高 翔

（遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114039）

1 概述

沈陽地區(qū)水情信息數(shù)據(jù)庫是隨著水情信息自動化測報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)逐步建立起來的。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)本著標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用性、一致性原則進(jìn)行。2011年根據(jù)水利部新頒布的“實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符標(biāo)準(zhǔn)”的要求，進(jìn)行了更新和完善。該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)中央、省、市三級實(shí)時(shí)雨水情信息數(shù)據(jù)庫的聯(lián)動訪問和查詢等功能，為適應(yīng)新形勢下各級管理機(jī)構(gòu)對雨水情信息的時(shí)效性、準(zhǔn)確性要求提供了保障。

水情中心建立的水情信息數(shù)據(jù)庫有人工雨水情信息數(shù)據(jù)庫（包括歷史雨水情信息）、遙測雨水情信息數(shù)據(jù)庫及整合雨水情信息數(shù)據(jù)庫 （以下簡稱人工數(shù)據(jù)庫、遙測數(shù)據(jù)庫及整合數(shù)據(jù)庫）3種。其中，人工數(shù)據(jù)庫存儲的信息為人工報(bào)汛收集來的實(shí)時(shí)雨水情信息及歷史雨水情信息，遙測數(shù)據(jù)庫存儲的信息為遙測雨水情報(bào)汛收集來的雨水情信息，整合數(shù)據(jù)庫存儲的信息為通過整合軟件遴選最新的人工或遙測報(bào)汛收集來的雨水情信息。

水情信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如圖1。

圖1 水情信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原則

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是防汛水情信息自動化測驗(yàn)報(bào)訊系統(tǒng)建設(shè)的一個主要環(huán)節(jié)，建設(shè)過程中對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要清晰，便于管理，使數(shù)據(jù)庫在邏輯上劃分更加合理，減少數(shù)據(jù)的冗余，以達(dá)到最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

數(shù)據(jù)庫的組織要求可靠性高，便于維護(hù)、擴(kuò)充與更新，便于查詢與檢索。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中遵循以下原則：

2.1 層次清晰，布局合理

數(shù)據(jù)信息應(yīng)自下而上，逐層歸納、合并，提高數(shù)據(jù)共享的靈活性與簡便性。

2.2 結(jié)構(gòu)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)前要進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)格式以水利部相關(guān)的 “水情信息數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)志符標(biāo)準(zhǔn)” 為范本，在保證數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)完整性的基礎(chǔ)上，盡量避免庫結(jié)構(gòu)重復(fù)，最大限度地減少數(shù)據(jù)冗余量。

2.3 信息存儲獨(dú)立性與可擴(kuò)展性

數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息的獨(dú)立性表現(xiàn)在其設(shè)計(jì)思想與結(jié)構(gòu)的變化應(yīng)不影響應(yīng)用程序軟件對數(shù)據(jù)的使用，反之亦然；同時(shí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到應(yīng)用接口的大量擴(kuò)展，海量數(shù)據(jù)的存儲與調(diào)用對系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求等，亦即使數(shù)據(jù)庫具備強(qiáng)大的可擴(kuò)充性。

2.4 可靠性與安全性

建立備份數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障不至于引起整個系統(tǒng)的癱瘓，同時(shí)要保證客戶不直接與數(shù)據(jù)產(chǎn)生聯(lián)系，而是通過中間層及WEB服務(wù)器軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)的可靠性與安全性。

3 水情信息數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

水情專用數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括15個基本信息類表結(jié)構(gòu)、38個實(shí)時(shí)信息類表結(jié)構(gòu)、9個統(tǒng)計(jì)信息類表結(jié)構(gòu)、7個預(yù)報(bào)信息類表結(jié)構(gòu)、3個交換信息類表結(jié)構(gòu)、5個字典信息類表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4 數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)

4.1 人工數(shù)據(jù)信息接收

4.1.1 信息傳送

人工監(jiān)測水情信息通過“水文信息智能傳輸機(jī)”以標(biāo)準(zhǔn)水情報(bào)文格式發(fā)送至市水情中心人工數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。市水情中心人工數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)由硬件智能語音卡和水情信息接收系統(tǒng)軟件 （又稱水文情報(bào)接收系統(tǒng)）組成。

4.1.2 智能語音卡

智能語音卡選用深圳東進(jìn)系列智能語音卡，該類型語音卡可最多接入4路程控電話通道，可滿足目前人工報(bào)汛工作量需求。支持即插即用功能，可直接將語音卡安插在計(jì)算機(jī)主板PCI插槽內(nèi)。其負(fù)責(zé)識別由程控電話網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)等傳輸過來的報(bào)文信號，并翻譯成可識別碼輸送到水情信息接收軟件系統(tǒng)。

4.1.3 可接收軟件系統(tǒng)主要功能

4.1.3.1 報(bào)文處理

可接收程控電話、手機(jī)短信兩種方式傳送過來的水情報(bào)文，并具備現(xiàn)場人工擬報(bào)、模板擬報(bào)功能，可自動截留遲報(bào)、錯報(bào)并報(bào)警，人工修正后自動轉(zhuǎn)入待轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文序列，根據(jù)設(shè)置可自動或人工批量轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。

