智慧水文業(yè)務系統(tǒng)建設

扶賽學 彭澤縣水利局 江西省九江市彭澤縣 332700

周華 廬山市水利局 江西省九江市廬山市 332800

王嘉龍 江西武大揚帆科技有限公司 南昌市 330029

0 概述

水文信息系統(tǒng)業(yè)務應用以業(yè)務流程為核心，業(yè)務協(xié)同為目標，對水文各類應用系統(tǒng)進行業(yè)務流程和協(xié)同關系的組合，實現(xiàn)不同業(yè)務和數(shù)據(jù)間的通信與整合，實現(xiàn)水文信息化各個系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)集成、共享和交換，貫穿水文所有業(yè)務內(nèi)容。江西河流眾多，特別是鄱陽湖尾閭區(qū)域水系復雜。隨著中小河流項目陸續(xù)建成，各流域的水文監(jiān)測站點也在成倍增多，加上水文業(yè)務應用在各行業(yè)的服務應用不斷深入，一些行業(yè)自建水文監(jiān)測站點也在逐年增加，水文站網(wǎng)基數(shù)越來越大，由此帶來的站點信息、河流信息及水利工程項目資料成倍增長，相關信息無法直觀呈現(xiàn)[1]。因此，水文站網(wǎng)管理一體化、標準化和信息化迫在眉睫，從而便捷實時掌握站網(wǎng)各類動態(tài)信息。

水文站管理系統(tǒng)能實現(xiàn)對水文站進行分級管理，使得省級水文局與各水文分局或水情分中心能對水文站進行分級管理，實現(xiàn)水文站點信息的可視化及數(shù)字化管理。使得作為水文站網(wǎng)的重要應用系統(tǒng)，能實現(xiàn)水文信息共享，保證站點采集的數(shù)據(jù)信息及時有效的發(fā)布，同時，還具有水文應急測報信息的服務功能。對優(yōu)化水文站網(wǎng)布點設點、提高水文站網(wǎng)現(xiàn)代化管理水平提供全面的支持。特別是在發(fā)生突發(fā)性公共水事件時，為應急救援迅速、有效地提供出事水域所在地的江河流域水文實時的測報服務，為搶險救援提供優(yōu)質(zhì)服務。

1 系統(tǒng)總體設計方案

1.1 設計思路

從水文行業(yè)信息化的視角出發(fā)，以數(shù)據(jù)安全為保障、以服務需求為導向、以技術創(chuàng)新為抓手和以專業(yè)應用為核心，把水文業(yè)務與新信息技術進行深度融合[2]，深化水文信息資源整合與共享，堅持水文業(yè)務應用協(xié)同發(fā)展，借鑒目前國際國內(nèi)同類系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗，采用云計算、大數(shù)據(jù)等高新信息化技術，高起點搭建項目總體框架，對智慧化物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡、云平臺及會商指揮中心、數(shù)據(jù)庫建設、智慧水文綜合業(yè)務平臺、網(wǎng)絡安全體系等方面進行頂層設計，加強水文信息化建設的統(tǒng)一規(guī)劃和科學管理，確保智慧水文建設項目的規(guī)范建設和安全運行。智慧水文建設必須有實用、先進、經(jīng)濟、安全為主線，同時要具有前瞻性和可擴展性。

1.2 總體框架

緊跟新一代信息技術發(fā)展趨勢，結合水文信息化發(fā)展的關鍵問，在頂層提供解決方法，為水文信息化發(fā)展應用、資源分配提出科學合理的布局[3]。智慧水文的總體架構由基礎設施、信息資源、技術管理體系與標準業(yè)務規(guī)范、應用支撐、網(wǎng)絡與信息安全保障運維體系、業(yè)務應用六個部分組成。

1.2.1 基礎設施層

基礎設施層：由智慧水文感知系統(tǒng)、系統(tǒng)平臺硬件等組成。

（1）智慧化物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)

智能監(jiān)測硬件與軟件融合度高面成的智慧化物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)，其物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測硬件安裝在水文信息系統(tǒng)的末端，也就是信息數(shù)據(jù)的采集端和管理決策的執(zhí)行端，是水文信息系統(tǒng)與水文監(jiān)測實體的連接紐帶，不同于其它系統(tǒng)的應用與運行維護，是獲取水文信息數(shù)據(jù)的主要來源。

（2）系統(tǒng)平臺基礎設施

系統(tǒng)平臺基礎設施主要包括存儲資源、計算資源和網(wǎng)絡資源等，是實現(xiàn)水文信息數(shù)據(jù)標準化、規(guī)范化存儲的基礎設施。

1.2.2 數(shù)據(jù)資源

數(shù)據(jù)資源是實現(xiàn)水文業(yè)務支撐服務的基礎。系統(tǒng)需要對水文數(shù)據(jù)資源進行分類，以便于對水文數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)標準化的存儲、調(diào)用、共享交換，同時方便對數(shù)據(jù)資源進行管理更新，實現(xiàn)綜合服務功能，并針對不同的數(shù)據(jù)進行分類存儲，預留與行業(yè)外部的互連互通接口[4]。使數(shù)據(jù)資源真正發(fā)揮對水文綜合業(yè)務的支撐作用。

