自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利工程的應(yīng)用

 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展，水利工程的地位越來(lái)越重要，但水利工程是一個(gè)龐大和復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)水利工程的管理應(yīng)該貫穿水利工程整個(gè)生命周期。隨著現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能的發(fā)展，建立基于Web的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，為及時(shí)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)評(píng)判水利工程建筑物的安全狀態(tài)，提供了一種好的解決方法。這種利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)處于異地的對(duì)象實(shí)施監(jiān)測(cè)和處理自動(dòng)化采集的系統(tǒng)，可進(jìn)行觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、分析判別、預(yù)警報(bào)警，制作各類(lèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，數(shù)據(jù)通信（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)），數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)（數(shù)據(jù)庫(kù)），系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作和維護(hù)等。以公共基礎(chǔ)地理和水利工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)綜合運(yùn)用GIS、服務(wù)融合等技術(shù)手段，對(duì)多時(shí)空水利數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理、分析，并提供標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口，為水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的提供功能和服務(wù)共享，并以此為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件分析功能，輔助進(jìn)行科學(xué)管理和決策，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息匯總、分析、統(tǒng)計(jì)等功能，提高水利工程管理現(xiàn)代化、科學(xué)化、自動(dòng)化水平。

一、基于Web的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

Internet自誕生以來(lái)，在短短的十幾年間，已經(jīng)從一種簡(jiǎn)單的數(shù)字傳輸數(shù)據(jù)的方式發(fā)展成為一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，Internet也為分析和解決地理問(wèn)題提供了絕佳的通信環(huán)境。通過(guò)Internet可以在地球的任何地方方便經(jīng)濟(jì)快速地獲取和傳輸?shù)乩頂?shù)據(jù)。GIS所強(qiáng)調(diào)的正是在Internet上發(fā)布地理數(shù)據(jù)，正如用戶(hù)可以在其他網(wǎng)站上獲取數(shù)據(jù)一樣。由于地理數(shù)據(jù)在Internet上具有很大的自由度和移動(dòng)性，從而最終能夠在許多領(lǐng)域解決許多實(shí)際問(wèn)題，如信息管理等�；�于Web的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用國(guó)際流行的三層體系結(jié)構(gòu)，將表現(xiàn)層、邏輯層、數(shù)據(jù)層三層分離，在GIS平臺(tái)層面上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效管理和各種功能的實(shí)現(xiàn)。

