□薛紅勛（河南省水利科學(xué)研究院）

河南省山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)路線與系統(tǒng)架構(gòu)

□薛紅勛（河南省水利科學(xué)研究院）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，山丘區(qū)人口、財(cái)產(chǎn)和資產(chǎn)密度還將進(jìn)一步增長，山洪災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)程度和損失也將顯著增加，若不采取切實(shí)可行的防治措施，山洪災(zāi)害所造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失必將同步增長，其影響會(huì)愈來愈大。從國家宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢(shì)來看，“十二五”期間到2020年，國民經(jīng)濟(jì)將保持持續(xù)快速增長勢(shì)頭，實(shí)現(xiàn)翻兩番的目標(biāo)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將實(shí)施重大調(diào)整，城市化進(jìn)程將會(huì)進(jìn)一步加快，人民生活水平將會(huì)大幅度提高。全面建設(shè)小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)國家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的宏觀目標(biāo)，都對(duì)山洪災(zāi)害防治工作提出了新的要求。

山洪災(zāi)害；監(jiān)測(cè)預(yù)警；系統(tǒng)技術(shù)路線；系統(tǒng)架構(gòu)

1 系統(tǒng)總體技術(shù)路線

河南省、市、縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警及信息管理系統(tǒng)定位為河南省防汛抗旱業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，并與其他防汛抗旱業(yè)務(wù)系統(tǒng)互為補(bǔ)充，以進(jìn)一步完善防汛抗旱業(yè)務(wù)支撐的平臺(tái)構(gòu)架。通過對(duì)三級(jí)平臺(tái)的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)，保證各級(jí)平臺(tái)形成分工明晰、相互聯(lián)動(dòng)、相互支撐的整體；通過對(duì)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一布局，實(shí)現(xiàn)各級(jí)數(shù)據(jù)的整合和遷移、共享和同步以及備份。平臺(tái)功能規(guī)劃上突出實(shí)用性、專業(yè)性，充分利用當(dāng)前防汛、水文、氣象等部門在監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方面的最新成果，實(shí)現(xiàn)為形勢(shì)研判、預(yù)警提供更專業(yè)、科學(xué)的技術(shù)支撐，同時(shí)，對(duì)實(shí)時(shí)雨水情、工情、防汛基礎(chǔ)資料等進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，為防汛抗旱管理工作的信息化和規(guī)范化提供支持，進(jìn)一步提高全省防汛抗旱工作管理水平。

河南省、市、縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理及共享系統(tǒng)按“六個(gè)一”的總體設(shè)計(jì)思路，高要求、嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)。

根據(jù)河南省、市、縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警及信息管理系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際需要，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

1.1 擴(kuò)展性原則

軟件系統(tǒng)保證良好的可擴(kuò)展性，上線后因需求變更可能存在的功能擴(kuò)充，方便系統(tǒng)之間的銜接。

基于服務(wù)組件的擴(kuò)展性，可迭代開發(fā)基礎(chǔ)組件和服務(wù)組件復(fù)合體。平臺(tái)開發(fā)技術(shù)層次清晰并可擴(kuò)展。平臺(tái)提供豐富穩(wěn)定的基礎(chǔ)API和基礎(chǔ)組件庫。

1.2 成熟性原則

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)采用的各種模式、方法、工具、技術(shù)等各方面，應(yīng)選用主流的、成熟可靠的、被廣泛認(rèn)可的產(chǎn)品和方法，確保系統(tǒng)的成熟穩(wěn)定性。

1.3 可用性原則

軟件系統(tǒng)需要充分考慮到人機(jī)交互的便利性設(shè)計(jì)?；诹鞒炭梢暬脑O(shè)計(jì)，使用者通過簡(jiǎn)單的拖拽和連線的操作即可完成對(duì)業(yè)務(wù)邏輯的表達(dá)；代碼的智能提示、組件向?qū)?、快捷方式使開發(fā)更加容易。

