”，以水資源可持續(xù)利用保障農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興提供水利支撐和保障。依托現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、3S技術(shù)、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和軟件應(yīng)用技術(shù)，建立完善的立體感知體系、支撐保障體系、智能應(yīng)用體系、信息服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警和自動(dòng)化控制，提高灌區(qū)的現(xiàn)代化管理水平。

二、系統(tǒng)組成

智慧灌區(qū)信息化和灌區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)綜合解決方案是為灌區(qū)信息化管理專門設(shè)計(jì)的智慧管理系統(tǒng)，系統(tǒng)通過傳感器（如水位計(jì)、流量計(jì)、閘位計(jì)、水質(zhì)傳感器、綜合氣象等裝置）進(jìn)行水利信息采集，利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、GPRS、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa、有線通信網(wǎng)等，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)控中心及灌區(qū)信息中心之間進(jìn)行信息的傳輸，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)信息采集、傳輸、處理，形成綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)科學(xué)、及時(shí)和準(zhǔn)確的調(diào)配灌溉用水，達(dá)到節(jié)約用水，高產(chǎn)、高效的目的，保證了系統(tǒng)的安全，也為灌區(qū)水資源的管理提供了基礎(chǔ)、有效的數(shù)據(jù)，提高了企業(yè)的管理水平和生產(chǎn)效率。

灌區(qū)信息化系統(tǒng)通過傳感器（如水位計(jì)、流量計(jì)、閘位計(jì)、水質(zhì)傳感器、綜合氣象等裝置）進(jìn)行水利信息采集，利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、GPRS、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa有線通信網(wǎng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)控中心和灌區(qū)信息中心之間的信息傳輸，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)信息采集、傳輸、處理，形成綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)內(nèi)水雨情信息、水質(zhì)信息、墑情、閘位、氣象信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以及各水利機(jī)電設(shè)施的自動(dòng)控制（如灌區(qū)各配水點(diǎn)的閘位、水源站的電機(jī)泵閥及閘門等裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理）。實(shí)現(xiàn)灌區(qū)業(yè)務(wù)管理，包括水量調(diào)度、水費(fèi)征收和日常辦公管理。感知采集層：采集包括灌區(qū)內(nèi)所有的水位監(jiān)測(cè)、水量監(jiān)測(cè)以及灌區(qū)范圍內(nèi)其他的所有傳感器的監(jiān)測(cè)，利用全方位感知技術(shù)對(duì)灌區(qū)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。 通過實(shí)時(shí)的采集信息，為作物灌溉提供分析和決策基礎(chǔ)。

傳輸層：傳輸層包括各層級(jí)系統(tǒng)用戶所在地的局域網(wǎng)和將各層次局域網(wǎng)互連的廣域網(wǎng)，包含運(yùn)營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)采集使用的無線lora傳輸。是各種業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)钠脚_(tái)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的載體，為采集各種信息提供可靠、安全的傳輸通道。

應(yīng)用層：應(yīng)用層是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“平臺(tái)智能化、管理扁平化、服務(wù)前置化”的核心，該層通過對(duì)水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理、分析，并提供標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的快速搭建提供功能及服務(wù)共享。三、系統(tǒng)功能  

■數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測(cè)設(shè)備的快速查詢顯示、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展示、報(bào)警情況顯示及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖的實(shí)時(shí)展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)，掌握其氣象、雨情、墑情、水情、閘控、視頻監(jiān)控等前端監(jiān)測(cè)設(shè)施等信息。另外，地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質(zhì)自定義等多種顯示模式。■遠(yuǎn)程監(jiān)管平臺(tái)：灌區(qū)內(nèi)渠道、閘門、泵站等各類工程和設(shè)施的信息錄入和管理，建立工程檔案。數(shù)據(jù)匯總，展示，分析，各項(xiàng)數(shù)值統(tǒng)計(jì)及分析，設(shè)置預(yù)警量自動(dòng)報(bào)警等、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，能做到5分鐘級(jí)的數(shù)據(jù)更新速率、該速率要用戶可調(diào)，并且可以實(shí)現(xiàn)類似于當(dāng)發(fā)現(xiàn)灌區(qū)有超標(biāo)情況時(shí)，系統(tǒng)在給管理員發(fā)出提示的同時(shí)可以自動(dòng)提高數(shù)據(jù)采集和傳輸頻率。要求有權(quán)限設(shè)置功能，數(shù)據(jù)的查看和平臺(tái)管理要有嚴(yán)格權(quán)限區(qū)分，并可實(shí)現(xiàn)用戶最高管理員可自定義權(quán)限。

