城市水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)用

吳國棟

（中水三立數(shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司 合肥 230031）

通過合理地配置城市水資源監(jiān)控的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度和配置，讓水資源的管理變得更加科學(xué)和高效。可以通過運用遙感和自動測報技術(shù)來自動采集水務(wù)信息，并為城市水務(wù)事業(yè)的建設(shè)提供更加準(zhǔn)確的信息支持。從實際情況看，只有通過對水資源管理進行全面的監(jiān)控，才能夠讓水務(wù)管理更好地進行。目前，包括信息采集系統(tǒng)、水務(wù)公共信息平臺和其他平臺都會被運用于系統(tǒng)內(nèi)部。本文主要對城市水資源實時監(jiān)控和管理進行探討。

1 研究背景

首先要具體分析國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)的特點，再有效地分析在系統(tǒng)建設(shè)的過程中出現(xiàn)的關(guān)鍵問題。可以以現(xiàn)有的監(jiān)測信息平臺為核心來突出水資源和信息平臺建設(shè)的重點，更好地滿足水資源信息監(jiān)控管理的需要，從而更好地為決策提供有效支持。在建設(shè)的過程中應(yīng)充分考慮到建設(shè)的開放性和可靠性，有效地設(shè)計符合系統(tǒng)的方案，讓整個系統(tǒng)都能夠變得更加安全可靠，并在實際建設(shè)的過程中具備必須的擴展性和前瞻性[1]。

2 實際項目分析

2.1 項目概況

通過充分應(yīng)用國內(nèi)外先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算服務(wù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)以及地理信息技術(shù)，建設(shè)技術(shù)先進、性能優(yōu)越、能適應(yīng)復(fù)雜條件并滿足城市雨洪預(yù)警與減災(zāi)、水資源管理及水環(huán)境管理要求的綜合管理系統(tǒng)，為決策部門在面臨突發(fā)性洪水雨澇災(zāi)害和水污染事件時做出科學(xué)判斷提供準(zhǔn)確的信息，以支持決策部門選擇合理可行、易于實施的調(diào)度方案和應(yīng)急措施。

2.2 項目現(xiàn)狀

智慧水利信息化系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)主要由無線和有線二種數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)組成，采用星形結(jié)構(gòu)模式，包括GPRS無線傳輸網(wǎng)以及VPN專線網(wǎng)絡(luò)，其中無線GPRS主要用于已建站點（水位、閘位、雨量或泵組）信息及數(shù)據(jù)上傳至區(qū)數(shù)據(jù)中心，視頻信息采集站點與區(qū)水利局之間則通過租用VPN專線實現(xiàn)現(xiàn)場視頻圖像信息傳輸，而街道與區(qū)水利局之間遠程視頻會商也是通過租用VPN專線實現(xiàn)會商圖像及語音等信息傳輸。

防汛會商指揮中心通過千兆光纖與項目所在局服務(wù)器平臺和局內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鏈接，實現(xiàn)對所有閘站點信息采集與調(diào)度指令的下發(fā)，必要時實現(xiàn)遠程控制。也可期間通過建設(shè)一系列的抗旱系統(tǒng)來對站內(nèi)的各站點和視頻站點有效地結(jié)合在一起。

3 建設(shè)城市水資源實時監(jiān)控集成管理系統(tǒng)的主要措施

3.1 服務(wù)監(jiān)視系統(tǒng)

服務(wù)監(jiān)視系統(tǒng)是對所用于該系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)視的統(tǒng)稱。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)視模塊能夠連接于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的節(jié)點，從而在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部勾畫出拓撲圖[2]。其中，設(shè)備內(nèi)部的冗余連接、備份連接和均衡負載連接都能夠發(fā)揮出更大的作用。必要時可以為每臺設(shè)備設(shè)置中文名稱，以便更好地監(jiān)視存在于網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備、IP地址類型和廠商名稱之類。

也可以通過運用數(shù)據(jù)庫和其他存儲設(shè)備來對系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。如果發(fā)現(xiàn)受監(jiān)控的數(shù)據(jù)庫不能夠提供正常服務(wù)，則系統(tǒng)會自動重啟，并結(jié)合具體的情況來記錄發(fā)生問題的時間和具體處理問題的方法，從而保證系統(tǒng)更好地運行。

3.2 工程維護管理系統(tǒng)

通過工程維護管理系統(tǒng)對整個工程的運行情況進行維護、日常養(yǎng)護和工程維修，可更好地增強工程的運行能力和維護能力。另外，也可以通過運用遙感監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)工程維護管理系統(tǒng)實時記錄和回傳功能，并有效分析工程內(nèi)部的基本情況，保證整個工程能夠更加安全地運行。只有有效地集合工程運維、日常養(yǎng)護和工程維修等工作，并將數(shù)字化管理技術(shù)融合其中，才能夠有效提高工程運維的管理效率。圖1為工程運行養(yǎng)護管理系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)。

