淺談計算機網絡技術在水利行業上的應用

摘要：網絡技術對水利行業的發展產生了巨大的影響，本文介紹了網絡技術在水利信息服務、防汛抗旱、水調信息發布和水文測報系統中的應用。

關鍵詞：網絡環境；水利信息；信息服務

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)08-10ppp-0c

近年來，隨著計算機網絡技術在水利行業的廣泛應用，網絡技術對水利行業的發展產生了巨大的影響。水利網絡是水利信息管理、防汛抗旱指揮、水調信息發布、水文監測、水土保持等各種水利應用和決策的傳輸平臺，是水利行業的重要設施之一。高效、快速、可靠和暢通的水利網絡是保證信息能夠及時、準確、安全傳遞的基礎。

1 網絡技術在水利信息服務上的應用

傳統的水利信息服務是在一種非網絡形式下進行的，由用戶提出服務請求，以手工檢索為主要服務方式。因此，傳統的水利信息服務在很大程度上受到時間和空間的制約，工作效率極其低下。而在計算機網絡環境下，計算機網絡為信息服務提供了一種全新的服務方式，用戶可以通過網絡提出自己的信息需求，檢索條件可以是多種檢索條件的組合，再通過局域網、廣域網、因特網的檢索系統，檢索出符合條件的信息，并在網上把結果直接反饋給用戶或以電子郵件等傳輸形式，迅速及時地傳遞給用戶。這種網絡服務方式為水利信息服務提供了超越時空限制而又便捷、迅速的服務方式。

網絡將不同類型信息源組合在一起，包括電子版的圖書、期刊、論文、政府工作報告、會議文獻、信息報道等，網絡資源中有基本原理知識、有事實案例、有消息和有數據，這些資源在網絡環境下可以為水利決策者、管理者、科研人員、學者等不同的信息需求者提供廣泛而豐富的信息源，給用戶全方位、多元化的信息服務。

2 網絡技術在防汛抗旱系統中的應用

網絡化防汛抗旱系統是采用現代通信技術，以公用光纖電路和已建專網微波電路為主要傳輸手段，以多業務交換機構建綜合業務平臺，實現了圖像、數據和語音業務的接入、傳輸和交換，建成的一個“三網合一”的網絡平臺。使用防汛抗旱系統，能迅速采集和傳輸防洪抗旱所需的水雨情、旱情、災情信息，對汛情和旱情及其發展趨勢做出科學的判斷和預測，科學地分析制定出防洪抗旱調度方案，為正確指揮抗洪救災提供決策支持。

一般，系統采用以太網作為防汛抗旱信息網的主干，網絡拓撲結構采用星型結構，可以提高網絡的可靠性，便于維護和管理。

防火墻把網絡分為內網和外網2個部分，防火墻內采用保留IP地址，而防火墻采用《國家防汛指揮系統工程計算機網絡系統(CNFCS-NET)IP地址和域名規定》，因此，需要兩套獨立的域名服務器系統，分別稱為“內部DNS”和“外部DNS”。內部DNS負責內部域名的解析，并對內部用戶訪問Internet的域名進行解析。外部DNS負責Internet上的用戶對防汛抗旱指揮系統域名的解析。

交換機安裝于防火墻內部，連接集線器及各種服務器，如內部域名服務器、內部Dhcp服務器、內部郵件服務器、內部Ftp服務器、內部www服務器、代理服務器、應用服務器及管理工作站等，這是防汛抗旱網絡的核心。外部域名服務器、外部郵件服務器、外部www服務器及外連的路由器(撥號服務器)與一臺集線器連接．處于防火墻外。

外部www 服務器是防汛抗旱指揮中心對外公開信息的平臺，供Internet上的用戶使用。內部www服務器專為防汛抗旱指揮中心及相關的水利單位服務。整個網絡通過路由器實現與Internet的連接。

3 網絡技術在水調信息發布系統上的應用

水調信息發布系統是以計算機網絡技術、水調信息數據庫為基礎，發布服務器為核心，建立基于交互式Web、自報/查詢短消息、自動收發郵件及自動語音應答等多途徑的信息發布模式 ，以實現水調信息的快速、跨時空發布的系統。通過水調信息發布系統，可以及時、全方位、多元化地了解水調的信息，為正確做出決策提供強有力的支持。

一般，水調信息發布系統的數據流程如圖1所示。

圖1 水調信息發布系統的數據流程

其中，網絡通信是水調信息發布系統的核心部分，系統通過它可以實現水調信息的發布、查詢。信息發布方式通常有：自報/查詢短消息發布方式、交互式Web發布方式、自動收發郵件發布方式和語音自動查詢發布方式。