■GIS地圖展示：可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)的灌區(qū)信息化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和歷史信息查詢功能，確保用水信息準(zhǔn)確、詳細(xì)。并進(jìn)行超限、超標(biāo)預(yù)警，提醒管理人員及時(shí)處理。同時(shí)平臺(tái)支持手機(jī)及PC等多種訪問方式。

■設(shè)備統(tǒng)一管理：統(tǒng)一通訊協(xié)議，后續(xù)需要能夠提供接口，對(duì)于一些需要對(duì)外公布和數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)外傳。

■遠(yuǎn)程控制功能：24小時(shí)灌區(qū)監(jiān)管，能根據(jù)客戶預(yù)設(shè)自動(dòng)預(yù)警，自動(dòng)報(bào)警，并預(yù)留與電磁閥等執(zhí)行器聯(lián)動(dòng)的功能，本方案也需在制作時(shí)設(shè)計(jì)閥門控制，實(shí)現(xiàn)當(dāng)超標(biāo)時(shí)，閥門對(duì)應(yīng)動(dòng)作的功能。■自動(dòng)控制體系：利用智能終端與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合方法，采用新的自動(dòng)控制設(shè)備，建設(shè)灌區(qū)水閘及口門的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)取水、輸水、供水、灌溉、排水、防洪、水資源管理以及田間高效用水等自動(dòng)控制，為最終實(shí)現(xiàn)灌區(qū)供水自動(dòng)優(yōu)化處理、集中控制、少人值守打下堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。

■信息服務(wù)平臺(tái)：依托立體感知體系，建設(shè)灌區(qū)信息服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、日常管理等相關(guān)數(shù)據(jù)的集中管理、統(tǒng)計(jì)分析與展示應(yīng)用，為不同層面的供、用、排水運(yùn)行管理者提供即時(shí)、豐富的運(yùn)行信息。

■智能應(yīng)用體系：基于對(duì)灌區(qū)信息和數(shù)據(jù)的獲取與整合，借助現(xiàn)代控制理論方法，依靠各種數(shù)學(xué)建模優(yōu)化算法，運(yùn)用大數(shù)據(jù)理論，根據(jù)灌區(qū)取、供、用水管理的業(yè)務(wù)需要，在已建業(yè)務(wù)應(yīng)用的系統(tǒng)上，開發(fā)建設(shè)智能應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)智能仿真、智能診斷、智能預(yù)警、智能調(diào)度。

■支撐保障體系：通過對(duì)信息中心、會(huì)商室、通訊機(jī)房、應(yīng)用支撐平臺(tái)等運(yùn)行環(huán)境的擴(kuò)展和提升，建設(shè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)代的信息化運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)施，為灌區(qū)信息和數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)、處理、計(jì)算、應(yīng)用、展示的軟硬件環(huán)境，為灌區(qū)的信息化建設(shè)提供一個(gè)穩(wěn)定、良好、安全的運(yùn)行管理環(huán)境。

四、系統(tǒng)意義

智慧灌區(qū)信息化系統(tǒng)是辰邁智慧為灌區(qū)信息化管理專門設(shè)計(jì)的軟件，它對(duì)水雨情、地下水、墑情、氣象、明渠流量、用水量、圖像監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行采集與處理，為灌區(qū)管理單位提供準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)渠道水情實(shí)時(shí)測(cè)報(bào)、水量計(jì)量自動(dòng)化、水閘自動(dòng)化控制、泵站及泵站群遠(yuǎn)程監(jiān)控、水資源調(diào)配自動(dòng)化、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等功能，有效提高灌區(qū)管理的快速反應(yīng)能力、科學(xué)決策水平和管理效率。也為灌區(qū)水資源的管理提供了基礎(chǔ)、有效的數(shù)據(jù)，提高了企業(yè)的管理水平和生產(chǎn)效率。