德州市李家岸灌區(qū)信息化建設(shè)實踐

紀(jì)義勝，沈吉利，宋 宇

（德州市李家岸灌區(qū)管理局，山東 臨邑 251500）

為提升灌區(qū)管理水平，提高工作效率，德州市李家岸灌區(qū)在總結(jié)先進灌區(qū)信息化建設(shè)成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，按照統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的原則，2010年在地上總干渠5個測水站及局機關(guān)建設(shè)了水情管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在此，梳理和總結(jié)灌區(qū)信息化建設(shè)的實踐經(jīng)驗，供同行參考。

1 信息化建設(shè)概況

李家岸灌區(qū)信息系統(tǒng)包括信息采集、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、應(yīng)用軟件幾個部分。在各站所建設(shè)信息分中心，管理局建設(shè)信息中心。

1.1 信息采集

在灌區(qū)所屬5個站所李家岸、譚屯、崔許、王寶、宮家、牛角店設(shè)立了水位采集點，采用非接觸式超聲波水位計采集總干渠水位，在譚屯、崔許、王寶、宮家、牛角店及局機關(guān)設(shè)立了6處視頻觀測點，監(jiān)視建筑物的運行情況。

1.2 通信系統(tǒng)

分中心上網(wǎng)原來采用ADSL方式,中心采用百兆光纜。由于分中心到中心視頻傳輸存在較大延遲，經(jīng)協(xié)商，現(xiàn)各分中心改為ADSL-VPN。

1.3 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

參照《全國大型灌區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)指南》，在5個管理分中心及信息中心建立了灌區(qū)實時水情數(shù)據(jù)庫。為避免停電、病毒等原因?qū)鄥^(qū)數(shù)據(jù)庫造成損害，確保信息化系統(tǒng)的正常運行，并由專人負(fù)責(zé)，對數(shù)據(jù)庫信息定時備份，異地存放。

1.4 應(yīng)用軟件

水位、視頻信息在分中心處理后供本地查詢、管理并傳送到管理局信息中心。管理局信息中心設(shè)立水情服務(wù)器，在各科室計算機上安裝應(yīng)用軟件，根據(jù)水位信息和總干渠水位流量曲線查詢實時流量，用面積包圍法計算時段過水量，使終端能夠?qū)崟r仿真演示灌區(qū)水情，及時了解總干渠水位、流量、水量等運行情況，并對某些數(shù)據(jù)進行查詢、修改、刪除等處理，能夠輸出和打印報表，為灌區(qū)供水調(diào)度和安全管理提供及時準(zhǔn)確的列表查詢和生動形象的地圖查詢。

視頻信息經(jīng)各站所分中心傳送到管理局信息中心，實現(xiàn)管理局與各基層站所的視頻聯(lián)系，監(jiān)控中心值班人員能夠?qū)崟r、直接地了解和掌握各個被監(jiān)控現(xiàn)場的實際情況，根據(jù)被監(jiān)控現(xiàn)場發(fā)生的情況作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理，從而實時有效地管理建筑物運行情況及站所值班情況。

2 存在問題及解決措施

2.1 水位采集

系統(tǒng)水位采集采用非接觸式超聲波水位計，超聲波存在方向性強、在介質(zhì)中的揮發(fā)性較大、抗干擾能力差的特點，經(jīng)過一段時間的使用,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性達(dá)不到要求。后期采用雷達(dá)液位計，配備數(shù)據(jù)采集主機和數(shù)據(jù)顯示終端，現(xiàn)場實時察看水情信息，無實時打印水位數(shù)據(jù)的功能。

2.2 規(guī)范算法

由于超聲波水位計水位數(shù)據(jù)分時間段采集，不一定能整點發(fā)送信息，造成報表中整點水位信息不能正常顯示。這種情況在報表中一般采用距離整點最近的數(shù)據(jù)作為整點數(shù)據(jù)在報表中顯示，但在計算全天平均水位時仍采用分時間段數(shù)據(jù)。

由于停水時，渠道中存在著一定的死水位，而這部分水量不再作為引水量計算，因此，應(yīng)在每一個測水點計算出死水位作為停水水位，超過這一水位時系統(tǒng)自動啟動，小于這一水位時系統(tǒng)停止計數(shù)。所有數(shù)據(jù)采集點都停止計數(shù)后應(yīng)用軟件界面上將實時水情系統(tǒng)隱藏起來，只顯示視頻信息，保證軟件界面整潔、美觀。

2.3 備用電源

由于夏天雷雨較多，室外設(shè)備常遭受雷擊，造成了較大損失。2011年在各分中心增加了防雷設(shè)備、穩(wěn)壓設(shè)備。為預(yù)防意外情況給信息中心的數(shù)據(jù)庫造成損害，各信息中心最好采用ups及市電雙路供電，在管理局信息中心服務(wù)器前加設(shè)防火墻，并對服務(wù)器采用雙機熱備份和磁盤陣列技術(shù)，多層次增加數(shù)據(jù)的可靠性。

