上海國際旅游度假區(qū)防汛指揮系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王驍棟，錢國民

（上海市防汛信息中心，上海 200050）

0 引言

位于上海市浦東新區(qū)川沙鎮(zhèn)的上海國際旅游度假區(qū)（以下簡稱“度假區(qū)”）規(guī)劃總面積 24.7 km2，以上海迪士尼樂園項目為核心，首期在建的位于核心區(qū)的迪士尼樂園及配套區(qū)域占地 3.9 km2，擁有1.16 km2的主題樂園和約 0.39 km2的中心湖泊[1]，預(yù)計一期工程將于 2015 年建成。上海市政府為此專門成立了上海國際旅游度假區(qū)建設(shè)工程指揮部，全面負責(zé)迪士尼工程項目的建設(shè)管理。因此，本著工程安全生產(chǎn)第一的原則，從整個度假區(qū)的防汛保安要求考慮，同步建設(shè)度假區(qū)防汛應(yīng)急指揮系統(tǒng)，與上海市防汛抗旱指揮辦公室（以下簡稱防汛辦）聯(lián)動，實現(xiàn)信息共享，決策調(diào)度，應(yīng)急處置。目前，全市區(qū)縣防汛辦都早已建設(shè)有完善的防汛指揮系統(tǒng)，實現(xiàn)了防汛視頻會商，防汛指揮應(yīng)用平臺和信息共享聯(lián)動。但在建設(shè)國際旅游度假區(qū)這樣的市政大型項目施工中還沒有使用專門的防汛應(yīng)急指揮系統(tǒng)進行區(qū)域范圍的重點保障。

根據(jù)市防汛應(yīng)急管理和預(yù)案的要求[2]，針對度假區(qū)工程建設(shè)中防汛工作的實際情況，設(shè)計 1 套靈活易用的防汛指揮系統(tǒng)，并通過防汛視頻會商移動分會場的建設(shè)并入全市防汛視頻會商平臺，以滿足對度假區(qū)防汛工作的行業(yè)管理和服務(wù)要求。

1 防汛指揮系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)和任務(wù)

系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是為了保障施工期間，度假區(qū)在基礎(chǔ)建設(shè)中，能安全度汛，統(tǒng)一指揮管理，為值班管理人員提供及時有效的防汛相關(guān)的實時信息，接受市區(qū)防汛指揮部門的決策指揮，使施工建設(shè)過程更加安全、科學(xué)、合理。目前已建設(shè)完成度假區(qū)防汛信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺、防汛視頻會商系統(tǒng)（移動分會場），以及配套的廣域網(wǎng)專線、基礎(chǔ) IT 設(shè)施設(shè)備集成，接入和整合了市水務(wù)數(shù)據(jù)中心有關(guān)浦東新區(qū)和全市防汛保安的實時類、基礎(chǔ)類信息，為度假區(qū)管理、值班和施工人員提供必要的監(jiān)測和管理手段。

在度假區(qū)部分防汛設(shè)施（指揮室、度假區(qū)排水系統(tǒng)等）建成后，結(jié)合度假區(qū)的實際情況，還將進一步拓展應(yīng)用，包括接入泵站運行工況，遠程自控，度假區(qū)水位、雨量監(jiān)測，工地視頻監(jiān)控，辦公協(xié)同 OA 系統(tǒng)信息對接等。

2 防汛指揮系統(tǒng)組成和總體框架

度假區(qū)防汛信息系統(tǒng)目前階段主要完成的建設(shè)內(nèi)容包括：防汛專線網(wǎng)絡(luò)（SDH 2M 數(shù)字電路1 條）、防汛視頻會商系統(tǒng)（移動分會場）、度假區(qū)防汛信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺等。系統(tǒng)整體架構(gòu)自下而上可分 4 個層次：采集層、基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層，整體框架如圖 1 所示。

