建设“数字潮白河”,构架水务信息化体系（刘梅）

时间：2022-02-20 15:05:06 浏览量：次

潮白河是海河水系四大河流之一, 流经京、津、冀省市, 纵贯北京市密云、怀柔、顺义、通州四区县, 市内流域面积5688km2, 是北京市第二大河, 担负着密云、怀柔、沙厂、北台上、大水峪等座大中型水库的泄洪和沿河区县的排水、北运河水系的分洪任务同时, 潮白河中下游河段还是北京最大的地下水资源基地, 沿河分布着市、区县多处水源地。随着社会经济的快速发展, 潮白河已经演变成了集供水、防洪、生态为一体的综合性河道。确保供水安全、行洪安全、河道生态健康是潮白河水务管理所面临的新形势。因此, 建设一个功能完备、水平先进、可靠实用的“ 数字潮白河” 信息系统, 以现代化的手段管理潮白河具有十分重要和深远的意义。

1 潮白河信息化建设现状

1.1 信息化建设的初步成就

近年来, 在市水务局大力支持下, 潮白河信息化建设取得了初步成就。

(1)基础信息采集方面。在潮白河流域建设了2个市级雨情自动报汛站建设了引潮人城供水工程自动化监控系统、向阳闸自动监控系统、河南村和白庙橡胶坝自动监测系统, 实现了部分水利工程的水情、工情信息的自动采集。

(2)通信和网络方面。初步建设了潮白河管理处局域网系统, 具备了自动化办公的硬件基础。租用了2M电信专线、建设了水务骨干通信网微波链路, 实现了与市水务局的宽带连接。

1.2 目前存在的问题

潮白河信息化建设虽然取得了一些成就, 但还存在很多问题, 主要表现在以下5个方面① 沿河道信息采集点少, 类型单一, 没有形成有效的信息源② 已建系统各自独立, 信息资源不能共享③ 二级通信网的建设基本属于空白④ 缺少一个综合的整合平台, 硬件建设不够完善⑤ 信息化管理人才缺乏。

2 “数字潮白河” 工程建设任务与总体结构布局

2.1 建设任务

“ 数字潮白河” 工程主要建设内容是完成潮白河管理处中心站与其下属主要业务管理单位6个业务节点建设, 实现网络互联互通。逐步完善雨情、水情、工情、水质、地下水、墒情、图像等类信息的自动采集系统, 建设各专业基础数据库、中心决策支持系统, 构建水资源与供水管理信息系统、防汛抗旱指挥系统、水环境管理信息系统、水利工程管理信息系统、办公自动化系统及综合信息应用平台。

2.2 总体结构及布局

“ 数字潮白河” 的建设以潮白河管理处为中心, 潮白河管理处下属的向阳闸管理所、供水管理所、密云管理所、怀柔管理所、顺义管理所、通州管理所为分中心, 按照“1781”总体框架建设综合信息管理系统, 包括实时信息的采集、接收与处理, 数据的整编、人库和存储, 信息的分析、应用与决策。各信息采集站点采集的信息首先通过二级通讯网传输至各自的分中心, 再由分中心汇集到管理处中心。管理处中心通过骨干通信网上传至水务局中心, 并与密云、怀柔、顺义、通州个郊区县的水务局、密云水库管理处、京密引水管理处实现相关资源的共享。总体结构如图1所示。

总体布局分为个层次信息采集层、网络传输层、数据库层、信息服务层和综合业务管理层。如图2所示。

3 建设方案

3.1 信息采集层

信息采集层是信息化建设的基础, 是潮白河防汛、抗旱、供水调度等各项业务的基础, 是洪水预报、旱情或灾情分析等关键数学模型的重要信息源。信息采集系统主要包括7种信息的采集雨情、水情、地下水、水环境、墒情、水土流失、水利工程。其信息源范围覆盖潮白河流域,其中一些重要的信息可通过市水利骨干网与密云水库管理处、京密引水管理处、市水文总站实现共享。

3.2 网络传输层

（1）通讯系统。“ 数字潮白河” 工程通信网络既要满足数字化综合业务的需求, 又要满足远程音、视频传输的需要, 因此, 需要建立一个高速、宽带的综合业务通信系统。通信系统网络结构分为2级：第一级为主干通信链路, 即潮白河管理处一各管理所向阳闸管理所、供水管理所、密云管理所、怀柔管理所、顺义管理所及通州管理所第二级为各信息采集点一所属管理所。通信系统的网络结构为星网状结构, 各专业子系统、采集系统、各下属管理所办公自动化信息通过通信系统汇入潮白河管理处, 完成数据的上传、下载, 实现节点间的信息调用, 形成上连市水务局、下连各管理所或信息采集点, 同时与密云、怀柔、顺义、通州互联互通的信息传输通道。

（2）计算机网络。在“ 数字潮白河” 工程建设中, 需进一步完善和优化潮白河管理处的计算机网络系统, 使其下属的各管理所与潮白河管理处实现网络连接, 为高速有效地进行信息管理、传输和共享提供良好的网络基础。

