淺談大慶地區(qū)防洪工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)狀及改造設(shè)想

摘 要：大慶地區(qū)防洪工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)較早，但經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，已不適應(yīng)防洪調(diào)度需要。對(duì)大慶地區(qū)防洪工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估，提出改造建設(shè)方向，更好的為防汛服務(wù)。

關(guān)鍵詞：大慶地區(qū)防洪工程；自動(dòng)化調(diào)度；現(xiàn)狀；改造

1 大慶地區(qū)防洪工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)狀

從1995年開(kāi)始，大慶地區(qū)防洪工程管理處在原有的工程基礎(chǔ)上建設(shè)“大慶地區(qū)防洪工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)”，用于實(shí)時(shí)接收安肇新河和肇蘭新河流域洪水監(jiān)測(cè)信息，采用先進(jìn)手段傳輸?shù)椒篮檎{(diào)度中心，經(jīng)自動(dòng)化系統(tǒng)做出洪水預(yù)報(bào)，給出最優(yōu)調(diào)度方案，為防洪決策提供科學(xué)依據(jù)。目前該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)部分雨量站和水位站水文信息的自動(dòng)采集，自動(dòng)收集的雨量、水位信息通過(guò)超短波無(wú)線通信系統(tǒng)傳到防洪調(diào)度中心。該系統(tǒng)除獲取資料、信息傳輸和調(diào)度中心的硬件設(shè)備外，還包括水情譯電系統(tǒng)、衛(wèi)星云圖處理系統(tǒng)、洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)、防洪綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

1.1 水文站網(wǎng)

目前大慶地區(qū)防洪工程共有82個(gè)雨量站點(diǎn)。47個(gè)由安達(dá)氣象局提供，防洪管理處自測(cè)雨量站35個(gè)，26個(gè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)報(bào)。水位站點(diǎn)共16個(gè)，其中5個(gè)主要滯洪區(qū)水位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)報(bào)。

1.2 水文觀測(cè)

我處防洪工程采用雨量器和翻斗式雨量計(jì)兩種方式對(duì)降雨進(jìn)行測(cè)報(bào)。雨量器是人工計(jì)量降雨的儀器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，是我國(guó)降雨資料收集的基本儀器；翻斗式雨量計(jì)是雨量自動(dòng)測(cè)量的首選儀器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易使用，且價(jià)格低廉，容易維護(hù)。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、可靠性以及便捷等方面講，都符合水文目前的發(fā)展現(xiàn)狀。我處使用較多是直立型水尺和浮子式遙測(cè)水位計(jì)，肇蘭新河流域和安肇新河流域?qū)儆谌斯ず恿?，兩流域的年平均降雨量?00-450mm左右，降雨量不是很大，兩條河流及主要滯洪區(qū)都是用來(lái)消減洪峰，防止大慶地區(qū)內(nèi)澇的出現(xiàn)，直立型水尺和浮子式遙測(cè)水位計(jì)可以及時(shí)測(cè)報(bào)水位，以便洪水調(diào)度人員做出調(diào)度，所以目前水位儀器的選擇是比較合理的。

1.3 通信系統(tǒng)

我國(guó)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)可采用的通信方式較多，目前已建水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)采用的通信方式主要有：短波通信、超短波通信、程控電話（PSTN）、GSM短信/GPRS（通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）和衛(wèi)星通信。其中衛(wèi)星通信又包括海事衛(wèi)星（Immarsat）和北斗衛(wèi)星等，我處使用的是超短波通信。

1.4 水情譯電系統(tǒng)

水文預(yù)報(bào)是水文服務(wù)防汛工作中的關(guān)鍵，及時(shí)、準(zhǔn)確的水情預(yù)報(bào)是衡量水文服務(wù)工作質(zhì)量的重要標(biāo)志，提高預(yù)報(bào)的精度和預(yù)見(jiàn)期是水文預(yù)報(bào)工作研究的方向，由此水情譯電系統(tǒng)尤為重要。我處水文測(cè)驗(yàn)情報(bào)傳輸使用的仍是1964年下發(fā)的《水文情報(bào)預(yù)報(bào)拍報(bào)辦法》，該辦法按照郵電部門(mén)傳送電報(bào)要求編制的水情電報(bào)代碼格式，已不能完全滿足水情工作的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

1.5 衛(wèi)星云圖處理系統(tǒng)

我處使用的是日本的GMS FAX自動(dòng)云圖分析系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱ACAS，GMS氣象衛(wèi)星可提供多種氣象和非氣象服務(wù)，它在全球氣候變化的研究、天氣預(yù)報(bào)和防洪減災(zāi)等方面發(fā)揮著重要的作用，其資料和產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于氣象、水文、地震、國(guó)防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通等領(lǐng)域。

1.6 洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)

