德州市李家岸灌區信息化建設實踐

紀義勝，沈吉利，宋 宇

（德州市李家岸灌區管理局，山東 臨邑 251500）

為提升灌區管理水平，提高工作效率，德州市李家岸灌區在總結先進灌區信息化建設成功經驗的基礎上，按照統一規劃、分步實施的原則，2010年在地上總干渠5個測水站及局機關建設了水情管理系統和視頻監控系統。在此，梳理和總結灌區信息化建設的實踐經驗，供同行參考。

1 信息化建設概況

李家岸灌區信息系統包括信息采集、通信系統、數據庫建設、應用軟件幾個部分。在各站所建設信息分中心，管理局建設信息中心。

1.1 信息采集

在灌區所屬5個站所李家岸、譚屯、崔許、王寶、宮家、牛角店設立了水位采集點，采用非接觸式超聲波水位計采集總干渠水位，在譚屯、崔許、王寶、宮家、牛角店及局機關設立了6處視頻觀測點，監視建筑物的運行情況。

1.2 通信系統

分中心上網原來采用ADSL方式,中心采用百兆光纜。由于分中心到中心視頻傳輸存在較大延遲，經協商，現各分中心改為ADSL-VPN。

1.3 數據庫建設

參照《全國大型灌區基礎數據庫建設指南》，在5個管理分中心及信息中心建立了灌區實時水情數據庫。為避免停電、病毒等原因對灌區數據庫造成損害，確保信息化系統的正常運行，并由專人負責，對數據庫信息定時備份，異地存放。

1.4 應用軟件

水位、視頻信息在分中心處理后供本地查詢、管理并傳送到管理局信息中心。管理局信息中心設立水情服務器，在各科室計算機上安裝應用軟件，根據水位信息和總干渠水位流量曲線查詢實時流量，用面積包圍法計算時段過水量，使終端能夠實時仿真演示灌區水情，及時了解總干渠水位、流量、水量等運行情況，并對某些數據進行查詢、修改、刪除等處理，能夠輸出和打印報表，為灌區供水調度和安全管理提供及時準確的列表查詢和生動形象的地圖查詢。

視頻信息經各站所分中心傳送到管理局信息中心，實現管理局與各基層站所的視頻聯系，監控中心值班人員能夠實時、直接地了解和掌握各個被監控現場的實際情況，根據被監控現場發生的情況作出相應的反應和處理，從而實時有效地管理建筑物運行情況及站所值班情況。

2 存在問題及解決措施

2.1 水位采集

系統水位采集采用非接觸式超聲波水位計，超聲波存在方向性強、在介質中的揮發性較大、抗干擾能力差的特點，經過一段時間的使用,發現穩定性達不到要求。后期采用雷達液位計，配備數據采集主機和數據顯示終端，現場實時察看水情信息，無實時打印水位數據的功能。

2.2 規范算法

由于超聲波水位計水位數據分時間段采集，不一定能整點發送信息，造成報表中整點水位信息不能正常顯示。這種情況在報表中一般采用距離整點最近的數據作為整點數據在報表中顯示，但在計算全天平均水位時仍采用分時間段數據。

由于停水時，渠道中存在著一定的死水位，而這部分水量不再作為引水量計算，因此，應在每一個測水點計算出死水位作為停水水位，超過這一水位時系統自動啟動，小于這一水位時系統停止計數。所有數據采集點都停止計數后應用軟件界面上將實時水情系統隱藏起來，只顯示視頻信息，保證軟件界面整潔、美觀。

2.3 備用電源

由于夏天雷雨較多，室外設備常遭受雷擊，造成了較大損失。2011年在各分中心增加了防雷設備、穩壓設備。為預防意外情況給信息中心的數據庫造成損害，各信息中心最好采用ups及市電雙路供電，在管理局信息中心服務器前加設防火墻，并對服務器采用雙機熱備份和磁盤陣列技術，多層次增加數據的可靠性。

分中心由于需要帶動視頻設備，需要電量較大，這次在分中心沒有設置備用電源，在幾次突發性的停電中，終端應用程序數據顯示為零，來電后設備不能正常啟動，需要人工干預，造成了重大的數據計算錯誤。建議在分中心設大功率備用電源。如果不能設大功率備用電源，也需要對系統進行改進，來電后系統能夠自動啟動，停電時段終端應用程序數據顯示異常和能夠進行錯誤追蹤，對數據庫能夠進行手動補錄，以保持數據完整性、可靠性。視頻軟件等到視頻服務器正常供電后，軟件將自動連接服務器，同時恢復原來的播放及錄像狀態，而無須人工干預。

2.4 數據一致性

在信息中心及分中心分別建設數據庫，分中心數據庫用于緩沖數據，信息中心用來查詢，目前應用中還存在分中心數據與中心數據不一致的情況。建議對數據的管理放在分中心數據庫上，然后再與中心數據庫同步。也可以在中心數據庫上，分中心數據庫不用于數據查詢、報表等具體應用。

2.5 視頻傳輸

在ADSL-VPN建設中，出現了個別分中心視頻信號傳不過來的情況，經分析是兩個網段的MTU問題，協調電信部門修改了合適的MTU，但視頻傳輸速度依然不夠理想，終端視頻畫面延遲較大。

從長遠看，應建立主干線路及備份線路雙保險傳輸機制，傳輸文本數據可以采用ADSL-VPN、擴頻微波信道、公共GPRS線路之一為主干線，其余選擇一種作為備用線路，避免一種傳輸方式故障影響系統運行,從而保證網絡信道的可靠性。視頻傳輸建議采用專用光纜，目前，灌區自己架設光纜成本太大，因此，建議視頻信息暫時在管理分中心的幾個基層單位管理，隨著電信業務的發展，等條件成熟了租用電信部門的光纜傳輸圖像，再向管理局傳送。

3 建議

3.1 采集設備

水利信息采集設備大都安裝在野外，長期的風吹雨打和日曬,給設備造成較大損害，對設備的穩定性是一項考驗。但采集信息對設備的精確程度要求并不高，開發設備要充分考慮這些特點，開發耗電省、安全性高、經得起風吹日曬的產品。

3.2 數據的共建共享

隨著灌區信息化水平的提高,今后還將建立灌區基本數據庫、超文本數據庫、多媒體數據庫、工情數據庫，并進一步將這些信息和灌區辦公系統結合起來。對于可能用到各方面的數據，比如灌區水源—黃河的來水情況、灌區農作物需水情況、灌區降水情況等等，這些信息采集管理系統有的相關單位已經建好，要與相關部門協商，將有關數據共享，沒有必要重復建設。

3.3 統一標準，合理建設

李家岸灌區水利信息化建設尚處于起步階段，各建設單位對采用什么樣的設備、軟件，建設哪些內容，哪些單位有建設能力了解的不是很多，不同程度地存在著盲目建設、重復建設。建議總結各地信息化建設經驗，研究制定指導辦法，統一標準，科學指導灌區信息化建設。

一是統一公共軟件,包括操作系統、數據庫、中間件等。二是統一標準，為保證整個系統的安全、兼容和拓展，各功能模塊必須采用統一的技術標準，包括通信標準、網絡技術標準、安全標準等。三是統一模塊接口，系統中的各個功能模塊接口要統一、規范，以便系統的擴展和升級。

3.4 專業管理

信息化包括建設期和運行期，建設時期可聘請專業隊伍，但運行管理中必須培養自己的專業人才，并且保障必要的維護經費，建議成立專門的管理機構來指導和維護信息化系統，發揮信息化建設系統應有的經濟社會效益。