水利信息互聯(lián)共享應(yīng)用技術(shù)研究

沈 超

（安徽省·水利部淮委水利科學(xué)研究院 蚌埠 233000）

1 前言

在信息化高速發(fā)展的今天，如何合理利用信息化為水利服務(wù)，將信息化有機(jī)地融入水利行業(yè)已成為提升和發(fā)展整個(gè)行業(yè)的技術(shù)和管理水平，實(shí)現(xiàn)向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變的重要課題。在當(dāng)前國家大力推廣水利信息化的形勢下，各地區(qū)的水利信息化平臺建設(shè)都已日趨完善，水利信息已得到有效采集和存儲。但是各地水利信息的采集方式、數(shù)據(jù)存儲方式各不相同，彼此之間的信息傳輸和交換也不夠及時(shí)，這就很容易造成信息的地區(qū)偏差和不同步，也給各地區(qū)之間的信息共享造成很大障礙。如何能夠更好地實(shí)現(xiàn)水利信息的采集、傳輸、存儲、處理和利用，并實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、實(shí)時(shí)的水利信息共享已成為當(dāng)前水利信息化建設(shè)急需解決的一個(gè)難題。

2 主要問題分析

2.1 各地信息化平臺結(jié)構(gòu)差異大

當(dāng)前不同地區(qū)的水利信息化平臺的結(jié)構(gòu)差異還是比較大的，主要反映在以下幾個(gè)方面：

信息化管理方式的差別。當(dāng)前各個(gè)地區(qū)水利信息化發(fā)展的程度各不相同。有的地區(qū)信息化建設(shè)比較完善，信息化程度比較高，已經(jīng)形成一個(gè)局部范圍內(nèi)的信息化網(wǎng)絡(luò)，水利資源信息可以在這個(gè)局部的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)有效地傳輸和共享，并得到統(tǒng)一管理。而有些信息化程度不夠高的地區(qū)還僅僅是使用單獨(dú)的一臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息管理。相應(yīng)的，信息管理的工具也必然會有很大差別。有的地區(qū)已經(jīng)采用了高級的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)服務(wù)器，有的地區(qū)使用的是單機(jī)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，還有些信息化比較落后的地區(qū)甚至還在使用文件系統(tǒng)管理的方式來進(jìn)行信息的管理。這些信息管理方式上的差距會直接影響到信息的一致性并可能導(dǎo)致信息的滯后性。

信息采集方式的差別。由于每個(gè)地區(qū)情況的不同，信息采集往往會根據(jù)實(shí)際情況采用不同的方式。人工記錄或是自動采集，有線傳輸或是無線網(wǎng)絡(luò)，采集的頻次密度也要依實(shí)際情況而定。這些差別會給不同地區(qū)信息采集的同步性造成很大障礙。

數(shù)據(jù)存儲格式的差別。不同的信息化平臺，其數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)都會有一定的差異。如數(shù)據(jù)庫種類的差異、表結(jié)構(gòu)的差異、數(shù)據(jù)類型的差異等等。這些差異在一定程度上會影響到平臺之間的信息交換和共享。

2.2 缺少良好的信息網(wǎng)絡(luò)保證信息的傳輸和共享

當(dāng)前，受各種條件的限制，水利信息傳輸專網(wǎng)的覆蓋面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，信息傳輸在一定程度上依賴于電信、移動等社會公網(wǎng)，但是公網(wǎng)線路在安全性上存在一定的隱患，傳輸速率也受多種外界不穩(wěn)定因素影響，且在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)公網(wǎng)線路尚沒有實(shí)現(xiàn)完全覆蓋。由此可見，必須建立起良好的專用傳輸網(wǎng)絡(luò)才能有效保障水利信息的傳輸和共享。

3 解決技術(shù)方案

3.1 數(shù)據(jù)提取技術(shù)的運(yùn)用

各地水利信息化平臺結(jié)構(gòu)的差異是受地區(qū)差異影響普遍存在的，也不可能統(tǒng)一進(jìn)行規(guī)范，而且每個(gè)地區(qū)信息庫中所存儲的所有數(shù)據(jù)信息也未必都是其他地區(qū)需要共享的，因此只需將“有用的”信息提取出來即可。這就需要運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)提取技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)提取是指從數(shù)據(jù)源中提取出具有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)的過程。由于數(shù)據(jù)源種類的不同，必須采用不同的數(shù)據(jù)提取辦法才能將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)提取出來，由此誕生了數(shù)據(jù)提取技術(shù)。隨著當(dāng)前數(shù)據(jù)提取技術(shù)的發(fā)展，許多大型軟件公司已經(jīng)開發(fā)出了具有較強(qiáng)適應(yīng)性的數(shù)據(jù)提取工具，可以很方便地實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)提取和轉(zhuǎn)換。典型的有Informatica公司的Powercenter、Ascential公司的 Datastage、微軟的 DTS等。用戶只需在系統(tǒng)平臺上安裝這些軟件即可輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提取。當(dāng)然對于一些存儲結(jié)構(gòu)比較特殊的平臺，也可以獨(dú)立開發(fā)與不同平臺相適應(yīng)的跨平臺數(shù)據(jù)提取軟件。這種獨(dú)立開發(fā)的軟件可以保證數(shù)據(jù)的提取和轉(zhuǎn)換工作更能滿足用戶需求，并為后續(xù)工作的進(jìn)行提供良好的接口。

