灌區(qū)信息化管理資料

1、灌區(qū)信息化管理1、發(fā)展灌區(qū)信息化管理重要意義近幾年，國家對水利建設(shè)投資不斷加大，河道治理、水庫水電建設(shè)、灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造等工程陸續(xù)開工。2011年中央一號文件更將我國水利建設(shè)提到了前所未有的高度，大部分開建于20世紀6070年代，老化病險嚴重的灌區(qū)工程迎來了發(fā)展的好時機。灌區(qū)渠道工程、配套設(shè)施、管理設(shè)施等的加固、續(xù)建、改擴建工程得到了有力的資金支持，在當前水利科技快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，灌區(qū)水利工程建設(shè)正向全面現(xiàn)代化快速邁進。灌區(qū)原有的管理模式和手段已不能適應當前管理工作的需要，以先進、科學、高效為特征的信息化建設(shè)逐步得到重視，信息化程度的高低也已成為衡量灌區(qū)建設(shè)、管理水平的重要依據(jù)。灌區(qū)信息化

2、管理是灌區(qū)發(fā)展的主要因素，是一項重要的非工程措施。灌區(qū)信息化就是充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)和廣泛利用灌區(qū)管理的信息資源，提高信息采集和加工的準確性以及傳輸?shù)臅r效性，做出及時、準確的反饋和預測，為灌區(qū)管理部門提供科學的決策依據(jù)，提升灌區(qū)管理的效能，促進灌區(qū)管理工作的健康發(fā)展。2、灌區(qū)信息化建設(shè)目標和內(nèi)容灌區(qū)信息化建設(shè)的目標是充分利用現(xiàn)代先進科學技術(shù)，尤其是電子、計算機、網(wǎng)絡技術(shù)，圍繞灌溉管理，堅持以人為本，深入開發(fā)灌區(qū)信息資源，打造灌區(qū)工程管理及運行管理的全信息支持、應用平臺，建立集約高效、人水和諧的灌區(qū)運行環(huán)境。灌區(qū)信息化建設(shè)內(nèi)容根據(jù)建設(shè)目標要求，作為水利現(xiàn)代化重要標志的灌區(qū)水利信息化，內(nèi)

3、容廣泛，涉及系統(tǒng)工程，計算機軟件和網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)庫，自動化控制，通訊和電子等技術(shù)在數(shù)據(jù)采集處理、信息傳輸、網(wǎng)絡管理、決策支持等方面的運用，且直接面向管理者，對灌區(qū)工程運行和效益的發(fā)揮影響巨大。總的來說，灌區(qū)信息化建設(shè)的內(nèi)容應包括：灌區(qū)GIS地理信息、雨水情測報、墑情監(jiān)測、灌區(qū)工情監(jiān)測，閘門遠程監(jiān)控、用水調(diào)度管理、灌區(qū)防汛會商、辦公自動化等子系統(tǒng)的建設(shè)以及通訊網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫構(gòu)建?；谝陨辖ㄔO(shè)內(nèi)容的集成系統(tǒng)，能夠完成灌區(qū)有關(guān)數(shù)據(jù)、圖像、水利活動等信息的采集、傳輸、處理、存儲和應用，直接服務于灌區(qū)防汛、工程管理和灌溉管理。系統(tǒng)應具備以下功能：1）提供灌區(qū)水情、墑情、配水調(diào)度及工程狀況數(shù)據(jù)，以及監(jiān)視圖像等信

4、息的采集、處理、查詢、整編、輸出、應用。2）實現(xiàn)閘門遠程監(jiān)控、工情水情遠程監(jiān)視，以及遠程防汛會商。3）實現(xiàn)信息的分析、對比，以及利用數(shù)據(jù)信息建立決策模型，為灌區(qū)灌溉、防汛提供支持。4）通過信息網(wǎng)絡實現(xiàn)灌區(qū)管理單位局域內(nèi)的自動化辦公。3、灌區(qū)信息化建設(shè)規(guī)劃原則信息化建設(shè)規(guī)劃是做好信息化系統(tǒng)設(shè)計的前提，規(guī)劃質(zhì)量的高低不僅取決于規(guī)劃人員的技術(shù)水平，還受灌區(qū)自然環(huán)境、工程條件、人文因素的制約。要將先進的科學技術(shù)合理、協(xié)調(diào)地融入到實際的灌區(qū)管理中，科學地做好信息化建設(shè)規(guī)劃，應堅持以下幾點原則：投資效益最大化。對于眾多子系統(tǒng)建設(shè)，有限的資金投入要分配合理，即不能集中投入到一套子系統(tǒng)的超標建設(shè)，也不能過于分

