雷昌友　高明　原松

摘 要：針對老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心水資源自動監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀及運行維護(hù)存在的問題，提出由應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層3個體系組成的智慧運行維護(hù)方案，并明確方案設(shè)計目標(biāo)、總體框架以及具體設(shè)計內(nèi)容。研究成果有助于提高老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心水資源自動監(jiān)測工作的效率和效能。

關(guān)鍵詞：老撾數(shù)據(jù)中心;智慧運行;運行維護(hù)管理平臺;水資源

中圖法分類號：P337;TV213.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心水資源自動監(jiān)測系統(tǒng)按照中國的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范統(tǒng)一建設(shè)，建成了51個水資源自動監(jiān)測站自動采集與傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)了信息自動采集傳輸和互聯(lián)互通，提升了老撾水雨情監(jiān)測預(yù)報預(yù)警能力和水平，為老撾防汛抗旱減災(zāi)、水資源綜合利用提供了決策支持與技術(shù)保障。目前對于水資源自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護(hù)方案的研究，由于不同國家、不同區(qū)域的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和要求不同，其運行維護(hù)方案不具備通用性。針對老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心水資源自動監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題，提出由數(shù)據(jù)層、服務(wù)層及應(yīng)用層3個體系組成的智慧化運行維護(hù)方案，提高水資源自動監(jiān)測工作的效率和效能。

1? 現(xiàn)狀及存在問題

1.1? 水資源自動監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀

長江水利委員會水文局（簡稱“長江委水文局”）援建的老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心示范建設(shè)項目已落地，瀾滄江—湄公河流域水資源規(guī)劃支撐數(shù)據(jù)和信息管理項目、老撾水文信息監(jiān)測與傳輸技術(shù)示范建設(shè)項目、老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心運維分中心建設(shè)已相繼通過審批。老撾萬象數(shù)據(jù)中心是水資源數(shù)據(jù)正常收集的基礎(chǔ)保障。

1.2? 系統(tǒng)運行維護(hù)存在的問題

（1）目前僅有一個老撾萬象數(shù)據(jù)中心，51個水資源自動監(jiān)測分布在老撾北部、中部和南部，站點線長面廣，整個系統(tǒng)運行維護(hù)管理工作由老撾氣象水文司承擔(dān)，存在時效性較低，人力資源不足和維護(hù)成本偏高等問題。

（2）缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用架構(gòu)，信息資源共享困難。氣象和水文歷史資料、實時收集的數(shù)據(jù)和水資源數(shù)據(jù)信息中心數(shù)據(jù)等尚未全部納入數(shù)據(jù)中心。

（3）缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源環(huán)境。目前尚未建立集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源環(huán)境，導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲的實體安全保障系數(shù)低，不同程度地存在著安全隱患，數(shù)據(jù)難以有效地開發(fā)利用，不能很好地提供水文數(shù)據(jù)服務(wù)。

（4）歷史和實時數(shù)據(jù)及資料未全部電子化，難以為氣象水文司日常工作提供數(shù)據(jù)支撐。

（5）現(xiàn)有硬件資源比較分散，需要將分散部署的硬件和系統(tǒng)資源逐步集中，搭建統(tǒng)一的云計算平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件資源統(tǒng)一分配和共享、增強(qiáng)應(yīng)用服務(wù)和計算能力。

（6）現(xiàn)有信息安全防護(hù)體系偏低，局限于網(wǎng)絡(luò)邊界防護(hù)，需要加強(qiáng)信息安全防御、安全管理和運行維護(hù)，建設(shè)本地和異地災(zāi)備中心。

2? 系統(tǒng)智慧化運行維護(hù)方案設(shè)計

2.1? 設(shè)計目標(biāo)

隨著老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心示范建設(shè)項目建設(shè)完成，用于老撾境內(nèi)水情監(jiān)測站的水雨情數(shù)據(jù)收集及流量站的在線測流系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)也已建成。為更好地服務(wù)老撾防汛抗旱、水資源管理，利用先進(jìn)的高性能計算機(jī)、數(shù)據(jù)倉庫、地理信息、大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代信息技術(shù)，基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，建成實用、先進(jìn)、安全、可靠并且集水文數(shù)據(jù)存儲、管理、交換、服務(wù)等功能為一體的老撾水文數(shù)據(jù)中心。通過整合、補充和完善，建立統(tǒng)一的水文數(shù)據(jù)資源環(huán)境和共享交換體系，集中存儲老撾水文有監(jiān)測記錄以來的全部水文監(jiān)測數(shù)據(jù)，建成支持老撾水文業(yè)務(wù)應(yīng)用和其他政府部門信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的水文數(shù)據(jù)中心。