由于度假區(qū)的采集監(jiān)測站還處于建設(shè)中，為此先將市防汛信息中心在浦東新區(qū)川沙鎮(zhèn)周邊的水雨情監(jiān)測站作為防汛指揮系統(tǒng)中實時監(jiān)測信息的主要來源。本信息系統(tǒng)的建設(shè)從基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層進行集成開發(fā)，靈活部署應(yīng)用，實現(xiàn)了度假區(qū)防汛信息系統(tǒng)的綜合管理功能。

3 防汛指揮系統(tǒng)功能設(shè)計和實現(xiàn)

3.1 防汛排澇監(jiān)測信息采集整合

由于整個度假區(qū)位處浦東新區(qū)川沙鎮(zhèn)，利用度假區(qū)周邊的水情、雨情、水閘泵站等防汛基礎(chǔ)設(shè)施，因而，防汛指揮系統(tǒng)建設(shè)中充分集成整合了已有的防汛基礎(chǔ)設(shè)施實時監(jiān)測信息，主要包括周邊的水情和雨量監(jiān)測站，具體監(jiān)測站點如表1 和 2 所示。

同時，防汛指揮系統(tǒng)為度假區(qū)內(nèi)新建的防汛雨污水泵站等排澇設(shè)施的監(jiān)測監(jiān)控預(yù)留了信息接口，統(tǒng)一在地理信息系統(tǒng)平臺中集成管理和監(jiān)測。2013年底，度假區(qū)內(nèi)初步建成了北塊、西塊雨水泵站及相應(yīng)的附屬設(shè)施，將直接對整個度假區(qū)防洪排澇、安全運行起到重要保障作用。

3.2 防汛專線網(wǎng)絡(luò)和硬件系統(tǒng)集成

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

表1 水情實時監(jiān)測站點表

表2 雨量實時監(jiān)測站點表

為保證防汛業(yè)務(wù)的安全性、可靠性，建設(shè)了連接上海市防汛信息中心的 SDH 光纖專線，帶寬為2 Mbit/s，根據(jù)市防汛部門的統(tǒng)一規(guī)范分配了指定的獨立網(wǎng)段，通過聯(lián)網(wǎng)配置，實現(xiàn)了度假區(qū)與市防汛信息中心 2 地專網(wǎng)的互聯(lián)互通，物理層上統(tǒng)一融合，為信息共享訪問、數(shù)據(jù)交換使用、防汛視頻會商應(yīng)用提供了基礎(chǔ)保證。其它新購置的網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器設(shè)備也進行了整體集成、安裝、部署、配置調(diào)試，實現(xiàn)了本地和遠程的一體化運維管理。

3.3 防汛視頻會商系統(tǒng)

在度假區(qū)建設(shè)工程指揮部建設(shè)了防汛視頻會商移動分會場，整合接入到全市防汛視頻會商系統(tǒng)平臺中。防汛指揮系統(tǒng)的視頻會議設(shè)備采用目前符合市防汛分會場要求的高清視頻終端，整體安置在 1 套移動推車上，投屏輸出到安置在移動推車上的高清LED 液晶電視，實現(xiàn)會商決策。只要接入指定分配的局域網(wǎng)絡(luò)，在度假區(qū)內(nèi)任意會議室使用移動推車都能即時召開應(yīng)急視頻會商，滿足了高質(zhì)量、高清晰、靈活易用、快速響應(yīng)的業(yè)務(wù)需求。度假區(qū)分會場接受市防汛辦主會場的視音頻切換，能支持雙流播放，接受主會場的統(tǒng)一管理、調(diào)用分配。

3.4 防汛信息系統(tǒng)應(yīng)用

防汛信息系統(tǒng)主要整合已有的度假區(qū)基礎(chǔ)資料，接入來自市防汛信息中心的相關(guān)實時監(jiān)測信息，實現(xiàn)基于 WebGIS 地理信息系統(tǒng)平臺的集成應(yīng)用和管理功能[3]。系統(tǒng)界面設(shè)計風(fēng)格統(tǒng)一，保證界面文字、顏色、圖案等的一致性，操作上簡潔實用，符合用戶工作習(xí)慣。主要功能模塊如下：

