(江西省尋烏縣水利局，江西 尋烏 342200)

目前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的不斷發(fā)展，人們對(duì)水文狀況的監(jiān)測(cè)和治理提出了新的要求，但目前建設(shè)的水利工程普遍存在著智能程度低、應(yīng)急反映差等弊端，究其根本原因，是在水利設(shè)計(jì)上存在缺陷[1]。落后的的設(shè)計(jì)直接影響了水利工程的實(shí)施質(zhì)量，水利工程收集到大量數(shù)據(jù)信息，但是這些信息并不都是有利于系統(tǒng)作出決策和判斷的，存在大量的冗余信息，這些信息拖慢了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作效率。因此想要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行改善，應(yīng)當(dāng)將數(shù)據(jù)整合技術(shù)引入平臺(tái)搭建，從而在水利設(shè)計(jì)方面有效增強(qiáng)水利設(shè)施性能[2]。針對(duì)這一情況，搭建數(shù)據(jù)整合技術(shù)支持下水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)。建立數(shù)據(jù)整合技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)庫(kù)，利用數(shù)據(jù)整合技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行處理，在此基礎(chǔ)上分析平臺(tái)的邏輯架構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)的搭建。對(duì)這一平臺(tái)在實(shí)際建設(shè)水利設(shè)施時(shí)監(jiān)測(cè)水文狀況中的應(yīng)用作用進(jìn)行分析，設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明這一平臺(tái)具有極高可行性，相比傳統(tǒng)方法而言，在河流流量發(fā)生大幅度變化時(shí)能減少0.2～0.4 h的反應(yīng)時(shí)間，其測(cè)算誤差率也降低了66.7%。

1 搭建水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)

1.1 建立數(shù)據(jù)整合技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)庫(kù)

使用數(shù)據(jù)整合技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)平臺(tái)所監(jiān)測(cè)的對(duì)象，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的名稱(chēng)、代碼和河流相關(guān)需要監(jiān)測(cè)的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)[3]。數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)河流情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的表單數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式如表1所示。

由于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息等通常來(lái)自不同的系統(tǒng)來(lái)源，這些大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一方面在存儲(chǔ)格式上存在差異在調(diào)用時(shí)難以統(tǒng)一調(diào)用，另一方面數(shù)據(jù)信息繁雜很難有效分辨出有效信息[4]。因此利用數(shù)據(jù)整合技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，進(jìn)行物理整合和邏輯整合，一方面保證存儲(chǔ)格式標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，另一方面對(duì)信息進(jìn)行篩選，篩除冗余信息，將提取的有效信息針對(duì)不同需求建表[5]。在數(shù)據(jù)整合技術(shù)的幫助下建立起高效完備的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，為水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)的搭建奠定基礎(chǔ)。

表1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式

1.2 平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在建成的經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整合后的數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，對(duì)水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。搭建這一平臺(tái)時(shí)在邏輯上使用三層架構(gòu)，將整體平臺(tái)劃分為數(shù)據(jù)交互層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)層[6]。其邏輯架構(gòu)層次如圖1所示。

圖1 平臺(tái)邏輯架構(gòu)層次圖

通過(guò)數(shù)據(jù)信息收集裝置收集所需的數(shù)據(jù)信息，使用數(shù)據(jù)整合技術(shù)形成數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)過(guò)中央系統(tǒng)的梳理，用防火墻等安全裝置過(guò)濾信息，再將信息發(fā)送到客戶(hù)端，管理人員在客戶(hù)端作出判斷然后將指令發(fā)送到中央服務(wù)器，中央服務(wù)器再執(zhí)行相關(guān)指令[7]。根據(jù)上述的各個(gè)步驟和方式，搭建起基于數(shù)據(jù)整合技術(shù)支持下水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

為證明本文提出的數(shù)據(jù)整合技術(shù)支持下水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)的有效性，設(shè)置仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)信息集成平臺(tái)的水文信息監(jiān)控功能進(jìn)行測(cè)試。仿真實(shí)驗(yàn)選取一片實(shí)驗(yàn)區(qū)域，分別采用本文設(shè)計(jì)的水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)和傳統(tǒng)方法進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析兩種方法存在的優(yōu)勢(shì)和弊端。

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

按照本文設(shè)計(jì)的程序構(gòu)建水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)，平臺(tái)的開(kāi)發(fā)環(huán)境需要的逐項(xiàng)要求如表2所示。

表2 平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)境

在符合上述環(huán)境要求基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，構(gòu)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。在建成數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，按照平臺(tái)搭建的步驟構(gòu)建水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)搭建。

2.2 對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

為測(cè)試本文搭建的數(shù)據(jù)整合技術(shù)支持下水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性，進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)6小時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)，設(shè)置模型模擬水利工程河道，通過(guò)調(diào)節(jié)抽水泵改變水槽內(nèi)的流量和流速模擬河流流量狀況，控制試驗(yàn)河流流量在10～50 m3/s[8]。分別使用本文搭建的水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)和傳統(tǒng)方式對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的河流流量進(jìn)行測(cè)算，將結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 河流流量測(cè)算結(jié)果對(duì)比圖

通過(guò)圖2可以得知，相比傳統(tǒng)方式，使用本文搭建的水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)進(jìn)行測(cè)算，實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線(xiàn)相對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)而言更為接近，可以證明本文搭建平臺(tái)在記錄河流流量方面的可靠性。雖然在河流流量保持相對(duì)平穩(wěn)時(shí)，兩種方法監(jiān)測(cè)的河流流量誤差并不明顯，但當(dāng)河流流量進(jìn)行大幅度變化時(shí)，使用傳統(tǒng)方法并不能及時(shí)有效反映這種變化。在第4 h左右河流流量發(fā)生驟降和第5 h河流流量發(fā)生驟升的情況下，使用傳統(tǒng)方法測(cè)算的河流流量數(shù)據(jù)沒(méi)能立刻顯示出下降和上升的趨勢(shì)，而是分別延誤了0.2～0.4 h才作出反映，這樣的延誤在實(shí)際應(yīng)用中極有可能使錯(cuò)過(guò)對(duì)水文進(jìn)行調(diào)控的黃金時(shí)間，造成極其嚴(yán)重的后果[9]。而使用本文搭建平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在河流流量發(fā)生巨大變化時(shí)，這一方法也能及時(shí)反映其變化趨勢(shì)和變化幅度。使用傳統(tǒng)方法對(duì)河流流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的最大誤差值達(dá)到了15 m3/s，而使用本文搭建平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的誤差值一直維持在5 m3/s，相比傳統(tǒng)方法而言，誤差率降低了66.7%。這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明本文搭建的信息集成平臺(tái)具有極高可行性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水利工程的設(shè)計(jì)對(duì)保障人民正常的工作生活、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展具有重要意義，但是落后的水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)不僅不能應(yīng)對(duì)當(dāng)今時(shí)代的需要，甚至可能導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)水文治理黃金時(shí)期等嚴(yán)重問(wèn)題，因此對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)勢(shì)在必行[10]。對(duì)本文搭建的數(shù)據(jù)整合技術(shù)支持下的水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明，本文搭建的平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)良好具有極高的可行性，使用這一平臺(tái)對(duì)水利情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)相比傳統(tǒng)方法更為準(zhǔn)確，能減少0.2～0.4 h的反應(yīng)時(shí)間，將水利狀況的測(cè)算誤差率降低66.7%，為重大水文事件的及時(shí)處理創(chuàng)造條件。希望本文能夠?yàn)閿?shù)據(jù)整合技術(shù)支持下水利設(shè)計(jì)信息集成平臺(tái)搭建提供理論依據(jù)。