水庫管理信息化的相關(guān)問題分析

　　摘 要：本文分析了水庫信息管理自動化所依靠的主要技術(shù)類型，對水庫信息化管理系統(tǒng)中的主要功能進行了闡述。最后以實例概述了以GIS為基礎(chǔ)的某水庫信息化管理系統(tǒng)主要特點。
　　關(guān)鍵詞：水庫管理 信息化 問題分析
　　中圖分類號：TN9文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0009-01
　　我國有豐富的水力資源，水庫數(shù)量數(shù)以萬計，但多數(shù)水庫屬于中小型水庫，且由于后期管理不善，出現(xiàn)病險狀況的水庫數(shù)量隨著時間的推移呈現(xiàn)出遞增的趨勢。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，水庫管理的理念已經(jīng)總體上落后于實際需要。要提高水庫的管理效率，就需要利用現(xiàn)代科技成果，將水庫在實際運行中的氣象、水文、調(diào)度信息等進行信息化處理，實現(xiàn)水庫管理現(xiàn)代化，從而推動水利事業(yè)的健康發(fā)展。
　　水庫管理信息化的實現(xiàn)途徑就是將水庫流域的水文氣象資料、防洪調(diào)度實施信息、發(fā)電調(diào)度信息、工程實時運行信息、決策與執(zhí)行信息等實現(xiàn)自動化采集，構(gòu)建能夠快速查詢和分析的信息平臺，利用傳感器、衛(wèi)星遙測、計算技術(shù)和軟件管理系統(tǒng)來實現(xiàn)對水庫調(diào)度的實時決策。從水庫信息化管理的發(fā)展趨勢來看，大致經(jīng)歷了從早期的水情測報、大壩安全監(jiān)測和當前的水庫調(diào)度自動化三個階段。就當前水庫的信息化管理所面臨的實際情況來看，雖然從需求的角度已經(jīng)對水情測報和實施調(diào)度系統(tǒng)等提出了較高的要求，但面臨著水文監(jiān)測站點儀器陳舊、技術(shù)水平落后等瓶頸的制約，要進行水庫管理的信息化建設(shè)，必然要求對這些陳舊的信息采集設(shè)備進行更新?lián)Q代，在資金上往往存在著一定的缺口。其次，在實測資料的分析方面還存在著技術(shù)方面的制約，不能夠充分利用，關(guān)鍵是缺乏能夠有效分析實測數(shù)據(jù)資料的管理系統(tǒng)，各類數(shù)據(jù)之間也往往存在著各自獨立，不能夠有效交換的缺點。此外，不同水庫的信息管理系統(tǒng)之間由于標準的不統(tǒng)一，也存在溝通不暢的問題。這對于上級調(diào)度機構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度和決策不利。
　　1 水庫信息化管理主要技術(shù)
　　水庫管理信息化需要依賴于一個整合了信息采集、信息存儲和信息分析的綜合管理平臺系統(tǒng)。因此系統(tǒng)的構(gòu)建就要分別針對這幾個主要的問題來展開。從總體布局上講，水庫信息管理系統(tǒng)往往都會采用分布式的應(yīng)用程序的層次結(jié)構(gòu)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)和管理系統(tǒng)來開發(fā)。各主要的技術(shù)手段概述如下：（1）分布式體系。分布式體系一般會選用COM+或者CORBA，二者分別對應(yīng)于微軟操作系統(tǒng)平臺和跨系統(tǒng)平臺的能力，為便于整合不同類型的軟硬件平臺、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素，通常都會采用中間件來實現(xiàn)不同類型技術(shù)之間的資源共享。（2）Web服務(wù)器。在水庫信息管理系統(tǒng)中常用的是APache HTTP Server，具有源代碼開放、支持跨平臺的應(yīng)用、以及具有良好的可移植性等優(yōu)點。（3）數(shù)據(jù)處理技術(shù)。因水庫管理軟件開發(fā)目的的不同，所采用的技術(shù)類型也有所差別。常用的有數(shù)據(jù)庫和信息處理軟件有Oracle、SQL server、Silver light等。
　　2 水庫信息管理系統(tǒng)的功能
　　2.1 水庫管理系統(tǒng)的基本功能
　　水庫信息化管理系統(tǒng)應(yīng)當具備涵蓋水庫基本信息、水情預(yù)報信息以及主要水庫調(diào)度模型和實時調(diào)度信息等模塊。（1）水庫基本信息模塊。水庫基本信息模塊包括對水庫所處的自然環(huán)境、工程參數(shù)、調(diào)度要求以及流域梯級等對本水庫的約束條件等都應(yīng)涵蓋，這些內(nèi)容可包含在水庫基本信息模塊中，可作靜態(tài)查詢。這一模塊的實現(xiàn)手段可采用ASP技術(shù)配合3層結(jié)構(gòu)（B/S）等。（2）水情、預(yù)報信息模塊。水情預(yù)報信息模塊需要處理水庫與上下游河道的水位信息、出入流量過程、控制斷面的水位流量信息等，并應(yīng)實現(xiàn)和自動測報系統(tǒng)的有效連接，能夠給出具備一定的預(yù)見期水庫的天氣情況和入庫流量情況，為水庫調(diào)度決策提供基礎(chǔ)資料。（3）水庫調(diào)度模塊。這一模塊中應(yīng)包含和水情、預(yù)報信息模塊的接口，以利用實時的預(yù)報數(shù)據(jù)，并能依據(jù)這些數(shù)據(jù)，選擇合適的水庫調(diào)度模型來模擬調(diào)度和分析，為水庫決策服務(wù)。