水文數(shù)據(jù)中心計劃建設(shè)氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、氣象水文數(shù)據(jù)錄入和管理系統(tǒng)、老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心運行維護(hù)管理平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)診斷等功能。

2.2? 總體框架

利用中間件技術(shù)、數(shù)字地理信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)存取和處理技術(shù)，采用綜合集成的方法，構(gòu)建一個面向服務(wù)的老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心智慧化運行維護(hù)平臺的設(shè)計總體框架。該系統(tǒng)充分整合數(shù)據(jù)和信息資源，實現(xiàn)“資源物理集中、業(yè)務(wù)整合集成”的集中式協(xié)同應(yīng)用，采用統(tǒng)一架構(gòu)，整合已建系統(tǒng)與待建系統(tǒng)，基于統(tǒng)一信息門戶綜合集成應(yīng)用。

總體框架分為應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層。采用開放式的設(shè)計理念，整合水文、氣象、空間地理數(shù)據(jù)及各種資源，建成一套綜合系統(tǒng)運行維護(hù)管理平臺。總體功能架構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)各層次的主要功能如下：

（1）應(yīng)用層。直接面向用戶提供應(yīng)用功能。業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊主要包括氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫管理、氣象水文數(shù)據(jù)錄入和管理、水資源信息數(shù)據(jù)中心運行維護(hù)管理等功能。

（2）服務(wù)層。提供所有的信息查詢接口以及數(shù)據(jù)計算服務(wù)，業(yè)務(wù)功能包括各類信息的統(tǒng)計分析、GIS服務(wù)以及模型計算。

（3）數(shù)據(jù)層。為了加快數(shù)據(jù)庫的訪問速度，通過連接池的方式優(yōu)化數(shù)據(jù)庫連接速度，并采用前端緩存加快數(shù)據(jù)庫的讀取速度。

（4）信息安全。用戶通過個人用戶名密碼登錄系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的安全性。

2.3? 主要設(shè)計內(nèi)容

2.3.1? 氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是將氣象水文司的氣象和水文歷史資料、實時收集的數(shù)據(jù)和水資源數(shù)據(jù)信息中心數(shù)據(jù)等全部納入該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，為老撾防汛抗旱、水資源管理提供數(shù)據(jù)支撐。

氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫建立、導(dǎo)入、導(dǎo)出、備份、維護(hù)等5個功能模塊。其系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫用于存儲氣象水文司的氣象和水文歷史資料、實時收集的數(shù)據(jù)和水資源數(shù)據(jù)信息中心數(shù)據(jù)等，為水資源信息展示查詢提供支撐。

氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分，是對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的系統(tǒng)軟件。用戶在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一切操作，包括數(shù)據(jù)定義、查詢、更新及各種控制都通過該系統(tǒng)進(jìn)行。

管理系統(tǒng)就是把用戶意義下的抽象邏輯數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換成計算機(jī)中的具體的物理數(shù)據(jù)的處理軟件。系統(tǒng)功能包括：數(shù)據(jù)庫建立功能，即建立氣象水文綜合數(shù)據(jù)庫及表結(jié)構(gòu);數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，即初始數(shù)據(jù)裝入及增量數(shù)據(jù)導(dǎo)入;數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，即按需導(dǎo)出數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)庫備份功能，即數(shù)據(jù)庫備份;數(shù)據(jù)庫維護(hù)功能，即數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)、重組織與重構(gòu)造、系統(tǒng)性能監(jiān)視與分析等。

2.3.2? 氣象水文錄入和管理系統(tǒng)

建設(shè)氣象水文數(shù)據(jù)錄入和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)歷史和實時數(shù)據(jù)及資料的錄入和管理，將現(xiàn)有資料全部電子化，為氣象水文司日常工作提供數(shù)據(jù)支撐。

