淺析我國建設水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)有軟件有圖

1、目 錄內容摘要第1頁關鍵詞 第1頁正 文 第1-10頁一、水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的特點及技術要求第1頁二、水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的基本結構 第3頁三、水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的實施 第5頁四：結語 第9頁參考文獻 第10頁淺析我國建設水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)內容摘要：水資源優(yōu)化配置是水資源管理的重點，而水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)在水資源優(yōu)化配置中又具有舉足輕重的作用。水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫、在線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、綜合信息管理子系統(tǒng)、綜合分析與決策支持子系統(tǒng)、實時控制管理子系統(tǒng)等組成。它是高技術的集成，體現(xiàn)了水資源可持續(xù)利用原則，并且代表了當前世界水資源管理的方向。我國應在“總體設

2、計、分步實施、試點示范、全面推開”的原則下建設水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)。 關鍵詞：水利現(xiàn)代化 水資源實時監(jiān)控 數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng) 當前，我國水利建設面臨著從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉變的歷史任務。如何實現(xiàn)水利現(xiàn)代化?如何實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用?在水資源的開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約和保護的綜合管理任務中，如何改變過去粗放式的管理方式，而采用集約式的現(xiàn)代管理方式?面對這些問題，我們不能不去研究國際上對自然資源管理的新思潮，不能不去研究全球高科技突飛猛進的發(fā)展大潮流。水資源的優(yōu)化配置是水資源管理的重點。實施對水資源動態(tài)的、實時的、優(yōu)化的配置，基礎是獲取大量的、動態(tài)的水資源及相關信息。當代高技術的發(fā)展，特別是

3、信息技術、數(shù)字化技術的發(fā)展，使得對水資源進行實時監(jiān)控管理已經(jīng)成為可能。這種系統(tǒng)的建設將使水資源的管理發(fā)生重大變革，也將帶來巨大的經(jīng)濟社會效益。當前在國際上，水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)，代表了水資源管理的現(xiàn)代方向。 一、水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的特點及技術要求 什么是“水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)”呢?這個系統(tǒng)是以信息技術為基礎，運用各種高新科技手段，對流域或地區(qū)的水資源及相關的大量信息進行實時采集、傳輸及管理；以現(xiàn)代水資源管理理論為基礎，以計算機技術為依托對流域或地區(qū)的水資源進行實時、優(yōu)化配置和調度；以遠程控制及自動化技術為依托對流域或地區(qū)的工程設施進行控制操作。 這種系統(tǒng)的主要特點是：對水資源進行實時監(jiān)

4、測。監(jiān)測的內容包括水量和水質。實時監(jiān)測的意義在于：只有掌握瞬時變化的水量信息，才能科學、準確地進行資源配置及調度；只有掌握瞬時變化的水質信息，才能對環(huán)境質量進行動態(tài)評價和有效監(jiān)督，也才有可能應對水污染突發(fā)事件，保證供水安全。這種系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)(gis)為框架，除了采集水資源信息外，還廣泛采集流域或地區(qū)內的氣象、墑情等自然信息，水利工程等基礎設施信息，經(jīng)濟與社會發(fā)展的基本信息以及需水部門的需水信息。它不同于以往的水資源監(jiān)測系統(tǒng)，僅僅具有監(jiān)測功能。這種系統(tǒng)更重要的功能是進行實時配置調度。它是在監(jiān)測的基礎上，以大量的綜合信息為基礎，采用現(xiàn)代水資源管理數(shù)學模型，為水資源的實時配置、調度提供決策支持