4.1.3.2 報(bào)文查看

可查看當(dāng)日和昨日、月、年已接收報(bào)文。

4.1.3.3 統(tǒng)計(jì)查詢

可按照站號、站名、時(shí)間、報(bào)類等查詢、統(tǒng)計(jì)遲報(bào)、錯報(bào)，并可預(yù)覽、輸出查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

4.2 遙測數(shù)據(jù)信息接收

4.2.1 接收軟件組成

分中心遙測數(shù)據(jù)信息接收系統(tǒng)由手機(jī)短信接收器和遙測水情信息接收處理軟件組成。遙測站通過GPRS方式傳送過來的數(shù)據(jù)信息由水情信息接收處理軟件通過計(jì)算機(jī)上的移動網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)直接接收處理；遙測站通過GSM（手機(jī)短信）方式傳送過來的數(shù)據(jù)信息，由安裝在計(jì)算機(jī)上的手機(jī)短信接收器接收，再轉(zhuǎn)由水情信息接收處理軟件進(jìn)行接收處理。

4.2.2 軟件功能

遙測水情信息接收處理軟件可自動將接收到的遙測數(shù)據(jù)信息存入遙測水情信息數(shù)據(jù)庫并同時(shí)顯示在運(yùn)行軟件界面上。遙測水情信息接收處理軟件具備的主要功能：

4.2.2.1 GPRS設(shè)置

可查詢遙測站GPRS信號在線情況，設(shè)置遙測站GPRS端口參數(shù)，停止或啟動遙測站GPRS信號傳輸功能。

4.2.2.2 遠(yuǎn)程通訊

可遠(yuǎn)程讀取和設(shè)置遙測站工作參數(shù)，批量調(diào)取遙測站存儲數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)招測遙測站參數(shù)和監(jiān)測信息，遠(yuǎn)程校對和修改遙測站時(shí)間。

4.2.2.3 數(shù)據(jù)查詢

可完成最新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、單站數(shù)據(jù)查詢、多站整點(diǎn)定時(shí)數(shù)據(jù)查詢、多站水位過程線查詢、人工保溫查詢（有PDA人工置數(shù)裝式發(fā)送過來的數(shù)據(jù)）、原始數(shù)據(jù)日志查詢等。

4.2.2.4 數(shù)據(jù)維護(hù)

實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)的校核與更正，以文本格式導(dǎo)出數(shù)據(jù)信息等。

4.2.2.5 報(bào)表統(tǒng)計(jì)

可完成多站日報(bào)表、多站月報(bào)表、單站月報(bào)表、單站年報(bào)表、定時(shí)數(shù)據(jù)接收暢通率統(tǒng)計(jì)報(bào)表、考機(jī)調(diào)試定時(shí)報(bào)告表等查詢、統(tǒng)計(jì)與輸出等。

4.2.2.6 日志告警查詢

可進(jìn)行告警信息、檔案日志、錯誤日志、人員使用日志等查詢。

5 數(shù)據(jù)信息翻譯入庫系統(tǒng)

5.1 人工數(shù)據(jù)信息翻譯入庫

人工數(shù)據(jù)信息由水情信息接收處理軟件接收處理后，發(fā)送至人工數(shù)據(jù)信息翻譯入庫軟件接口，由人工數(shù)據(jù)翻譯入庫軟件負(fù)責(zé)將收到的數(shù)據(jù)信息存入人工水情信息數(shù)據(jù)庫同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)至整合信息數(shù)據(jù)庫及其他用戶系統(tǒng)（相關(guān)信息需求單位）。

5.2 遙測水情信息翻譯入庫

遙測水情信息由遙測水情信息接收處理軟件接收后進(jìn)入遙測水情信息數(shù)據(jù)庫，經(jīng)攔截軟件處理存入水情信息整合數(shù)據(jù)庫。

6 水情信息共享系統(tǒng)

在水情數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)和接收的方式中，水情數(shù)據(jù)信息均以報(bào)文編碼的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和接收，即在水情信息的轉(zhuǎn)發(fā)前和接收后需對水情信息進(jìn)行編碼和解碼的處理才能完成從數(shù)據(jù)庫提取和存入數(shù)據(jù)庫的工作過程，延長了數(shù)據(jù)交換的時(shí)間，同時(shí)也增加了數(shù)據(jù)編碼和解碼過程中出現(xiàn)錯誤的幾率。隨著數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能的不斷完善，為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)交換的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)市與市、市與省之間的信息共享，開發(fā)了水情信息交換系統(tǒng)。

水情信息交換系統(tǒng)依據(jù)2011版 “實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符標(biāo)準(zhǔn)” 開展的數(shù)據(jù)庫之間的信息交換工作。系統(tǒng)充分利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，擴(kuò)大了信息共享的范圍，使信息報(bào)送方式和效率得到改善和提高。

