基于“互聯(lián)網(wǎng)＋防汛”黃河基層河務(wù)局決策系統(tǒng)研究

劉迪，梁建林

（1.開封市宏景工程有限公司，河南開封475001；2.黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南開封475004）

基于“互聯(lián)網(wǎng)＋防汛”黃河基層河務(wù)局決策系統(tǒng)研究

劉迪1，梁建林2

（1.開封市宏景工程有限公司，河南開封475001；2.黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南開封475004）

基于“互聯(lián)網(wǎng)＋防汛”的黃河基層河務(wù)局決策系統(tǒng)采用B／S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端使用Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、地理信息系統(tǒng)向客戶端提供數(shù)據(jù)和地圖信息，客戶端采用瀏覽器。探討了系統(tǒng)的設(shè)計思路和建立防洪工程資料庫、構(gòu)建系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，對系統(tǒng)的防洪工程數(shù)據(jù)與圖形切換、防洪工程查詢、險情預(yù)估、防洪料物管理、搶險物資計算等功能進行了分析。

基層黃河河務(wù)局；互聯(lián)網(wǎng)＋防汛；數(shù)字黃河；決策系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；系統(tǒng)功能

0 引言

近年來，黃河下游河道因?qū)?、淺、散、亂，主流搖擺不定，“二級懸河”形勢日益嚴(yán)重?！岸墤液印钡陌l(fā)展使工程管理難度大，防洪任務(wù)重。為了減少災(zāi)害損失，各縣級黃河河務(wù)局積極實踐“數(shù)字黃河”工程建設(shè)。數(shù)字黃河主要是借助現(xiàn)代化手段及傳統(tǒng)手段采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對全流域及相關(guān)地區(qū)的自然、經(jīng)濟、社會等要素構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺和虛擬環(huán)境，以功能強大的系統(tǒng)軟件和數(shù)學(xué)模型對黃河治理開發(fā)與管理的各種方案進行模擬、分析和研究，并在可視化的條件下提供決策支持，增強決策的科學(xué)性和預(yù)見性。

建立基于互聯(lián)網(wǎng)＋的縣級黃河河務(wù)局防汛決策系統(tǒng)包括可滿足縣級黃河河務(wù)局防汛指揮需要的GIS基礎(chǔ)軟硬件平臺和1∶2 000黃河全要素空間地理數(shù)據(jù)庫。GIS平臺設(shè)施和空間數(shù)據(jù)庫都具有可擴展性，以順應(yīng)黃河防汛工作信息化發(fā)展的趨勢。防汛決策系統(tǒng)由于存儲的歷史資料豐富，在防汛工作中，可以為領(lǐng)導(dǎo)決策提供極有價值的分析資料。筆者對基于“互聯(lián)網(wǎng)＋防汛”的縣級黃河河務(wù)局決策系統(tǒng)進行了研究。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)采用瀏覽器／服務(wù)器模式（Browser／Server，簡稱B／S結(jié)構(gòu)）。它實際上是把應(yīng)用在Internet上的技術(shù)和運行環(huán)境應(yīng)用到局域網(wǎng)（Local Area Network，簡稱LAN）和廣域網(wǎng)（Wide Area Network，簡稱WAN）的環(huán)境上。

1.1 設(shè)計思路［1］

（1）系統(tǒng)資料豐富。為了使黃河下游區(qū)域河道的險情、控導(dǎo)工程以及水情變化一覽無余，建立集中性、可控性數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

（2）系統(tǒng)可控性強，易維護。客戶端不需附加安裝任何動態(tài)鏈接庫（DLL）及應(yīng)用程序本身，所有應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫都放在服務(wù)器端。當(dāng)內(nèi)容、功能出現(xiàn)變化或者系統(tǒng)出現(xiàn)問題需要修改程序時，只要在服務(wù)器端修改服務(wù)器端程序或者主頁內(nèi)容即可，不必再更新每一客戶端的軟件，從而使維護變得方便。另外，把應(yīng)用從客戶端分離出來，從而使系統(tǒng)更具可控性，更易維護。

（3）適應(yīng)能力強。系統(tǒng)在計算邏輯發(fā)生變化時，應(yīng)具有伸縮性。

（4）應(yīng)用簡單、方便。所有界面采用統(tǒng)一的瀏覽器，用戶只要點擊主頁上的鏈接就可以得到自己想要的信息，真正做到“信息就在你手上”。另外，所有系統(tǒng)使用的幫助信息也可做成主頁形式，使用戶界面簡單、方便。這種界面對用戶的水平要求較低，也減輕了培訓(xùn)負(fù)擔(dān)。

（5）系統(tǒng)安全性強。內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）應(yīng)嚴(yán)格控制每個用戶的代碼、密碼及權(quán)限，除公共信息對所有的用戶開放以外，其他信息只有擁有訪問權(quán)限的用戶才能夠?qū)ζ鋵嵤┎僮鳌?/p>

