安徽省水資源監控能力二期建設思路與技術路線的探討

王銘銘

安徽省水資源監控能力二期建設思路與技術路線的探討

王銘銘

國家水資源監控能力建設按照“三年基本建成，五年基本完善”的總體部署，分兩個階段開展實施。依托水資源監控能力一期建設項目，安徽省完成了第一階段建設任務，實現了對377處非農業取水、60余處灌區取水及10處飲用水源地水質監測點的在線監測，建立了省級水資源監控平臺，安徽省水資源管理能力和管理水平得到了顯著提高。但受投資規模、建設技術等條件的制約，目前安徽省水資源監控還存在著監測覆蓋范圍不足、站點時空分布不均、平臺功能建設不完善等方面的問題。為落實習總書記治水方針，建立基本完善的水資源監控體系和管理系統，安徽省水資源監控能力建設亟需完善和提高。

一、建設思路與原則

按照“基于已有，資源共享，追求先進，突出實用”的思路開展安徽省水資源監控能力的補充完善建設，在一期建設的基礎上增建水量、水質信息監測站點，均衡站點時空分布，增強基礎設施建設等。引入物聯網、移動互聯等先進技術，完善數據貫通、智能運維、移動管理等模塊，實現“互聯網+水資源管理”的應用系統。

1.統一標準，基于實際

二期項目建設充分與一期項目銜接，統一設備技術標準、數據庫標準，開放系統設計接口，確保二期建設與一期建設成果的無縫對接與有機整合；同時要兼顧與中央及流域實施項目相銜接，加強框架設計和整體集成工作，確保與國家水資源監控能力建設項目標準一致，信息互聯互通，業務高度融合。

2.資源共享，上下貫通

整合利用已有硬件和軟件資源，整改省級、市級、縣級已建水資源監測站點，共享環保、氣象部門已建水資源監測信息，實現資源優化配置，促進基礎設施效能最大化，充分發揮已建系統的效益。開發共享中間件，建立數據交換系統，實現灌區、水功能區監測數據與省水資源信息平臺的數據貫通；對市、縣開放省水資源信息平臺數據接口，制定數據共享標準，保障市、縣水資源信息系統的數據貫通。

3.適用先進，發揮效益

充分利用大數據、移動互聯網、物聯網等先進實用的信息化技術，重點完善信息采集傳輸系統和決策支持系統的建設，進一步優化業務應用系統，加強移動監測信息系統開發與應用，提升全省水資源信息化管理水平。

二、技術路線

二期項目建設主要包括信息監測、數據貫通、移動應用三個方面，通過采用嵌入式、物聯網、移動互聯、計算機軟件等技術手段，實現對水資源信息的采集、處理、應用與管理。

1.信息監測

水資源信息采集包含直接監測信息采集、間接監測信息采集、人工錄入三種不同的采集方式，數據采集與傳輸流向圖見圖1。

圖1 數據采集與傳輸流向圖

圖2 數據共享交換原理示意圖

（1）直接信息采集即取水量數據的自動采集、傳輸、監測，通過安裝計量設備采集實時用水量信息，運用嵌入式及無線傳輸技術，實現數據的監測與傳輸；采集的數據先存儲至取用水監測平臺，實現監測數據的查詢、統計、應用等。

（2）間接監測信息采集利用計算機軟件技術，通過信息交換的方式，實現數據的自動拾取和錄入，即監測中心的數據資源依托數據交換中間件直接實現數據信息的采集。對于已建監測系統，若已有系統提供有相應的數據對象接口，則可采用這種間接信息采集的方式將系統中的實時取水量信息提取出來，并通過省防汛抗旱骨干網或Internet公網方式與即將建設的水資源監控管理系統實現信息交換，可有效簡化信息采集工作，并實現數據的交換和共享。間接采集具體實現方式是通過編制間接采集驅動軟件讀取數據庫，按照統一的通訊協議通過GPRS模塊發送至監測中心。

（3）人工輸入是利用計算機軟件及移動互聯技術，通過移動終端和水資源監測系統開放的數據錄入接口，實現數據的錄入。數據上傳至省平臺后經數據校核、審查無誤后正式上線，最終推送至監測中心數據庫。

2.數據貫通

一期項目建設中部署了灌區監測信息節點和水功能區監測信息節點，實現了安徽省灌區取水量、水功能區水質的在線采集及業務管理。但由于監測系統數據庫前期建設的數據庫標準不一，導致已建監測信息節點與省水資源信息監測平臺暫未實現數據同步與貫通。

根據水利部提出的“三級貫通，五級應用”，水資源二期建設從監測數據接收、數據轉換、數據校驗、數據輸出、數據庫優化等方面出發，利用計算機軟件技術，開發應用支撐軟件，建立數據共享交換系統。數據交換共享系統為各應用系統提供標準的API調用，通過消息中間件來實現數據交互。具體如圖2所示，省級水資源監控通過水利專網與灌區、水功能區監測信息節點實現數據貫通，達到資源有效整合、監測系統上下貫通的目的。

3.移動應用

非農業取水監測站點多面廣，管理任務重；涉及水資源費用征收、用水許可及總量紅線控制等問題，管理難度大。考慮到實際管理中的移動查詢、水量比對、水量校核、人工錄入等功能需求，開展取水監測移動應用系統必要且有意義。

取水監測移動應用系統是在已建取水監控系統基礎上，按照“統一標準、技術融合、分類設計、逐級部署”的設計方法，依據已建取水監控系統的技術標準和數據基礎，結合云服務、移動互聯網等先進技術手段，將網絡應用和移動通信兩大體系技術融合。經過業務創新整合，集成移動瀏覽、移動監控、移動定位、軌跡跟蹤、移動核查、二維碼掃描等綜合的移動化業務體系。按照應用對象類別將系統劃分為管理版和通用版，配置相應的功能模塊，進行分類設計，再依據相關職能權限逐級部署，最終實現取水監控信息的移動應用。

取水監測移動應用系統布設于移動應用服務器，在水資源監控系統的基礎上利用數據同步交換中間件實現系統已有數據的同步、提取、過濾和轉移，建立移動應用綜合數據庫系統，并通過移動應用中間件，對一期項目已完成的系統功能模塊實現移動終端設備的移植，并根據當前業務管理需求開發移動管理模塊。

三、結語

依托科學技術的不斷發展，特別是“互聯網+”技術的深入應用，水資源管理技術水平也不斷提高。安徽省水資源監控能力二期項目建設需要基于建設現狀和實際應用需求，充分運用物聯網、大數據、移動互聯等技術手段，開展信息監測、數據貫通、移動互聯等技術的研究與應用，解決信息采集覆蓋不全、數據校核困難、人工抄表不便等實際應用問題，為安徽省最嚴格水資源管理提供全面實用的技術支撐平臺

（作者單位：安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學研究院233000）