5、。這種模型勢必突破“就水論水”局限，體現(xiàn)經(jīng)濟與社會發(fā)展資源環(huán)境的協(xié)調統(tǒng)一，體現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用原則，體現(xiàn)“依法治水”的原則。這種系統(tǒng)應是高新技術的集成。系統(tǒng)的設置應充分吸收國際上最新技術，堅持高起點。它包括監(jiān)測技術、通信、網(wǎng)絡、數(shù)字化技術、遙感、地理信息系統(tǒng)(gis)、全球定位系統(tǒng)(gps)、計算機輔助決策支持系統(tǒng)、人工智能、遠程控制等先進技術。它的設置應是因地制宜的。針對不同流域、不同地區(qū)不同的經(jīng)濟發(fā)展水平及基礎設施狀況，水資源管理中不同的重點問題，水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的設置也應具有不同的特點。系統(tǒng)的設置還應與防洪調度指揮系統(tǒng)的建設相結合。 這種系統(tǒng)的技術要求是：以現(xiàn)代電子、信息、網(wǎng)絡技

6、術為基礎，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、實時傳輸和在線分析，有效地提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性和準確率，確保監(jiān)測信息的有效性。充分掌握所在地區(qū)水資源供需狀況，建立相應的資料庫和水量、水質模型、供需水模型及生態(tài)環(huán)境分析模型。供水方面包括：地表水、地下水、土壤水，主水、客水、污水回用等等，需水方面包括：生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水等。充分運用現(xiàn)代計算機和人工智能等技術進行高度技術集成，快速、高效、準確、客觀地分析處理大量監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)已建立的供需水模型和水環(huán)境分析模型等，動態(tài)生成水資源優(yōu)化配置、調配計劃等輔助決策方案。以綜合分析和輔助決策為基礎，實現(xiàn)對水資源的優(yōu)化配置、遠程控制和科學管理等，

7、即實現(xiàn)水資源調控的現(xiàn)代化。系統(tǒng)應具有很強的實用性和動態(tài)可擴展性，以滿足不同用戶的需求。二、水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的基本結構 水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)應具備水資源實時測、水資源實時預報、水資源實時調度和水資源實時管理等功能。其功能概要詳見圖1。系統(tǒng)的總體結構又可分解為以下主要部分：數(shù)據(jù)庫(包含圖形庫、圖像庫和cis系統(tǒng))，模型庫(包括方法庫)，知識庫，在線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，綜合信息管理子系統(tǒng)，綜合分析與決策支持子系統(tǒng)，實時控制管理子系統(tǒng)。其核心是綜合分析與決策支持子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫。其他各部分則為系統(tǒng)核心的補充、延展和支持。 系統(tǒng)總控目的是建立系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系、控制各庫和各子系統(tǒng)的

8、協(xié)調運行。在線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)提供相關水資源與水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動化采集和數(shù)據(jù)可靠性在線分析功能。其重點是對地表水和地下水(水量、水位、水質及水溫等)的實時動態(tài)監(jiān)測和監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動化采集、監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性的實時在線分析處理等。該子系統(tǒng)還應提供與各類監(jiān)測儀器銜接的數(shù)據(jù)采集接口，通過接口模塊動態(tài)收集監(jiān)測數(shù)據(jù)資料，確保存入數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測資料的有效性、完整性和可靠性。綜合信息管理子系統(tǒng)管理各種水資源水環(huán)境監(jiān)控項目的數(shù)據(jù)資料，具有監(jiān)測數(shù)據(jù)資料的輸入、存儲、整編、查詢與傳輸?shù)裙δ?，對水資源監(jiān)控數(shù)據(jù)資料進行綜合管理和處理。該子系統(tǒng)還應提供對綜合分析與決策支持子系統(tǒng)以及實時控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸

9、接口。 實時控制子系統(tǒng)主要完成兩個功能：一是將系統(tǒng)綜合分析與輔助決策的成果以實時報告(如水資源預報、水質分析公報、企業(yè)');企業(yè)排污超標警報、水資源調配建議方案等)和多媒體報警信號(如大屏幕指示、聲光警報等)的形式進行動態(tài)輸出，以供決策部門進行水資源配置和管理參考；二是將輸出指令直接作用于可控自動化水資源調配和控制設備(如給、排水閘門等)，通過有線/無線/遠程控制技術對系統(tǒng)所涉區(qū)域內的重點給、排水設備及重點控制工程進行遠距離的調節(jié)控制。 綜合分析與決策支持子系統(tǒng)對實時監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)信息進行綜合分析處理。其主要功能就是運用模型庫中的相應模型對監(jiān)測數(shù)據(jù)資料進行智能化的綜合分析，參照知識庫中

