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        永定河泛區(qū)水情分中心系統(tǒng)集成設計研究

        2011-04-14 05:18:10
        山西水利科技 2011年2期
        關鍵詞:雨情水情分中心

        李 京

        (河北省廊坊水文水資源勘測局 河北 廊坊 065000)

        永定河泛區(qū)位于永定河下游,廊坊境內泛區(qū)長42.3 km。永定河泛區(qū)廊坊面積占總面積的72%,泛區(qū)內河道縱橫交錯,情況比較復雜。永定河泛區(qū)橫跨京津冀三省市,泛區(qū)左岸有天堂河、龍河匯入,右岸有中泓故道等平原瀝水河道匯入,京山鐵路、京津公路等重要交通干線位于左堤外側,其走向基本與左堤平行,永定河老泛區(qū)—三角淀位于泛區(qū)下游右側。永定河泛區(qū)是海河流域最重要的行滯洪區(qū),對保衛(wèi)京津、京山鐵路、京津塘高速公路和沿岸人民生命財產安全起著重要作用。建設永定河泛區(qū)水情分中心是重要的防災減災非工程措施,系統(tǒng)的建設將提高水旱災害信息采集、傳輸、處理的時效性和準確性,提高防汛抗旱指揮決策的科學性,更充分地發(fā)揮水利工程的減災效益。

        1 原則與功能

        依據國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)信息采集、通信、計算機網絡、決策支持4個子系統(tǒng)的總體設計成果,結合廊坊水文局所承擔的具體任務,本系統(tǒng)集成應具有信息的質量控制和向上級防汛部門傳輸雙重功能。因此,以集成為功能齊全,運行可靠的系統(tǒng)為設計原則。

        系統(tǒng)功能設計主要包括:

        1)建立信息接收、轉發(fā)、處理實時水雨情信息系統(tǒng)。

        2)建立數據匯集與應用支撐平臺系統(tǒng),即數據匯集平臺、數據庫系統(tǒng)及應用支撐平臺。

        3)建立水情應用系統(tǒng)。

        (1)建立河道、洼淀、小流域洪水預報系統(tǒng)。

        (2)建立水情會商系統(tǒng)。

        (3)建立抗旱管理應用系統(tǒng)。

        (4)雨水情信息能實現(xiàn)Web遠程查詢。

        (5)遙測系統(tǒng)能為大中型水庫信息入網提供接口。

        (6)允許報訊站點進行適度調整和增減。

        (7)采用復制技術為省水情中心提供數據庫所需數據。

        2 系統(tǒng)設計

        系統(tǒng)設計主要包括:建立實時水雨情等信息接收、轉發(fā)、處理系統(tǒng);按統(tǒng)一的數據庫結構建立遙測數據庫;并實現(xiàn)原始數據入庫;遙測數據按統(tǒng)一標準匯集到省水情中心;建立分中心水情(遠程)查詢、分析、報表生成等應用系統(tǒng);轉報軟件。

        2.1 水情分中心功能設計

        全天候值守、實時接收報汛站發(fā)送各信息;向報汛站發(fā)指令,主動查詢、召測數據;對所接收的信息進行解碼、合理性檢查、糾錯,并按要素分類進行存儲向?。▍^(qū)、市)或流域、其他水情中心及測站轉發(fā)水情信息;對報汛站進行遠程工作設定和工作參數修改、校時;具有與鄰近流域和水庫站水文自動測報系統(tǒng)中心站聯(lián)網的功能,實現(xiàn)信息共享;實時遙測雨水情數據庫能滿足分中心數據查詢、洪水預報、報表輸出及其他水文業(yè)務應用的要求,數據庫具有良好的維護功能,雨水情信息可提供15,30 min和1,2,3,6,12,24 h等任意時段的Web遠程查詢;具備報訊站點規(guī)模適度增加的能力,具有按一定標準將遙測數據實時傳輸到省水情中心功能,系統(tǒng)能為大中型水庫信息入網提供接口。

