自动化监控系统在水利工程的应用

 随着经济社会飞速发展，水利工程的地位越来越重要，但水利工程是一个庞大和复杂的系统工程，对水利工程的管理应该贯穿水利工程整个生命周期。随着现代通信、网络、计算机技术和人工智能的发展，建立基于Web的自动化监控系统，为及时分析监测数据、实时评判水利工程建筑物的安全状态，提供了一种好的解决方法。这种利用远程网络技术对处于异地的对象实施监测和处理自动化采集的系统，可进行观测数据采集、分析判别、预警报警，制作各类统计报表，数据通信（计算机网络），数据记录存储（数据库），系统的远程操作和维护等。以公共基础地理和水利工程业务数据为基础，通过综合运用GIS、服务融合等技术手段，对多时空水利数据进行综合管理、分析，并提供标准服务接口，为水利业务应用系统的提供功能和服务共享，并以此为基础，通过软件分析功能，辅助进行科学管理和决策，实现实时信息汇总、分析、统计等功能，提高水利工程管理现代化、科学化、自动化水平。

一、基于Web的自动化监控系统

Internet自诞生以来，在短短的十几年间，已经从一种简单的数字传输数据的方式发展成为一个巨大的产业，Internet也为分析和解决地理问题提供了绝佳的通信环境。通过Internet可以在地球的任何地方方便经济快速地获取和传输地理数据。GIS所强调的正是在Internet上发布地理数据，正如用户可以在其他网站上获取数据一样。由于地理数据在Internet上具有很大的自由度和移动性，从而最终能够在许多领域解决许多实际问题，如信息管理等。基于Web的自动化监控系统采用国际流行的三层体系结构，将表现层、逻辑层、数据层三层分离，在GIS平台层面上实现数据有效管理和各种功能的实现。

二、在芜湖水利工程建设管理中的应用

1.系统简介芜湖市各县区分布范围广，水利工程项目众多，生命周期长，采用人工信息采集和对其进行管理并监测状态具有相当的难度。随着水利现代化的飞速发展，对水利工程自动化、信息化管理的要求也越来越高，因此采用自动化监控系统管理水利工程也显得尤为重要，大大减轻了数据采集和监控管理的工作量。本文主要介绍芜湖市水利建设管理综合信息系统，这种自动化监控系统是通过Web连接起来的一个分布式监测和集中型控制系统，它可以将大量的监测数据集中到控制中心进行统一管理、控制和评价，突破了地域限制，实现了远程监测，在线浏览监测数据并实现交互处理，实现了“移动的是数据而不是人”，从而节约了时间并降低了费用。基于Internet的信息管理系统功能强大，信息共享的方式多样，内容更新迅速，提供Web浏览、信息查询、辅助决策和网络预警的功能，并且支持数据、图形等信息的传播。GIS平台技术是水利建设管理综合信息系统的一个重要工具，通过GIS平台可以展现各类水利工程分布，直观展现水利工程的各项信息，实时双向监控项目建设。大范围的共享诊断资源，形成丰富的评判知识库和评判数据库，可实现多专家和多系统的远程协作诊断，从许多方面增强或扩展了其实时评判功能，提高了评判效率，提高了诊断的准确性和可靠性，避免了由于评判不及时而造成巨大经济和生命财产损失。正是由于具有如上这些功能，因此，总结芜湖市水利建设综合信息系统具有如下特点：信息共享和兼容；信息存储和挖掘；信息可视化；信息远程发布；先进性；实用性；可靠性；分布性和开放性；可维护性和可扩展性；经济性等。

2.芜湖市水利建设综合信息系统的架构（1）基础设施层。基础设施层是水利建设管理综合信息系统的运行环境，包括应用服务器、数据库服务器、工作站、数据库管理系统、操作系统、GIS系统等基础软硬件产品。

（2）计算机网络层。计算机网络层是各种业务的运行平台，为各级管理机构之间数据、图像等各种信息提供高速可靠的传输通道。主要依托水利政务内网和水利政务外网，其中，政务内网是与因特网物理隔离的涉密网络；政务外网是与因特网逻辑隔离的非涉密网络。（3）数据资源层。数据资源层是对数据存储体系进行统一管理，主要包括数据库维护管理、数据汇集交换平台等部分，并对元数据库、防洪工程数据库、空间数据库、业务数据库、基础数据库、多媒体数据库等数据进行存储与管理。