10、的專家知識和有關法律、法規(guī)、規(guī)程規(guī)范，形成水資源(包括水量、水質、水情和水環(huán)境等)動態(tài)狀況的分析成果；并根據(jù)分析成果，產(chǎn)生輔助決策報告或直接發(fā)布控制指令。系統(tǒng)還應專門設計有多庫協(xié)同器，進行各庫之間的協(xié)調。多庫協(xié)同器提供系統(tǒng)各庫的協(xié)同規(guī)劃、綜合調度、人機交互、資源共享、沖突仲裁和通信聯(lián)絡等處理功能。 綜合分析與決策支持子系統(tǒng)是本系統(tǒng)的技術核心，它將以國內外近年在水源、水環(huán)境和農(nóng)田水利等方面的科研成果為基礎，結合現(xiàn)代高新技術進行綜合開發(fā)，形成技術先進、功能完善、實用性強、又便于擴展和更新的具有決策支持能力的智能化綜合分析系統(tǒng)。(水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)布局如下圖所示)數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)運轉的基礎，準確高效

11、地收集和及時處理大量復雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)資料是整個系統(tǒng)設計和開發(fā)的重點。數(shù)據(jù)庫及綜合信息管理子系統(tǒng)是面向數(shù)據(jù)信息存儲和信息查詢的計算機軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫內容包括：水利工程檔案庫，監(jiān)測儀器特征庫，原始監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，整編監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測網(wǎng)站資料庫，人工巡視檢查資料庫，數(shù)據(jù)自動采集參數(shù)庫，模型輸入輸出數(shù)據(jù)庫，成果數(shù)據(jù)庫，實時控制日志數(shù)據(jù)庫等。圖形庫和圖像庫是數(shù)據(jù)庫的延展和補充。 模型庫及其管理子系統(tǒng)提供相應分析處理使用的處理模型和計算方法的例程庫。包括各種時態(tài)和空間模型、在線數(shù)據(jù)可靠性分析算法等。包括水情預報模型、水量評價模型、水量預測模型、水質評價模型、水質預測模型、水污染模型、需水模型、生態(tài)環(huán)境分

12、析模型、洪水演進及仿真模型、決策支持模型等等。 知識庫及其管理子系統(tǒng)是用于知識信息的存儲及其使用管理的計算機軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)的知識庫內容包括：各監(jiān)控項目的監(jiān)控指標，日常巡視檢查的評判標準，監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差限值，專業(yè)規(guī)律指標，專家知識經(jīng)驗，水利法律、法規(guī)，行業(yè)規(guī)程、規(guī)范的有關條款等。 三、水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的實施 水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個十分龐大又十分復雜的系統(tǒng)，具體實施過程中要堅持“總體設計，分步實施，試點示范，全面推開”的原則，并充分利用現(xiàn)有的防汛指揮系統(tǒng)、水文站網(wǎng)、水質監(jiān)測系統(tǒng)，形成新的網(wǎng)絡。 （軟件系統(tǒng)功能如下所示：）系統(tǒng)目標：     該系統(tǒng)適用于水務

13、部門對地下水、地表水的水量、水位和水質進行監(jiān)測，有助于水務局掌握本區(qū)域水資源現(xiàn)狀、水資源使用情況、加強水資源費回收力度、實現(xiàn)對水資源正確評價、合理調度及有效控制的目的。系統(tǒng)組成：監(jiān)控中心：主要硬件：服務器、數(shù)據(jù)專線、路由器等。    主要軟件：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、水資源實時監(jiān)控與管理系統(tǒng)軟件、防火墻軟件    通信網(wǎng)絡：中國移動公司GPRS無線網(wǎng)絡。     終端設備：水資源測控終端、無線抄表器。   測量設備：水表、流量計、水位計、雨量計、水質計等。系統(tǒng)功能：1.該系統(tǒng)由多個子

