河南省山洪災害監測預警系統技術路線與系統架構

□薛紅勛（河南省水利科學研究院）

河南省山洪災害監測預警系統技術路線與系統架構

□薛紅勛（河南省水利科學研究院）

隨著經濟社會的發展，山丘區人口、財產和資產密度還將進一步增長，山洪災害的風險程度和損失也將顯著增加，若不采取切實可行的防治措施，山洪災害所造成的人員傷亡和經濟損失必將同步增長，其影響會愈來愈大。從國家宏觀經濟發展的形勢來看，“十二五”期間到2020年，國民經濟將保持持續快速增長勢頭，實現翻兩番的目標，產業結構將實施重大調整，城市化進程將會進一步加快，人民生活水平將會大幅度提高。全面建設小康社會，實現國家經濟、社會和環境協調發展的宏觀目標，都對山洪災害防治工作提出了新的要求。

山洪災害；監測預警；系統技術路線；系統架構

1 系統總體技術路線

河南省、市、縣三級山洪災害監測預警及信息管理系統定位為河南省防汛抗旱業務支撐平臺，并與其他防汛抗旱業務系統互為補充，以進一步完善防汛抗旱業務支撐的平臺構架。通過對三級平臺的統一規劃、統一標準、統一建設，保證各級平臺形成分工明晰、相互聯動、相互支撐的整體；通過對數據庫的統一布局，實現各級數據的整合和遷移、共享和同步以及備份。平臺功能規劃上突出實用性、專業性，充分利用當前防汛、水文、氣象等部門在監測預報方面的最新成果，實現為形勢研判、預警提供更專業、科學的技術支撐，同時，對實時雨水情、工情、防汛基礎資料等進行動態管理，為防汛抗旱管理工作的信息化和規范化提供支持，進一步提高全省防汛抗旱工作管理水平。

河南省、市、縣三級山洪災害監測預警信息管理及共享系統按“六個一”的總體設計思路，高要求、嚴標準，統一標準、統一規劃、統一建設。

根據河南省、市、縣三級山洪災害監測預警及信息管理系統建設的實際需要，系統設計應遵循以下原則：

1.1 擴展性原則

軟件系統保證良好的可擴展性，上線后因需求變更可能存在的功能擴充，方便系統之間的銜接。

基于服務組件的擴展性，可迭代開發基礎組件和服務組件復合體。平臺開發技術層次清晰并可擴展。平臺提供豐富穩定的基礎API和基礎組件庫。

1.2 成熟性原則

軟件系統設計和開發采用的各種模式、方法、工具、技術等各方面，應選用主流的、成熟可靠的、被廣泛認可的產品和方法，確保系統的成熟穩定性。

1.3 可用性原則

軟件系統需要充分考慮到人機交互的便利性設計。基于流程可視化的設計，使用者通過簡單的拖拽和連線的操作即可完成對業務邏輯的表達；代碼的智能提示、組件向導、快捷方式使開發更加容易。

1.4 高性能原則

軟件系統應具備高穩定性，可穩定高效地處理大數據量的業務。

性能應該綜合考慮對硬件資源的合理利用，各種系統軟件的選型和配置、維護，軟件底層架構的合理設計等方面的因素。

“一張表”：即統一標準、統一接口、實現數據的統一采集。“一張網”：通過三網融合、連通水利部、黃河水利委員會、海河水利委員會、長江水利委員會和淮委水利委員會網絡，實現數據統一傳輸。“一個庫”：對數據庫進行總體設計，合理分布，既滿足信息共享的要求，又適應分級管理要求，實現數據三級管理、共建共用、充分共享。“一張圖”：充分利用山洪災害調查評價項目的工作底圖。“一平臺”：實現應用的統一搭建，統一支撐。“一張臉”：統一規劃，按照使用對象進行分類，并整合現有系統。以省、市、縣三級山洪災害監測預警信息管理系統作為河南省防汛抗旱管理工作的業務支撐平臺，以移動巡查系統作為移動巡查、值守平臺，實現各級同類平臺的風格一致。

2 網絡架構設計

目前，河南省已經建設了省、市、縣三級水利寬帶計算機網絡，上聯水利部、黃河水利委員會、海河水利委員會、長江水利委員會和淮委水利委員會；下聯省水利信息中心、省水科院和全省18個市水利局、14個市水文局、10座大型水庫、4個大型水管單位以及134個縣（市、區）水利部門，并利用DSL-VPN技術在鄉鎮建立起全省VPN通信網絡系統。

省級山洪災害監測預警信息管理系統、信息共享系統（省節點）和省級移動巡查設備服務平臺都需要部署在省水利廳網絡的DMZ區，并且在網絡上可以與、省級預警信息發布平臺、省級預警短信平臺、省級山洪災害監測預警設備運行管理系統實現互聯互通。