分中心由于需要帶動視頻設(shè)備，需要電量較大，這次在分中心沒有設(shè)置備用電源，在幾次突發(fā)性的停電中，終端應(yīng)用程序數(shù)據(jù)顯示為零，來電后設(shè)備不能正常啟動，需要人工干預(yù)，造成了重大的數(shù)據(jù)計算錯誤。建議在分中心設(shè)大功率備用電源。如果不能設(shè)大功率備用電源，也需要對系統(tǒng)進行改進，來電后系統(tǒng)能夠自動啟動，停電時段終端應(yīng)用程序數(shù)據(jù)顯示異常和能夠進行錯誤追蹤，對數(shù)據(jù)庫能夠進行手動補錄，以保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性、可靠性。視頻軟件等到視頻服務(wù)器正常供電后，軟件將自動連接服務(wù)器，同時恢復(fù)原來的播放及錄像狀態(tài)，而無須人工干預(yù)。

2.4 數(shù)據(jù)一致性

在信息中心及分中心分別建設(shè)數(shù)據(jù)庫，分中心數(shù)據(jù)庫用于緩沖數(shù)據(jù)，信息中心用來查詢，目前應(yīng)用中還存在分中心數(shù)據(jù)與中心數(shù)據(jù)不一致的情況。建議對數(shù)據(jù)的管理放在分中心數(shù)據(jù)庫上，然后再與中心數(shù)據(jù)庫同步。也可以在中心數(shù)據(jù)庫上，分中心數(shù)據(jù)庫不用于數(shù)據(jù)查詢、報表等具體應(yīng)用。

2.5 視頻傳輸

在ADSL-VPN建設(shè)中，出現(xiàn)了個別分中心視頻信號傳不過來的情況，經(jīng)分析是兩個網(wǎng)段的MTU問題，協(xié)調(diào)電信部門修改了合適的MTU，但視頻傳輸速度依然不夠理想，終端視頻畫面延遲較大。

從長遠(yuǎn)看，應(yīng)建立主干線路及備份線路雙保險傳輸機制，傳輸文本數(shù)據(jù)可以采用ADSL-VPN、擴頻微波信道、公共GPRS線路之一為主干線，其余選擇一種作為備用線路，避免一種傳輸方式故障影響系統(tǒng)運行,從而保證網(wǎng)絡(luò)信道的可靠性。視頻傳輸建議采用專用光纜，目前，灌區(qū)自己架設(shè)光纜成本太大，因此，建議視頻信息暫時在管理分中心的幾個基層單位管理，隨著電信業(yè)務(wù)的發(fā)展，等條件成熟了租用電信部門的光纜傳輸圖像，再向管理局傳送。

3 建議

3.1 采集設(shè)備

水利信息采集設(shè)備大都安裝在野外，長期的風(fēng)吹雨打和日曬,給設(shè)備造成較大損害，對設(shè)備的穩(wěn)定性是一項考驗。但采集信息對設(shè)備的精確程度要求并不高，開發(fā)設(shè)備要充分考慮這些特點，開發(fā)耗電省、安全性高、經(jīng)得起風(fēng)吹日曬的產(chǎn)品。

3.2 數(shù)據(jù)的共建共享

隨著灌區(qū)信息化水平的提高,今后還將建立灌區(qū)基本數(shù)據(jù)庫、超文本數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、工情數(shù)據(jù)庫，并進一步將這些信息和灌區(qū)辦公系統(tǒng)結(jié)合起來。對于可能用到各方面的數(shù)據(jù)，比如灌區(qū)水源—黃河的來水情況、灌區(qū)農(nóng)作物需水情況、灌區(qū)降水情況等等，這些信息采集管理系統(tǒng)有的相關(guān)單位已經(jīng)建好，要與相關(guān)部門協(xié)商，將有關(guān)數(shù)據(jù)共享，沒有必要重復(fù)建設(shè)。

3.3 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，合理建設(shè)

李家岸灌區(qū)水利信息化建設(shè)尚處于起步階段，各建設(shè)單位對采用什么樣的設(shè)備、軟件，建設(shè)哪些內(nèi)容，哪些單位有建設(shè)能力了解的不是很多，不同程度地存在著盲目建設(shè)、重復(fù)建設(shè)。建議總結(jié)各地信息化建設(shè)經(jīng)驗，研究制定指導(dǎo)辦法，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)指導(dǎo)灌區(qū)信息化建設(shè)。

一是統(tǒng)一公共軟件,包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等。二是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為保證整個系統(tǒng)的安全、兼容和拓展，各功能模塊必須采用統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括通信標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)等。三是統(tǒng)一模塊接口，系統(tǒng)中的各個功能模塊接口要統(tǒng)一、規(guī)范，以便系統(tǒng)的擴展和升級。

3.4 專業(yè)管理

信息化包括建設(shè)期和運行期，建設(shè)時期可聘請專業(yè)隊伍，但運行管理中必須培養(yǎng)自己的專業(yè)人才，并且保障必要的維護經(jīng)費，建議成立專門的管理機構(gòu)來指導(dǎo)和維護信息化系統(tǒng)，發(fā)揮信息化建設(shè)系統(tǒng)應(yīng)有的經(jīng)濟社會效益。