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中開發(fā)跨平臺的數(shù)據(jù)提取軟件可遵循以下步驟：

（1）深入了解要進(jìn)行數(shù)據(jù)提取的各個(gè)系統(tǒng)平臺的架構(gòu)，尤其對其數(shù)據(jù)資源層（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)對象接口，消息服務(wù)中間件等）對象做好分析和研究。

（2）分析各類平臺數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后即可確定數(shù)據(jù)提取技術(shù)方案，首先從宏觀上考慮擬定方案與多個(gè)系統(tǒng)平臺的兼容性，分析數(shù)據(jù)提取方式和采用技術(shù)手段的可行性。再詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件開發(fā)方案。

（3）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)提取完成后要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲功能。數(shù)據(jù)提取軟件不僅要能完成數(shù)據(jù)提取工作，還應(yīng)有良好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲功能，可以在數(shù)據(jù)提取后即將其轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)跨平臺資源整合和共享。

（4）進(jìn)行具體的軟件研發(fā)工作，并在不同階段進(jìn)行測試，軟件開發(fā)完成后試運(yùn)行一段時(shí)間，分析問題，完善系統(tǒng)。設(shè)計(jì)開發(fā)跨平臺的數(shù)據(jù)提取軟件可有效解決各地水利信息平臺的異構(gòu)兼容問題，實(shí)現(xiàn)水情數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換、存儲和共享。完成異構(gòu)平臺水情信息的提取時(shí)需注意數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性與可靠性，從每個(gè)平臺中提取水情信息時(shí)必須保證數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效以及信息的準(zhǔn)確可靠。

3.2 GPRS無線傳輸技術(shù)與APN專網(wǎng)

信息的傳輸問題一直以來都是影響水利信息共享的一大難題。當(dāng)前水利信息專網(wǎng)的覆蓋面不夠，且考慮到在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)建立的水情信息采集站很難用有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，因此可以采用GPRS無線傳輸技術(shù)來搭建APN無線專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

GPRS是在GSM（短信）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式，可以更有效地利用無線網(wǎng)絡(luò)信道資源，特別適合突發(fā)性、頻繁的小流量數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。具有“永遠(yuǎn)在線”的特點(diǎn)，且計(jì)費(fèi)方式靈活，可以支持按數(shù)據(jù)流量來進(jìn)行計(jì)費(fèi)。這些特點(diǎn)剛好可以滿足水情信息傳輸所要求的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，且在傳輸費(fèi)用上也較為經(jīng)濟(jì)。

APN專網(wǎng)技術(shù)是移動公司結(jié)合GPRS技術(shù)設(shè)計(jì)的一種無線組網(wǎng)模式。可設(shè)定多個(gè)不同站點(diǎn)組成一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)（不接入INTERNET網(wǎng)絡(luò)），并讓數(shù)據(jù)信息在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部傳輸和共享。使用該組網(wǎng)方式可以有效保障水情信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

4 項(xiàng)目實(shí)踐方案

懷遠(yuǎn)縣水利局為實(shí)現(xiàn)對當(dāng)?shù)囟鄠€(gè)閘壩水情信息的集中管理，建立了由一個(gè)水情中心站和多個(gè)水情信息分站所組成的信息傳輸共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)即采用GPRS無線傳輸技術(shù)搭建起一個(gè)APN信息互聯(lián)專網(wǎng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)中每個(gè)水情信息分站均安裝有數(shù)據(jù)提取軟件，可提取該站水情信息采集管理系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)經(jīng)通用協(xié)議（MODBUS協(xié)議）校驗(yàn)加密，再由GPRS模塊發(fā)送至主站端。主站端服務(wù)器安裝有信息管理軟件系統(tǒng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)布?？蓪?shí)時(shí)接收從各個(gè)分站傳輸來的水情信息，并通過輸出設(shè)備顯示。整個(gè)系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)各地水情信息的實(shí)時(shí)共享，有利于相關(guān)管理部門全局把握實(shí)時(shí)水情，統(tǒng)一調(diào)度，保障防汛工作及時(shí)有序進(jìn)行。具體如圖2所示。

5 結(jié)語

通過研究分析可以發(fā)現(xiàn)，利用數(shù)據(jù)提取技術(shù)、無線GPRS傳輸技術(shù)以及APN組網(wǎng)技術(shù)這三者相結(jié)合的方法可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺的信息傳輸與共享，可應(yīng)用于水利行業(yè)實(shí)現(xiàn)多個(gè)地區(qū)水情信息的互聯(lián)和共享，懷遠(yuǎn)縣水情信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)已充分證明其可行性。這種信息互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)可以有效解決水利信息資源的共享和傳輸問題，對水利信息化的發(fā)展有著巨大的推動作用