（4）应用支撑层。应用支撑层提供统一的技术架构和运行环境，为应用系统建设提供通用应用服务和集成服务，为资源整合和信息共享提供运行平台。主要由各类商用支撑软件和开发类通用支撑软件共同组成。

（5）业务应用层。业务应用层是综合运用联机事务处理技术、组件技术、地理信息系统（GIS）、决策支持系统（DSS）等高新技术，与水利工程专项业务相结合，构建的先进、科学、高效、实用的水利建设管理综合信息系统。主要由空间服务系统、水情查询系统、移动巡检系统、工情管理系统、视频监控系统、项目管理系统、档案管理系统、综合业务管理系统组成。

（6）应用交互层。应用交互层是直接与用户交互的层面，主要内容是内网统一用户，面向业务人员提供应用系统的统一访问入口。

（7）标准规范体系。标准规范体系是支撑芜湖市水利建设管理综合信息系统建设和运行的基础，是实现应用协同和信息共享的需要，是节省项目建设成本、提高项目建设效率的需要，是系统不断扩充、持续改进和版本升级的需要。

（8）安全保障体系。安全保障体系是保障系统安全应用的基础，包括物理安全、网络安全、信息安全及安全管理等。

3.系统功能芜湖市水利建设管理综合信息系统具有如下功能：

（1）系统安全模块：接收用户登录信息，通过电子身份认证，按照用户不同的使用权限进入不同的系统界面，向用户提供不同的操作功能，同时对每个管理用户的所有数据库操作、系统软件操作、登录情况进行记录。

（2）数据采集模块：通过计算机网络方式，实现监测数据的实时采集、传输和储存并且及时更新。

（3）在客户端实现基本的图形操作：如漫游、缩放、全景以及动态调整图形信息疏密，能够定位对象、显示图元、显示导航窗口。

（4）数据检索模块：通过GIS界面，选择各种数据库的字段，检索查询、分类汇总实时监测监控数据和历史数据，同时，具备查询各种统计结果的功能。

（5）自动报警模块：能够根据指标的状态自动判别是否报警，并且报警后有默认的自动处理方式和事先设置的处理方式。

（6）数据库管理模块：能够导入导出、储存和维护每个监测、监控点的基本情况，具有日志管理。

（7）信息发布模块：通过Web服务器发布，定制局领导和工作人员两个不同的功能、权限；自动生成Web网页，在市政务信息网和公众网自动发布监测信息。

（8）帮助功能：对于系统的操作问题，有相关的帮助主题和提示。管理者可以通过浏览器输入IP地址或远程手机登录芜湖市水利建设管理综合信息系统，及时了解水资源各监测点的状态，作出正确决策。客户是通过Web服务器与一个或多个空间服务器进行通讯的，空间服务器响应客户端需要数据的请求，生成要素再通过中间件传递给客户端。中间件管理客户端和服务器端之间的数据，以达到最佳效率与传输速度，在多用户提交同一请求时，就不需提交相同的请求给服务器，而是直接将执行的结果传递给客户端，从而减小了服务器的压力，并且可以迅速返馈用户的需求，使用户不需等待太长时间，同时支持多用户的并发操作。

三、结论

水利工程建设完成后，对水利工程的日常管理则至关重要，只有在日常管理中掌握、分析、利用这些信息，才能保证水利工程安全运行，发挥其应有作用。自动化监控系统是水利现代化发展的必由之路，通过GIS提供的可视化平台显示各测点的实时状态，对水利工程整个生命周期进行实时监控，并将各监测点的状态信息保存到中心数据库进行统一管理，用户可以对信息进行分析利用，从而能更加及时、准确、有效地评判水利工程实时状况，做出正确决策。自动化监控系统极大地提高了芜湖市水利工程建设管理工作效率，提升了管理决策水平和水利现代化水平。