（6）接入方便。建立Intranet后，河務(wù)管理人員可隨時隨地接入。如果在外地，無論何時，只要有權(quán)限并且能撥入當(dāng)?shù)?63或者其他ISP賬戶或者能夠直接撥入本局的服務(wù)器，就可以聯(lián)入本局的防汛決策系統(tǒng)，進行日常工作，真正做到移動辦公。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)［2］

1.2.1 建立防洪工程資料庫

防洪工程資料庫包括數(shù)據(jù)資料和圖形資料。數(shù)據(jù)資料主要包括所管轄地區(qū)內(nèi)的險工，控導(dǎo)及其壩、垛、護岸的所有防洪工程的資料。圖形資料主要包括所管轄地區(qū)的數(shù)字地形圖。該地形圖可以做到分層顯示，數(shù)字化程度非常細(xì)致，可以精確到具體的公里樁號。另外，防洪工程資料庫還應(yīng)以堤防和控導(dǎo)工程為主線，按照流量和險情分類，提供相應(yīng)的包括人員、物料、撤退方案等防守預(yù)案。

1.2.2 系統(tǒng)構(gòu)建

系統(tǒng)服務(wù)器端使用Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、地理信息系統(tǒng)（Map InfoXtreme for Windows）向客戶端提供數(shù)據(jù)和地圖信息，客戶端采用瀏覽器。采用用戶名＋密碼檢驗，安全套接層（Secure Sockets Layer，簡稱SSL）加密鏈路，以保證數(shù)據(jù)的安全。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)采用定期自動備份，備份數(shù)據(jù)異地存儲，保證發(fā)生災(zāi)難性數(shù)據(jù)丟失時，在最短時間內(nèi)恢復(fù)，使系統(tǒng)正常運行。

系統(tǒng)采用3層的客戶機／服務(wù)器結(jié)構(gòu)。它把傳統(tǒng)客戶機／服務(wù)器模式中的服務(wù)器分解為一個Web應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，使系統(tǒng)計算靈活。系統(tǒng)利用ActiveX、Java Applet等編程方式實現(xiàn)動態(tài)的圖形化用戶交互界面，使內(nèi)容豐富；使用防火墻及各種權(quán)限控制阻止Internet用戶進入局內(nèi)的Intranet，保證數(shù)據(jù)的安全性。內(nèi)部員工則可通過Intranet進入Internet，獲取外部各種信息。

系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行。它采用掌上電腦（PDA）應(yīng)用子系統(tǒng)將無線通信技術(shù)、掌上電腦（PDA）技術(shù)、嵌入式GIS技術(shù)與防汛搶險的實際應(yīng)用進行完美結(jié)合，形成包括手持終端PDA汛期報險和PDA信息查詢兩個二級子系統(tǒng)。PDA報險子系統(tǒng)的功能是，汛期巡堤工作人員將發(fā)生的險情以及現(xiàn)場搶險的情況及時、詳細(xì)、準(zhǔn)確地上報到信息中心。PDA信息查詢子系統(tǒng)的功能是，領(lǐng)導(dǎo)在PDA上通過對地圖的操作來查詢工情的基本信息與相關(guān)的特征參數(shù)，查詢防汛物料的相關(guān)信息，查詢實時的水情信息。

當(dāng)系統(tǒng)需要與市黃河河務(wù)局和省黃河河務(wù)局連接時，只需將其連接至本局服務(wù)器，并使用已授權(quán)用戶登錄即可。系統(tǒng)還提供遠(yuǎn)程流量和視頻監(jiān)控，當(dāng)洪水達到一定警戒線時，服務(wù)器自動啟動相應(yīng)地點和流量的防守預(yù)案，實現(xiàn)工作找人，減輕工作負(fù)荷?，F(xiàn)場工作人員可用手持計算機設(shè)備或手機通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到縣黃河河務(wù)局服務(wù)器，查看現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)、匯報現(xiàn)場數(shù)據(jù)等，提高工作效率，加快決策過程。

出險時，系統(tǒng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)直接將險情的具體情況以短信的方式直接發(fā)送到各責(zé)任段負(fù)責(zé)人的手機上，使其及時掌握險情信息。實時監(jiān)控子系統(tǒng)是通過在重要地方安裝監(jiān)控設(shè)備，實現(xiàn)對前方防汛救災(zāi)活動的實時監(jiān)測，并對突發(fā)情況進行及時處理。

3 系統(tǒng)功能［3］

3.1 準(zhǔn)確的防洪工程數(shù)據(jù)與圖形切換功能

通過系統(tǒng)的電子地圖查看本局所屬區(qū)域、防洪工程的具體信息，也可以通過具體的工程數(shù)據(jù)來查看所對應(yīng)的圖形信息，實現(xiàn)地理信息和工程數(shù)據(jù)的相互切換。

3.2 快捷的防洪工程查詢功能

通過該系統(tǒng)實現(xiàn)對險工，控導(dǎo)及其壩、垛、護岸的詳細(xì)數(shù)據(jù)進行瀏覽的功能，還可對堤防、淤背區(qū)、上堤路口、行道林、防浪林、防汛屋、保護區(qū)、涵閘等數(shù)據(jù)進行瀏覽和查詢。