二、在蕪湖水利工程建設(shè)管理中的應(yīng)用

1.系統(tǒng)簡(jiǎn)介蕪湖市各縣區(qū)分布范圍廣，水利工程項(xiàng)目眾多，生命周期長(zhǎng)，采用人工信息采集和對(duì)其進(jìn)行管理并監(jiān)測(cè)狀態(tài)具有相當(dāng)?shù)碾y度。隨著水利現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，對(duì)水利工程自動(dòng)化、信息化管理的要求也越來(lái)越高，因此采用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)管理水利工程也顯得尤為重要，大大減輕了數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理的工作量。本文主要介紹蕪湖市水利建設(shè)管理綜合信息系統(tǒng)，這種自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)Web連接起來(lái)的一個(gè)分布式監(jiān)測(cè)和集中型控制系統(tǒng)，它可以將大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中到控制中心進(jìn)行統(tǒng)一管理、控制和評(píng)價(jià)，突破了地域限制，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，在線(xiàn)瀏覽監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)交互處理，實(shí)現(xiàn)了“移動(dòng)的是數(shù)據(jù)而不是人”，從而節(jié)約了時(shí)間并降低了費(fèi)用。基于Internet的信息管理系統(tǒng)功能強(qiáng)大，信息共享的方式多樣，內(nèi)容更新迅速，提供Web瀏覽、信息查詢(xún)、輔助決策和網(wǎng)絡(luò)預(yù)警的功能，并且支持?jǐn)?shù)據(jù)、圖形等信息的傳播。GIS平臺(tái)技術(shù)是水利建設(shè)管理綜合信息系統(tǒng)的一個(gè)重要工具，通過(guò)GIS平臺(tái)可以展現(xiàn)各類(lèi)水利工程分布，直觀(guān)展現(xiàn)水利工程的各項(xiàng)信息，實(shí)時(shí)雙向監(jiān)控項(xiàng)目建設(shè)。大范圍的共享診斷資源，形成豐富的評(píng)判知識(shí)庫(kù)和評(píng)判數(shù)據(jù)庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)家和多系統(tǒng)的遠(yuǎn)程協(xié)作診斷，從許多方面增強(qiáng)或擴(kuò)展了其實(shí)時(shí)評(píng)判功能，提高了評(píng)判效率，提高了診斷的準(zhǔn)確性和可靠性，避免了由于評(píng)判不及時(shí)而造成巨大經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)損失。正是由于具有如上這些功能，因此，總結(jié)蕪湖市水利建設(shè)綜合信息系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：信息共享和兼容；信息存儲(chǔ)和挖掘；信息可視化；信息遠(yuǎn)程發(fā)布；先進(jìn)性；實(shí)用性；可靠性；分布性和開(kāi)放性；可維護(hù)性和可擴(kuò)展性；經(jīng)濟(jì)性等。2.蕪湖市水利建設(shè)綜合信息系統(tǒng)的架構(gòu)（1）基礎(chǔ)設(shè)施層。基礎(chǔ)設(shè)施層是水利建設(shè)管理綜合信息系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟硬件產(chǎn)品。（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層是各種業(yè)務(wù)的運(yùn)行平臺(tái)，為各級(jí)管理機(jī)構(gòu)之間數(shù)據(jù)、圖像等各種信息提供高速可靠的傳輸通道。主要依托水利政務(wù)內(nèi)網(wǎng)和水利政務(wù)外網(wǎng)，其中，政務(wù)內(nèi)網(wǎng)是與因特網(wǎng)物理隔離的涉密網(wǎng)絡(luò)；政務(wù)外網(wǎng)是與因特網(wǎng)邏輯隔離的非涉密網(wǎng)絡(luò)。（3）數(shù)據(jù)資源層。數(shù)據(jù)資源層是對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系進(jìn)行統(tǒng)一管理，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)管理、數(shù)據(jù)匯集交換平臺(tái)等部分，并對(duì)元數(shù)據(jù)庫(kù)、防洪工程數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與管理。（4）應(yīng)用支撐層。應(yīng)用支撐層提供統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境，為應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)提供通用應(yīng)用服務(wù)和集成服務(wù)，為資源整合和信息共享提供運(yùn)行平臺(tái)。主要由各類(lèi)商用支撐軟件和開(kāi)發(fā)類(lèi)通用支撐軟件共同組成。（5）業(yè)務(wù)應(yīng)用層。業(yè)務(wù)應(yīng)用層是綜合運(yùn)用聯(lián)機(jī)事務(wù)處理技術(shù)、組件技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、決策支持系統(tǒng)（DSS）等高新技術(shù)，與水利工程專(zhuān)項(xiàng)業(yè)務(wù)相結(jié)合，構(gòu)建的先進(jìn)、科學(xué)、高效、實(shí)用的水利建設(shè)管理綜合信息系統(tǒng)。