聶麟童，田 巍，劉子博

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161000）

尼爾基水庫工情分中心是國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期工程松遼委工情信息采集系統(tǒng)的組成部分，分中心工情信息包括工程運行狀況、工程險情信息、防汛動態(tài)信息等。尼爾基水庫配備險情移動采集站，實現(xiàn)與尼爾基水庫工情分中心的信息傳輸；在工情分中心建設(shè)實時工情信息上報系統(tǒng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),及時從水庫收集工程工情和險情數(shù)據(jù)，統(tǒng)計、匯總并上報到松遼委防汛數(shù)據(jù)匯集平臺，為防汛決策和指揮調(diào)度提供技術(shù)支撐。

1 總體設(shè)計

尼爾基工情分中心系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器（B/S）體系結(jié)構(gòu)，考慮到業(yè)務(wù)的復(fù)雜性和多樣性，和以后程序的可靠性、可用性、可擴展性等方面，結(jié)合目前的主流技術(shù)，系統(tǒng)軟件平臺采用J2EE技術(shù)構(gòu)架。開發(fā)模式基于MVC的Flex的框架應(yīng)用。具體體現(xiàn)為：Flex+Blazeds+Spring+Hibernate的MVC框架。模型Model、視圖View和控制Controller，MVC是3個單詞的縮寫。MVC模式的目的，就是實現(xiàn)Web系統(tǒng)的職能分工：Model層實現(xiàn)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)邏輯，通常可以用JavaBean即業(yè)務(wù)對象（BO）和services來實現(xiàn)；View層用于與用戶的交互，使用flex來實現(xiàn)；Controller層是Model與View之間溝通的橋梁，通常使用控制層（sevlet或action），即業(yè)務(wù)代理接口來實現(xiàn)，它可以分派用戶的請求，并選擇恰當(dāng)?shù)囊晥D以用于顯示，同時它也可以解釋用戶的輸入，并將它們映射為模型層可執(zhí)行的操作。

采用應(yīng)用框架進行設(shè)計開發(fā)，目前已經(jīng)成為開發(fā)大型企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的第一選擇。其特點為：屏蔽系統(tǒng)底層技術(shù)細節(jié)，提高開發(fā)效率；提高可靠性、擴展性以及性能；提供自動支持和管理組件的面向服務(wù)的結(jié)構(gòu)框架；開發(fā)人員將精力集中在應(yīng)用組件上，而不是底層服務(wù)上；將業(yè)務(wù)邏輯和系統(tǒng)服務(wù)分開。

該系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)，各層內(nèi)部對業(yè)務(wù)進行提煉，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和設(shè)計模式完成對業(yè)務(wù)的封裝，層與層之間通過接口進行調(diào)用，保證模塊之間的低耦合和模塊內(nèi)部的高內(nèi)聚。

2 信息流程

工情信息采集主要由工情分中心采集，通過實時工情上報系統(tǒng)上報。險情采集主要通過移動險情采集站，采集上報險情現(xiàn)場的圖片、圖像、地理坐標(biāo)，工程位置及文字說明。遇重大險情，松遼委應(yīng)急移動指揮平臺在險情現(xiàn)場，通過水利衛(wèi)星通信網(wǎng)將采集的險情現(xiàn)場視頻、語音實時傳至松遼委防辦和水利部。流程圖，見圖1。

3 信息分類

工情信息按照實時工情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符標(biāo)準(zhǔn)，實時工情信息分為工程運行狀況、工程險情信息和防汛動態(tài)信息三類。

圖1 工情信息流程框圖

3.1 工程運行狀況信息類

尼爾基水庫工程運行狀況信息是水庫運行狀況。水庫運行狀況表用于記錄大壩、泄水建筑物等的運行狀況。主要內(nèi)容包括：工程名稱、采集時間、大壩安全等級、水位、水位狀態(tài)、水位狀態(tài)持續(xù)時間、庫容、現(xiàn)有防洪庫容、入庫流量、出庫流量等。

