智慧水文業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

扶賽學(xué) 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(wù)應(yīng)用以業(yè)務(wù)流程為核心，業(yè)務(wù)協(xié)同為目標(biāo)，對水文各類應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程和協(xié)同關(guān)系的組合，實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)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(wù)內(nèi)容。江西河流眾多，特別是鄱陽湖尾閭區(qū)域水系復(fù)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(wù)應(yīng)用在各行業(yè)的服務(wù)應(yīng)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(guān)信息無法直觀呈現(xiàn)[1]。因此，水文站網(wǎng)管理一體化、標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(yīng)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(yīng)急測報信息的服務(wù)功能。對優(yōu)化水文站網(wǎng)布點設(shè)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(yīng)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(wù)，為搶險救援提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

1.1 設(shè)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(wù)需求為導(dǎo)向、以技術(shù)創(chuàng)新為抓手和以專業(yè)應(yīng)用為核心，把水文業(yè)務(wù)與新信息技術(shù)進(jìn)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(wù)應(yīng)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(shù)，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(luò)、云平臺及會商指揮中心、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、智慧水文綜合業(yè)務(wù)平臺、網(wǎng)絡(luò)安全體系等方面進(jìn)行頂層設(shè)計，加強水文信息化建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)劃和科學(xué)管理，確保智慧水文建設(shè)項目的規(guī)范建設(shè)和安全運行。智慧水文建設(shè)必須有實用、先進(jìn)、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(shù)發(fā)展趨勢，結(jié)合水文信息化發(fā)展的關(guān)鍵問，在頂層提供解決方法，為水文信息化發(fā)展應(yīng)用、資源分配提出科學(xué)合理的布局[3]。智慧水文的總體架構(gòu)由基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源、技術(shù)管理體系與標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)規(guī)范、應(yīng)用支撐、網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障運維體系、業(yè)務(wù)應(yīng)用六個部分組成。

1.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)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(yīng)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(chǔ)設(shè)施

系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)設(shè)施主要包括存儲資源、計算資源和網(wǎng)絡(luò)資源等，是實現(xiàn)水文信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化存儲的基礎(chǔ)設(shè)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(wù)支撐服務(wù)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)需要對水文數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分類，以便于對水文數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的存儲、調(diào)用、共享交換，同時方便對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理更新，實現(xiàn)綜合服務(wù)功能，并針對不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲，預(yù)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(wù)的支撐作用。

1.2.3 智慧水文綜合業(yè)務(wù)平臺

由業(yè)務(wù)應(yīng)用組件庫、業(yè)務(wù)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(wù)應(yīng)用依托水文云平臺，實現(xiàn)功能個性化、資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。

1.2.4 網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障運維體系

由網(wǎng)絡(luò)安全、信息化安全等要素構(gòu)成。是支撐水文信息化的基本保障。

1.2.5 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)體系、數(shù)據(jù)規(guī)范和信息化管理制度構(gòu)成。是支撐水文信息化應(yīng)用的基本保障。

2 業(yè)務(wù)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(shè)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(shè)備查詢、應(yīng)急測報等各類綜合信息查詢、統(tǒng)計報表及資料的導(dǎo)出和打印等功能。水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)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(shè)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(jié)果和巡查人員填報的維修數(shù)據(jù)，對水文測站點設(shè)備情況進(jìn)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(shè)施設(shè)備出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會在第一時間把相關(guān)消息推送給相應(yīng)的負(fù)責(zé)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(shè)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(yīng)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(biāo)等進(jìn)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(shè)備的型號、生產(chǎn)廠家等信息進(jìn)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(biāo)及測站照片等有關(guān)信息進(jìn)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(jié)果的打印輸出，可通過外接打印機，直接打印查詢的結(jié)果。

2.5 站網(wǎng)信息維護

系統(tǒng)采集了水文測站設(shè)備的出廠信息、設(shè)備安裝的周圍環(huán)境信息、設(shè)備所屬的管理部門、設(shè)備安裝的具體時間以及設(shè)備的檢測時間等站網(wǎng)設(shè)施的基礎(chǔ)信息，授權(quán)用戶可對這些設(shè)施的信息進(jìn)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(quán)用戶的權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)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(guān)信息的發(fā)布、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計、查詢結(jié)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(biāo)、測站的統(tǒng)一編碼、測站類型信息、站點設(shè)施的信息、設(shè)備所屬的管理部門、站點設(shè)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(jié)果[6]。水文測站管理系統(tǒng)依托地理信息基礎(chǔ)平臺，可以采用圖形的展示方式，把業(yè)務(wù)應(yīng)用的各類分析統(tǒng)計結(jié)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(wù)。

3 結(jié)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(yīng)用等高新技術(shù)手段，進(jìn)行水文信息化體系架構(gòu)優(yōu)化重構(gòu)，實現(xiàn)整合與共享水文信息資源的目標(biāo)，達(dá)到水文業(yè)務(wù)與信息技術(shù)的深度融合，從而建立完善的水文信息化基礎(chǔ)設(shè)施體系，達(dá)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(gòu)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(wù)。