城市防洪工程的信息化的探討

席 晶

吐魯番市高昌區(qū)水管總站 新疆 吐魯番 838000

城市防洪工程管理的主要功能是水利和氣象等防汛主管部門為了對管轄區(qū)域內(nèi)水情的收集、匯總、傳輸以及核對等管理工作，而在傳統(tǒng)工作方法中，這些信息的收集和管理難度比較大，因此需要現(xiàn)代化數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的支持。雖然當(dāng)前我國在防洪工程信息系統(tǒng)的建設(shè)中已經(jīng)不斷完善，但是由于數(shù)據(jù)收集不全面，工程資料匱乏等導(dǎo)致防洪工程系統(tǒng)不完善。同時防洪信息交換方式單一，缺乏穩(wěn)定性。通過信息化項(xiàng)目管理和調(diào)度設(shè)施完善，有利于城區(qū)的調(diào)水和防洪排澇工作開展，對城區(qū)防洪排澇以及城市調(diào)水工作的順利開展具有直接影響。

一、城市防洪工程信息化系統(tǒng)及功能

城市防洪工程信息化、自動化建設(shè)需要嚴(yán)格按照水利信息建設(shè)需求，結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)合理設(shè)置工作內(nèi)容。在信息技術(shù)平臺的構(gòu)建中，充分利用計(jì)算機(jī)、通信以及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，保證平臺建設(shè)的科學(xué)性和全面性。保證技術(shù)平臺的控制能力、業(yè)務(wù)處理能力以及數(shù)據(jù)采集能力等綜合能力實(shí)施，保證組建工作的協(xié)調(diào)性，信息傳遞以及指揮決策等方面的高效性，進(jìn)而提升防洪調(diào)度作用，保證防洪防旱、水環(huán)境整治等方面工作建設(shè)的效率和質(zhì)量，提升城市防洪工程服務(wù)質(zhì)量和調(diào)度職能[1]。

從邏輯結(jié)構(gòu)方面分析可以分為一個中心、兩個平臺。其中一個中心指的是城市防洪工程管理中信息化處理中心，其中包括基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)以及監(jiān)測等方面的信息功能內(nèi)容；兩個平臺，其一為自動監(jiān)控平臺，主要負(fù)責(zé)對城市防洪工程情況的監(jiān)控以及集中管理和調(diào)控；其二為綜合業(yè)務(wù)管理平臺，主要負(fù)責(zé)對防洪工程的統(tǒng)一管理、調(diào)度和指揮，同時也包括協(xié)同辦公管理、防汛防旱以及設(shè)備和物資等方面的管理等。

二、城市防洪工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

為了更好的實(shí)現(xiàn)城市防洪工程信息化管理，需要做好防洪工程樞紐運(yùn)行以及周邊環(huán)境的監(jiān)控工作，為上級水利管理平臺提供有效的數(shù)據(jù)支持。在系統(tǒng)建設(shè)中可以分為三個服務(wù)層次，分別為數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)交換與服務(wù)以及業(yè)務(wù)管理與應(yīng)用。

（一）數(shù)據(jù)采集與控制

數(shù)據(jù)采集與控制層主要負(fù)責(zé)的任務(wù)為通過采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)為防洪決策提供參考，通過對水利現(xiàn)場信息以及視頻信號的采集，保證現(xiàn)場控制工作的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集以及設(shè)備控制中主要通過對子系統(tǒng)的控制以及視頻監(jiān)控兩部分內(nèi)容構(gòu)成?，F(xiàn)場自動控制子系統(tǒng)中主要以PLC為主要技術(shù)內(nèi)容，對各個機(jī)組設(shè)備的電壓、電流控制信號等進(jìn)行采集，同時通過傳感器對進(jìn)行上下游水位等數(shù)據(jù)和信息的收集、整理。并利用PLC機(jī)組開關(guān)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，通過TCP/IP接口完成遠(yuǎn)程控制服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[2]。通過現(xiàn)場視頻能夠?qū)ψ酉到y(tǒng)中各個泵閘位置攝像機(jī)信息圖像進(jìn)行采集，并將這些信息在水利樞紐硬盤進(jìn)行存儲，在對這些數(shù)據(jù)調(diào)用過程中向?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)、信息的傳輸，進(jìn)而進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。在信息命令的傳輸和交流中需要利用監(jiān)視以及控制子系統(tǒng)，通過交換機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