3.2 工程險情信息

水庫工程險情信息，主要包括：

1）決口險情信息表用于描述堤壩發(fā)生決口時的特征、規(guī)模以及造成的災(zāi)害損失。主要內(nèi)容包括：采集時間、決口寬度、決口處流速、決口流量、決口處內(nèi)外水頭差、地形、地質(zhì)條件、影響范圍、面積、人口等。

2）漫溢險情信息表用于描述堤壩發(fā)生的漫溢的特征、規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、漫溢長度、漫頂高度等。

3）管涌險情信息表用于描述管涌的險情特征，發(fā)生位置和險情規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、出口特征、管涌口直徑、涌水流量、涌水水柱高、涌水混濁度、管涌數(shù)目、管涌群的面積等。

4）陷坑險情信息表用于描述陷坑的險情特征，發(fā)生位置和險情規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、陷坑部位、陷坑深度、陷坑面積等。

5）滑坡險情信息表用于描述滑坡的險情特征和險情規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、滑坡類型、滑坡位置、滑坡體挫高、滑坡長度、滑坡體積、滑坡面角度等。

6）裂縫險情信息表用于描述裂縫險情的特征，發(fā)生位置和險情規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、裂縫部位、裂縫類型、裂縫長度、裂縫寬度、裂縫深度、裂縫條數(shù)等。

7）崩岸險情信息表用于描述崩岸險情的特征，發(fā)生位置和險情規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、距堤防的距離、崩塌長度、崩塌寬度、崩塌體積等。

8）滑動險情信息表用于描述滑動險情的特征，發(fā)生位置、險情規(guī)模、以及滑動面處的地質(zhì)情況等。主要內(nèi)容包括：采集時間、滑動類型、滑動面角度、滑動位移、地形、地質(zhì)條件等。

9）閘門損毀險情信息表用于描述閘門險情的特征信息。主要內(nèi)容包括：采集時間、損毀狀況、閘門損毀時的開啟狀態(tài)、過閘流量等。

10）滲水險情信息表用于描述滲水險情的特征，發(fā)生位置、規(guī)模等。主要內(nèi)容包括：采集時間、滲水部位、滲水面積、滲水量等。

11）淘刷險情信息表用于描述淘刷險情的特征，發(fā)生位置、規(guī)模等。主要內(nèi)容包括：采集時間、距堤（壩）頂距離、淘刷面積、淘刷深度、淘刷長度等。

12）潰壩險情信息表用于描述潰壩險情的特征、險情規(guī)模以及造成的損失等信息。主要內(nèi)容包括：采集時間、潰口寬度、潰口深度、工程現(xiàn)狀、潰壩庫水位、潰壩時庫容、潰口流量、地形、地質(zhì)條件、影響范圍、面積、人口等。

13）傾覆險情信息表用于描述傾覆險情的特征信息。主要內(nèi)容包括：采集時間、傾覆方向、傾覆角度等。

14）坍塌險情信息表用于描述坍塌險情的特征、發(fā)生位置和險情規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、坍塌部位、坍塌長度、坍塌面積、坍塌體積等。

15）控導(dǎo)工程沖毀險情信息表用于描述控導(dǎo)工程沖毀險情的特征險情規(guī)模。主要內(nèi)容包括：采集時間、沖毀體積、沖毀長度、沖毀深度。

3.3 防汛動態(tài)信息

防汛動態(tài)信息包括：

1）搶險動態(tài)信息表。用于描述某一險情的搶險投入和搶險進展情況。主要內(nèi)容包括：采集時間、搶險開始時間、搶險方案、人員投入、動用設(shè)備、消耗物資、折合資金、進展情況及結(jié)果等。

2）防汛抗旱簡報信息表。用于描述各級防辦在防汛抗旱過程中的簡報信息。主要內(nèi)容包括：編號、標(biāo)題、填報單位、采集時間、期號、正文、編輯人、簽發(fā)人等。

3）防汛抗旱動態(tài)信息表。用于描述針對某一區(qū)域開展的防汛抗旱工作狀態(tài)以及對該區(qū)域現(xiàn)有險情和搶險狀態(tài)、進展的統(tǒng)計。主要內(nèi)容包括：編號、填報單位、標(biāo)題、工程調(diào)度情況、防守情況、人員轉(zhuǎn)移情況、險情綜述、災(zāi)情、折合資金等。