3.3 應(yīng)急協(xié)同標(biāo)繪系統(tǒng)

應(yīng)急協(xié)同標(biāo)繪系統(tǒng)主要包括如下幾個方面的內(nèi)容：第一，充分分析緊急事件來建立網(wǎng)絡(luò)指揮系統(tǒng)，并讓虛擬調(diào)度指揮室、程序共享和其他各項功能都能夠更好地實現(xiàn)突破。廣大使用者也可以突破地域的限制來實現(xiàn)面對面的交流。第二，系統(tǒng)能夠和GIS系統(tǒng)相結(jié)合有效地提供態(tài)勢描繪功能[3]。用戶在同一虛擬指揮室內(nèi)部就可以在地圖上進行描繪。隨著時代的發(fā)展，使用者可以更加重視數(shù)據(jù)表達能力和交互能力，其表現(xiàn)形式也可以從傳統(tǒng)的單用戶形式轉(zhuǎn)向分布式應(yīng)用的形式，用戶可以在使用的過程中通過結(jié)合各自的需要來進行分工合作和交流協(xié)商。

因此，專業(yè)人員需要先分析GIS應(yīng)用過程中用戶的特點，再來采用合適的數(shù)據(jù)存儲方式。目前，地理信息存儲為協(xié)同標(biāo)繪的基礎(chǔ)。但是，與傳統(tǒng)文件相關(guān)的單機文件格式已經(jīng)不能夠勝任計算機協(xié)同工作，這也會是當(dāng)今GIS應(yīng)用的發(fā)展方向。

3.4 完善中心硬件

在實際建設(shè)的過程中，只有充分地整合同一時期內(nèi)部的設(shè)備才能夠讓整個信息化系統(tǒng)變得更加統(tǒng)一，內(nèi)部的功能才能夠更好地被發(fā)揮出來。其中管理部件、應(yīng)用部件和存儲部件內(nèi)部自帶的功能能夠有效地解決水利建設(shè)過程中存在的不足。在建設(shè)的過程中有效地解決數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)可靠性和系統(tǒng)擴展性問題，可更好地處理現(xiàn)代化管理的目標(biāo)。

4 城市水資源實時監(jiān)控管理與集成系統(tǒng)的重要作用

4.1 過濾和修復(fù)內(nèi)部的監(jiān)測數(shù)據(jù)

通過運用城市水資源實時監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在第一時間修復(fù)一些異常的數(shù)據(jù)，并集中查找一些自動不報和漏報的數(shù)據(jù)。這樣一個系統(tǒng)通過不斷地更新和維護處理流程，就能夠解決一些共享和統(tǒng)一性的問題。如果水位控制的過程一旦位于范圍之外，專業(yè)人士就能夠通過采用變幅控制策略實現(xiàn)自動報警，最終完成數(shù)據(jù)的過濾和修復(fù)。

4.2 對設(shè)備和系統(tǒng)內(nèi)部的故障進行預(yù)警處理

當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，城市水資源實時監(jiān)控系統(tǒng)就能夠有效地進行智能預(yù)警。通過不同的顏色實現(xiàn)不同預(yù)警的級別和受影響的程度，對各類設(shè)備的運行狀態(tài)進行有效管理[4]。必要時也可以先對有關(guān)感知信息進行關(guān)聯(lián)性分析和處理，再將所有的信息統(tǒng)一發(fā)布于物聯(lián)任務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部，從而有效地進行分發(fā)。這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備和任務(wù)的統(tǒng)一管理，并保證整個系統(tǒng)都能夠安全的運行。

4.3 有效地提升立體化的應(yīng)急指揮能力

在運用城市水資源實時監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，可以發(fā)揮如下兩點作用：第一，可以利用Web技術(shù)來充分地展示電子地圖內(nèi)部的情況，并更好地明確和查詢站內(nèi)的雨水信息和調(diào)度專題信息。第二，能夠有效地支持查詢過濾情況，并全程查看播放操作的狀況。

5 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合實際案例分析了城市水資源實時監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。可以看出，監(jiān)控和管理系統(tǒng)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程[5]，不僅牽涉面廣，整體工作量也很大，且依托于終端信息采集、基礎(chǔ)建設(shè)度高，所以需要運用足夠的時間才能夠讓系統(tǒng)發(fā)揮更大作用。通過對城市水資源實時監(jiān)控管理與集成系統(tǒng)的建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)包括“過濾和修復(fù)內(nèi)部的監(jiān)測數(shù)據(jù)”“對設(shè)備和系統(tǒng)內(nèi)部的故障進行預(yù)警處理”和“有效地提升立體化的應(yīng)急指揮能力”三重作用。

圖1 工程運行養(yǎng)護管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