6.1 信息種類

水情信息交換系統(tǒng)是基于DotNet Framework技術(shù)框架，采用Web Service技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中基本信息、實(shí)時(shí)信息、預(yù)報(bào)信息、統(tǒng)計(jì)信息4類數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換功能。其中基本信息類涉及15個表，實(shí)時(shí)信息類涉及38個表，預(yù)報(bào)信息類涉及7個表，統(tǒng)計(jì)信息類涉及9個表。

6.2 系統(tǒng)功能

6.2.1 數(shù)據(jù)庫升級

數(shù)據(jù)庫升級模塊負(fù)責(zé)對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行升級，將數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一升級到 “實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符標(biāo)準(zhǔn)”2011版。升級數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的同時(shí)，對基本類信息表、實(shí)時(shí)類信息表、預(yù)報(bào)類信息表及統(tǒng)計(jì)類信息表創(chuàng)建觸發(fā)器。

6.2.2 數(shù)據(jù)輪詢

數(shù)據(jù)輪詢模塊負(fù)責(zé)把待交換數(shù)據(jù)表中的內(nèi)容，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系，為每個接收單位生成待交換數(shù)據(jù)文件，并啟動數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。

6.2.3 數(shù)據(jù)發(fā)送

數(shù)據(jù)發(fā)送模塊負(fù)責(zé)把發(fā)送文件信息表中待發(fā)送狀態(tài)的文件，發(fā)送到相應(yīng)的接收單位。

6.2.4 數(shù)據(jù)接收

數(shù)據(jù)接收模塊負(fù)責(zé)接收發(fā)送端上傳的數(shù)據(jù)文件，保存到“接收文件信息表”中，并啟動數(shù)據(jù)入庫模塊。本模塊針對自動上傳文件和手工上傳文件提供兩個Web Service函數(shù)接口。

6.2.5 數(shù)據(jù)入庫

數(shù)據(jù)入庫模塊負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)據(jù)文件，保存到“接收信息記錄表”中，同時(shí)根據(jù)表標(biāo)識，修改相應(yīng)的基本信息、實(shí)時(shí)信息、預(yù)報(bào)信息和統(tǒng)計(jì)信息，實(shí)現(xiàn)最終數(shù)據(jù)同步功能。

6.2.6 實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)定時(shí)啟動輪詢處理，自動顯示各單位的接收和發(fā)送信息的實(shí)時(shí)狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)連接情況，通過系統(tǒng)日志顯示各環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)信息，并及時(shí)提示錯誤信息，方便管理員維護(hù)。

6.2.7 提示報(bào)警

提示報(bào)警模塊負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)交換過程中，出現(xiàn)異常時(shí)的報(bào)警功能。系統(tǒng)通過聲音的方式進(jìn)行提醒，同時(shí)出錯的信息用紅色顯示在系統(tǒng)日志里。報(bào)警分成：發(fā)送報(bào)警、接收報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警3類。

6.2.8 手動處理

手動處理模塊提供對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行主動補(bǔ)送的功能，操作人員可以選擇需要補(bǔ)送的測站、數(shù)據(jù)庫表和數(shù)據(jù)時(shí)間段，系統(tǒng)自動對補(bǔ)送范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)送。同時(shí)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)問題時(shí)，提供數(shù)據(jù)文件的導(dǎo)入和導(dǎo)出功能。

6.2.9 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析模塊分為發(fā)送信息統(tǒng)計(jì)和接收信息統(tǒng)計(jì)，主要統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi)各單位發(fā)送/接收的信息量及時(shí)效性。時(shí)效性分成30min以內(nèi)、30～60min、60min以外3個檔次。

6.2.10 系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)維護(hù)模塊負(fù)責(zé)對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，包括數(shù)據(jù)庫連接信息、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)等。

7 結(jié)語

（1）數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水情信息的自動化處理，提高了信息處理的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，改變了人工操作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的局面，減輕了水情值班人員的工作強(qiáng)度和壓力。

（2）采用Web Service技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水情數(shù)據(jù)庫中基本信息、實(shí)時(shí)信息、預(yù)報(bào)信息、統(tǒng)計(jì)信息4類數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換功能。

（3）系統(tǒng)具有：低成本、易安裝、易維護(hù)；業(yè)務(wù)覆蓋全面：集數(shù)據(jù)輪詢、發(fā)送、接收、入庫，實(shí)時(shí)監(jiān)控，提示預(yù)警等動能于一身。同時(shí)能夠應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)故障、大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)忍厥馇闆r；畫面直觀，操作簡單；運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

（4）從根本上解決了報(bào)送人員投入大、占用時(shí)間多、解決問題慢；沒有統(tǒng)一譯電軟件；錯報(bào)、漏報(bào)、遲報(bào)現(xiàn)象；無法實(shí)時(shí)報(bào)送基本信息、預(yù)報(bào)信息、統(tǒng)計(jì)信息等傳統(tǒng)信息處理與傳輸手段或方式存在的缺點(diǎn)。

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