14、系統(tǒng)組成，可分別并入水資源信息化管理系統(tǒng)。 2.系統(tǒng)功能模塊化設計，滿足不同客戶需求。3.中心監(jiān)控與管理軟件采用B/S結構，支持局域網(wǎng)和INTERNET網(wǎng)上瀏覽、操作。4.操作者級別不同，系統(tǒng)授予的權限不同。5.被授權用戶可在網(wǎng)絡上查詢水量、水質、設備狀態(tài)、供電狀態(tài)等數(shù)據(jù)。6.系統(tǒng)支持遠程控制禁止/允許用水戶取水。7.系統(tǒng)支持自動控制禁止/允許用水戶取水。8.支持本公司水資源測控終端，兼容其他廠家測控終端。9.系統(tǒng)支持主動問詢和主動上報方式，上報時間間隔可設置。10.系統(tǒng)支持省、市、區(qū)縣三級管理模式。11.中心數(shù)據(jù)庫可存儲所有監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)。12.系統(tǒng)支持設備管理、收費管理、設備

15、參數(shù)遠程設置。13.系統(tǒng)支持GIS地理信息系統(tǒng)。14.系統(tǒng)支持IC卡售水和遠程充值。 15.系統(tǒng)預留與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。16.系統(tǒng)支持監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)的記錄、統(tǒng)計、分析、對比、輸出、打印。17.系統(tǒng)支持生成歷史數(shù)據(jù)曲線。18.測控終端支持多個監(jiān)控中心監(jiān)測。19.系統(tǒng)采用GPRS無線通信方式，支持其它通信方式。20.系統(tǒng)支持UDP、TCP/IP通信協(xié)議。21.系統(tǒng)軟件支持不同廠家生產(chǎn)的測控終端。22.測控終端支持不同廠家生產(chǎn)的脈沖水表、流量計、水質計、水位計等計量測量設備。23.測控終端具備現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示、遠程告警等功能。24.測控終端具備自動控制/遠程控制用水單

16、位禁止/允許取水功能。25.測控終端支持遠程維護。軟件主界面   軟件主界面     實時數(shù)據(jù)監(jiān)控界面            系統(tǒng)特點：  1.穩(wěn)定可靠：該系統(tǒng)專門為水務部門設計，專業(yè)性強，在全國已批量使用，具有很高的可靠性。  2.技術先進：該系統(tǒng)集計算機技術、軟件技術、IC卡技術、GPRS通信技術、測控技術、計量技術于一體，國內處于先進水平。  3.實用性強：水務部門可實時掌控本地區(qū)

17、水資源狀況，加強水資源費回收力度，合理調度使用水資源。  4.靈活性好：針對不同的需求選擇軟件功能模塊、測控終端、計量測量設備。終端選用：  1.遠程監(jiān)控自備井、取水泵站時，根據(jù)所監(jiān)測內容選配水資源測控終端；新建取水點推薦使用智能 水泵啟動柜。  2.只監(jiān)測水位、水質，現(xiàn)場有供電條件，選用水資源測控終端；無供電條件，加裝太陽能電池板和蓄電池，或采用電池供電無線抄表器。  3.只讀取流量信息，數(shù)據(jù)上報頻率要求高時選用水資源測控終端；上報頻率要求不高時選用電池供電無線抄表器。計量測量設備選用：  1.根據(jù)需要測量內容和投資計劃選用計量、測

18、量設備。  2.信號輸出建議使用：串口、脈沖、4-20mA標準型號。  3.現(xiàn)場無供電條件時，建議選用電池供電計量、測量備。                                                               系統(tǒng)功能：  1.該系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，可分別并入水資源信息化管理系統(tǒng)。  2.系統(tǒng)功能模塊化設計，模塊均可根據(jù)情況自定義,操作靈活可滿足不同水利部門的需求。四：結語總之，組織好項目的前期工作。要在組織系統(tǒng)內外的專家在國內外廣泛調研的基