白屈港水閘管理系統(tǒng)改造方案設(shè)計

錢彬源 王建清

【摘要】 隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，水利信息化發(fā)展勢在必行。本文針對水利樞紐水閘目前運行的實際情況和存在問題，設(shè)計了一套更為完整、科學(xué)、合理并具有實際意義的閘站運行收費管理系統(tǒng)。不僅擁有原系統(tǒng)的功能，更可提高通航效率和提升管理效率，避免人為誤差等經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵字】 白屈港 水閘 管理 系統(tǒng) 設(shè)計

江陰市白屈港水利樞紐工程，屬太湖流域綜合治理十大骨干工程之一的武澄錫引排工程的首要項目，承擔(dān)著錫、澄低洼地區(qū)1822平方公里的防洪任務(wù)。是具有泄洪、排澇、灌溉、供水、航運和水環(huán)境保護等綜合效益的水利樞紐工程。

一、白屈港水利樞紐水閘管理系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

1.1水閘管理系統(tǒng)現(xiàn)狀

白屈港水利樞紐管理處現(xiàn)管轄有13座水閘，2座抽水站，閘站位置遍布江陰城東、城南及多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。除抽水站不通航船只外，其余13座水閘均有船只通行，在防汛排澇的同時兼顧航運的任務(wù)，是集防洪、抗旱、排澇、通航于一體的多功能水利樞紐。白屈港河道現(xiàn)已成為江陰市經(jīng)濟建設(shè)中不可缺少的主運輸航道之一，在周邊城市中發(fā)揮的作用也越來越大。

其中以白屈港套閘過閘船只數(shù)量最大，因此1998年白屈港套閘就開始著手開發(fā)計算機收費系統(tǒng)，使用省內(nèi)第一家采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行設(shè)計的白屈港船閘MIS管理系統(tǒng)，并于2000年通過專家技術(shù)鑒定。隨著時間的推移，現(xiàn)在除白屈港套閘仍舊使用MIS管理系統(tǒng)以外，其余12座水閘的船只過閘及數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作只能采用人工操作、定時上報的傳統(tǒng)管理方式。昔日的MIS收費管理系統(tǒng)也已無法滿足經(jīng)濟發(fā)展和運行管理的需要。

1.2水閘管理系統(tǒng)存在問題

（1）軟件系統(tǒng)已無法滿足運行管理需求

目前套閘正在使用的MIS管理系統(tǒng)是基于Visual FoxPro 6.0平臺設(shè)計開發(fā)的，這是一套由微軟公司于1998年在推出 Windows 98操作系統(tǒng)的同時推出的一個集成化的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，由于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多為大型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，目前Visual FoxPro 6.0這種微型數(shù)據(jù)庫平臺已停止更新，僅適合新手用來學(xué)習(xí)SQL語言的語法用途等作用而已。

白屈港套閘年船舶流量1千萬噸以上，2013年過閘船只接近4萬條，年通航量更是接近2千萬噸。這樣龐大的數(shù)據(jù)庫，對于VFP6.0這種微型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)而言，實在是小馬拉大車——力不從心了。由于數(shù)據(jù)庫容量過小，無法處理更多的數(shù)據(jù)量，當數(shù)據(jù)量達到一定量時會造成數(shù)據(jù)庫讀取出錯。目前情況下只能保存9個月左右的數(shù)據(jù)量，需手動清理部分數(shù)據(jù)，無法一次性進行全年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作等。

（2）管理系統(tǒng)硬件陳舊老化

系統(tǒng)建設(shè)時期所架設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸光纜線路經(jīng)過十多年的使用，多處光纖已進行過溶芯補斷處理。而且一般普通光纜的使用壽命通常為20年，10年以上老化程度即為高，造成維修困難，甚至難以維修。

由于整個網(wǎng)絡(luò)就只用一個服務(wù)器（PDC），沒有配置備份服務(wù)器（BDC），目前的管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)只能保存在運行服務(wù)器上，依靠人工將近期數(shù)據(jù)不斷拷貝刻盤來保存，當服務(wù)器意外損毀時恢復(fù)數(shù)據(jù)存在問題，并且無法做到數(shù)據(jù)的及時上傳，只能自動統(tǒng)計近階段的數(shù)據(jù)，無法進行全部歷史數(shù)據(jù)的自動檢索工作，只能依靠人工統(tǒng)計和檢索。服務(wù)器及客戶端電腦UPS也已老化或損壞，續(xù)航及保障能力極低。

