淺談大慶地區防洪工程自動化調度系統現狀及改造設想

摘 要：大慶地區防洪工程自動化調度系統建設較早，但經過多年運行，已不適應防洪調度需要。對大慶地區防洪工程自動化調度系統現狀進行評估，提出改造建設方向，更好的為防汛服務。

關鍵詞：大慶地區防洪工程；自動化調度；現狀；改造

1 大慶地區防洪工程自動化調度系統現狀

從1995年開始，大慶地區防洪工程管理處在原有的工程基礎上建設“大慶地區防洪工程自動化調度系統”，用于實時接收安肇新河和肇蘭新河流域洪水監測信息，采用先進手段傳輸到防洪調度中心，經自動化系統做出洪水預報，給出最優調度方案，為防洪決策提供科學依據。目前該系統實現了對部分雨量站和水位站水文信息的自動采集，自動收集的雨量、水位信息通過超短波無線通信系統傳到防洪調度中心。該系統除獲取資料、信息傳輸和調度中心的硬件設備外，還包括水情譯電系統、衛星云圖處理系統、洪水預報調度系統、防洪綜合數據庫系統。

1.1 水文站網

目前大慶地區防洪工程共有82個雨量站點。47個由安達氣象局提供，防洪管理處自測雨量站35個，26個實現自動測報。水位站點共16個，其中5個主要滯洪區水位實現自動測報。

1.2 水文觀測

我處防洪工程采用雨量器和翻斗式雨量計兩種方式對降雨進行測報。雨量器是人工計量降雨的儀器，結構簡單，可靠性高，是我國降雨資料收集的基本儀器；翻斗式雨量計是雨量自動測量的首選儀器，結構簡單，容易使用，且價格低廉，容易維護。從技術、經濟、可靠性以及便捷等方面講，都符合水文目前的發展現狀。我處使用較多是直立型水尺和浮子式遙測水位計，肇蘭新河流域和安肇新河流域屬于人工河流，兩流域的年平均降雨量在400-450mm左右，降雨量不是很大，兩條河流及主要滯洪區都是用來消減洪峰，防止大慶地區內澇的出現，直立型水尺和浮子式遙測水位計可以及時測報水位，以便洪水調度人員做出調度，所以目前水位儀器的選擇是比較合理的。

1.3 通信系統

我國水情自動測報系統可采用的通信方式較多，目前已建水情測報系統采用的通信方式主要有：短波通信、超短波通信、程控電話（PSTN）、GSM短信/GPRS（通用分組無線業務）和衛星通信。其中衛星通信又包括海事衛星（Immarsat）和北斗衛星等，我處使用的是超短波通信。

1.4 水情譯電系統

水文預報是水文服務防汛工作中的關鍵，及時、準確的水情預報是衡量水文服務工作質量的重要標志，提高預報的精度和預見期是水文預報工作研究的方向，由此水情譯電系統尤為重要。我處水文測驗情報傳輸使用的仍是1964年下發的《水文情報預報拍報辦法》，該辦法按照郵電部門傳送電報要求編制的水情電報代碼格式，已不能完全滿足水情工作的需要和科學技術的發展。

1.5 衛星云圖處理系統

我處使用的是日本的GMS FAX自動云圖分析系統，簡稱ACAS，GMS氣象衛星可提供多種氣象和非氣象服務，它在全球氣候變化的研究、天氣預報和防洪減災等方面發揮著重要的作用，其資料和產品被廣泛應用于氣象、水文、地震、國防、工業、農業和交通等領域。

1.6 洪水預報調度系統

我處的洪水預報調度系統建于上世紀90年代，當時水文學在理論研究及技術發展等方面都相對落后。我處洪水預報調度模型采用新安江模型，新安江模型適用于濕潤半濕潤地區，且新安江模型的理論來源于《山坡水文學》，所以模型更適合于地形變化較大的山區，自然狀態好的地區。大慶地區是一個平原地區，自然河流較少，大部分是人工河流，所以不適用新安江模型。隨著人類社會活動的開展，流域內各水文因素也會發生變化，任意水文因素的變化都會影響洪水預報精度。所以洪水預報方案不是長期固定不變的，隨著時間的推移，需要不斷修正和完善，以提高洪水預報的及時性性、準確性，更好地為各級防汛抗洪指揮部門作出正確決策服務。由于這個系統建立的比較早，跟目前的新系統相比，其在語言、接口等方面和新的系統都不一致，所以維護較困難，而且上下級信息流通不暢、重要信息難以傳遞給所需防汛部門。