　　2.2 管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全
　　由于水庫管理系統(tǒng)涉及到網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，因此網(wǎng)絡(luò)安全問題就顯得尤為重要，尤其是要避免水庫重要運行數(shù)據(jù)的丟失和破壞。對于水庫管理信息系統(tǒng)的安全問題，可采用系統(tǒng)入侵警告和病毒預(yù)警兩種方式來應(yīng)對。前者是通過對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)包授權(quán)掃描來監(jiān)測非法入侵信息，可采用網(wǎng)絡(luò)掃描、實時監(jiān)控以及防火墻技術(shù)等來配合完成。病毒掃描則是通過對進出信息管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包的掃描來監(jiān)控進出網(wǎng)絡(luò)的文件，通過IP地址定位、端口定位等技術(shù)手段來防范系統(tǒng)內(nèi)的病毒活動。
　　其次，對于管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全，應(yīng)以數(shù)據(jù)的完整性和可用性作為管理的基本目標。數(shù)據(jù)的存儲和管理方式應(yīng)盡量采用分布式管理，并采取嚴格的權(quán)限認證，對重要數(shù)據(jù)加密，避免非法入侵者從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫盜取運行數(shù)據(jù)。實現(xiàn)這一目的的技術(shù)手段可通過內(nèi)外網(wǎng)物理隔離、訪問控制和分段隔離等。
　　3 應(yīng)用實踐
　　本文將結(jié)合上述分析，以某水庫的信息化管理系統(tǒng)建設(shè)為例，探討實現(xiàn)途徑。本文的研究背景是依據(jù)上級要求，結(jié)合可視化技術(shù)，構(gòu)建web GIS水庫信息管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)中采用GIS、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，將水庫管理中的主要環(huán)節(jié)都融入到管理系統(tǒng)中。
　　3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
　　在信息系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)上分為三層：客戶層、中間層和服務(wù)層。其中客戶層以瀏覽器的方式來展示水庫管理的基本信息和調(diào)度結(jié)果，不同級別的客戶端具有各自的權(quán)限。中間層主要通過web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器來實現(xiàn)服務(wù)層與客戶端的網(wǎng)絡(luò)連接。服務(wù)層的主要內(nèi)容是一系列的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如水庫調(diào)度信息數(shù)據(jù)庫、流域地理信息數(shù)據(jù)庫、水情遙測數(shù)據(jù)庫等。
　　3.2 權(quán)限管理
　　在系統(tǒng)設(shè)置中，按照不同權(quán)限，分別設(shè)計了不同的操縱版本。不同管理權(quán)限的客戶端進入系統(tǒng)后所能接觸到的內(nèi)容是不一樣的，從而最大限度的避免了越權(quán)操作給數(shù)據(jù)安全帶來的隱患。
　　3.3 圖文信息查詢
　　在本水庫信息管理中最重要的兩個部分是水情遙測和水庫調(diào)度模塊。并可通過GIS技術(shù)將控制點的圖形、屬性、流量、水位信息等以多媒體的形式進行展示，具有圖表聯(lián)動功能?？稍诮缑嫔贤蟿涌刂魄€而得到相應(yīng)的調(diào)度結(jié)果以供領(lǐng)導(dǎo)決策。
　　3.4 報表功能
　　系統(tǒng)可根據(jù)在一定周期內(nèi)的調(diào)度結(jié)果，自動生成相應(yīng)的報表，如入庫流量與庫容之間的變化、水量使用率、總發(fā)電量與耗水量之間的關(guān)系匯總等。
　　4 結(jié)語
　　信息化管理已經(jīng)成為水利現(xiàn)代化的重要標志，可借助于日益成熟的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來將各類水庫管理數(shù)據(jù)以綜合管理平臺的形式來進行整合，可有效提高水庫管理和決策的水平和效率，是未來水利現(xiàn)代化的發(fā)展發(fā)向。
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