5、散到每個環(huán)節(jié)。應認真拆分整個信息化系統(tǒng)架構(gòu)，認清主體、分部及其之間的關(guān)系，在確保分部高效運行、主體逐步建立的基礎(chǔ)上，確定投資重點和度量，以保障取得最大的投資效益。保持科學先進性。當前，計算機、電子、通訊技術(shù)發(fā)展迅速，關(guān)系也越來越密切，其中任何一項細微的軟、硬件技術(shù)革新，都有可能造成系統(tǒng)的更新甚至換代。作為信息化系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)支撐，保持各項技術(shù)的先進性至關(guān)重要，它決定著整個系統(tǒng)的生命周期和使用效率。在規(guī)劃中要盡可能利用各方面的前沿技術(shù)，避免走入系統(tǒng)剛建成就已落后并且難以維護和運行的困境。堅持系統(tǒng)開放性。灌區(qū)信息化系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)的信息輸出和輸入接口一般都使用國家標準，具有較好的兼容

6、性，為系統(tǒng)集成提供了可能。系統(tǒng)集成度是衡量其優(yōu)越性的一項重要指標，集成度越高，系統(tǒng)占用的空間越小，性價比越高。系統(tǒng)集成也是減少投資、后期管理和使用成本的重要手段。因此，信息化系統(tǒng)規(guī)劃應重視各子系統(tǒng)軟硬件標準的使用，要求各子系統(tǒng)具有較好的開放性，以利于系統(tǒng)集成。堅持系統(tǒng)實用性。系統(tǒng)的建立是以在滿足一定要求的前提下能夠?qū)嶋H應用并產(chǎn)生可觀效益為目的的，因此，在系統(tǒng)規(guī)劃時就應以效用為目的，做好系統(tǒng)需求分析，盡量避免表面花架子，將有限的資金用在刀刃上。堅持系統(tǒng)在操作、運行、效果方面的實用性，切實發(fā)揮系統(tǒng)建設(shè)效益，是系統(tǒng)規(guī)劃的基本原則。堅持安全可靠性。信息系統(tǒng)的安全可靠涉及運行中的軟和硬環(huán)境2個方面，軟環(huán)

7、境包括計算機網(wǎng)絡的防毒防黑、程序軟件運行維護、人員誤操作規(guī)避作等；硬環(huán)境包括野外設(shè)備多防保護、電子設(shè)備防磁、供電系統(tǒng)穩(wěn)定維護等。規(guī)劃中應在這2方面聯(lián)合設(shè)防，明確重點，加強網(wǎng)絡、電子、電源、采集設(shè)備等的安全防護措施。具有良好擴展性。灌區(qū)信息化是一個龐大的系統(tǒng)工程，且具有子系統(tǒng)較多、涉及技術(shù)面廣、技術(shù)更新快等特點。1次有限的投資建設(shè)，不可能完善所有的設(shè)備和功能，為后期的續(xù)建和升級需要而保持建設(shè)的可持續(xù)性是信息化建設(shè)規(guī)劃不容忽視的重要內(nèi)容。在系統(tǒng)正常運行下增加測控點，添加、升級設(shè)備但不增加大量投資，都要求系統(tǒng)具有較好擴展性的支持。因此，對系統(tǒng)中電子設(shè)備、計算機軟硬件的可擴展性要求較高，規(guī)劃中應注意為

8、系統(tǒng)擴展保留一定空間。易于系統(tǒng)管理和維護。系統(tǒng)設(shè)備多，分布面廣，如果規(guī)劃不合理，就很容易增加管理難度和維護成本。規(guī)劃中應盡可能將信息采集點靠近管理人員工作地布置，將設(shè)備集中管理，各子系統(tǒng)通訊線路統(tǒng)一規(guī)劃，以減少日常維護中不必要的長途奔波、故障多點檢測等環(huán)節(jié)，利于管理工作的高效進行。4、灌區(qū)信息化建設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及信息傳輸型式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)通過對幾種通信方式的比較，結(jié)合灌區(qū)涵閘建筑物缺乏防雷措施，遙測站點具有閘位傳感器、水位傳感器和雨量傳感器，且傳感器數(shù)量較多，信息實時性有一定的要求等特點，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信息傳輸選用GPR通信方式，每個遙測站配置一臺GPR通信MODEMGPR領(lǐng)信模式有UD限式和TCP/IP