3.3 形象生動的險情預(yù)估功能

在傳統(tǒng)的防汛搶險工作中，工作人員對于突發(fā)險情的判斷及處理辦法都要借鑒書面資料。這對于缺少防洪工作經(jīng)驗的人員來說，比較抽象、不易理解。該系統(tǒng)將黃河九大險情的判斷、發(fā)生發(fā)展、后果及處理方法以動畫的方式演示，使工作人員對發(fā)生的險情有了直觀、形象的了解。

3.4 智能化的防洪決策功能

當(dāng)出現(xiàn)險情時，系統(tǒng)可根據(jù)水位、流量給出各個出險部位、各種險情的防守措施，包括人員組織、料物供應(yīng)、通信保障、后勤保障、道路交通、撤退路線等。險工可以給出具體到壩、垛、護岸的防守措施，平工則可以具體到公里樁號。各種保障措施又可以細(xì)化，比如人員組織又可以分為縣、鄉(xiāng)、專業(yè)隊伍等；料物供應(yīng)又可以分為群眾備料、社會備料、專業(yè)備料等；通信保障又可以細(xì)分為黃河專網(wǎng)、地方有線、無線通信等。

3.5 完備的防洪料物管理功能

由于防汛單位所屬部門的倉庫分布過于分散，在防汛工作中，需要對各倉庫中存儲的防汛物資進行統(tǒng)計、安排。系統(tǒng)實現(xiàn)了對防汛物資信息的組織及統(tǒng)計，對物資的損耗及出庫、入庫情況的記錄。根據(jù)權(quán)限設(shè)置的不同，領(lǐng)導(dǎo)可以對所轄部門的倉庫防汛物資進行瀏覽、查詢；倉庫管理人員可以根據(jù)防汛物資出庫入庫的情況對倉庫物存進行編輯、錄入、分析、打印。

3.6 精確的搶險物資計算功能

系統(tǒng)能夠根據(jù)輸入的不同流量級的洪水自動計算各站水位高程，進行受災(zāi)預(yù)估分析和統(tǒng)計，精確計算出各種險情出險時搶險用工、用料、投資、出險壩次等。

4 結(jié)語

在黃河出險時，基于“互聯(lián)網(wǎng)＋防汛”的基層黃河河務(wù)局決策系統(tǒng)可以以手機短信息的形式將險情的具體情況發(fā)送到各責(zé)任段負(fù)責(zé)人的手機上，便于工作人員隨時掌握出險情況，進行搶護；現(xiàn)場工作人員可通過手持計算機設(shè)備或手機使用無線網(wǎng)絡(luò)連接縣級黃河河務(wù)局服務(wù)器，查看現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)、匯報現(xiàn)場數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程、定時、指定等數(shù)據(jù)、圖形備份功能，可將數(shù)據(jù)或圖形備份到本地計算機上，也可以備份到專門用來進行數(shù)據(jù)保存的計算機上，與刻錄設(shè)備結(jié)合，也可以將數(shù)據(jù)保存到如光盤等存儲介質(zhì)中。系統(tǒng)安全、完備的設(shè)置使防洪工作管理安全可靠，不受外界干擾，其遠(yuǎn)程流量和視頻監(jiān)控實現(xiàn)了工作找人，從而減輕了工作人員的工作負(fù)荷，提高了工作效率。

［1］康凱.互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006：137－200.

［2］毛雪濤，李琳.網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2013：121－160.

［3］杜云玲.河道修防工［M］.鄭州：黃河水利出版社，2015：313－340.

[責(zé)任編輯 楊明慶]

Study on Decision-m aking System of Yellow River Primary Affair Bureau Based on“Internet＋Flood Prevention”

LIU Di1，LIANG Jian－lin2
（1.Kaifeng Hongjing Engineering Co.，Ltd，Kaifeng 475001，Henan，China；2.Yellow River Conservancy Technical Institute，Kaifeng 475004，Henan，China）

The decision making system of Yellow River Primary Affair Bureau based on“Internet＋Flood Prevention”adopts B／S structure，the server side provides data and map information to the client by using Web server，database server，Map InfoXtreme for Windows，the client uses the browser.This paper discusses the design idea of system and the key technology of flood control project database establishment and the systems construction，and analyzes the functions of the system，such as data and graphics switching of flood control project，flood control project inquire，dangerous case forecast，flood control material management，emergency supplies calculation，etc.

Yellow River p rimary a ffair b ureau；Internet＋Flood；Digital Yellow River；decision making system；key technology；system function

TV87

A

10.13681/j.cnki.cn41-1282/tv.2016.03.007

2016-01-16

劉迪（1989－），女，河南開封人，助理工程師，主要從事黃河水利工程管理工作；梁建林（1962－），男，河南鄭州人，教授，主要從事水利工程施工教學(xué)與研究工作。