淺談高港樞紐信息系統(tǒng)綜合平臺建設(shè)與應(yīng)用

李 頻

一、前言

高港樞紐位于江蘇省泰州市醫(yī)藥高新區(qū)，距離長江1.9 公里，由1 座大型泵站，3 座中型水閘，一、二線船閘以及3.2 公里引江河河道堤防組成。1999年該工程建成投運后承擔(dān)擴(kuò)大江水北調(diào)能力，提高了江蘇里下河地區(qū)和通南地區(qū)的排灌標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了蘇北地區(qū)的航運發(fā)展，同時承擔(dān)里下河腹部洼地排澇、通南地區(qū)引水和排澇、蘇北及沿海地區(qū)提供水源改善水質(zhì)、沖淤保港等任務(wù)。

多年來，高港樞紐陸續(xù)建設(shè)了高港泵站信息管理系統(tǒng)、工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、里下河湖區(qū)管理與保護(hù)信息系統(tǒng)等信息化內(nèi)容，已建系統(tǒng)因建設(shè)時間不一致、開發(fā)單位較多等因素，應(yīng)用較為分散，數(shù)據(jù)互通困難，需對各系統(tǒng)進(jìn)行集成整合，完善數(shù)據(jù)和應(yīng)用支撐，開發(fā)綜合管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的集成，并與上級數(shù)據(jù)管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，為水利工程和防汛防旱管理提供決策支持。

二、綜合平臺建設(shè)

（一）建設(shè)目標(biāo)

綜合平臺集成現(xiàn)有較分散的信息化系統(tǒng)，整合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運行管理業(yè)務(wù)有關(guān)數(shù)據(jù)的提取、集成和展示，推進(jìn)管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，使用統(tǒng)一的服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫，設(shè)備運行數(shù)據(jù)自動采集并存儲到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，滿足用戶及時準(zhǔn)確獲取實時數(shù)據(jù)的需求。

（二）主要建設(shè)內(nèi)容

建設(shè)內(nèi)容包括平臺總體架構(gòu)建設(shè)和系統(tǒng)集成兩部分。平臺總體架構(gòu)由信息采集層、運行環(huán)境層、數(shù)據(jù)資源層、應(yīng)用支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層等組成。平臺將硬件、網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)品軟件、應(yīng)用軟件模塊及數(shù)據(jù)資源充分整合，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，有效實現(xiàn)信息采集傳輸系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、水利綜合數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)一致，提高系統(tǒng)應(yīng)用效能。系統(tǒng)集成內(nèi)容包括：系統(tǒng)內(nèi)部集成、內(nèi)外網(wǎng)系統(tǒng)集成、與已建系統(tǒng)集成、與外部系統(tǒng)集成。

1.平臺總體架構(gòu)

總體架構(gòu)圖如圖1。

圖1 平臺總體架構(gòu)圖

信息采集層：需要采集的信息包括泵站和水閘等基礎(chǔ)工程信息、實時工情信息、運行調(diào)度信息、視頻監(jiān)控信息、工程巡查信息、水雨情信息等。泵站和水閘等基礎(chǔ)工程信息、實時工情信息和運行調(diào)度信息通過數(shù)據(jù)交換與集成平臺實現(xiàn)已建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和水利綜合數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換；視頻監(jiān)控信息通過應(yīng)用支撐平臺的視頻服務(wù)統(tǒng)一接入；工程巡查信息通過建設(shè)移動工程巡查系統(tǒng)實現(xiàn)巡查信息的采集入庫；水雨情信息、氣象信息等通過上級水利數(shù)據(jù)中心接入。

運行環(huán)境層：該層為各類應(yīng)用提供基礎(chǔ)的硬件支撐環(huán)境，主要由通信網(wǎng)絡(luò)（水利專網(wǎng)、廣域網(wǎng)）、服務(wù)器、存儲和數(shù)據(jù)備份等基礎(chǔ)設(shè)施組成。

數(shù)據(jù)資源層：該層主要構(gòu)建水利綜合數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與集成、建設(shè)數(shù)據(jù)庫維護(hù)系統(tǒng)。水利綜合數(shù)據(jù)庫按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求建設(shè)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（靜態(tài)數(shù)據(jù)）、臺賬數(shù)據(jù)（動態(tài)數(shù)據(jù)）、實時數(shù)據(jù)三種類型，需提取整合已建系統(tǒng)工程運行及管理類主要數(shù)據(jù)納入到本次新建的水利綜合數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)交換與集成以水利綜合數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，利用成熟的消息中間件技術(shù)，開發(fā)上級、高港樞紐以及單位內(nèi)部各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享交換系統(tǒng)，實現(xiàn)各系統(tǒng)的互聯(lián)互通。數(shù)據(jù)庫維護(hù)系統(tǒng)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫維護(hù)界面為水利綜合數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)錄入、更新、刪除等編輯維護(hù)功能。

