現(xiàn)代化數(shù)字灌區(qū)建設(shè)技術(shù)指南

現(xiàn)代化數(shù)字灌區(qū)建設(shè)技術(shù)指南3用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T21303灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范GB/T22240信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)指南GB/T28181公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求GB/T28714取水計(jì)量技術(shù)導(dǎo)則GB/T39786信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)密碼應(yīng)用基本要求4SL/T766大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)鑒定技術(shù)SL/T783水利數(shù)據(jù)交換規(guī)約SL/T809水利對(duì)象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符T/CIDA0005提水灌區(qū)用水全程測(cè)量T/CIDA0018灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水計(jì)量率定技術(shù)規(guī)程3術(shù)語(yǔ)和定義水流控制行為。所謂“量水”,即采用“標(biāo)準(zhǔn)器”對(duì)待測(cè)量對(duì)象的比較過程；所謂“測(cè)水”,即采用“感應(yīng)器”對(duì)待測(cè)量對(duì)象的探究過程；所謂“控水”,即采用“執(zhí)行器”對(duì)被控對(duì)象的駕馭過程。所謂“測(cè)控一體化”,即采用“控制器”對(duì)被控對(duì)象的監(jiān)測(cè)與駕馭過程。傳輸信息，構(gòu)建覆蓋全灌區(qū)的一體化信息集成平臺(tái)，依托數(shù)學(xué)模型和業(yè)務(wù)知識(shí)，53.9灌區(qū)供水靈活性IrrigationWaterSupplyFlexibility3.10灌區(qū)識(shí)別體系IrrigationDistrictIdentificationS63.12精準(zhǔn)控制體系PreciseCon7(功能結(jié)構(gòu)體系規(guī)劃原則、軟件平臺(tái)體系規(guī)劃原則)4.1.4應(yīng)用至上，務(wù)求實(shí)效。應(yīng)圍繞灌區(qū)業(yè)務(wù)和功能需求，突出基礎(chǔ)設(shè)84.2.4應(yīng)系統(tǒng)梳理從灌區(qū)來水、水源取水、渠系輸配水、田間用水、灌如圖1所示。圖1:灌區(qū)“節(jié)點(diǎn)”概化圖9戶包括農(nóng)業(yè)用水戶、工業(yè)用水戶、生活用水戶和生態(tài)用水戶，各類用水戶的用水需求過程可以“節(jié)點(diǎn)”的流量過程來描述。農(nóng)業(yè)用水戶“節(jié)點(diǎn)”可展開為面，聯(lián)結(jié)種植結(jié)構(gòu)、種植面積、作物生長(zhǎng)模型、產(chǎn)量模型等，匯聚形成作物需水流量過程，其他用水戶同樣可匯聚為“需水流量過程”。4.3.5依據(jù)灌區(qū)管理及灌溉現(xiàn)代化與數(shù)字化發(fā)展需求，系統(tǒng)梳理實(shí)體灌區(qū)高效運(yùn)作流程，可將現(xiàn)代化數(shù)字灌區(qū)建設(shè)分為五大主體功能結(jié)構(gòu)體系，如圖2所示。識(shí)別管理調(diào)度精準(zhǔn)控制交互立體圖2:現(xiàn)代化數(shù)字灌區(qū)主體功能結(jié)構(gòu)體系a)灌區(qū)識(shí)別體系，即采用適當(dāng)識(shí)別方法把物理灌區(qū)靜態(tài)信息及歷史數(shù)據(jù)搬入計(jì)b)立體感知體系，即采用適當(dāng)傳感技術(shù)將灌區(qū)實(shí)時(shí)信息匯入計(jì)算機(jī)；c)精準(zhǔn)控制體系，即采用適當(dāng)?shù)目刂萍夹g(shù)對(duì)灌區(qū)對(duì)象進(jìn)行現(xiàn)地或遠(yuǎn)程操控；d)信息交互體系，及采用適當(dāng)?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)完成灌區(qū)信息采集點(diǎn)及控制點(diǎn)與計(jì)算機(jī)之間的信息或命令上傳與下達(dá)；e)管理調(diào)度體系，即采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，完成灌區(qū)水量配置、農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革、用水統(tǒng)計(jì)、灌區(qū)運(yùn)維等功能。4.4主要應(yīng)用結(jié)構(gòu)體系4.4.1應(yīng)依據(jù)現(xiàn)代化數(shù)字灌區(qū)主體功能結(jié)構(gòu)體系，建立完善的業(yè)務(wù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)建高效共享一體化的應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)業(yè)務(wù)管理與服務(wù)功能。4.4.2應(yīng)基于現(xiàn)代化數(shù)字灌區(qū)“一張圖”,完善相關(guān)圖層及要素，整合已建，統(tǒng)籌在建，規(guī)范新建，科學(xué)合理提煉歸納灌區(qū)主要業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。4.4.3應(yīng)根據(jù)國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)章制度等，高效整合分類聚合主要業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊的組成單元。水早災(zāi)擊公共數(shù)字化灌區(qū)一張圖管理工程泵站圖3:現(xiàn)代化數(shù)字灌區(qū)主要應(yīng)用結(jié)構(gòu)上”信息，主要來源于地理信息系統(tǒng)，精度10米內(nèi)；模，關(guān)注灌區(qū)“線上”信息，主要來源于無人機(jī)遙感傾斜影像，精度1米內(nèi)；8信息交互體系建設(shè)b)4G通信，網(wǎng)絡(luò)帶寬通常在10-150Mbps,覆蓋較好，宜用于需要標(biāo)清視頻傳c)3G通信，網(wǎng)絡(luò)帶寬通常在300kbps-6Mbps,宜用于圖片與數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景；d)2G通信或GPRS通信，網(wǎng)絡(luò)帶寬通常在100kbps,宜用于低頻數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景，a)中國(guó)衛(wèi)通(天通衛(wèi)星),數(shù)據(jù)帶寬1.2kbps-384kbps,宜用于應(yīng)急指揮場(chǎng)景，以b)北斗短報(bào)文，單次14kbit,宜用于低頻數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景；9.3.6應(yīng)依據(jù)相應(yīng)智能識(shí)別模型及結(jié)果，開發(fā)聲光電預(yù)警模型，及時(shí)干構(gòu)建灌區(qū)多業(yè)務(wù)聯(lián)合調(diào)度方案，并根據(jù)實(shí)施效果進(jìn)行方案知識(shí)的動(dòng)態(tài)更新與融10.1支撐保障體系建設(shè)應(yīng)包括應(yīng)用支撐平臺(tái)構(gòu)建、統(tǒng)一認(rèn)證體系構(gòu)建、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、計(jì)算存儲(chǔ)能力構(gòu)建、調(diào)度中心構(gòu)建10.2應(yīng)用支撐平臺(tái)構(gòu)建，可采用自建云、共享行業(yè)云和政務(wù)云等方式建設(shè)，應(yīng)10.3統(tǒng)一認(rèn)證體系構(gòu)建，應(yīng)建立用戶管理目錄體系，提供數(shù)據(jù)統(tǒng)一和維護(hù)統(tǒng)一權(quán)、安全的單點(diǎn)登錄、便捷的信息共享；的通信系統(tǒng)；應(yīng)建設(shè)支持多網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議接入的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)象、運(yùn)維人員、運(yùn)維流程全覆蓋；10