信息技術(shù)的軟硬件更新?lián)Q代頻率很快，經(jīng)過15年的運行這套系統(tǒng)的軟硬件都已老化陳舊，整個系統(tǒng)已處于邊緣狀態(tài)。

（3）水利樞紐各閘缺乏數(shù)據(jù)共享

除白屈港套閘外，白屈港水利樞紐各閘站通過船舶的數(shù)據(jù)還是由人工操作完成，如船舶的裝載噸位、裝載情況等信息的手工操作顯得尤為為麻煩，對于限時通過的“一票制”船舶，由于沒有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，僅僅依靠一張一票制過閘等級單來核對，大量的重復(fù)信息都需要工作人員逐一核查，重復(fù)工作量大，工作效率低，容易出差錯。由于對各種資料不能及時的進行分析、匯總，管理者無法及時得到準確的信息。在管理工作過程中，存在工作滯后現(xiàn)象，對出現(xiàn)的問題無法及時解決，政策無法及時貫徹實施，給管理帶來眾多不利因素。

二、白屈港水利樞紐水閘管理系統(tǒng)構(gòu)思及設(shè)計

針對現(xiàn)狀和存在問題，我們建議在現(xiàn)有流程的基礎(chǔ)上優(yōu)化變革，重點在功能上從涉水企業(yè)接收水情數(shù)據(jù)，到船戶快捷過閘等便民服務(wù)；數(shù)據(jù)上實現(xiàn)各閘的信息聯(lián)網(wǎng)和船舶過閘計算機網(wǎng)絡(luò)化管理，由此實現(xiàn)向計算機統(tǒng)計匯總方式的轉(zhuǎn)變。改造后的管理系統(tǒng)是一個可擴充的綜合業(yè)務(wù)平臺，充分挖掘現(xiàn)有數(shù)據(jù)的潛力，充分發(fā)揮工程調(diào)度效益，降低設(shè)備運行費用。

2.1系統(tǒng)設(shè)計原則

（1）繼承實用性。把滿足管理作為第一要素進行系統(tǒng)設(shè)計，要求操作簡便實用、提高效率。

（2）科學(xué)先進性。系統(tǒng)應(yīng)采用先進和成熟的硬件、軟件、協(xié)議和平臺，不但要滿足當前的應(yīng)用需要，還應(yīng)滿足將來應(yīng)用發(fā)展的需要。

（3）可靠穩(wěn)定性。應(yīng)從各方面考慮系統(tǒng)的可靠性，且必須具有足夠的安全性能。

（4）兼容可維護性。要求系統(tǒng)的可擴充性及前后兼容一致性應(yīng)較好，硬件和軟件應(yīng)能最大程度地滿足用戶需求主。

（5）經(jīng)濟合理性。在系統(tǒng)配置方案中應(yīng)充分考慮性能價格比的因素，采用開放式技術(shù)的產(chǎn)品，提供的產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的潛力、安全可靠的數(shù)據(jù)訪問能力。

2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成

（1）軟件系統(tǒng)架構(gòu)

該管理系統(tǒng)以白屈港管理處為中心，13個水閘為終端，整個水閘管理系統(tǒng)系統(tǒng)均運用C/S模式，分為閘站子系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)兩大部分組成。

閘站子系統(tǒng)以現(xiàn)在套閘管理系統(tǒng)原有的工作流程為模式，根據(jù)實際情況進行優(yōu)化設(shè)計，主要包括：船舶登記、過閘卡辦理、收費管理、船舶校驗、數(shù)據(jù)檢索、匯總統(tǒng)計、系統(tǒng)維護七大模塊。每個閘站子系統(tǒng)可單獨運行又與中心管理系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，運用了模塊化設(shè)計，參數(shù)驅(qū)動等來確保系統(tǒng)擴展及功能繼承等特性。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的整頓方面可以采用microsoft access數(shù)據(jù)庫，每個閘站子系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時輸出數(shù)據(jù)到中心管理系統(tǒng)并且及時獲取相應(yīng)信息。

中心管理系統(tǒng)任務(wù)是完成閘站子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理和發(fā)布指令信息等功能。系統(tǒng)同樣運用C/S模式，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運用雙機熱備運行體系來達到系統(tǒng)持續(xù)、有效的目的。應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、模塊化設(shè)計同樣需要確保系統(tǒng)擴展及功能繼承的特性，另外，可發(fā)布水情水文信息至過閘船戶和涉水企業(yè)，也可傳達調(diào)度指令到每個水閘。

