信息化進程下的防洪調度決策系統的構建研究

段家貴

信息化進程下的防洪調度決策系統的構建研究

段家貴

（唐山市陡河水庫管理處 河北唐山 063021）

隨著我國社會的進步和信息技術的不斷發展，數字水利的理念受到了人們的廣泛關注，水利信息化也逐漸走進到人們的視野之中。世界上所有自然災害中，洪水災害顯得尤其嚴重，這就要求我們必須對洪水災害采取有關的措施，并進行有效調度和科學地管理，從根本上把我國防洪能力提升到先進國家行列，能夠減少洪水災害給人類帶來的損失，切實有效地保障人民的財產和生命安全，具有極其重要的意義。筆者對基于B/S或C/S模式的防洪調度系統的構建進行探討，并對我國防洪調度決策的發展方向進行科學預測，對構建信息化進程下，深入地研究了防洪調度決策系統的原則。

信息化 防洪調度 決策系統構建

隨著科學技術的逐漸深入和信息技術的不斷發展，我國水利行業的信息化程度也得到了大大提升。目前我國已經建立成為以七大江河為防洪重點區域、主要管理站的水資源預報方案。但是我國傳統的防洪調度決策系統通訊困難，上級部門不能及時地與下級部門進行有效地溝通，支持環境和運行相差較大。因此，目前建立的防洪調度決策系統是一個離散的系統，并沒有結合信息化的趨勢形成一個綜合性、有機性的防洪決策體系。筆者通過研究防洪調度決策系統，在當前信息化進程下的構建進行了研究，希望對我國防洪調度決策系統的構建提高理論和方法上的指導。

1 B/S和C/S模式在防洪調度決策系統中的應用研究

目前，在我國防洪調度系統中，絕大多數采取的是C/S模式，該模式中的數據處理能力和操作能力、數據安全性和完整性都異常的優秀。較好地解決了水庫在流域級防洪調度時出現的集成問題，很大程度上提高了水庫的防洪調度的科學性和管理性能，實現了局域網范圍內的多用戶操作問題。但伴隨著系統的逐漸升級和應用程序復雜程度的提高，C/S模式出現了諸如維護工作量大、可移植性差等弊端。

為了排除C/S系統在防洪中出現的弊端，以Web技術為支撐的B/S模型的出現較好地解決了這些弊端。B/S模式的防洪調度系統能夠在完全交由瀏覽器的基礎上通過客戶端用戶顯示web界面，來進行用戶的降雨預報和洪水調度功能以及水域數據庫的管理問題。通過瀏覽器發出請求，與application server和data server相互通信，并妥善處理好相應的請求，完成后把結果經web服務器送到至client端口。這種以HTML、HTTP、JSP三種方式的服務器能保證夠保證數據的完整性、唯一性和準確性，從而保證系統的實用性和一致性，使得我國的防洪調度框架能夠享受到系統集成和數據共享。

但是對于當下基于B/S或C/S模式的防洪調度系統存在很明顯的弊端，幾乎所有的系統開發人員都是以一種單獨的模式進行決策系統的開發，在有限程度集成的環境下，對數據庫、用戶界面相結合。當用戶需求不同時，對系統代碼的修改量就會發生極大地變得，兩種模式的交換，就會導致系統重復開發，資源大量浪費的出現。因此如何充分發揮這兩種模式的優越性，滿足不同用戶對系統結構的需求，使得系統得到高效的杰出，但是國內外對此問題并未進行深入的探究。

2 在信息化進程下搭建防洪調度決策系統

對于防洪調度決策是一項十分復雜、相當繁瑣的工程。在計算機、網絡技術迅速發展的今天，借助運行高效穩定的防洪調度系統和模型，是十分必要的。水庫作為最重要的防洪工程，其洪水調度也是流域防洪的核心和觀看。我國的大多數大型水庫在國家水利部和政府的大力支持下，已經對防洪調度的決策提供了強有力地支持。我國的水庫目前采用最廣泛是客戶端/服務器(C/ S)模式，其系統總體結構如圖1所示。

圖1 洪水調度系統總體結構

在知識經濟、網絡通信技術保障性發展的時代，人們對信息化提出了更高的要求。這不僅對傳統的C/S洪水調度系統造成了極大地沖擊，也使得C/S系統的弊端日益呈現在人們面前。因此這就造成了基于Web技術的瀏覽器/服務器(B/S)模式的出現，防洪調度系統開始被廣泛地運用于水庫防洪之中，雖然B/S模式具有擴展性好、共享程度高、易于維護等特點，但是C/S模式在數據的管理方面更加高效和安全、信息的通信量少是B/S模式所不具備的特征。因此要筆者從系統開發的目標和原則方面對信息化進程下的防洪調度決策系統的構建進行研究。