1.4 高性能原則

軟件系統(tǒng)應(yīng)具備高穩(wěn)定性，可穩(wěn)定高效地處理大數(shù)據(jù)量的業(yè)務(wù)。

性能應(yīng)該綜合考慮對(duì)硬件資源的合理利用，各種系統(tǒng)軟件的選型和配置、維護(hù)，軟件底層架構(gòu)的合理設(shè)計(jì)等方面的因素。

“一張表”：即統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一接口、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集?！耙粡埦W(wǎng)”：通過三網(wǎng)融合、連通水利部、黃河水利委員會(huì)、海河水利委員會(huì)、長江水利委員會(huì)和淮委水利委員會(huì)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸。“一個(gè)庫”：對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，合理分布，既滿足信息共享的要求，又適應(yīng)分級(jí)管理要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)三級(jí)管理、共建共用、充分共享?！耙粡垐D”：充分利用山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目的工作底圖。“一平臺(tái)”：實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的統(tǒng)一搭建，統(tǒng)一支撐?！耙粡埬槨保航y(tǒng)一規(guī)劃，按照使用對(duì)象進(jìn)行分類，并整合現(xiàn)有系統(tǒng)。以省、市、縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理系統(tǒng)作為河南省防汛抗旱管理工作的業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，以移動(dòng)巡查系統(tǒng)作為移動(dòng)巡查、值守平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)同類平臺(tái)的風(fēng)格一致。

2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

目前，河南省已經(jīng)建設(shè)了省、市、縣三級(jí)水利寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，上聯(lián)水利部、黃河水利委員會(huì)、海河水利委員會(huì)、長江水利委員會(huì)和淮委水利委員會(huì)；下聯(lián)省水利信息中心、省水科院和全省18個(gè)市水利局、14個(gè)市水文局、10座大型水庫、4個(gè)大型水管單位以及134個(gè)縣（市、區(qū)）水利部門，并利用DSL-VPN技術(shù)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立起全省VPN通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

省級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理系統(tǒng)、信息共享系統(tǒng)（省節(jié)點(diǎn)）和省級(jí)移動(dòng)巡查設(shè)備服務(wù)平臺(tái)都需要部署在省水利廳網(wǎng)絡(luò)的DMZ區(qū)，并且在網(wǎng)絡(luò)上可以與、省級(jí)預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)、省級(jí)預(yù)警短信平臺(tái)、省級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

由于需要實(shí)現(xiàn)省、市、縣三級(jí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享，因此，需要省、市、縣三級(jí)平臺(tái)所部署的網(wǎng)絡(luò)均能互聯(lián)互通，彼此能訪問到指定的某個(gè)固定IP地址的服務(wù)器。此外，縣、市級(jí)平臺(tái)還需要確保能訪問省級(jí)預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)接口。此外，省級(jí)移動(dòng)巡查設(shè)備服務(wù)平臺(tái)所部署的服務(wù)器需要映射到公網(wǎng)，只有這樣移動(dòng)端的用戶才能通過公網(wǎng)訪問到這2個(gè)系統(tǒng)。

3 三級(jí)平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)

按照全國山洪災(zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目建設(shè)的總體部署，在滿足山洪災(zāi)害防御工作需要的同時(shí)，整合防汛抗旱指揮、業(yè)務(wù)等系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)部署，實(shí)現(xiàn)中央、省、市、縣監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)互聯(lián)互通，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享軟件實(shí)現(xiàn)各級(jí)平臺(tái)與氣象、水文等部門信息共享。項(xiàng)目部署在河南省、12個(gè)市和5個(gè)推廣城市，及79個(gè)項(xiàng)目縣。

4 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

省、市、縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警及信息管理系統(tǒng)是全國山洪災(zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目建設(shè)的重要內(nèi)容，系統(tǒng)從技術(shù)實(shí)現(xiàn)和提供服務(wù)的角度，其總體架構(gòu)可劃分為7個(gè)層次和2個(gè)體系，7個(gè)層次分別是：采集傳輸層、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層、硬件設(shè)備層、數(shù)據(jù)資源層、應(yīng)用支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層；2個(gè)體系分別是：安全性保障體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