（2）硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

由于水閘特殊的工作環(huán)境，使各個工作站點之間距離較遠，站與站之間較為分散，再通過對軟件架構(gòu)模式的分析，考慮到設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定性，決定采用以光纖傳輸為主，雙絞線傳輸為輔的主從式網(wǎng)絡(luò)。考慮到光纖布設(shè)成本較大，除白屈港套閘各工作點較遠需重新布置光纖線路外，其余各閘工作點之間可采用雙絞線數(shù)據(jù)傳輸，水閘與數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸可依托江陰市智慧水利一期工程的現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)布線。白屈港套閘光纖布設(shè)應(yīng)通過空中架設(shè)和地溝敷設(shè)相結(jié)合的方式，分別敷設(shè)至上、下行登記處、售票房、驗票房、所長辦公室、計算機中心機房，而距離較近的工作點之間來則采用雙絞線來傳輸信號。中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運用雙機熱備運行體系，中心機房配備8小時UPS，各工作點配備1小時UPS。

三、系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

白屈港水利樞紐水閘管理系統(tǒng)基于實用、先進和可靠的原則構(gòu)思、設(shè)計，改造完成以后實現(xiàn)的主要功能有：

（1） 船舶登記。由登記員將IC智能卡掃描或手動輸入船舶信息卡號碼，從系統(tǒng)中調(diào)出船舶基本數(shù)據(jù)情況，經(jīng)核查后再選擇所載貨物種類，進行登記劃價。

（2） 過閘卡辦理。由于現(xiàn)在使用的為條形碼封塑卡，通過多年的使用后，發(fā)現(xiàn)其容易磨損和損壞，換發(fā)頻率高，因此更換為IC智能卡采集過閘船舶數(shù)據(jù)填單，如船戶姓名、船體尺寸、船檢登記號、所有人身份證信息、聯(lián)系電話、船舶照片等，辦卡后數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)過閘船舶數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。

（3） 收費管理。系統(tǒng)按照船舶登記情況，自動計算收費金額，打印票據(jù)，并同步打印船舶過閘紙質(zhì)號牌，免去船戶去中墩驗票處更換木質(zhì)號牌的程序，提高過閘效率。購票后IC卡自動錄入過閘時間，方便船只當天通過其他水閘時檢驗“一票制”所帶來的繁瑣。在手續(xù)完成之后船戶可對服務(wù)滿意度進行評價，實現(xiàn)人性化服務(wù)。

（4） 船舶校驗。船舶入閘后由船舶校驗員對船戶的“二維碼”號牌校驗，根據(jù)聯(lián)網(wǎng)船舶數(shù)據(jù)信息和號牌信息再次核對并校驗，免去過去調(diào)換木質(zhì)號牌等程序，提高校驗效率。

（5）數(shù)據(jù)檢索、匯總統(tǒng)計。系統(tǒng)具有強大的報表功能，可以使管理人員進行各類查詢和統(tǒng)計工作。其中包含：單只船舶過閘情況匯總、收費日志、交接班日志、過閘噸位、過閘數(shù)量、收費情況的統(tǒng)計等實時和歷史報表滿足日常運用需求。

（6） 便民和指令功能。中心管理系統(tǒng)可向船戶或涉水企業(yè)發(fā)布當日天氣情況、閘站運行狀態(tài)、水位水情等信息，服務(wù)涉水企業(yè)。即時獲取閘站水位情況、限高情況、通航情況等，方便船戶提前準備快捷過閘。

改造建設(shè)該系統(tǒng)可使白屈港各水閘管理方面得到完善，效率倍增，加強了調(diào)度管理，實現(xiàn)了統(tǒng)一核算、查詢、控制，又樹立良好的水閘服務(wù)窗口社會形象。落實了“加快推進水利現(xiàn)代化建設(shè)”的總體要求，更為推進全市水閘管理工作朝著水利現(xiàn)代化方向邁出了重要的一步，其經(jīng)濟效益和社會效益是實實在在的，長遠應(yīng)用前景是可預(yù)見的，它的建成具有參考和推廣價值。

參 考 文 獻

[1] 2012年5月《江陰市水利農(nóng)機信息化建設(shè)項目一期工程可行性研究報告》江蘇省工程咨詢中心。

[2] 鄒明忠，《江陰水利信息化建設(shè)實踐》，2014年4月《中國水利》雜志。

[3] 唐開勝，《過船港船閘計算機收費系統(tǒng)的運用研究》，2012年6月《科技與生活》雜志。