基于時間序列的蘇州城市河道管理綜合信息化系統的研究與探索

夏悅玥,宋振華,何丹青（．蘇州市河道管理處；.蘇州市西塘河管理處）

?

基于時間序列的蘇州城市河道管理綜合信息化系統的研究與探索

夏悅玥1,宋振華1,何丹青2
（1．蘇州市河道管理處；2.蘇州市西塘河管理處）

摘要：基于時間序列管理技術開發了一套能應用于蘇州城市河道管理、防汛等管理業務中的綜合信息化系統，能自動收集各類水文氣象、河道信息等海量數據，并對這些數據進行整理、分析處理及挖掘等深層次的加工，為運行調度決策和河道管理提供數據支持。

關鍵詞：時間序列；河道管理；信息化；聚類算法；數據處理

0　引言

蘇州地處太湖之邊，“君到姑蘇見，人家盡枕河。古宮閑地少，水巷小橋多。”因水而美的蘇州城區河道星羅密布，現有大小河道177條，河網長度226公里。隨著蘇州經濟、旅游行業的飛速發展，城市人口不斷增多，向河道內任意排放污水、傾倒生活垃圾、侵占河道水域、違章搭建等現象頻繁發生，而涉河違法違章行為具有普遍性的違法時間較短、影響范圍大，且違法現象發生后后續的管理難度大等諸多難點。為進一步加強并規范城市河道管理，研究能自動收集違法等涉河的海量信息，加強信息的整理力度并提供調度和決策支持，服務蘇州社會經濟發展，筆者研發了基于時間序列的蘇州城市河道管理綜合信息化系統，利用該綜合信息系統可有效加強河道管理效率。

1　河道管理綜合信息化系統

1.1研究背景

筆者所在單位目前主要從事90平方公里范圍內的河道水環境治理、防汛及搶險、泵閘設施運行及調度、主干道雨水管網疏挖及維護、下穿立交管理、河道保潔、水政執法及涉水審批等系列工作，近期還將增加蘇州大市范圍內的行業指導職責，管理范圍廣、任務重。在實際管理過程中，筆者發現河道管理信息在科室和部門間存在的共享交流難、更新周期長、處理效率低、后期查詢分析困難，管理費時費力、易出錯，易產生科室和部門間相關數據產生沖突和矛盾，一些重要的管理信息丟失嚴重，實際管理過程中管理人員缺乏全局總體性的考慮，因此，現行的傳統管理方式已無法適應蘇州城市河道現代化、信息化的管理需求。通過長時間的研究與探索，筆者立足于提效能、強管理的目標，嘗試性的開發“基于時間序列的蘇州城市河道管理綜合信息系統”。該系統通過將蘇州城市河道一系列關聯的信息進行系統整合，利用基于時間序列的綜合信息分析，實現涉河信息的自動化處理和現代化管理，為河道管理決策提供科學依據，提高河道管理部門的信息處理精度和工作效率。

1.2系統原理

蘇州城市河道管理綜合信息系統采用c語言編制，除網上辦公等基本功能外，具有7大專業處理模塊，可以實現河道數據的實時存儲、錄入、訪問、查詢、處理分析等功能。系統采用時間序列中最常用的K—means聚類算法，它以k為參數，把n個對象分為k個簇，以使簇內具有較高的相似度，而簇問的相似度最低。相似度的計算根據一個簇中所有對象的平均值（被看作簇的重心）來進行。

1.3系統專業管理功能

蘇州城市河道管理綜合信息系統需要收集的資料，主要包括河道基礎信息（河道長、寬，駁岸情況，近期治理信息等）、河道管理藍線、河道占用信息、涉河規劃信息、河道長效管理信息、河道工程建設信息、排污和雨水口信息等系列管理信息。針對河道管理的具體業務情況進行系統功能設計，實現了河道信息管理的查詢、處理、統計分析等各項功能要求，系統具有7大專業處理模塊：

（1）河道基礎信息模塊：蘇州城市河道基礎數據庫，涉及河道地理信息、河道占用信息、河道保潔管理信息、河道排水口信息、河道水質信息、河道水位及流速信息等維護與更新，需要管理員權限。

（2）運行調度信息模塊：泵閘的調度運行信息庫，涉及泵閘地理信息、運行狀態、調度方案、設備設施狀態、調度指令、外圍水情等信息。根據蘇州城市防洪大包圍內的各個樞紐及泵閘設施（含立交泵站）的實際運行和開關情況進行統計，實時了解泵閘設施的所處的運行情況，及時進行調度運行，改善河道水環境，并根據氣象部門信息，及時切換防汛和換水模式。

