水利信息化綜合集成服務(wù)平臺及應(yīng)用模式

林思群 王夢旭

摘 要：水利作為支撐我國經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展的基礎(chǔ)，在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。基于此，本文闡述了水利信息化綜合集成服務(wù)平臺的構(gòu)建方法，包括水利信息平臺應(yīng)用組件化、信息共享及應(yīng)用、平臺的高性能運算等，同時提出了以平臺為核心、輔助協(xié)同及決策等水利信息化綜合集成服務(wù)平臺應(yīng)用模式。通過論述以上內(nèi)容，來為水利管理人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：水利信息化；綜合集成服務(wù)平臺；GPU計算節(jié)點

中圖分類號：TV39 文獻標志碼：A

0 引言

水利綜合應(yīng)用平臺作為水利信息化的標志之一，能夠應(yīng)用于水利業(yè)務(wù)審核、調(diào)查等工作中，同時還能與電子系統(tǒng)、水情系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)等進行整合，進行實時發(fā)布水利信息、數(shù)據(jù)收集整理等工作。通過建設(shè)水利信息化綜合集成服務(wù)平臺，既能夠?qū)崿F(xiàn)多種信息系統(tǒng)的辦公需求，又能夠優(yōu)化水利事務(wù)自動化辦公效率，從而提升水利行政效率。

1 水利信息化綜合集成服務(wù)平臺的構(gòu)建方法

1.1 水利信息平臺應(yīng)用組件化

為進一步解決水利信息收集問題，需構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，將洪水警報、水資源調(diào)度、水質(zhì)監(jiān)測等工作使用模型進行模擬，然后根據(jù)一定的標準，將模型進行信息處理，形成多個最小的處理單元——組件。組件作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心功能的基本結(jié)構(gòu)，可以進行自定義部署，形成一個具有個性化的應(yīng)用系統(tǒng)。

水利信息平臺的應(yīng)用功能主要由兩種元件構(gòu)成：第一種，系統(tǒng)平臺表現(xiàn)層的元件，主要是為了展現(xiàn)出平臺的應(yīng)用信息，包括信息表格、統(tǒng)計報表及GIS等信息，而基于標準構(gòu)架的元件，能夠和系統(tǒng)平臺進行集成；第二種，業(yè)務(wù)層的組件。基于Services標準，構(gòu)建符合平臺接業(yè)務(wù)，能夠按工作需求進行拓展。但無論用template還是include方式構(gòu)造組件，最大的難點就是如何封裝組件的構(gòu)造函數(shù)，并將屬性和方法暴露出去。曾經(jīng)采用過的方法是調(diào)用 get Current Pages（）方法獲取當前頁面對象，然后用 Object.assign（）把組件的事件和方法“合并”到頁面對象上，但這樣并不能很好地解決組件事件傳遞、作用域隔離等一系列問題。

1.2 水利信息共享及應(yīng)用整合

通過采用物理分散的方法，按需獲取，來分布處理網(wǎng)格平臺，能夠優(yōu)化資源，合理調(diào)度信息，進而解決信息共享的問題。（1）信息共享。不同的部門采集的數(shù)據(jù)需要進行共享，避免出現(xiàn)資源重復(fù)建設(shè)，保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，進而打通數(shù)據(jù)流通的通道，實現(xiàn)由數(shù)據(jù)共享到資源共享的平臺發(fā)展；（2）系統(tǒng)的應(yīng)用共享。引入軟件復(fù)用，來實現(xiàn)軟件之間的共享，從而提升系統(tǒng)的開發(fā)效率。

1.3 水利信息平臺的高性能運算

普通的計算機無法滿足水利平臺的使用需求，導(dǎo)致各種模型的運算速度降低，無法進行實時調(diào)度。隨著水利信息處理的效率越來越高，信息量的增加，可以使用高性能運算。高性能運算擁有雙路計算節(jié)點、GPU計算節(jié)點以及交換網(wǎng)絡(luò)多種模塊，能夠有效提升資源密度。此外搭配56Gb/s網(wǎng)絡(luò)以及OceanStor V3存儲陣列，全面消除硬件層的性能瓶頸。使用高性能集群軟件CHESS進行集群資源管理，可將分立的服務(wù)器變成一整套HPC集群系統(tǒng)，實現(xiàn)集群資源統(tǒng)一部署、管理、監(jiān)控、調(diào)度和報表等，這一系列豐富而易操作的功能使得平臺的管理員可以借助CHESS實現(xiàn)更加高效和便捷的進行平臺資源管理。

1.4 水利信息平臺需要強化的內(nèi)容

（1）提供更多的服務(wù)能力。根據(jù)系統(tǒng)的需求，提供服務(wù)、運算、個性化決策的服務(wù)能力，以此提高系統(tǒng)的使用效果；（2）借助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信息綜合收集等功能，構(gòu)建支撐平臺，通過知識圖來關(guān)聯(lián)相關(guān)信息，通過應(yīng)用平臺的信息、事件描述功能，進而開展管理服務(wù)；（3）創(chuàng)建人工平行系統(tǒng)，基于高性能計算和可視化技術(shù)，開展測試。