3.3 数据库层

数据库系统建设的关键是标准的统一, 它包括编码、数据类型、存储格式、输入输出接口等的统一。根据“ 数字潮白河” 工程的信息类型, 需建设水文数据库、供水数据库、水环境数据库、工情数据库、空间数据库、灾情数据库、水土流失数据库、社会经济数据库。数据库的部署采用集中式, 将数据库集中在潮白河管理处中心。

3.4 信息服务层

建立潮白河流域洪水预报模型, 潮白河地下水源保护区地下水动力学模型, 为防汛、水资源优化配置、地下水、地表水联合调度提供科学决策依据, 实现潮白河流域的数字化管理。

3.5 综合信息管理层

“ 数字潮白河”工程的主要使用者—潮白河管理处,作为北京市防汛抗旱及水资源指挥调度A类分中心, 不仅需要对本身及其下属各管理所的业务信息、空间信息进行管理维护, 而且还需要与北京市防汛抗旱及水资源指挥调度中心及其他分中心相连接, 并提供相应的信息服务。因此, 综合信息管理系统应建设成为一个以静态数据为背景,以实时数据库为基础, 以各分布式数据库技术、地理信息技术、网络技术为支撑的交互式专业信息服务平台。

综合信息管理系统采用B/S结构, 利用先进的Internet/Intranet网络技术, 市水务局、防汛办及其他相关单位只需通过浏览器即可访问综合信息管理系统。综合信息管理系统的结构如图3所示。

（1）其中实时信息接收和预警系统是部署在潮白河管理处中心的基础软件, 它负责所有数据的接收、转储和监视, 它的作用非常重要。根据其功能和潮白河管理处的业务应用, 此系统应分为如下个模块① 数据接收与监视模块接收的数据包括水文、水环境、水资源、工情信息,它们分别对应着各自的数据库, ② 信息处理模块信息处理模块首先解析报警信息, 根据其种类, 确定应用报警预案, 并把报警信息提交报警模块处理③ 报警模块根据报警信息将报警设备的位置显示在电子地图上, 并有醒目的颜色提示, 同时提供声、光报警信号。

（2）信息服务系统是为各级防汛、抗旱、水资源管理部门有关人员提供防汛抗旱及水资源有关信息查询服务的应用系统。包括实时、历史的水雨情、工情、旱情、灾情、供水、泄洪、水质、水保等信息的查询、显示, 并提供各种报表、曲线和柱状图。

（3）防汛抗旱信息管理系统的主要功能是根据上游雨水情, 快速、准确地分析洪水形成时间、地区、流量, 及时做出洪水预报, 生成洪水调度方案, 为防汛抗旱工作提供支持方案, 为防汛工作提供更多的宝贵时间。主要包括暴雨预报系统、洪水预报系统、洪水调度系统及灾情评估及防洪抢险系统等。

（4）水资源管理系统利用计算机、GIS、数据库、网络等先进手段, 及时、准确、快速地对潮白河流域水资源状况进行统计分析、评价, 为实现潮白河流域水资源科学管理和优化调度提供一个良好的基础信息平台, 为水资源决策管理提供支持, 有效地提高水资源科学管理与决策水平,主要包括供水信息管理、地下水观测管理、水资源综合评价。

（5）水环境管理系统主要是通过对潮白河水质的实时监测, 掌握河道水质的变化情况, 对全流域水质作出综合评价预侧水质发展变化趋势、制定污染物管理规程, 实现对水环境的综合管理。主要包括污水处理管理子系统、地表水水质监测子系统。

（6）水务工程管理系统主要包括水务工程基本信息的查询、显示、工程管理及相关的业务管理、河道占用审批等。

（7）办公自动化系统是潮白河管理处内部协同工作的软件平台, 为日程业务人员提供信息化的办公环境, 能够在很大程度上节省人力物力资源, 提高工作效率。

3.6 会商系统建设

潮白河管理处防汛抗旱及水资源指挥调度分中心应建设成一个功能齐全、高度整合、技术先进、安全可靠的综合性指挥调度分中心, ,总体水平要达到国内领先水平, 成为潮白河水行政管理“ 三个中心” 的统一体, 即通信网络监管中心、信息交换中心、指挥调度中心, 提供一个全方位的信息化服务窗口。

对于一个现代化的视频会议系统来说, 为了达到良好的视觉和听觉效果, 一般均配备现代化的大屏幕投影系统和良好的扩声系统。

3.7 系统安全

信息系统的安全涉及到人、设备、软件、数据和设备数据的分布形式等诸多因素, 需运用系统工程的观点、方法, 制定一个综合的解决方案。按照安全策略的要求及凤险分析的结果, 系统安全应从网络安全、应用系统安全、数据级安全、数据存储安全、电源避雷安全、通讯安全等方面采取必要的措施。

4 结语

“ 数字潮白河” 工程通过对自动监控、视频监视、通信和网络、计算机模拟等高新技术的应用, 实现流域信息采集的自动化、信息传输的网络化、信息处理的智能化、辅助决策的科学化, 从而全面提升潮白河的管理水平和决策水平, 同时也将为全面构筑北京水务信息化大平台打下良好的基础。

作者简介：刘梅（1963-）, 女, 高级工程师。

来源：《北京水利》2005.3

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