阜新市防汛抗旱指揮系統(tǒng)研究與應(yīng)用分析

楊旭穎

(武縣應(yīng)急管理事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 彰武 123000)

1 防汛抗旱指揮系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)阜新市防汛抗旱“十四五”規(guī)劃目標(biāo)和實際業(yè)務(wù)需求及其信息化建設(shè)現(xiàn)狀，提出了系統(tǒng)設(shè)計思路，做到從滿足日常需求、片面強(qiáng)調(diào)建設(shè)、數(shù)據(jù)資源分散使用、信息技術(shù)驅(qū)動和局部單一發(fā)展，向提升綜合決策支撐能力、建管并重、信息共享利用和整體全面推進(jìn)5個方面的轉(zhuǎn)變。

合理運(yùn)用相關(guān)資源加快水利信息化建設(shè)，以面向用戶和任務(wù)為主導(dǎo)合理劃分系統(tǒng)業(yè)務(wù)，提升各管理按需定制服務(wù)功能、管理中心集中部署任務(wù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)自動服務(wù)程度。對重點建設(shè)問題，從頂層設(shè)計的角度提出科學(xué)的整治方案。在建設(shè)完成防汛非工程措施的條件下構(gòu)建統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺，為水資源利用暴雨、樞紐安全監(jiān)測和防洪減災(zāi)提供服務(wù)[1-5]。以支撐平臺為基準(zhǔn)，后期要進(jìn)一步開展業(yè)務(wù)需求增加、平臺性能提升、人機(jī)交互提高、功能組件擴(kuò)展等其他工作，實現(xiàn)資源化利用及會商平臺統(tǒng)一，創(chuàng)建安全高效的會商體系。

1.1 運(yùn)用統(tǒng)一支撐平臺

大量實際工程已證明統(tǒng)一支撐平臺技術(shù)的有效性，通過高度共享和應(yīng)用信息資源呈現(xiàn)出支撐平臺強(qiáng)大的生命力[6]。以系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺和流域機(jī)構(gòu)、政務(wù)共用平臺為依托，阜新市將建設(shè)以“兩臺一庫”的環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)為依托的系統(tǒng)，結(jié)合實際情況實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的升級，基于SOA框架和支撐平臺實現(xiàn)應(yīng)用集成。

1.2 實行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系

統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系是系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、信息共享和交換的條件[7]。因此，要統(tǒng)一設(shè)計數(shù)據(jù)庫編碼規(guī)范、庫表結(jié)構(gòu)和平臺技術(shù)架構(gòu)，集中組織統(tǒng)一開發(fā)各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)解析封裝、平臺共有的數(shù)據(jù)匯集交換和應(yīng)用支撐，為實現(xiàn)個性功能展現(xiàn)也可以實施個性化定制。

1.3 制定標(biāo)準(zhǔn)會商流程

根據(jù)具體情況全面分析不同會商類型的信息內(nèi)容、重點要點、展示模式和次序等，融合智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)防汛會議一站式管理，為防汛會商的全過程提供信息化應(yīng)用，進(jìn)一步提升會商效率。

1.4 充分整合現(xiàn)有資源

充分考慮現(xiàn)有數(shù)據(jù)計算、信息存儲、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、通信數(shù)據(jù)等，遵循交互共享的原則，充分整合、共享利用現(xiàn)有各種IT資源和監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保其效能最大程度地發(fā)揮。阜新市防汛抗旱指揮系統(tǒng)要符合未來信息化發(fā)展要求，并對已有信息資源實現(xiàn)全方位的整合，正確處理好用久立新的關(guān)系。

2 防汛抗旱指揮系統(tǒng)功能

采用圖表和GIS等技術(shù)手段全面監(jiān)視阜新市的雨水情、水文氣象、河流等信息，實時掌握相關(guān)防汛信息；對阜新市大中型水庫、重點水文站開展洪水預(yù)報和水庫調(diào)度，以信息化支撐實現(xiàn)提高會商效率、規(guī)范業(yè)務(wù)流程和網(wǎng)絡(luò)會商辦公的目標(biāo)[8-10]。全面整合防汛業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)阜新市及全省防汛會商整體水平的全面提升。