9、模式，本系統(tǒng)選用TCP/IP模式。另外，管理信息系統(tǒng)利用的是水利局域網(wǎng)，因此，用的INTERNE成VPNW。系統(tǒng)通信網(wǎng)絡中心站需要1個固定的公網(wǎng)IP地址。平臺架構(gòu)平臺技術(shù)架構(gòu)為支持和滿足灌區(qū)自動化監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)實用性與先進性的要求，并考慮到灌區(qū)自動化監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)的應用需求和安全需求，從適應性、可擴展性、經(jīng)濟性等多方面綜合評價，選擇WebServices構(gòu)建自動化監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)的服務架構(gòu)，最大限度實現(xiàn)防汛防旱業(yè)務功能組件的重用和分布，為自動化監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)的擴展及其與其他系統(tǒng)的無縫集成奠定基礎(chǔ)，實現(xiàn)信息資源的高度共享；選擇Microsoft.NET作為平臺的技術(shù)體系。4.22數(shù)

10、據(jù)庫平臺水利數(shù)據(jù)是防汛搶險決策的基礎(chǔ)，灌區(qū)自動化監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)的水雨情數(shù)據(jù)庫需要存儲和管理大量、多類型、多屬性的信息，并且要求準確、及時和安全從而要求數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)必須具備高性能、高可靠性和易維護性的性能。尤其是大量空間信息、圖像信息、多媒體信息的存在，對數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的性能要求更高，必須支持空間信息和多媒體信息的存儲和管理。Sybase11和MicrosoftSqlServer2000作為大型商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，提供了數(shù)據(jù)加密、并行查詢、自動內(nèi)存調(diào)整及多表查詢等功能，并運用高速緩存融合技術(shù)提高系統(tǒng)的可伸縮性，同時提供了強大的空間數(shù)據(jù)支持能力。因而，灌區(qū)自動化監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)采用Sybase

11、11和MicrosoftSqlServer2000作為數(shù)據(jù)庫的管理平臺。目前灌區(qū)信息化傳輸型式主要有三種，一是有線傳輸；二是無線傳輸；三是有線加無線傳輸。1）有線信息傳輸是指電子信息通過光纜進行傳輸?shù)囊环N傳輸方式，它的特點是信息通道穩(wěn)定性高，可進行視頻傳輸，進行遠程控制和操作，但相對建設(shè)成本比較高，需要鋪設(shè)專用的光纜或租借電信等部門的專用光纜通道，而且終端設(shè)備配置和功能要求較高，適合應用于大型灌區(qū)渠首進水閘、樞紐閘門、中心管理站等關(guān)鍵部位，如灤下灌區(qū)的西灌區(qū)閘、十三支閘均是采用了有線信息傳輸。2）無線信息傳輸是指通過GPRSCDM屬無線通道進行數(shù)據(jù)傳遞與交換的一種傳輸方式，它的特點是終端設(shè)備安

12、裝簡單，功能較少，成本較低，適用于功能要求簡單、數(shù)據(jù)采集量較小、控制功能要求不高的閘門、泵站、機井等，目前我市中小型灌區(qū)的機井、揚水站、泵站水量計量大多采用這種型式。3）有線加無線信息傳輸型式是指數(shù)據(jù)傳輸與交換方式既包括有線傳輸又包括無線傳輸，這種型式的特點是建設(shè)成本相對較低，既能保證重點樞紐工程遠程控制、視頻等功能、又能保證數(shù)據(jù)傳輸量較小的閘門、泵站、揚水站等終端的數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)收集的全面性，適用于灌區(qū)覆蓋面積較大、灌區(qū)水利單元層次較多的灌區(qū)，灤下灌區(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計總體思路就是采用這種型式。5、灌區(qū)信息化建設(shè)系統(tǒng)構(gòu)成灌區(qū)信息化建設(shè)系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)一般分為兩個子系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)