我處的洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)建于上世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)水文學(xué)在理論研究及技術(shù)發(fā)展等方面都相對(duì)落后。我處洪水預(yù)報(bào)調(diào)度模型采用新安江模型，新安江模型適用于濕潤(rùn)半濕潤(rùn)地區(qū)，且新安江模型的理論來(lái)源于《山坡水文學(xué)》，所以模型更適合于地形變化較大的山區(qū)，自然狀態(tài)好的地區(qū)。大慶地區(qū)是一個(gè)平原地區(qū)，自然河流較少，大部分是人工河流，所以不適用新安江模型。隨著人類社會(huì)活動(dòng)的開(kāi)展，流域內(nèi)各水文因素也會(huì)發(fā)生變化，任意水文因素的變化都會(huì)影響洪水預(yù)報(bào)精度。所以洪水預(yù)報(bào)方案不是長(zhǎng)期固定不變的，隨著時(shí)間的推移，需要不斷修正和完善，以提高洪水預(yù)報(bào)的及時(shí)性性、準(zhǔn)確性，更好地為各級(jí)防汛抗洪指揮部門(mén)作出正確決策服務(wù)。由于這個(gè)系統(tǒng)建立的比較早，跟目前的新系統(tǒng)相比，其在語(yǔ)言、接口等方面和新的系統(tǒng)都不一致，所以維護(hù)較困難，而且上下級(jí)信息流通不暢、重要信息難以傳遞給所需防汛部門(mén)。

1.7 防洪數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

目前我處使用Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，通過(guò)Power Builder編寫(xiě)，Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)是美國(guó)Sybase公司研制的一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是一種典型的UNIX或Windows NT平臺(tái)上客戶機(jī)/服務(wù)器環(huán)境下的大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

2 大慶地區(qū)防洪工程自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)改造設(shè)想

2.1 水文站點(diǎn)

能夠在汛期實(shí)現(xiàn)定時(shí)、連續(xù)觀測(cè)的雨量站共35個(gè)，明青坡地21個(gè)，安肇新河、肇蘭新河14個(gè)，另外還包括委托47個(gè)雨量站， 26個(gè)雨量站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)報(bào)。整個(gè)工程的流域面積為19210km2，根據(jù)《水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，平原地區(qū)平均雨量站點(diǎn)密度為100-250km2/站，所以我處防洪工程的雨量站偏稀，且降雨測(cè)報(bào)的自動(dòng)化程度不高，建議增加雨量站，將已建人工雨量站自動(dòng)化，已建自動(dòng)雨量站更新。

2.2 通信系統(tǒng)

目前主要有短波通信、超短波通信、程控電話（PSTN）、GSM短信/GPRS（通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）和衛(wèi)星通信，我處使用超短波通信，會(huì)受到障礙物及其它波段的影響，需要設(shè)立中繼站；衛(wèi)星通信具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣、通信線路穩(wěn)定可靠、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，可采用衛(wèi)星通信方式組網(wǎng)，但是衛(wèi)星通信的費(fèi)用較高；所以建議使用GSM/GPRS，短信終端功耗低，適合構(gòu)建應(yīng)答式體制的水情遙測(cè)通信網(wǎng)。

2.3 衛(wèi)星云圖處理系統(tǒng)

由于GMS衛(wèi)星超期服務(wù)多年，掃描輻射器的掃描鏡出現(xiàn)故障，掃描范圍縮小，衛(wèi)星燃料不足，軌道傾斜等，目前基本不為氣象服務(wù)。相比之下，MTSAT衛(wèi)星的姿態(tài)從GMS的自旋穩(wěn)定改為三軸穩(wěn)定，因此帶來(lái)一系列優(yōu)點(diǎn)，例如成象時(shí)間短、圖像信噪比、靈敏度和精度提高，探測(cè)時(shí)間靈活可控，這對(duì)小尺度強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)的高頻次探測(cè)是十分有利的，數(shù)據(jù)傳輸速率大為降低。

2.4 預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)

預(yù)報(bào)調(diào)度模型是洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)的核心，我處的預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)建立的比較早，目前我處的預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)由于老化，基本不能運(yùn)行。由于防洪搶險(xiǎn)的需要，建議建立與目前水文科學(xué)、計(jì)算機(jī)發(fā)展水平相適應(yīng)的水庫(kù)防洪調(diào)度系統(tǒng)，在預(yù)報(bào)模型方面最好選用兩種以上的模型，為防洪搶險(xiǎn)提供理論支撐，力求把洪災(zāi)損失降到最低程度。

2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

目前我處使用Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，通過(guò)Power Builder編寫(xiě)，技術(shù)較落后，且數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)比較困難；數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題后，只有影響到了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的使用時(shí)，才知道數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)不可用了；對(duì)Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)、健康情況、性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的瓶頸等信息一無(wú)所知，沒(méi)有一個(gè)可視化的界面進(jìn)行查看；Microsoft SQL Server是由美國(guó)微軟公司所推出的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案， SQL Server是一種典型的具有客戶機(jī)/服務(wù)器體系架構(gòu)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有可靠性、可伸縮性、可管理性、可用性等特點(diǎn)，由于SQL Serve服務(wù)器在Windows系列操作系統(tǒng)下運(yùn)行，所以只要Windows操作系統(tǒng)可靠性、開(kāi)放性以及性能改善，SQL Serve的性能也會(huì)極大改善。同時(shí)，由于SQL Serve使用、維護(hù)比較容易，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理相對(duì)簡(jiǎn)單易用，所以建議更換為此數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，建議使用Microsoft SQL Server。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王玉穎（1979-），黑龍江肇州人，工程師。