由于需要實現省、市、縣三級平臺的數據共享，因此，需要省、市、縣三級平臺所部署的網絡均能互聯互通，彼此能訪問到指定的某個固定IP地址的服務器。此外，縣、市級平臺還需要確保能訪問省級預警信息發布平臺接口。此外，省級移動巡查設備服務平臺所部署的服務器需要映射到公網，只有這樣移動端的用戶才能通過公網訪問到這2個系統。

3 三級平臺總體結構

按照全國山洪災害防治非工程措施項目建設的總體部署，在滿足山洪災害防御工作需要的同時，整合防汛抗旱指揮、業務等系統進行開發部署，實現中央、省、市、縣監測預警平臺互聯互通，通過建立統一的數據共享軟件實現各級平臺與氣象、水文等部門信息共享。項目部署在河南省、12個市和5個推廣城市，及79個項目縣。

4 系統架構設計

省、市、縣三級山洪災害監測預警及信息管理系統是全國山洪災害防治非工程措施項目建設的重要內容，系統從技術實現和提供服務的角度，其總體架構可劃分為7個層次和2個體系，7個層次分別是：采集傳輸層、計算機網絡層、硬件設備層、數據資源層、應用支撐層、業務應用層；2個體系分別是：安全性保障體系和標準規范體系。

4.1 應用交互層

三級應用交互層是直接與用戶交互的層面，提供三級應用交互。按照使用對象進行分類，包括省級用戶、地市級用戶和縣級用戶，以山洪災害監測預警信息管理系統作為河南省防汛抗旱管理工作的業務支撐平臺，以移動巡查系統作為移動巡查、值守平臺，為防汛抗旱管理提供全面支撐。

4.2 業務應用層

業務應用層主要指業務應用系統，主要用于將采集到的信息進行各項業務應用，提供統一的用戶界面，也是整個系統的展示層。河南省市縣三級山洪災害防治項目山洪災害監測預警信息管理及共享系統，是在全面對汛情實時監視的基礎上，強化形勢研判和預警的技術支撐，形成省、市、縣三級聯動的平臺，主要包括省級山洪災害監測預警系統、地市級山洪災害監測預警系統、縣級山洪災害監測預警系統和省級山洪災害預警移動巡查平臺。

4.3 應用支撐層

應用支撐層提供統一的技術架構和運行環境。為河南省市縣三級山洪災害監測預警信息管理及共享系統建設提供通用的應用服務和集成服務，為資源整合和信息共享提供運行平臺。主要由各類商用支撐軟件和開發類通用支撐軟件共同組成。

4.4 數據資源層

數據資源層是系統信息匯集和數據存儲與管理的基礎。建設河南省山洪災害監測預警信息管理及共享系統三級平臺綜合數據庫，建成山洪及相關數據存儲和管理平臺，為山洪災害監測預警信息管理提供數據訪問、數據存儲、數據備份、數據挖掘等各項數據管理服務。

4.5 硬件設備層

硬件基礎設施為河南省市縣三級山洪災害監測預警信息管理及共享系統提供基礎的硬件支撐環境，包括支撐各類應用運行和各類數據存儲的服務器、存儲、備份、顯示及機房環境等。山洪災害防治非工程措施項目建設中，省、市、縣均按照大綱的基本要求配備有相應的應用服務器等，為河南省、市、縣三級山洪災害監測預警平臺提供了基礎的軟硬件支撐環境。

4.6 計算機網絡層

河南省、市、縣三級防汛專用寬帶計算機網絡已經建成，統一分配了地址段，并已與當地局域網、互聯網相互聯通，實現了三網融合，并連接了水利部、黃河水利委員會、海河水利委員會、長江水利委員會和淮委水利委員會網絡。河南省防汛指揮中心與氣象部門網絡有專線連接，與河南省水文部門處于同一個局域網內，與國土等其他相關部門目前通過互聯網交換資料。

4.7 采集傳輸層

采集傳輸層是省、市、縣三級山洪災害監測預警信息管理及共享系統的數據源基礎。負責采集、傳輸各類山洪及相關信息，信息采集方式可包括：自動采集、人工采集、在線交換和離線交換等。內容主要包括水雨情采集、工情信息、災情信息等。

5 結語

通過建設山洪災害監測預警系統，實現省、市、縣三級平臺之間的預警數據通過數據匯集共享系統實現三級數據的匯集與交換的互聯互通，可使各級防汛指揮部門及時掌握水、雨、工情信息，從而迅速科學地做出決策，及時實施科學合理的防洪搶險調度指揮，將洪澇災害損失降到最低限度。

TV 877

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1673-8853（2016）12-20-02

；2016-10-12

（責任編輯：符 蕾）

薛紅勛（1982—），男，工程師，主要從事全省防汛工作。