4 信息采集與上報方式

4.1 信息采集

工情分中心信息采集系統(tǒng)包括：基礎(chǔ)工情數(shù)據(jù)庫的建立和管理，水庫防洪工程數(shù)據(jù)庫的建立和維護更新，采用數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)，定期向松遼委報送防洪工程數(shù)據(jù)庫的更新內(nèi)容。

工情分中心能及時從工程單位收集工程險情和災(zāi)情數(shù)據(jù)，統(tǒng)計、匯總并上報松遼委防辦；從松遼委獲取水情信息和有關(guān)的預(yù)報成果；從氣象部門獲取天氣和氣象形勢預(yù)報；能自動接收和處理水庫的水情遙測數(shù)據(jù)，并將整理的成果上松遼委防辦；能接收并執(zhí)行上級防汛指揮部的調(diào)度命令；為松遼委防汛辦及相關(guān)部門提供水情、工情查詢等信息服務(wù)業(yè)務(wù)；水庫防汛日常事務(wù)輔助管理：包括文檔管理、防汛人員組織管理、防汛經(jīng)費管理、決策實施和反饋管理等MIS功能。

實時工情信息上報系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，具有數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)報送、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)管理、警示信息、上報情況分析和日志管理等功能。信息上報系統(tǒng)，見圖2。

4.2 上報方式

工情信息采集方式主要涉及人工統(tǒng)計上報和現(xiàn)場采集上報2種方式。

1）人工統(tǒng)計上報，主要針對工程運行狀況信息和動態(tài)信息，對需人工上報工情信息都有文件規(guī)定的辦法，按照有關(guān)規(guī)定收集、整理有關(guān)數(shù)據(jù)上報。

2）現(xiàn)場采集上報，主要針對工程險情信息，直接前往工程出險現(xiàn)場，勘查險情，檢查指導(dǎo)搶險工作，并直接采集工程險情狀況及發(fā)展演變過程，收集工程設(shè)計、施工、維護、管理以及以往出險情況等相關(guān)背景資料等等。同時收集搶險工作進展情況。將上述內(nèi)容直接報工情分中心。遇重大險情，經(jīng)授權(quán)可將現(xiàn)場信息直接上報松遼委工情中心（防辦）。

圖2 實時工情信息上報系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

5 險情移動采集站設(shè)計與應(yīng)用

險情移動采集站是尼爾基工情分中心的重要子系統(tǒng)，系統(tǒng)采用基于安卓系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)，結(jié)合JAVA作為后臺開發(fā)的險情信息采集站APP。實現(xiàn)水庫巡查、險情采集，實時上報等功能，負(fù)責(zé)對險情發(fā)生地的實時狀況進行現(xiàn)場采集上報，為搶險救災(zāi)決策提供第一手資料。

險情移動采集站主要采集險情發(fā)生時的實時圖像信息，險情發(fā)生時的實時圖片信息及文字信息。文字信息主要包括：防洪工程的險情類別、出險時間、地點、位置、各種代表尺寸；工程險情綜合情況的描述、險情原因分析、可能發(fā)生的險情預(yù)測、可能影響的范圍；搶險方案、通信手段、搶險物資配備情況、搶險進展情況及效果等信息。由于險情的發(fā)生位置和頻率的不確定性，險情移動采集站實際為實時移動險情信息的采集上報。采集現(xiàn)場為實際險情的發(fā)生地，信息接收地為尼爾基水庫工情分中心或松遼委防辦。

6 結(jié)語

工情信息采集系統(tǒng)是國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期工程建設(shè)的重要組成部分。尼爾基水庫工情信息，尤其是實時工情信息，是水庫安全度汛、科學(xué)調(diào)度、工程搶險的重要信息資源，它以文字、圖片、音視頻等多媒體信息直觀反映水庫工程運行的實際狀況，為上級部門防汛決策、指揮調(diào)度提供重要依據(jù)。尼爾基水庫工情分中心的建設(shè)使水庫防汛工作能力和工程管理水平得到進一步提升。