4.1 應(yīng)用交互層

三級(jí)應(yīng)用交互層是直接與用戶交互的層面，提供三級(jí)應(yīng)用交互。按照使用對(duì)象進(jìn)行分類，包括省級(jí)用戶、地市級(jí)用戶和縣級(jí)用戶，以山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理系統(tǒng)作為河南省防汛抗旱管理工作的業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，以移動(dòng)巡查系統(tǒng)作為移動(dòng)巡查、值守平臺(tái)，為防汛抗旱管理提供全面支撐。

4.2 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要指業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，主要用于將采集到的信息進(jìn)行各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，提供統(tǒng)一的用戶界面，也是整個(gè)系統(tǒng)的展示層。河南省市縣三級(jí)山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理及共享系統(tǒng)，是在全面對(duì)汛情實(shí)時(shí)監(jiān)視的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化形勢(shì)研判和預(yù)警的技術(shù)支撐，形成省、市、縣三級(jí)聯(lián)動(dòng)的平臺(tái)，主要包括省級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、地市級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、縣級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和省級(jí)山洪災(zāi)害預(yù)警移動(dòng)巡查平臺(tái)。

4.3 應(yīng)用支撐層

應(yīng)用支撐層提供統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境。為河南省市縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理及共享系統(tǒng)建設(shè)提供通用的應(yīng)用服務(wù)和集成服務(wù)，為資源整合和信息共享提供運(yùn)行平臺(tái)。主要由各類商用支撐軟件和開發(fā)類通用支撐軟件共同組成。

4.4 數(shù)據(jù)資源層

數(shù)據(jù)資源層是系統(tǒng)信息匯集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理的基礎(chǔ)。建設(shè)河南省山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理及共享系統(tǒng)三級(jí)平臺(tái)綜合數(shù)據(jù)庫，建成山洪及相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理平臺(tái)，為山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理提供數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)挖掘等各項(xiàng)數(shù)據(jù)管理服務(wù)。

4.5 硬件設(shè)備層

硬件基礎(chǔ)設(shè)施為河南省市縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理及共享系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的硬件支撐環(huán)境，包括支撐各類應(yīng)用運(yùn)行和各類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的服務(wù)器、存儲(chǔ)、備份、顯示及機(jī)房環(huán)境等。山洪災(zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目建設(shè)中，省、市、縣均按照大綱的基本要求配備有相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器等，為河南省、市、縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)提供了基礎(chǔ)的軟硬件支撐環(huán)境。

4.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層

河南省、市、縣三級(jí)防汛專用寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建成，統(tǒng)一分配了地址段，并已與當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相互聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)了三網(wǎng)融合，并連接了水利部、黃河水利委員會(huì)、海河水利委員會(huì)、長江水利委員會(huì)和淮委水利委員會(huì)網(wǎng)絡(luò)。河南省防汛指揮中心與氣象部門網(wǎng)絡(luò)有專線連接，與河南省水文部門處于同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，與國土等其他相關(guān)部門目前通過互聯(lián)網(wǎng)交換資料。

4.7 采集傳輸層

采集傳輸層是省、市、縣三級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理及共享系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源基礎(chǔ)。負(fù)責(zé)采集、傳輸各類山洪及相關(guān)信息，信息采集方式可包括：自動(dòng)采集、人工采集、在線交換和離線交換等。內(nèi)容主要包括水雨情采集、工情信息、災(zāi)情信息等。

5 結(jié)語

通過建設(shè)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)省、市、縣三級(jí)平臺(tái)之間的預(yù)警數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)匯集共享系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三級(jí)數(shù)據(jù)的匯集與交換的互聯(lián)互通，可使各級(jí)防汛指揮部門及時(shí)掌握水、雨、工情信息，從而迅速科學(xué)地做出決策，及時(shí)實(shí)施科學(xué)合理的防洪搶險(xiǎn)調(diào)度指揮，將洪澇災(zāi)害損失降到最低限度。

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1673-8853（2016）12-20-02

；2016-10-12

（責(zé)任編輯：符 蕾）

薛紅勛（1982—），男，工程師，主要從事全省防汛工作。