水利信息互聯共享應用技術研究

沈 超

（安徽省·水利部淮委水利科學研究院 蚌埠 233000）

1 前言

在信息化高速發展的今天，如何合理利用信息化為水利服務，將信息化有機地融入水利行業已成為提升和發展整個行業的技術和管理水平，實現向現代水利、可持續發展水利轉變的重要課題。在當前國家大力推廣水利信息化的形勢下，各地區的水利信息化平臺建設都已日趨完善，水利信息已得到有效采集和存儲。但是各地水利信息的采集方式、數據存儲方式各不相同，彼此之間的信息傳輸和交換也不夠及時，這就很容易造成信息的地區偏差和不同步，也給各地區之間的信息共享造成很大障礙。如何能夠更好地實現水利信息的采集、傳輸、存儲、處理和利用，并實現跨地區、實時的水利信息共享已成為當前水利信息化建設急需解決的一個難題。

2 主要問題分析

2.1 各地信息化平臺結構差異大

當前不同地區的水利信息化平臺的結構差異還是比較大的，主要反映在以下幾個方面：

信息化管理方式的差別。當前各個地區水利信息化發展的程度各不相同。有的地區信息化建設比較完善，信息化程度比較高，已經形成一個局部范圍內的信息化網絡，水利資源信息可以在這個局部的網絡中實現有效地傳輸和共享，并得到統一管理。而有些信息化程度不夠高的地區還僅僅是使用單獨的一臺計算機進行信息管理。相應的，信息管理的工具也必然會有很大差別。有的地區已經采用了高級的網絡數據庫系統服務器，有的地區使用的是單機的數據庫管理系統，還有些信息化比較落后的地區甚至還在使用文件系統管理的方式來進行信息的管理。這些信息管理方式上的差距會直接影響到信息的一致性并可能導致信息的滯后性。

信息采集方式的差別。由于每個地區情況的不同，信息采集往往會根據實際情況采用不同的方式。人工記錄或是自動采集，有線傳輸或是無線網絡，采集的頻次密度也要依實際情況而定。這些差別會給不同地區信息采集的同步性造成很大障礙。

數據存儲格式的差別。不同的信息化平臺，其數據存儲結構都會有一定的差異。如數據庫種類的差異、表結構的差異、數據類型的差異等等。這些差異在一定程度上會影響到平臺之間的信息交換和共享。

2.2 缺少良好的信息網絡保證信息的傳輸和共享

當前，受各種條件的限制，水利信息傳輸專網的覆蓋面還遠遠不夠，信息傳輸在一定程度上依賴于電信、移動等社會公網，但是公網線路在安全性上存在一定的隱患，傳輸速率也受多種外界不穩定因素影響，且在一些偏遠的山區公網線路尚沒有實現完全覆蓋。由此可見，必須建立起良好的專用傳輸網絡才能有效保障水利信息的傳輸和共享。

3 解決技術方案

3.1 數據提取技術的運用

各地水利信息化平臺結構的差異是受地區差異影響普遍存在的，也不可能統一進行規范，而且每個地區信息庫中所存儲的所有數據信息也未必都是其他地區需要共享的，因此只需將“有用的”信息提取出來即可。這就需要運用相應的數據提取技術來實現。

數據提取是指從數據源中提取出具有實用價值的數據的過程。由于數據源種類的不同，必須采用不同的數據提取辦法才能將數據源中的數據提取出來，由此誕生了數據提取技術。隨著當前數據提取技術的發展，許多大型軟件公司已經開發出了具有較強適應性的數據提取工具，可以很方便地實現異構數據源的數據提取和轉換。典型的有Informatica公司的Powercenter、Ascential公司的 Datastage、微軟的 DTS等。用戶只需在系統平臺上安裝這些軟件即可輕松實現數據提取。當然對于一些存儲結構比較特殊的平臺，也可以獨立開發與不同平臺相適應的跨平臺數據提取軟件。這種獨立開發的軟件可以保證數據的提取和轉換工作更能滿足用戶需求，并為后續工作的進行提供良好的接口。

在實際應用當中開發跨平臺的數據提取軟件可遵循以下步驟：

（1）深入了解要進行數據提取的各個系統平臺的架構，尤其對其數據資源層（數據庫系統，數據對象接口，消息服務中間件等）對象做好分析和研究。

（2）分析各類平臺數據對象的數據結構后即可確定數據提取技術方案，首先從宏觀上考慮擬定方案與多個系統平臺的兼容性，分析數據提取方式和采用技術手段的可行性。再詳細設計軟件開發方案。

（3）設計數據提取完成后要進行數據轉換和存儲功能。數據提取軟件不僅要能完成數據提取工作，還應有良好的數據轉換和存儲功能，可以在數據提取后即將其轉換成統一的格式，實現數據跨平臺資源整合和共享。

（4）進行具體的軟件研發工作，并在不同階段進行測試，軟件開發完成后試運行一段時間，分析問題，完善系統。設計開發跨平臺的數據提取軟件可有效解決各地水利信息平臺的異構兼容問題，實現水情數據提取、轉換、存儲和共享。完成異構平臺水情信息的提取時需注意數據的實時性、準確性與可靠性，從每個平臺中提取水情信息時必須保證數據傳輸時效以及信息的準確可靠。

3.2 GPRS無線傳輸技術與APN專網

信息的傳輸問題一直以來都是影響水利信息共享的一大難題。當前水利信息專網的覆蓋面不夠，且考慮到在一些偏遠地區建立的水情信息采集站很難用有線網絡覆蓋，因此可以采用GPRS無線傳輸技術來搭建APN無線專網實現數據傳輸。

GPRS是在GSM（短信）基礎上發展起來的一種分組交換的數據承載和傳輸方式，可以更有效地利用無線網絡信道資源，特別適合突發性、頻繁的小流量數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。具有“永遠在線”的特點，且計費方式靈活，可以支持按數據流量來進行計費。這些特點剛好可以滿足水情信息傳輸所要求的實時性和穩定性，且在傳輸費用上也較為經濟。

APN專網技術是移動公司結合GPRS技術設計的一種無線組網模式。可設定多個不同站點組成一個專用網絡（不接入INTERNET網絡），并讓數據信息在這個網絡內部傳輸和共享。使用該組網方式可以有效保障水情信息傳輸的安全性。

4 項目實踐方案

懷遠縣水利局為實現對當地多個閘壩水情信息的集中管理，建立了由一個水情中心站和多個水情信息分站所組成的信息傳輸共享網絡系統。整個系統即采用GPRS無線傳輸技術搭建起一個APN信息互聯專網。其系統結構如圖1所示。

系統中每個水情信息分站均安裝有數據提取軟件，可提取該站水情信息采集管理系統中的實時水情數據，并將數據轉換成統一的數據格式。數據經通用協議（MODBUS協議）校驗加密，再由GPRS模塊發送至主站端。主站端服務器安裝有信息管理軟件系統，負責數據的接收和發布。可實時接收從各個分站傳輸來的水情信息，并通過輸出設備顯示。整個系統可以有效地實現各地水情信息的實時共享，有利于相關管理部門全局把握實時水情，統一調度，保障防汛工作及時有序進行。具體如圖2所示。

5 結語

通過研究分析可以發現，利用數據提取技術、無線GPRS傳輸技術以及APN組網技術這三者相結合的方法可實現異構平臺的信息傳輸與共享，可應用于水利行業實現多個地區水情信息的互聯和共享，懷遠縣水情信息系統建設項目的成功經驗已充分證明其可行性。這種信息互聯應用技術可以有效解決水利信息資源的共享和傳輸問題，對水利信息化的發展有著巨大的推動作用