        2.2 數據接收系統(tǒng)

        數據接收系統(tǒng)能通過GPRS、PSTN通信網絡,完成對區(qū)域的遙測水文數據的實時接收,包括報汛站的水位、雨量、人工置數等內容和其他工況數據,分中心計算機實時接收、顯示、存儲接收到的數據,同時寫入統(tǒng)一的遙測數據庫。并通過計算機廣域網傳送到省水情中心寫入省水情中心遙測數據庫。水文數據從采集點到水情分中心,需經過多個通信節(jié)點,因此,數據接收軟件具有誤碼數據的分析處理功能。系統(tǒng)可以根據自動采集數據進行水文電報編制和傳送。并根據實時水雨情情況決定是否加報。水情分中心數據接收軟件兼有監(jiān)視報汛站工作狀態(tài)的功能。系統(tǒng)具備對漏報數據自動召測功能。接收報汛站告警短信息,存儲記錄,并立即輸出報警。批量提取固態(tài)存儲數據,自動生成水文電報,并向省、流域及國家防辦發(fā)送。

        2.3 數據存儲軟件系統(tǒng)

        數據存儲系統(tǒng)主要是對接收數據庫的數據信息進行重新組織,去掉接收數據庫里的冗余和不合理數據、提取接收數據庫里的特征數據并加以處理,使之成為能正確反映監(jiān)測區(qū)域的水位、雨量等水文要素變化過程的數據。如果發(fā)現(xiàn)數據不合理,能通過明顯的告警信息(語音、文字等)提醒管理人員進行校核,并具有人工數據插補功能。接收數據庫(原始資料數據庫)內的數據量非常大,需要占用大量存儲空間??紤]到整個系統(tǒng)的數據量和水文數據的要求,存儲后數據保證:數據冗余量盡可能少;數據能正確不失真地反映水位、雨量的變化過程。

        數據轉儲系統(tǒng)適時將各測站的實時水雨情數據寫入水情分中心遙測水雨情數據庫,從而為其他應用系統(tǒng)和用戶提供轄區(qū)內的實時水雨情數據,同時為適應現(xiàn)實報汛尚存在按時段報汛的要求,還需將遙測數據按時段整理寫入實時水雨情數據庫。具體功能如下:

        (1)對各測站的所有水雨情數據進行合理性分析、排錯和分類整理。

        (2)按遙測水雨情數據庫標準,把各測站數據寫入水情分中心遙測水雨情數據庫中各實時表中;當寫入水情分中心遙測水雨情數據庫失敗時,系統(tǒng)具備緩存能力。

        (3)按實時水雨情數據庫的規(guī)范和標準,把各測站數據寫入水情分中心實時水雨情數據庫中各實時表中;當寫入水情分中心實時水雨情數據庫失敗時,系統(tǒng)具備緩存能力。

        (4)具有信息處理、錯誤分析處理、數據管理維護等功能。

        2.4 運行分析管理軟件系統(tǒng)

        運行分析系統(tǒng)主要是對遙測數據接收系統(tǒng)每日接收來的水情數據進行分析,對數據接收的準確性、誤碼率、暢通率、遲報、誤報、漏報進行分析。進而分析整個遙測系統(tǒng)的數據采集、通信情況,得出各種統(tǒng)計報告,以備用來維護、改進軟硬件工作環(huán)境和系統(tǒng)的通信方式。分析暢通率和誤碼率。每天統(tǒng)計接收遙測數據個數,根據定時自報數據和加報次數,計算每天的暢通情況,并將應收報、實收報、加報、錯報、漏報等數據存儲到運行分析結果數據庫,打印統(tǒng)計計算結果。分析報汛站電源電壓數據,存儲到運行分析結果數據庫并打印結果。輔助數據接收系統(tǒng)工作,將遙測系統(tǒng)運行狀況直觀地展示給非專業(yè)人員。