2.1 綜合監(jiān)視

(1)雨情信息。交互查詢阜新市上游河流及水文站點的降雨點圖、雨量信息，降雨閾值或超警控制、監(jiān)測區(qū)域及類型選擇等。

(2)水情信息。交互查詢阜新市上游河流水庫、水情數(shù)據(jù)、大中型水庫和水文站點等信息。

(3)工情信息。定位查詢和管理顯示阜新市境內(nèi)水電站、險工河段、堤防塘壩、小型水庫、灌區(qū)等信息。

(4)綜合告警。貫徹實行預(yù)警機(jī)制，警告河道、降雨和水庫信息，以圖表、滾動顯示或閃爍圖標(biāo)等多種方式顯示預(yù)警信息。

(5)視頻監(jiān)控。將重點防洪部位信號接入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以統(tǒng)一平臺展示監(jiān)控信息。

(6)氣象信息。采用氣象發(fā)布信息展示中央氣象臺或遼寧氣象局的氣象成果，包括氣象圖、中期預(yù)報、短期預(yù)報、臺風(fēng)監(jiān)測、降水預(yù)報、雷達(dá)拼圖和衛(wèi)星云圖等。

2.2 地理信息

制定并發(fā)布涵蓋4類圖源、23個要素、12級專題圖的防汛抗旱一張圖，實現(xiàn)交通圖與影像圖、地形圖，內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)地圖之間的切管，實現(xiàn)水系圖、行政區(qū)劃圖和防洪工程圖等土層的統(tǒng)一控制。可以測量面積和長度，向頁面內(nèi)輸入經(jīng)緯度能夠獲取特定位置信息。

2.3 防汛會商

(1)會議安排。將新建的智能會議系統(tǒng)加入防汛會商系統(tǒng)，實現(xiàn)防汛會議的一站式管理，更好地支撐會商工作。

(2)會商準(zhǔn)備。會商主體及資料初始化，依據(jù)會商流程，通過補(bǔ)充相應(yīng)的資料就可以完成準(zhǔn)備工作。

(3)會商匯報。通過直接輸入或站點圖層的方式，會商匯報授權(quán)用戶即可對防洪形式分析對象進(jìn)行設(shè)置，包括重點工程和水文控制斷面，將其保存在數(shù)據(jù)庫中以便后期檢索使用。

(4)會商決策。通過管理可以實現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)、調(diào)度資料、信息記錄等會商決策內(nèi)容的查詢和管理，通過會議起始時間、名稱還可以刪除、編輯、查詢會議內(nèi)容。

2.4 預(yù)報調(diào)度

(1)洪水預(yù)報。通水預(yù)報功能可以連續(xù)滾動預(yù)測地表徑流深、土壤蓄水量、降雨量等數(shù)值，對測站上下游流量、傳播時間、降雨-徑流、面積-水位、庫容-水位、流量-水位等關(guān)系實現(xiàn)自動插值計算，結(jié)合上游來水實現(xiàn)從上游洪水演算到河流下游的計算分析。根據(jù)支流匯入、上游來水和區(qū)間降雨等來水方式，利用實時預(yù)報、模擬等方式和標(biāo)準(zhǔn)水文模型實現(xiàn)產(chǎn)匯流及徑流預(yù)報。

(2)水庫調(diào)度。通過輸入泄量、時間、起調(diào)水位和調(diào)度方式等進(jìn)行調(diào)度方案的自定義，并利用庫塔-龍格、試算等演算出庫流量及水庫水位演變規(guī)律，通過創(chuàng)建通用性自動識別的調(diào)度規(guī)程和計算機(jī)系統(tǒng)，對識別的語言實現(xiàn)統(tǒng)一管理，可以利用一站式操作進(jìn)行水庫調(diào)度。

(3)成果管理。以縱橫直線和圖表概化整個流域，以該畫圖的形式站址特征值和預(yù)報數(shù)據(jù)，可為用戶及時掌握調(diào)度信息提供便利條件；對測站以往降雨數(shù)據(jù)和洪水信息進(jìn)行提取管理、維護(hù)，按照典型降雨的方式保存歷史數(shù)據(jù)，給未來用水預(yù)報提供支持。