應(yīng)用支撐層：該層是平臺應(yīng)用系統(tǒng)的公用模塊，為平臺各子系統(tǒng)模塊提供統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和運行環(huán)境，包括統(tǒng)一用戶管理服務(wù)、視頻服務(wù)、GIS 服務(wù)以及統(tǒng)一通用工具等。各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)要建立在應(yīng)用支撐平臺與數(shù)據(jù)平臺的主體框架之上。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層：該層由工程運行管理平臺、調(diào)度會商系統(tǒng)、移動工程巡查系統(tǒng)和統(tǒng)一門戶組成。用戶通過統(tǒng)一門戶登錄，通過門戶訪問平臺及各類系統(tǒng)。工程運行管理平臺主要數(shù)據(jù)從水利綜合數(shù)據(jù)庫中提取，實現(xiàn)對水閘、泵站等水利工程的組織管理、工程檢查、控制運行、維修養(yǎng)護(hù)、安全監(jiān)測、應(yīng)急管理和工程管理等，滿足各級用戶的應(yīng)用需求，并實現(xiàn)與移動工程巡查系統(tǒng)的互聯(lián)互通。調(diào)度會商系統(tǒng)接入泵站信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、水雨情信息、氣象信息和業(yè)務(wù)管理類信息，以GIS 為平臺，在一個大屏上實現(xiàn)對各類信息的綜合展示和調(diào)度會商，為指揮決策人員提供全方位的第一手資料。移動工程巡查系統(tǒng)通過服務(wù)端與移動端相結(jié)合的技術(shù)手段，實現(xiàn)水閘、泵站等工程的現(xiàn)代化巡查管理。

統(tǒng)一門戶實現(xiàn)單點登錄、信息發(fā)布、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)整合，并實現(xiàn)各級用戶的個性化定制，并具備系統(tǒng)管理等基礎(chǔ)功能模塊。門戶顯示內(nèi)容包括值班信息、公告、工程運行關(guān)鍵數(shù)據(jù)（上下游水位、閘門開高、流量等）、天氣信息、其他系統(tǒng)的鏈接入口等。

2.系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成包括：系統(tǒng)內(nèi)部集成、內(nèi)外網(wǎng)系統(tǒng)集成、與原已建系統(tǒng)集成、與外部系統(tǒng)集成。

系統(tǒng)內(nèi)部集成：包括數(shù)據(jù)和應(yīng)用兩個方面，具有如下的特征：建立統(tǒng)一的內(nèi)部數(shù)據(jù)視圖，保證各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的一致性；建立統(tǒng)一的內(nèi)部數(shù)據(jù)管理機(jī)制，為數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；建立統(tǒng)一的內(nèi)部數(shù)據(jù)共享和交換標(biāo)準(zhǔn)，利用應(yīng)用支撐平臺，最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的全面集成；提供統(tǒng)一的用戶管理系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶統(tǒng)一管理和授權(quán)。

系統(tǒng)內(nèi)部集成架構(gòu)圖如圖2。

圖2 系統(tǒng)內(nèi)部集成架構(gòu)圖

內(nèi)外網(wǎng)系統(tǒng)集成：在外網(wǎng)環(huán)境建設(shè)移動工程巡查系統(tǒng)，從安全性角度考慮，部署一臺服務(wù)器獨立搭建數(shù)據(jù)庫，同時連接局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)，內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換通過消息中間件實現(xiàn)。

與已建系統(tǒng)集成：與單位已建系統(tǒng)的集成主要包括兩種方式，一種是數(shù)據(jù)集成，泵站、水閘等基礎(chǔ)工程信息、實時工情信息和運行調(diào)度信息通過數(shù)據(jù)交換與集成平臺實現(xiàn)已建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和水利綜合數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換；另一種是應(yīng)用集成，通過統(tǒng)一門戶、單點登錄的方式集成已建系統(tǒng)。

與外部系統(tǒng)集成：通過數(shù)據(jù)交換與集成平臺實現(xiàn)本平臺與上級及其他外部的共享交換，交換內(nèi)容包括實時水雨情信息、氣象信息、地理空間信息等。

三、系統(tǒng)應(yīng)具備的特性

（一）系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性

系統(tǒng)軟硬件整體及其功能模塊具有穩(wěn)定性，在各種情況下不會出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，更不能出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象。系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)、查詢、分析、計算的正確性和準(zhǔn)確性。

（二）容錯和自適應(yīng)性能

對使用人員操作過程中出現(xiàn)的局部錯誤或可能導(dǎo)致信息丟失的操作能推理糾正或給予正確的操作提示。對于關(guān)聯(lián)信息采用自動套接方式按使用頻度為用戶預(yù)置缺省值。

（三）安全性

保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，防止外部侵入、干擾、竊取信息或破壞。根據(jù)信息安全等級保護(hù)的要求進(jìn)行等級保護(hù)建設(shè)，按照信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)要求進(jìn)行保護(hù)。應(yīng)用軟件需經(jīng)過第三方專業(yè)測評機(jī)構(gòu)的測評。

（四）可擴(kuò)展性

規(guī)模和功能易于擴(kuò)展和升級，應(yīng)制定可行的解決方案，預(yù)留相應(yīng)的接口。需要考慮與其他系統(tǒng)的集成。

（五）其他

系統(tǒng)建設(shè)要結(jié)構(gòu)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，做到界面清晰，接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，連接暢通，使系統(tǒng)兼具完整性和靈活性，以實現(xiàn)有效集成。遵照GUI（圖形用戶界面）的標(biāo)準(zhǔn)，用戶按照工作流程和操作系統(tǒng)的使用方法，無需經(jīng)過復(fù)雜的操作培訓(xùn)即可很方便地使用。菜單格式、快捷鍵等要充分考慮用戶習(xí)慣，做到方便易用。

四、結(jié)語

綜合平臺可直觀展示各類系統(tǒng)中主要數(shù)據(jù)，管理人員通過統(tǒng)一門戶，實現(xiàn)運行管理業(yè)務(wù)有關(guān)數(shù)據(jù)的提取，有效推進(jìn)了管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。經(jīng)過多年應(yīng)用，可滿足不同用戶及時準(zhǔn)確獲取各系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的需求，實現(xiàn)了既定的建設(shè)目標(biāo)■