氣象水文數(shù)據(jù)錄入和管理系統(tǒng)主要包括氣象水文司歷史和實時數(shù)據(jù)維護(hù)、人工資料數(shù)據(jù)錄入兩個功能模塊。

2.3.3? 運行維護(hù)管理平臺系統(tǒng)

建設(shè)水資源信息數(shù)據(jù)中心運行維護(hù)管理平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)診斷等功能。

考慮到水資源信息數(shù)據(jù)中心運行維護(hù)的便利性，運行維護(hù)管理平臺系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，實現(xiàn)實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

運行維護(hù)管理平臺系統(tǒng)分為預(yù)警監(jiān)控模塊、綜合查詢模塊、統(tǒng)計分析模塊、系統(tǒng)運維模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲模塊以及系統(tǒng)設(shè)置模塊，提供專業(yè)化的數(shù)據(jù)顯示和統(tǒng)計分析，通過權(quán)限管理實現(xiàn)用戶對各自負(fù)責(zé)站點的重點監(jiān)控。其系統(tǒng)功能模塊如圖3所示。

（1）預(yù)警監(jiān)控模塊。使用GIS圖顯示站點位置，顯示站點實時數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控站點數(shù)據(jù)報警，報警站點在GIS圖上以閃爍方式顯示，同時以表格形式通知用戶，支持分級閃爍方式，支持聲音和事件報警。

（2）綜合查詢模塊。以圖表形式查詢水情、雨情和工情信息;支持水情、雨情和工情等信息圖表查詢，支持分級方式查詢，支持多數(shù)據(jù)庫查詢模式，支持雨情自定義查詢。

（3）統(tǒng)計分析模塊。各類型統(tǒng)計報表，支持導(dǎo)入EXCEL等格式;支持各類型水雨情報表查詢，支持暢通率報表查詢，報表能輸出成EXCEL等格式。

（4）系統(tǒng)運維模塊。實現(xiàn)系統(tǒng)運維，實時監(jiān)控各監(jiān)測站點狀態(tài)，遠(yuǎn)程對自動監(jiān)測站編程，遠(yuǎn)程批量傳輸數(shù)據(jù)。

（5）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲模塊。實時監(jiān)控信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)報汛狀態(tài)，配置數(shù)據(jù)報汛站點信息。支持查詢報汛數(shù)據(jù)錯誤信息，支持對錯誤報汛數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后補發(fā)。

（6）系統(tǒng)設(shè)置模塊。管理系統(tǒng)用戶及站點信息，包括用戶管理和站點信息管理功能。根據(jù)實際工作需要對用戶權(quán)限進(jìn)行劃分，實現(xiàn)用戶分級管理，支持對系統(tǒng)站點信息進(jìn)行維護(hù)和增、刪、改、查等操作。

3? 結(jié)語

老撾國家水資源信息數(shù)據(jù)中心運行維護(hù)管理平臺中自動監(jiān)測監(jiān)視、故障在線追蹤、智能方案決策處置、安全維護(hù)操作等功能，為老撾水資源數(shù)據(jù)及時性和準(zhǔn)確性提供了重要的技術(shù)支撐，實現(xiàn)了水資源測報數(shù)據(jù)可視化及智慧化的綜合管理。

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Research and Design of Intelligent Operation and Maintenance Scheme for Laos National Water Resources Information Data Center

Lei Changyou，Gao Ming，Yuan Song

（Bureau of Hydrology，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan? 430010 ，China）

Abstract：The water resources automatic monitoring system in Laos national water resources information data center sees many problems in its operation and maintenance. In view of this，an intelligent operation and maintenance scheme which is composed of application layer，business layer and data layer is designed. The design target，overall framework and specific design contents of the scheme are defined. The research is conducive to improving the efficiency and effectiveness of water resources automatic monitoring work of Laos national water resources information data center.

Key words：Laos data center;intelligent operation; operation and maintenance management platform ; water resources

收稿日期：2021-09-06

基金項目：中國—東盟海上合作基金瀾滄江—湄公河水資源合作項目

作者簡介：雷昌友，女，高級工程師，碩士，長期從事水文自動測報相關(guān)工作。E-mail：305355933@qq.com