主要由空間服務(wù)系統(tǒng)、水情查詢(xún)系統(tǒng)、移動(dòng)巡檢系統(tǒng)、工情管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)組成。（6）應(yīng)用交互層。應(yīng)用交互層是直接與用戶(hù)交互的層面，主要內(nèi)容是內(nèi)網(wǎng)統(tǒng)一用戶(hù)，面向業(yè)務(wù)人員提供應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一訪(fǎng)問(wèn)入口。（7）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是支撐蕪湖市水利建設(shè)管理綜合信息系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用協(xié)同和信息共享的需要，是節(jié)省項(xiàng)目建設(shè)成本、提高項(xiàng)目建設(shè)效率的需要，是系統(tǒng)不斷擴(kuò)充、持續(xù)改進(jìn)和版本升級(jí)的需要。（8）安全保障體系。安全保障體系是保障系統(tǒng)安全應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全及安全管理等。3.系統(tǒng)功能蕪湖市水利建設(shè)管理綜合信息系統(tǒng)具有如下功能：（1）系統(tǒng)安全模塊：接收用戶(hù)登錄信息，通過(guò)電子身份認(rèn)證，按照用戶(hù)不同的使用權(quán)限進(jìn)入不同的系統(tǒng)界面，向用戶(hù)提供不同的操作功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)管理用戶(hù)的所有數(shù)據(jù)庫(kù)操作、系統(tǒng)軟件操作、登錄情況進(jìn)行記錄。（2）數(shù)據(jù)采集模塊：通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸和儲(chǔ)存并且及時(shí)更新。（3）在客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)基本的圖形操作：如漫游、縮放、全景以及動(dòng)態(tài)調(diào)整圖形信息疏密，能夠定位對(duì)象、顯示圖元、顯示導(dǎo)航窗口。（4）數(shù)據(jù)檢索模塊：通過(guò)GIS界面，選擇各種數(shù)據(jù)庫(kù)的字段，檢索查詢(xún)、分類(lèi)匯總實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)，具備查詢(xún)各種統(tǒng)計(jì)結(jié)果的功能。（5）自動(dòng)報(bào)警模塊：能夠根據(jù)指標(biāo)的狀態(tài)自動(dòng)判別是否報(bào)警，并且報(bào)警后有默認(rèn)的自動(dòng)處理方式和事先設(shè)置的處理方式。（6）數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊：能夠?qū)�入�?dǎo)出、儲(chǔ)存和維護(hù)每個(gè)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控點(diǎn)的基本情況，具有日志管理。（7）信息發(fā)布模塊：通過(guò)Web服務(wù)器發(fā)布，定制局領(lǐng)導(dǎo)和工作人員兩個(gè)不同的功能、權(quán)限；自動(dòng)生成Web網(wǎng)頁(yè)，在市政務(wù)信息網(wǎng)和公眾網(wǎng)自動(dòng)發(fā)布監(jiān)測(cè)信息。（8）幫助功能：對(duì)于系統(tǒng)的操作問(wèn)題，有相關(guān)的幫助主題和提示。管理者可以通過(guò)瀏覽器輸入IP地址或遠(yuǎn)程手機(jī)登錄蕪湖市水利建設(shè)管理綜合信息系統(tǒng)，及時(shí)了解水資源各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)，作出正確決策�？蛻�(hù)是通過(guò)Web服務(wù)器與一個(gè)或多個(gè)空間服務(wù)器進(jìn)行通訊的，空間服務(wù)器響應(yīng)客戶(hù)端需要數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，生成要素再通過(guò)中間件傳遞給客戶(hù)端。中間件管理客戶(hù)端和服務(wù)器端之間的數(shù)據(jù)，以達(dá)到最佳效率與傳輸速度，在多用戶(hù)提交同一請(qǐng)求時(shí)，就不需提交相同的請(qǐng)求給服務(wù)器，而是直接將執(zhí)行的結(jié)果傳遞給客戶(hù)端，從而減小了服務(wù)器的壓力，并且可以迅速返饋用戶(hù)的需求，使用戶(hù)不需等待太長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)支持多用戶(hù)的并發(fā)操作。

三、結(jié)論

水利工程建設(shè)完成后，對(duì)水利工程的日常管理則至關(guān)重要，只有在日常管理中掌握、分析、利用這些信息，才能保證水利工程安全運(yùn)行，發(fā)揮其應(yīng)有作用。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是水利現(xiàn)代化發(fā)展的必由之路，通過(guò)GIS提供的可視化平臺(tái)顯示各測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，對(duì)水利工程整個(gè)生命周期進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)信息保存到中心數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，用戶(hù)可以對(duì)信息進(jìn)行分析利用，從而能更加及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地評(píng)判水利工程實(shí)時(shí)狀況，做出正確決策。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)極大地提高了蕪湖市水利工程建設(shè)管理工作效率，提升了管理決策水平和水利現(xiàn)代化水平。