2.1防洪調度決策系統的開發目標

為了提高我國水庫防洪調度決策系統的水平，促進水庫防洪調度信息的規范化管理，國家防洪辦指出我國要自主研發出具有現代化氣息的洪水調度決策系統，并對系統的開發目標指出了相應的要求。這個要求也是筆者作為本次防洪調度決策系統設計與開發時所依據的原則，具體如下:首先，在極可能根據已經存在的水庫洪水調度系統，再開發出自動采集水雨情信息的模塊，實現選擇自動或者人工的方法來對洪水進行準確預報和并進行相關調度，同時還能實現從諸多防洪調度決策方案中找出最優的方案。實現了這些功能后這樣就能根據每個省、市、自治區防辦和國家防總以及各級防汛指揮部門的不同情況，從而精確地對水庫的防洪調度信息進行接收并妥善安排，安排結束后，再進行相關的處理、統計和會商，這樣在水庫防洪調度時就有了有效的決策方法，最后還可以根據現在已有的網絡通信，還可以專門建設通信方法，從而為構建出具有全國范圍的水庫防洪調度決策系統而努力。

2.2防洪調度決策系統的開發原則

本次防洪調度決策系統的在功能完善、界面設計、運行環境的選擇、數據庫規范和操作系統的考慮上盡可能地以《國家防汛指揮系統工程》的要求來進行開發為準則。同時，在技術上還參考了《水文情報預報規范》和《水情自動測報系統規范》這兩個規范。綜合起來說，本次系統集成時具體以下幾個重要原則為依據：

（1）在滿足系統需求的前提下，保證期經濟性的原則，選用高性價比的解決方案和設備。在遵循系統集成目標的基礎上，將目前獨立運行的子系統集中到Web、GIS、數據庫等服務平臺上協同工作，使之能夠最大限度的滿足用戶的需求。在服務平臺建立的同時，遵循安全保密原則，它事關到國計民生的問題，在進行系統的總體設計時應該得到盡可能的考慮。

（2）在防洪調度系統決策構建的過程中，要注重遵循實用性和先進性原則，最大限度地適應今后業務和技術發展變化的需要，從而滿足實際的工作需求，增強系統的生命力。

（3）在進行系統集成時要注重對系統可靠性原則的遵循。任何一個系統的故障都有可能造成無法挽回的損失，因此系統要具體高度的可靠性。在系統維護時要領悟透軟件工程的原則，從可維護性、可擴充性著手，切實強化管理信息系統各個模塊的功能。

綜上，防洪調度決策系統的模塊包括多個子系統組成，具體有對洪水預報、成果查詢、數據維護、系統時間設置等幾大模塊。由于決策系統依賴的信息具有多元性、廣泛性、異構性等特點，因此在決策系統的設計過程中既要考慮子系統的結果特點，也要注意對系統的總體結構的管理，考慮不同用戶對決策系統的需求。這樣一來，決策系統能夠受到調度庫、遙測庫和系統庫等多個數據庫的同時支撐，使得使用者能在子系統模塊獨立運行，可以采用Web 瀏覽器和Java 窗口兩種方式與洪水預報調度系統交互，使得系統業務邏輯層得到可靠的服務服務，決策的理論性和實施性也得到了增強。

3 我國防洪調度決策的發展方向

筆者結合當前國內外在水庫調度決策方面的研究現狀，水庫研究發展方向的關鍵因素主要表現在以下幾個方面：

（1）水庫防洪調度決策，關系到各個復雜的內容，彼此相互聯系卻又相互制約。它與社會、環境、生態、技術、自然等方面密切聯系，這個調度過程不能重復，對防洪調度決策正確與否起著至關重要的作用。所以，要想各項指標得到可靠的相對公式的優屬度，必須要采取正確的科學指標權重以及評價指標，在合理的優化決策模型中尋求到優良穩定的評價結果，這些對水庫的防洪調度提供了重要的依據。

（2）在B/S和C/S模式同時存在和運行的條件下，如何滿足不同用戶對系統結構的不同需求，發揮兩種模式各自的優越性，加強系統的高效集成，是目前國內有所遺漏的問題，該問題應該進行深入的研究。

（3）在流域優化調度時，運用系統的方法和理論對洪水的控制工程進行優化調度，在資金較少的情況下，有效地提升防洪系統的整體效果。在防洪系統的模型中，系統分析法運用的較多。但是有一些模型由于復雜、龐大、操作繁瑣等原因，在實際操作中非常麻煩，對描述防洪模型造成了很大的困擾，并且水庫的優化結果嚴重脫離實際，所以這也是新的研究智能優化方法，是實現水庫優化調度的新途徑之一。

4 結論

在信息化進程下，構建新一代的具有交互性能優異、兼容性較好的跨平臺防洪調度決策支持系統，是傳統防洪調度決策支持系統所無法比擬的。我們可以利用Web Service 來進行業務功能模板的構建，在HTTP 協議的基礎上進行遠程調用，實現多部門、跨地區的合作交流和調度管理，遵循系統開發的目標的原則，從而解決“信息孤島”問題，實現資源共享，對我國防洪事業和水利的發展產生深遠的影響。

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1672-2469(2014)06-0015-03

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.06.006

段家貴（1970年—），男，高級工程師。