1）水情實時監(jiān)測。在地圖上集成顯示度假區(qū)及周邊的水情站點及實時監(jiān)測信息，按水情數(shù)據(jù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范轉(zhuǎn)換和查詢[4]，主要包括站點基礎(chǔ)信息、水位實時監(jiān)測信息、水位過程線的查詢和統(tǒng)計等。

2）雨情實時監(jiān)測。地圖上集成顯示度假區(qū)及周邊的雨情站點及實時監(jiān)測信息，按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范轉(zhuǎn)換和查詢，主要包括站點基礎(chǔ)信息、雨量站點實時監(jiān)測信息、雨量棒圖的統(tǒng)計查詢等。

3）泵站運行監(jiān)測。地圖上集成顯示度假區(qū)內(nèi)及周邊的防汛雨水、污水泵站的運行工況信息，包括泵機啟閉狀態(tài)、水泵數(shù)量、裝機容量、裝機功率等[5]，結(jié)合 GIS 地圖動態(tài)上圖，集成顯示。

4）天氣預(yù)報。對來自上海市中心氣象臺的短時天氣預(yù)報（每 3 h）、當(dāng)天、1 周和 1 旬的天氣預(yù)報信息進行分類報告。有利于度假區(qū)防汛預(yù)警預(yù)案工作的提前準(zhǔn)備和落實，也方便管理、工作人員實時掌握度假區(qū)天氣情況，做好各項安全施工安排。

5）衛(wèi)星云圖。提供上海、香港和臺灣的實時衛(wèi)星云圖信息，并按每小時的時間順序動態(tài)循環(huán)播放。

6）臺風(fēng)路徑。提供調(diào)用市防汛信息中心的臺風(fēng)路徑系統(tǒng)的接口，主要實現(xiàn)當(dāng)前臺風(fēng)信息提示，地圖路徑顯示，預(yù)測走向，臺風(fēng)位置點的詳細信息（時間，風(fēng)速，風(fēng)向，7 和 10 級風(fēng)圈），相似路徑分析，歷史臺風(fēng)信息查詢，衛(wèi)星云圖疊加顯示等功能。

7）短信平臺。通過共享市短信平臺應(yīng)用，為度假區(qū)工程項目組領(lǐng)導(dǎo)和工作人員建立獨立的短信發(fā)送群組，短信組中可以分成不同的角色類別，包括領(lǐng)導(dǎo)、項目經(jīng)理，以及工作、施工人員等，功能包括發(fā)送防汛信息，發(fā)送會議、緊急通知，修改通訊錄等。

8）度假區(qū)地圖制作和標(biāo)注。根據(jù)度假區(qū)工作人員提供的資料，繪制了整個度假區(qū)的矢量地圖，并與上海市區(qū)的基礎(chǔ)地圖進行配準(zhǔn)，采用上海城建坐標(biāo)，使用基礎(chǔ)地圖的投影參考文件，與基礎(chǔ)底圖進行了有效疊加[6]。能夠顯示度假區(qū)及周邊（暫定 20 km）范圍內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)字地形圖、衛(wèi)星和航空遙感影像，顯示水系分布情況及詳細屬性信息，以及周邊的各級道路及邊線、綠化、居民房屋、重要位置點等。結(jié)合實時信息，進行綜合展示。度假區(qū)基礎(chǔ)圖制作如圖 2 所示。