1.7 防洪數據庫系統

目前我處使用Sybase數據庫管理系統，通過Power Builder編寫，Sybase數據庫是美國Sybase公司研制的一種關系型數據庫系統，是一種典型的UNIX或Windows NT平臺上客戶機/服務器環境下的大型數據庫系統。

2 大慶地區防洪工程自動化調度系統改造設想

2.1 水文站點

能夠在汛期實現定時、連續觀測的雨量站共35個，明青坡地21個，安肇新河、肇蘭新河14個，另外還包括委托47個雨量站， 26個雨量站實現自動測報。整個工程的流域面積為19210km2，根據《水文測驗規范》有關規定，平原地區平均雨量站點密度為100-250km2/站，所以我處防洪工程的雨量站偏稀，且降雨測報的自動化程度不高，建議增加雨量站，將已建人工雨量站自動化，已建自動雨量站更新。

2.2 通信系統

目前主要有短波通信、超短波通信、程控電話（PSTN）、GSM短信/GPRS（通用分組無線業務）和衛星通信，我處使用超短波通信，會受到障礙物及其它波段的影響，需要設立中繼站；衛星通信具有傳輸距離遠、覆蓋面廣、通信線路穩定可靠、組網靈活等優點，可采用衛星通信方式組網，但是衛星通信的費用較高；所以建議使用GSM/GPRS，短信終端功耗低，適合構建應答式體制的水情遙測通信網。

2.3 衛星云圖處理系統

由于GMS衛星超期服務多年，掃描輻射器的掃描鏡出現故障，掃描范圍縮小，衛星燃料不足，軌道傾斜等，目前基本不為氣象服務。相比之下，MTSAT衛星的姿態從GMS的自旋穩定改為三軸穩定，因此帶來一系列優點，例如成象時間短、圖像信噪比、靈敏度和精度提高，探測時間靈活可控，這對小尺度強對流天氣系統的高頻次探測是十分有利的，數據傳輸速率大為降低。

2.4 預報調度系統

預報調度模型是洪水預報系統的核心，我處的預報調度系統建立的比較早，目前我處的預報調度系統由于老化，基本不能運行。由于防洪搶險的需要，建議建立與目前水文科學、計算機發展水平相適應的水庫防洪調度系統，在預報模型方面最好選用兩種以上的模型，為防洪搶險提供理論支撐，力求把洪災損失降到最低程度。

2.5 數據庫系統

目前我處使用Sybase數據庫管理系統，通過Power Builder編寫，技術較落后，且數據庫維護比較困難；數據庫出現問題后，只有影響到了關鍵業務的使用時，才知道數據庫已經不可用了；對Sybase數據庫的運行狀態、健康情況、性能指標、數據庫運行的瓶頸等信息一無所知，沒有一個可視化的界面進行查看；Microsoft SQL Server是由美國微軟公司所推出的關系數據庫解決方案， SQL Server是一種典型的具有客戶機/服務器體系架構的關系數據庫管理系統，具有可靠性、可伸縮性、可管理性、可用性等特點，由于SQL Serve服務器在Windows系列操作系統下運行，所以只要Windows操作系統可靠性、開放性以及性能改善，SQL Serve的性能也會極大改善。同時，由于SQL Serve使用、維護比較容易，對數據庫管理相對簡單易用，所以建議更換為此數據庫系統，建議使用Microsoft SQL Server。

參考文獻

[1]潘潔.調度自動化技術設計與發展問題研究[J].大科技，2014（1）：84-85.

[2]大慶地區防洪工程自動化調度系統設計報告[R].黑龍江省水文總站，1995.

[3]蔣秀英.SQL Server 2000數據庫與應用[M].北京：清華大學出版社，2006.

作者簡介：王玉穎（1979-），黑龍江肇州人，工程師。