（二）數(shù)據(jù)交換與服務(wù)

在防洪工程信息化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)交換與服務(wù)指的是采集以及接受基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分類，結(jié)合具體防洪需求做好數(shù)據(jù)處理以及外部數(shù)據(jù)的訪問。數(shù)據(jù)交換與服務(wù)中包含較多的子系統(tǒng)，比如數(shù)據(jù)庫等子系統(tǒng)。工況、水位等信息主要是綜合數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，而數(shù)據(jù)整理編制、入庫、本外系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換等服務(wù)內(nèi)容則屬于通信服務(wù)子系統(tǒng)?，F(xiàn)場子系統(tǒng)將采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)向通信服務(wù)子系統(tǒng)傳輸后，根據(jù)數(shù)據(jù)整編對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析和處理，將最后的處理結(jié)果記錄和存儲到綜合數(shù)據(jù)庫中。并根據(jù)在現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)情況，按照數(shù)據(jù)處理規(guī)則向上級平臺進(jìn)行發(fā)送，接收到上級子系統(tǒng)查詢命令后，根據(jù)相關(guān)規(guī)則完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的組織，在數(shù)據(jù)組織中需要以平臺要求為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，同時通過采集接口向平臺進(jìn)行提交。

（三）業(yè)務(wù)管理與服務(wù)

防洪工程信息化系統(tǒng)中在數(shù)據(jù)管理和分析等業(yè)務(wù)開展中主要通過綜合數(shù)據(jù)庫進(jìn)行，其中包括協(xié)同辦公、巡檢等管理系統(tǒng)，在工作落實(shí)中需要結(jié)合不同城市防洪特點(diǎn)進(jìn)行，并對防洪相關(guān)業(yè)務(wù)和服務(wù)進(jìn)行總結(jié)。

三、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)形式

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中需要保證專業(yè)性、開放性、先進(jìn)性以及實(shí)用性等原則，促進(jìn)性能與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一，以及安全性與可靠性的融合。通過適度擴(kuò)展以及可用性等以當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為基礎(chǔ)，充分利用現(xiàn)有資源和管理維護(hù)協(xié)議等提供網(wǎng)絡(luò)健康運(yùn)行保障。新建立網(wǎng)絡(luò)必須要保證數(shù)據(jù)中心與各樞紐間的互動性，保證數(shù)據(jù)中心與水利專網(wǎng)間的連接，使防洪水利樞紐管理中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的交流以及共享，保證防洪工程信息化平臺的運(yùn)行和管理水平，提升信息化管理質(zhì)量和效能，使防洪工程中信息的交流和共享更順暢。

在防洪工程信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，涉及到的鏈路比較多，總體結(jié)構(gòu)以雙星型、樹型為主，同時在所有防洪工程區(qū)域中都需要設(shè)置獨(dú)立管理模塊，保證核心網(wǎng)絡(luò)接入層兩端區(qū)域的連接性，為了實(shí)現(xiàn)用戶的有效控制，需要在各個區(qū)域末端設(shè)立一個客戶端；信息數(shù)據(jù)集控中心設(shè)置交換機(jī)，并將交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為雙主干網(wǎng)絡(luò)和雙核心，保證主干空間的充足性，預(yù)留容錯空間，這樣即使一臺交換機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)問題，另一臺備用交換機(jī)仍然可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在數(shù)據(jù)傳輸交換過程中可以利用以IP交換的為主要功能的硬件體系完成，主干路則采用千兆位的以太網(wǎng)交換方式，保證主干道的傳輸效率。

結(jié)語：

綜上所述，通過城市防洪工程信息化系統(tǒng)建設(shè)，能夠利用信息技術(shù)手段有效預(yù)防洪水泛濫時部分地區(qū)被淹沒的風(fēng)險以及為市民帶來的經(jīng)濟(jì)損失。或者降低受淹部分地區(qū)的生活影響，防止城市洪澇災(zāi)害造成生態(tài)環(huán)境問題，同時還可以通過提前做好防汛準(zhǔn)備工作降低災(zāi)害破壞率。