13、。信息采集系統(tǒng)該模塊主要負責采集各測站的雨量、水位、閘位數(shù)據(jù)，并對采集來的數(shù)據(jù)進行處理、利用GPR聯(lián)輸、中心站接收、解析數(shù)據(jù)、入庫。信息采集是處理硬件發(fā)送的GRP盅的核心平臺。它主要完成了接收GPR嗷據(jù)、解析分析數(shù)據(jù)、處理錯誤以及數(shù)據(jù)入庫等功能，所以在功能結(jié)構(gòu)上將信息采集平臺分為接收數(shù)據(jù)（通過M-server軟件系統(tǒng)完成）、解析數(shù)據(jù)、出錯處理以及輸入入庫（由轉(zhuǎn)換程序完成）4個模塊。M-server軟件和轉(zhuǎn)換程序都安裝在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫服務器上。數(shù)據(jù)接收模塊接收數(shù)據(jù)是信息采集與硬件通信最關(guān)鍵的一個過程，其通過SOCKET程以及TCP信協(xié)議實例化客戶端，不斷接受m-Server服務程序（gprs數(shù)據(jù)包接

14、收程序）發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，同時采取互斥以及緩存的方法保證數(shù)據(jù)的完整性，不會發(fā)生丟包的情況。解析分析數(shù)據(jù)模塊在數(shù)據(jù)達到中心接收服務器后，服務器就會對數(shù)據(jù)進行解析分析，該操作由解析分析數(shù)據(jù)模塊來完成。因為傳送的數(shù)據(jù)可能會發(fā)生錯誤的情況，所以解析的過程首先要判斷數(shù)據(jù)包的格式是否符合預定義的格式，然后才能解析對用戶有用的數(shù)據(jù)，由于水情數(shù)據(jù)有多種，包括水位、雨量、閘位等信息，而這些信息都是通過相同的數(shù)據(jù)包發(fā)送過來，所以在程序中對各個閘站的各種數(shù)據(jù)進行了分類和判斷，這樣就能保證數(shù)據(jù)的完整性和準確性。在該過程中檢測到的數(shù)據(jù)錯誤將由出錯處理模塊來處理。出錯處理模塊出錯處理模塊針對接收過程、分析過程和入庫過程中檢

15、測到的錯誤數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)入庫模塊當數(shù)據(jù)經(jīng)過解析分析過后，如果程序判定數(shù)據(jù)合法，就將其寫入數(shù)據(jù)庫。這里數(shù)據(jù)入庫采用了ODBCf法。信息管理系統(tǒng)基于Web0勺信息管理系統(tǒng)（IS）用Browser/Server結(jié)構(gòu)，瀏覽器部分包括數(shù)據(jù)采集管理、物料管理、數(shù)據(jù)查看。這些部分通過瀏覽信息網(wǎng)上的實時動態(tài)信息，向Wet務器提出數(shù)據(jù)錄入、查詢、修改、刪除、統(tǒng)計等請求，Web服務器在獲得這些請求后，將它們交給后端的CGI程序來對數(shù)據(jù)進行處理。該CGI接口負責對數(shù)據(jù)庫的連接、讀寫、訪問和控制，然后數(shù)據(jù)庫又將結(jié)果通過CGI程序送回給Wet務器，最后再由Wet務器將該訪問結(jié)果以動態(tài)網(wǎng)頁形式發(fā)送到用戶的瀏覽器中。W

16、et言息服務模塊主要是數(shù)據(jù)表現(xiàn)，常用報表和數(shù)據(jù)查詢。主要包括以下子功能：（1）實時查詢實時查詢分為綜合、當日八時、水位、雨量和閘位五個部分。在綜合即所有閘站的實時信息中，主要包括了測站名稱、上游水位、下游水位、閘門開度、瞬時流量、當日累計水方和降雨量。當日累計水方需要經(jīng)過計算得出。在該瀏覽頁面上也提供了導出數(shù)據(jù)表的功能。在當日八時即當天八點所有閘站的實時信息中，主要包括了測站名稱、上游水位、下游水位、閘門開度、瞬時流量、累計水方和降雨量。累計水方需要經(jīng)過計算得出。在該瀏覽頁面上也提供了導出數(shù)據(jù)表的功能。在水位的實時信息中，主要包括了測站名稱、上游水位、上游測量時間、下游水位和下游測量時間。在該