2 水利信息化綜合集成服務(wù)平臺應(yīng)用模式

2.1 以平臺為核心的應(yīng)用模式

在平臺應(yīng)用過程中，反映出的決策會通過腦海形成基本的主題，主要包括了靈感的觸發(fā)、思想形成的明確主體，而平臺的余下操作是通過編制概念圖形成的。當概念形成后，通過編制系統(tǒng)信息圖，可以進一步將知識圖轉(zhuǎn)變?yōu)樯蠈咏ㄖ缓蠼柚R圖工具來實現(xiàn)概念細化。

當系統(tǒng)的組網(wǎng)關(guān)系圖形成后，通過連接知識圖的概念關(guān)系，優(yōu)化已有的結(jié)構(gòu)，逐漸逼近平臺的核心，促使系統(tǒng)從定性向定量逐漸轉(zhuǎn)變，主要體現(xiàn)在方法概念及模型轉(zhuǎn)換方面。系統(tǒng)的數(shù)控關(guān)系模型進行定量分析，能夠表現(xiàn)出表層組件和知識層的關(guān)聯(lián)，這需要借助組件為核心的應(yīng)用模式進行架構(gòu)。當進行應(yīng)用的時候，平臺還能夠提供很好的運行環(huán)境，將編輯好的知識圖應(yīng)用在系統(tǒng)運行環(huán)境中。

以江蘇“河長制”水利信息化平臺為例，通過結(jié)合江蘇省河長制工作的“十三條”要求研發(fā)，集成了河長信息、河道信息、一河一策、監(jiān)督執(zhí)法等模塊，具有成本低廉、使用便捷和安全系數(shù)高等特點。該平臺基于移動的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，只需要打開手機客戶端登錄系統(tǒng)，就能實現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)河流的狀態(tài)的管理和跟蹤，可以查看河流基礎(chǔ)信息、河流污染源信息、河流取水口信息等河道狀況，對發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題可以實時下發(fā)監(jiān)督執(zhí)法工單，實現(xiàn)了對河流的全方位管理。

2.2 輔助協(xié)同及決策應(yīng)用模式

構(gòu)建協(xié)同信息處理能夠進一步限制系統(tǒng)平臺的地點，通過提供合理的服務(wù)進行協(xié)同決策，來實現(xiàn)更加便捷的信息交流和溝通。在信息化環(huán)境下，不同的系統(tǒng)分部通過參與信息共享協(xié)作，來共同實現(xiàn)信息協(xié)作，完整運行一個由基礎(chǔ)模型所構(gòu)建的應(yīng)用模塊。

水利信息平臺在決策中，具有非常強的信息依賴，多種數(shù)據(jù)模型的預(yù)測工作和參數(shù)選擇，都與數(shù)據(jù)的均值有關(guān)，但數(shù)據(jù)本身并不能刻畫事物的規(guī)律。因此，需通過多種不同的運行方式，充分挖掘數(shù)據(jù)的信息，找出客觀的規(guī)律，形成主體意識。個性化的應(yīng)用限制，使得系統(tǒng)的信息模式更加具有可應(yīng)用性，通過選擇合適的系統(tǒng)平臺使用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)決策服務(wù)。在降雨監(jiān)測、旱情分析、地理信息定位等方面，可以實現(xiàn)預(yù)報、模擬仿真的效果，使得平臺的應(yīng)用效果更加突出。

比如在移動式防汛指揮中，應(yīng)用水利信息化綜合集成服務(wù)平臺，能夠很好的實現(xiàn)輔助協(xié)同及決策作用，借助衛(wèi)星通信與3G通信多信道互備復(fù)用、網(wǎng)絡(luò)路由感知與安全認證、功能優(yōu)化定制、數(shù)據(jù)增量式同步等新技術(shù)，開發(fā)了車載指揮決策支持系統(tǒng)軟件平臺，并根據(jù)防汛抗旱的實際需求配置了單兵圖傳設(shè)備，實現(xiàn)了現(xiàn)場信息的采集和上傳，可提供數(shù)據(jù)感知、傳輸和共享功能，實現(xiàn)了與防汛防旱指揮中心的高效聯(lián)動，在防汛防旱救援以及應(yīng)對局部突發(fā)事件中，有效提高現(xiàn)場指揮和處置能力。

結(jié)論

綜上所述，應(yīng)用水利信息化綜合集成服務(wù)平臺，能夠提高水利事務(wù)處理的效率。在此基礎(chǔ)上，使用高性能集群軟件CHESS進行集群資源管理，能夠?qū)⒎至⒌姆?wù)器變成一整套HPC集群系統(tǒng)，同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)資源統(tǒng)一部署、管理、調(diào)度和報表等功能，這一系列豐富而易操作的功能可以進一步優(yōu)化水利信息化綜合集成服務(wù)平臺資源管理效果。因此，水利信息化綜合集成服務(wù)平臺通過自定義應(yīng)用及標準定制，能夠?qū)崿F(xiàn)新的應(yīng)用模式。

參考文獻

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