(4)方案管理。創(chuàng)建系統(tǒng)全面的水文模型庫，包括超滲產(chǎn)流、新安江、大伙房、遼寧指數(shù)、蓄滿產(chǎn)流、降雨徑流等相關(guān)產(chǎn)流模式，滯后演算、瞬時單位線、經(jīng)驗單位線、徑流洪峰等相關(guān)匯流模型，以及馬斯京根、上下游相關(guān)、措施疊加等演算模型，統(tǒng)一管理各種預(yù)報模式；建立健全調(diào)度規(guī)程庫，針對具體情況實施相應(yīng)的調(diào)度規(guī)程，統(tǒng)一管理和維護(hù)重點調(diào)度規(guī)程；統(tǒng)一管理與維護(hù)蒸發(fā)能力、退水曲線、單位線等模型參數(shù)和泄流設(shè)備、測站信息、特征信息，并為預(yù)報模型的合理調(diào)用提供支持。

2.5 數(shù)據(jù)管理

規(guī)范化管理與維護(hù)所有靜態(tài)及動態(tài)信息，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)匯集平臺，采用水利專網(wǎng)讀取雨水情數(shù)據(jù)，實時匯集阜新市雨水情數(shù)據(jù)。

2.6 組織保障

查詢和管理阜新市物資倉庫、搶險隊伍、防汛責(zé)任人、衛(wèi)星電話、雨水情、降雨和防汛預(yù)案等信息，集成防汛相關(guān)信息與矢量圖，對訪問日志、基礎(chǔ)信息、用戶權(quán)限等進(jìn)行維護(hù)。

2.7 部署方案

通過全面分析阜新市水利信息化建設(shè)現(xiàn)狀，綜合考慮節(jié)省硬件環(huán)境投入、避免重復(fù)建設(shè)、信息安全保障和信息化項目建設(shè)發(fā)展趨勢等要求，由阜新市大數(shù)據(jù)中心提供資源池的存儲和計算，承載系統(tǒng)所需計算的應(yīng)用資源以及部署阜新市防汛會商平臺的應(yīng)用服務(wù)，具備高安全、服務(wù)可擴(kuò)展、虛擬化管理、隨時隨地接入、資源共享、業(yè)務(wù)按需分配等特性，提供資源存儲和計算環(huán)境[11-14]。該系統(tǒng)具體部署的服務(wù)主要有：應(yīng)用服務(wù)、地圖服務(wù)和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，可用來部署阜新市防汛抗旱指揮系統(tǒng)地圖、應(yīng)用服務(wù)以及空間、動態(tài)、多媒體等所述數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)安全提供保障[15-18]。

數(shù)據(jù)是維持系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的核心，數(shù)據(jù)的安全性和存儲效率是控制關(guān)鍵。一般地，數(shù)據(jù)存儲需求體現(xiàn)在多媒體、空間、實時、基礎(chǔ)等方面，運(yùn)行時間按6 a估算所存儲的信息，如表1。

表1 6a運(yùn)行期的存儲信息 GB

3 結(jié) 語

在防御洪澇災(zāi)害方面，阜新市防汛抗旱指揮系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，為領(lǐng)導(dǎo)及時指揮決策提供了參考依據(jù)，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)到現(xiàn)代化防汛的轉(zhuǎn)變，洪澇災(zāi)害傷亡損失大大減少。阜新市防汛抗旱指揮系統(tǒng)具有覆蓋面廣、成果突出、針對性強(qiáng)等特點，緊緊圍繞實際重大需求制定發(fā)布防汛抗旱一張圖，并集成水文模型、調(diào)洪演算等創(chuàng)建模型庫。該系統(tǒng)是阜新市水利信息化和防汛抗旱現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，對維持區(qū)域防洪安全具有重要作用。洪水預(yù)報方法的引入有效提高了預(yù)報精度，但洪水具有不變的匯流時間即固定的預(yù)見期，所以研究的難點是如何提高預(yù)見期。今后還需融合氣象部門的技術(shù)成果，深入研究數(shù)值氣象預(yù)報技術(shù)，采用精細(xì)化技術(shù)和降水預(yù)測預(yù)報修正方法獲取未來降雨信息，綜合利用洪水預(yù)報技術(shù)實現(xiàn)預(yù)見期的顯著提升。