1.2.3 智慧水文綜合業(yè)務平臺

由業(yè)務應用組件庫、業(yè)務功能單元、統(tǒng)一門戶組成，實現(xiàn)基于統(tǒng)一門戶的信息發(fā)布與用戶訪問控制。業(yè)務應用依托水文云平臺，實現(xiàn)功能個性化、資源共享與業(yè)務協(xié)同。

1.2.4 網(wǎng)絡與信息安全保障運維體系

由網(wǎng)絡安全、信息化安全等要素構成。是支撐水文信息化的基本保障。

1.2.5 技術標準業(yè)務規(guī)范與管理體系

（3）龍頭企業(yè)少、小、弱，帶動作用不明顯。龍頭企業(yè)決定畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的水平和層次，昌寧縣目前的龍頭企業(yè)，均以養(yǎng)殖基地建設為主，缺乏畜產(chǎn)品精深加工，畜產(chǎn)品多以活畜的形式銷售，產(chǎn)業(yè)鏈短，縣域市場對外依附性強，農(nóng)戶的養(yǎng)殖利益難以得到保障。

由信息化標準體系、數(shù)據(jù)規(guī)范和信息化管理制度構成。是支撐水文信息化應用的基本保障。

2 業(yè)務框架

智慧水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)主要包括：水文信息數(shù)據(jù)智能采集設施、信息數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計和查詢、水文站點的圖片收集和查詢、水文站點分布與分類統(tǒng)計、水文站點的儀器設備查詢、應急測報等各類綜合信息查詢、統(tǒng)計報表及資料的導出和打印等功能。水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)結構圖如下：

2.1 綜合查詢

智慧水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)提供了下列功能：夠按照站點名稱、站點所在地、站點編號、站點級別、測站類型、所屬水系、屬地、所屬項目、狀態(tài)信息、所屬的管理部門、建站時間等條件，結合電子地圖的強大功能，實現(xiàn)遙測站網(wǎng)信息的綜合查詢、統(tǒng)計、展示等功能[5]。

2.2 站點運維

實現(xiàn)水文測站設備運行狀況的監(jiān)控功能。依靠站點觀測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量結果和巡查人員填報的維修數(shù)據(jù)，對水文測站點設備情況進行分析和監(jiān)控，保證每個站點運行正常和穩(wěn)定的發(fā)揮作用。如果水文測站設施設備出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會在第一時間把相關消息推送給相應的負責人。

2.3 站網(wǎng)信息查詢

系統(tǒng)提供水文站網(wǎng)信息的統(tǒng)計功能?？梢越y(tǒng)計各水文站網(wǎng)的設備情況，以及水位、流量、雨量、蒸發(fā)、墑情等信息和各站點的數(shù)量、分布情況，為各類應用提供數(shù)據(jù)支持。

（1）站點位置信息：對各遙測站點的站號、站名、行政區(qū)劃、經(jīng)緯度坐標等進行登記管理。

（2）儀器檔案信息：對各遙測站點站號、站點類型、所使用的儀器設備的型號、生產(chǎn)廠家等信息進行管理。

（3）站點識別信息：對去往各遙測站點的道路示意圖、現(xiàn)場位置圖標及測站照片等有關信息進行管理，為維修人員去往現(xiàn)場、快速找到站點提供方便。

2.4 站網(wǎng)信息打印

系統(tǒng)的打印功能可以為工作人員提供查詢結果的打印輸出，可通過外接打印機，直接打印查詢的結果。

2.5 站網(wǎng)信息維護

系統(tǒng)采集了水文測站設備的出廠信息、設備安裝的周圍環(huán)境信息、設備所屬的管理部門、設備安裝的具體時間以及設備的檢測時間等站網(wǎng)設施的基礎信息，授權用戶可對這些設施的信息進行錄入、修改。同時系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)加密等安全約束機制，對授權用戶的權限進行嚴格控制，確保數(shù)據(jù)的安全可靠。

2.6 水文測站運行維護管理

系統(tǒng)提供水文站網(wǎng)相關信息的發(fā)布、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計、查詢結果打印和系統(tǒng)維護功能。包括：測站名稱信息、測站所在地坐標、測站的統(tǒng)一編碼、測站類型信息、站點設施的信息、設備所屬的管理部門、站點設備安裝時間等信息的查詢和統(tǒng)計，并能為用戶提供報表形式打印結果[6]。水文測站管理系統(tǒng)依托地理信息基礎平臺，可以采用圖形的展示方式，把業(yè)務應用的各類分析統(tǒng)計結果以數(shù)字和圖形的方式展示給用戶，實現(xiàn)為用戶提供直觀、易懂的水文信息服務。

3 結束語

通過物聯(lián)網(wǎng)、智能感知、云計算、大數(shù)據(jù)分析、智慧應用等高新技術手段，進行水文信息化體系架構優(yōu)化重構，實現(xiàn)整合與共享水文信息資源的目標，達到水文業(yè)務與信息技術的深度融合，從而建立完善的水文信息化基礎設施體系，達到智能協(xié)同、有序共享水文信息、信息安全可靠安全的要求。為構建水文信息化新格局，打造智慧水文新模式，全面提升水文信息化水平提供優(yōu)質(zhì)服務。