圖2 度假區(qū)核心區(qū)基礎(chǔ)地圖制作

在 GIS 基礎(chǔ)地圖上，還可實現(xiàn)地圖上的多點、多線段和對邊線等標(biāo)注功能，使用橡皮擦工具可進行擦除重繪。

9）防汛信息共享管理。防汛指揮系統(tǒng)的信息共享管理在系統(tǒng)層面對登錄用戶實現(xiàn)權(quán)限統(tǒng)一管理，能根據(jù)用戶需求設(shè)置各項菜單權(quán)限。在數(shù)據(jù)應(yīng)用層面通過讀取和發(fā)布數(shù)據(jù)服務(wù)的方式，與市防汛信息中心數(shù)據(jù)中心聯(lián)動，實現(xiàn)防汛信息的實時共享。開發(fā)了讀取 Web Service[7]的代理程序，通過 GET 請求方式讀取 JSON 格式的數(shù)據(jù)，為信息共享應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支撐。訪問數(shù)據(jù)服務(wù)時，須經(jīng)過系統(tǒng)身份驗證，具有訪問權(quán)限的用戶可獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)，結(jié)合WebGIS 技術(shù)，展現(xiàn)到 Web 地圖上。實時數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布如表3 所示。

表3 數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布描述

調(diào)用返回的數(shù)據(jù)采用 JSON 格式，如實時水位數(shù)據(jù)描述如下：

[{"DATASOURCE":"市水文總站", "DATETIME":"2012年1月11日 8:05","DISTRICT":"浦東新區(qū)","LA B_LEVEL":2,"OBJECTID":28,"STATIONID":"SW001805","STATIONNAME":"新場

" , " WATERDEPART" : "浦東片

", " XP": 6, "XX": 16081.28006837, "YP":-18,"YY": -21818.66005549,"ALERTWATERLEVEL":3.3,"MAXWATERLEVELTIME":"2012年8月7日0:00","OUTWATER":2.66,"RIVERNAME":"惠新港","RIVERTYPE":1}].

4 結(jié)語

上海國際旅游度假區(qū)防汛指揮系統(tǒng)一期已經(jīng)建設(shè)完成，投入運行使用至今已近 2 年。在上海市遭受 1211 ?？?、1217 杰拉華等臺風(fēng)影響期間，該系統(tǒng)為度假區(qū)防汛工作提供了科學(xué)指導(dǎo)和指揮決策，使度假區(qū)防汛減災(zāi)能力大大提升，平安度汛。系統(tǒng)提供的移動視頻會商功能，使用靈活，替代了傳統(tǒng)的會議方式，為市區(qū)和浦東新區(qū)防汛指揮部辦公室的指揮決策提供了快捷高效的手段。因此，信息化技術(shù)的應(yīng)用為市政大型工程建設(shè)中的防汛安全問題提供了良好的輔助支撐手段。后期，還將完善擴充系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如周邊的河道、水閘等，優(yōu)化實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示和分析等，為度假區(qū)防汛指揮工作提供更全面專業(yè)的決策信息。

[1]上海市人民政府關(guān)于同意《上海國際旅游度假區(qū)結(jié)構(gòu)規(guī)劃》的批復(fù)[EB/OL]. [2014-01-20].http://district.ce.cn/zt/zlk/wj/201312/16/t20131216_1928199. shtml, 2013.12.

[2]上海市防汛指揮部辦公室. 上海市防汛手冊[M]. 上海：上海科學(xué)普及出版社，2008: 85-90.

[3]鄭曉陽，胡傳廉，李佼，等.“一張圖”水務(wù)信息整合共享實踐[J]. 上海城市發(fā)展，2011 (增刊 1): 327-333.

[4]中華人民共和國水利部. SL323-2011 實時雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京：中國水利水電出版社，2011: 1-2.

[5]黃常斌. 城市防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)探討[J]. 水利科技，2009 (4):60-61.

[6]陳秀芳. 淺議地理信息系統(tǒng)與空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)[J]. 勘察科學(xué)技術(shù)，2007 (2): 46-50.

[7]謝飛. 基于 WebService 的分布式 WebGIS 系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 沈陽：東北大學(xué)，2006: 15-17.