17、瀏覽頁面上也提供了導出數(shù)據(jù)表的功能。在雨量的實時信息中，主要包括了測站名稱、雨量和測量時間。在該瀏覽頁面上也提供了導出數(shù)據(jù)表的功能。在閘位的實時信息中，主要包括了測站名稱和各閘測量時間。如果某個閘站沒有某個閘位，表格中會加以提示。在該瀏覽頁面上也提供了導出數(shù)據(jù)表的功能。2）歷史查詢歷史查詢分為歷史水情和歷史報表兩個部分。歷史水情部分為所有測站的歷史水位、雨量和閘位信息。歷史報表部分分為日報表，月報表和年報表。3）多媒體模塊制作一些有關(guān)灌區(qū)的多媒體，利用語音、圖片、視頻對淮漣灌區(qū)的進行情況介紹。GIS模塊在此操作中，用戶將地圖當作查詢工具，而不僅僅是數(shù)據(jù)載體?？臻g目標之間的拓撲關(guān)系可以有兩類：一

18、種是幾何元素的結(jié)點、弧段和面塊之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，用以描述和表達幾何元素間的拓撲關(guān)系；另一種是GIS中地物之間的空間拓撲關(guān)系，可以通過關(guān)聯(lián)關(guān)系和位置關(guān)系隱含表達，用戶需通過特殊的方法查詢。GIS的面向用戶的應用功能不僅僅表現(xiàn)在它能提供一些靜態(tài)的查詢、檢索數(shù)據(jù)，更有意義的在于用戶可以根據(jù)需要建立一個應用分析的模式，通過動態(tài)的分析，從而為評價、管理和決策服務。主要實現(xiàn)：能進行地圖的多層顯示、漫游、放大、縮小及圖層控制等操作；能實現(xiàn)基于地圖的圖形屬性雙向查詢及SQLM合查詢；能實現(xiàn)基于地圖的圖形屬性測站基本數(shù)據(jù)信息查詢。6.農(nóng)業(yè)灌區(qū)農(nóng)業(yè)高效用水管理系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)2系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)分析根據(jù)灌區(qū)管理部門要求

19、和對系統(tǒng)的目標分析,整個系統(tǒng)由五個子系統(tǒng)組成,其總體邏輯結(jié)構(gòu)見下圖。灌區(qū)用水管理系統(tǒng)圖表分析系統(tǒng)服務相關(guān)曲線 文字報表打印 作物需水量預測 作物需水量計算 作物騰發(fā)量預測 T作物騰發(fā)量計算 優(yōu)化配水計算 天然徑流量計 數(shù)據(jù)輸入 數(shù)據(jù)查詢 數(shù)據(jù)維護 項目概況T灌區(qū)示意圖 系統(tǒng)維護系統(tǒng)幫助系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計采用模塊化程序設(shè)計方式，各模塊間相互獨立，且各模塊子程序之間也相互獨立，因而系統(tǒng)可根據(jù)需要進行編制和修改代碼對象，便于分析處理復雜多變的實際問題，有利于軟件的維護和功能的增減，從而使系統(tǒng)具有較好的通用性和可擴充性。系統(tǒng)功能系統(tǒng)提供灌區(qū)的氣象、水文、作物、土壤等基礎(chǔ)資料的輸入，資料經(jīng)歸納匯總后對灌區(qū)

20、作物需水量進行分析計算并作出預報，擬定作物灌溉計劃，根據(jù)實測資料對土壤水分進行動態(tài)模擬預報，修正并確定作物灌溉計劃，最終根據(jù)來水及渠系分布情況對灌區(qū)進行優(yōu)化配水，實現(xiàn)灌區(qū)決策的及時性、準確性。系統(tǒng)通過以下幾個模塊實現(xiàn)上述功能。.1主控模塊(main.frm)主控模塊是系統(tǒng)的主界面，起著管理、協(xié)調(diào)各功能模塊的作用。模塊的主菜單包括：文件、編輯、數(shù)據(jù)分析、圖形、打印、幫助共六個菜單項。其中文件項主要包括數(shù)據(jù)庫及應用程序以文件格式打開、存盤及退出返回；編輯項通過調(diào)用菜單命令對工作表(數(shù)據(jù))進行插入、刪除、復制和退出返回；數(shù)據(jù)項則是通過對數(shù)據(jù)進行分類、排序和數(shù)據(jù)鏈接等以匯總方式后對數(shù)據(jù)進行的分析計算,經(jīng)模擬分析、變量求解和規(guī)