（3）河道長效管理模塊：根據河道管理日常工作安排，負責河道保潔、河道巡查、河道清淤、河道違法信息、河道護欄駁岸、排污占河信息等事件的巡查和處理。

（4）涉水審批信息模塊：涉及河道地形數據、河道整治規劃、藍線管理、涉河建設審批、雨水管網接入、違法信息查處等信息的處理。實現河道整治規劃信息查詢、河道地形數據管理、河道地形查詢與顯示、工程建設對河道功能影響監控管理等。實現對河道管理范圍內進行查詢、信息統計，并形成統計報表，提高分析查詢能力。

（5）雨水管網信息模塊：涉及主干道雨水管網GIS、管道疏通、管網建設、管網巡查、出水口信息、管道接入執法等信息。基于雨水管網圖，明確標示管網疏通、沖洗、開挖建設、接入等信息，對城市主干道雨水管網的變化及時進行更新，及時了解管網現狀。

（6）便民投訴信息模塊：涉及來信來函、12345工單、寒山聞鐘、名城蘇州、社區街道聯動、義務巡查反饋等信息的收集和處理，加強科室與部門間的信息共享和分發處理功能，大幅度提高處理效率。

（7）防汛防臺信息模塊：涉及蘇州氣象信息、水情工情信息、應對措施、防汛預案、部門聯動、搶險隊伍等信息，加強應對極端天氣的處理效率，確保不出現大面積積水和淹水。

通過對上述7個模塊的綜合利用可有效實現蘇州城市河道的高效管理。

1.4系統界面開發

結合系統各項功能，綜合分析管理人員的使用要求和使用便捷性，開發并優化了系統相關界面。

圖2　系統登錄界面

圖3　系統運行界面

圖1　蘇州城市河道管理綜合信息系統

1.5統計分析功能的開發

為使系統采集到的水位等水情信息及時得到處理分析，筆者開發了基本數據的統計分析模塊。通過小波及小波包的使用，使得系統具備信號的分析處理功能。

系統支持圖形信息查詢模式下按照給定屬性（區域范圍、河道長度、駁岸形式等）查詢得到的一條或多條河道的“表格／圖形輸出”功能，可通過簡單篩選條件自動定位。在管理員權限下可支持能對各條河道的各種屬性進行編輯、更新，支持EXCEL／文本／二進制的批量錄入與更新。可對堆泥場位置、保潔巡查點、沿河違章等進行手動位置標注，同時支持相片展示功能。

圖4　信號采集分析功能示意圖

系統支持相關信息的分發和轉交功能，根據采集信息的范圍、屬性等特性，自動將相關待處理信息分發至相應的科室和部門，并將處理結果和處理情況實時無縫對接，提高河道信息的處理效率。

2　存在問題

針對目前河道管理職能的增加，系統需要增加全市河道信息的相關內容，加強農村河道的管理。同時，系統的功能目標設計都具有很強的專業性，需要配套相應的管理制度，才能保證其正常運行：

（1）健全工作機制，建立一套全面、完善、嚴格的系統管理和使用制度，使信息化系統在河道管理過程中規范運行。

（2）提高管理人員素養，加強培訓，不斷對系統進行更新和維護，開發更實用和高效的功能，使河道信息化系統持續有效的運行。

蘇州城市河道管理綜合信息化系統具有了信息化、網絡化及數字化的功能，實現了河道信息的采集錄入、信息存儲和分發、數據分析查詢、管理信息反饋，為河道管理和關鍵信息處理分析提供準確的數據支撐，同時也為各科室和部門的管理決策、分析研究及時提供可靠依據，有助于提高專業部門的管理效率，優化管理效能，對促進蘇州城市河道的管理現代化有著非常重要的意義。

參考文獻

[1] 徐義峰,徐云青,劉曉平.一種基于時間序列性的推薦算法[J] .計算機軟件及計算機應用,2006(10):25-27

[2] 陶紅,袁金榮;MATLAB與C/Visual C++混合編程的實現[J] ;計算機工程與應用;2000年10期

[3] 宋振華，夏悅玥，湯方平，周濟人.基于LABVIEW的貫流泵壓力脈動測試系統。商2014(48):292-294

[4] 宋振華,周濟人,湯方平,袁家博.貫流泵壓力脈動測試信號的采集及處理分析[J] . 揚州大學學報(自然科學版).2009(02)

Research and Exploration on the integrated information system of urban river management in Suzhou based on time series

Xia Yueyue1,Song Zhenhua1,He Danqing2
(1 Suzhou River Management Office;2 Xitang Suzhou River Management Office)

Abstract：Based on time series management technology developed a can be used in Suzhou urban river management and flood control management integrated information system,can automatically collect all kinds of meteorological and hydrological,channel information and other data,and carries on the collation, analysis and mining of deep processing of these data,for operation scheduling decisions and river management provide data support.

Keywords：time series;river management;information;clustering algorithm;data processing