        2.5 信息查詢系統(tǒng)軟件

        數據接口有遙測數據庫和實時水雨情數據庫,根據選擇,自動提取數據,為圖形子系統(tǒng)提供各種數據。查詢系統(tǒng)具有強大的信息輸出和表現(xiàn)功能。除具備一般的信息、水情信息、雨情信息、統(tǒng)計信息和分析信息數據表現(xiàn)外,還應有棒圖、過程線、等雨量線等圖形表現(xiàn)功能;具有強大的空間表達能力,以電子地圖方式管理和顯示水系、地形、流域邊界、站點分布,行政區(qū)劃等,具備在電子地圖上實時動態(tài)顯示雨水情信息、預報信息、站點信息的多途徑多方式的查詢功能。具有用B/S結構實現(xiàn)信息查詢方式,又要具有GIS方式信息查詢。

        2.6 信息發(fā)布系統(tǒng)應用軟件

        1)汛情語音查詢及告警模塊

        撥通外線(內線)電話(可多條電話線),電話機自動提示輸入密碼。可以從電話機上輸入密碼,正確后按語音提示查詢各測站水位、雨量、流量等信息。語音提示的數據為當前實時數據。為中心站管理員提供表格顯示,用戶可根據需要添加需要公開的信息。為方便非遙測用戶的使用,各種水情信息可以通過人工錄入的方式提供。管理員可以將各種信息錄入計算機并建立歷史信息數據庫,語音電話提供當前實時信息的語音查詢。開通語音信箱對各地汛情可以及時報汛,同時可按級別進行水情越限告警,并可通過多媒體音箱語音告警值班人員。

        2)網上信息發(fā)布模塊

        在net架構下,把水情自動測報系統(tǒng)中的所有面向用戶的內容(報表、圖形等)通過動態(tài)網頁發(fā)布到內部網站上,或者通過網絡連到水情分中心的水情系統(tǒng)上,該軟件包由以下模塊生成。報表部分提供今日水情報表、水位日報表等業(yè)務報表。

        3 軟件配置

        1)網絡管理系統(tǒng)軟件

        網絡管理系統(tǒng)軟件主要用于中心服務器和路由器等的管理,由中央網絡管理中心統(tǒng)一設計和配置,網絡安全系統(tǒng)軟件主要用于中心局域網的安全性,也由中央網絡管理中心統(tǒng)一負責。

        2)操作系統(tǒng)軟件

        在水情信息的建設中,數據庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一采用SQL Server 2000。

        3)數據存儲、轉存軟件

        實時水雨情數據庫采用水利部修訂過的最終版本。生成通用的SQL命令、安裝程序和安裝說明等。水情中心在安裝數據說明管理系統(tǒng)后,只需要執(zhí)行相應的安裝程序即可生成實時水雨情數據的存儲和轉存。

        4)運行分析系統(tǒng)管理軟件

        水情分析系統(tǒng)管理軟件,生成可以安裝的程序包,并提供相應的安裝和使用說明。水情中心只要根據安裝說明就能夠進行系統(tǒng)軟件的安裝和配置,最后形成一個實時水情譯電系統(tǒng)。

        5)水情信息查詢分析軟件

        實時水情信息轉發(fā)系統(tǒng)采用目前廣泛使用的“全國實時水情計算機廣域網系統(tǒng)”,不需要組織開發(fā)新的軟件系統(tǒng)。

        6)信息發(fā)布及洪水預報軟件

        以綜合數據庫中的實時雨(水)情為依據,參照防汛背景資料和歷史資料,自動進行汛情實時監(jiān)視、汛情預警和汛情發(fā)展趨勢預測服務,發(fā)布實時水情信息,為防汛部門提供調度決策的客觀依據。

        4 結束語

        完全依賴工程措施提高防洪標準和抗旱能力,周期長、投資多。應該在努力提高防洪抗旱工程能力的同時,大力加強防洪抗旱非工程措施的建設,充分采用現(xiàn)代信息技術全面改造和提升傳統(tǒng)的防汛抗旱效率。

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