3.1 自報/查詢短消息發布方式 可通過兩種方式來實現自報/查詢短消息發布。

3.1.1終端方式

以GSM網的短信中心作為“中轉站”，傳輸過程完全在GSM網內進行。水調信息發布系統中信息接收方為GSM手機。信息發布方為中心站計算機，采用的通訊設備為GSM通訊終端。

3.1.2 網關方式

網關方式即指短消息在支持TCP/IP協議的網絡和GSM網之間傳輸。信息發布系統以兩種方式與短信平臺相連接，包括：(1)通過Internet網絡連接到互聯網短信網關與短信平臺通信；(2)通過獨立的專網直接與短信平臺連接，通過短信平臺收發短信。其中，由于專網具有安全、高效、可靠的傳輸特性，所以網關方式在水調信息發布系統中廣泛應用。

3.1.3 交互式Web發布方式

交互式Web發布方式是基于Internet網絡平臺，采用Asp.net開發工具，網絡中的網頁信息均可通過HTML格式進行Web發布，Web服務器通過ADO技術與數據庫連接。當用戶在客戶端發出查詢請求后，通過瀏覽器向Web服務器發出請求，Web服務器將相應的頁面返回，供用戶瀏覽查詢。

3.1.4 自動收發郵件發布方式

自動收發郵件發布方式是通過SMTP、POP3協議實現電子郵件的發送和接收。郵件發布可以實現定時發送、郵件報警及自動回復等功能。通過用戶訂閱郵件的要求來發布水調信息。

3.1.5 語音自動查詢發布方式

考慮到電話網的覆蓋范圍廣于GSM網、電話設備的普及程度較手機更為廣泛等因素，通過PSTN網以語音的方式來發布水調信息，可以作為以上發布方式的一種補充，并也不失為一種非常實用的發布方式。

4 網絡技術在水文測報中的應用

水文測報系統是一種應用網絡技術的先進水情信息實時收集處理系統。它應用網絡通信、遙感測量和計算機技術，完成對江河、水庫、流域內降雨量、水位、流量等參數的實時收集和處理，以此實現防洪、供水、發電等優化調度、提高防洪能力和水資源利用水平。水文測報系統一般由遙測站（對水位、雨量、流量等進行測量的服務站）、中心站和分中心站構成，如圖2所示。

網絡水文測報系統的工作流程一般如下：各遙測站定時(每2分鐘一次)通過傳感器對水位、雨量、流量等信息進行采集，經處理后存儲，待整點或采集的數據變幅大于設定值時再通過超短波向分中心站傳送信號，分中心收到數據后經預處理送入遙測中心計算機進行加工存入遙測數據庫，并通過Web服務器或超短波向外中心站發布。中心站和分中站通過電臺來接受無線電信號，在中心站和分中心站都要安裝信號接收設備，這些接收設備一般有：接收信號的中心控制儀、通信數傳電臺、天線及支架、UPS不間斷電源、電臺電源、避雷器等。其中，中心站和分中心站都是相互獨立的，每個分中心站都要安裝一套信號接受設備。如果在中心站和分中心站之間通過網絡調用數據，則分中心站和中心站就構成了客戶/服務器應用系統。中心站和分中心站之間的網絡環境一般有系統內網和Internet網絡兩種。內網是與相關職能部門專網連接的涉密網，Internet是跟公眾互聯網連接的非涉密網。

通常網絡隔離技術有3種：

(1)雙主機。每人配備兩臺主機，也就是主機所有的配件包括處理器、主板、硬盤、內存等都是兩套，通過轉換器共用顯示器上外網用外網主機，上內網用內網主機，內、外網可以得到徹底的物理隔離。這種技術最簡單，使用方便，安全性最好，但費用最高，差不多是兩臺計算機的價格。

(2)隔離卡技術。其核心技術是雙硬盤技術，啟動外網時關閉內網硬盤，啟動內網時關閉外網硬盤，使兩個網絡和硬盤物理隔離，其優點是價格低，但使用稍麻煩，因為轉換內外網要關機和重新開機。

(3)單主板安全隔離計算機。其核心技術是雙硬盤技術，將內外網絡轉換功能寫入BIOS中，并將插槽也分為內網和外網，使用方便，價格界乎于雙主機和隔離卡之間。

圖2 水文測報系統

5 小結

水利科技信息化的程度是衡量一個國家和地區水利科研水平、水利資源開發利用程度和水利建設綜合實力的重要因素。現代信息技術的發展正在對水利事業建設水平的提高產生著重要而深遠的影響，而網絡的發展給水利行業的發展帶來了新的變革。

參考文獻：

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