老撾國家水資源信息數據中心示范建設項目中心站設計與實現

雷昌友 陳衛 高明 王志飛

摘 要：本文對中心站建設項目概況進行了簡要描述，闡述了中心站總體設計思路，著重介紹了數據應用系統的組成和各子系統功能及模塊，總結了老撾部署實施過程中的難點問題，項目實施使老撾水文信息化建設走上新的臺階。研究可供其它水文監測系統中心站建設借鑒與參考。

關鍵詞：老撾數據中心;總體結構;水文實時監控;水文信息展示;數據應用系統;功能設計

中圖法分類號：TV213? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1? 項目概況

瀾滄江—湄公河水資源合作項目于2016年獲中國財政部、外交部立項批復。其中，老撾國家水資源信息數據中心示范建設項目（簡稱“老撾數據中心項目”）由長江水利委員會水文局（簡稱“長江委水文局”）獨立承擔完成。中心站建設是項目主要內容之一，包括完成老撾數據中心站機房、會商室、計算機網絡系統、數據庫系統和應用軟件平臺的設計與實施。針對老撾數據中心項目中心站現狀及存在的問題，長江委水文局實地調研查勘老撾現狀并結合老撾自然資源環境部、水資源司、氣象水文司多方需求，科學編制了實施方案，數據中心中心站最終在老撾氣象水文司建成實現。

2? 總體結構設計

中心站是老撾國家水資源信息數據中心示范建設項目信息接收、處理、發布和應用的核心，可將自動監測站采集的水位、雨量、流量等信息進行匯集、處理、入庫和展示。

中心站機房和會商室設在老撾氣象水文司，中心站由計算機網絡系統（含硬件與軟件）、數據應用系統、數據庫系統和視頻會商系統組成。中心站總體結構如圖1所示。

2.1? ?數據應用系統

數據應用系統主要完成以下工作：對系統各監測站的水雨情和流量信息進行實時接收、處理并寫入實時數據庫;對實時數據庫的數據進行分析計算及處理后寫入水資源數據庫;水資源數據庫的數據管理與維護工作，提供人工數據錄入接口;支持以圖表的方式查詢實時和歷史水資源相關信息。

2.2? 計算機網絡系統

計算機網絡系統為系統的數據接收、處理、分析計算和查詢等數據應用提供硬軟件平臺。計算機網絡采用萬兆以太網技術，按功能區劃分為內網和外網。內網以萬兆以太網交換機作為核心交換機，接入層交換機使用千兆線路與核心交換機相連;外網接入配置核心匯聚路由器和防火墻，防火墻作為數據中心邊界接入和隔離，提供用戶安全接入、抗攻擊、入侵檢測、防病毒、高性能VPN、帶寬管理等綜合安全保障。為保障網絡的穩定性，內、外網均采用雙網冗余結構設計[1]。

2.3? 數據庫系統

數據庫系統是中心站數據存儲核心，為確保數據存儲的可靠性，將2臺服務器組成的一個雙機熱備集群作為數據庫系統的存儲介質。

根據數據存儲的需求，數據庫系統劃分為實時數據庫和水資源數據庫。實時數據庫存儲實時監測的水雨情和工況等信息，為監測數據接收處理系統提供數據存儲服務;水資源數據庫存儲經過分析、整理、計算后的水雨情信息，為水資源信息展示查詢平臺提供數據支撐，并留有地下水、水質等其它水資源數據庫開發接口。

2.4? 視頻會商系統

視頻會商系統為水資源管理提供會商與展示服務，會商系統由大屏顯示系統、會議發言系統、會議擴音系統、集中控制系統和信號處理系統組成。大屏顯示系統由46寸3×4拼接LCD顯示單元、多屏處理器、大屏控制軟件等部分構成，能逼真地還原DVD、視頻會議、有線電視、攝像機和計算機的視頻信號，可在多種畫面之間切換，為重大會議的討論、重要決策提供直觀方便的服務，快速直觀地為會議提供所需材料;會議發言系統包括數字會議控制主機和會議話筒，會議話筒以“手拉手”方式連接到會議控制主機;會議擴音系統根據會議室的面積及會議特點，配置功率放大器及音箱;集中控制系統通過觸摸屏控制面板、計算機或掌上遙控器對各種獨立的設備和系統進行方便、靈活的集中控制;信號處理系統通過矩陣、切換器、分配器等設備將各種信號源的輸入和輸出進行組合分配，達到信號合理傳輸的功能。

3? 數據應用系統功能設計與實現

3.1? 數據應用系統的組成

老撾水資源信息數據中心站數據應用系統由監測數據接收處理系統、數據分析計算及處理系統、數據管理與維護系統和水資源信息展示查詢平臺系統組成[2]（如圖2所示）。

3.2 數據應用系統信息處理流程

老撾水資源信息數據中心站核心部分是數據庫系統，所有環節均與數據庫系統銜接，監測數據接收處理系統將接收到的實時水位、雨量、流量等數據寫入實時數據庫，數據分析計算及處理系統將實時數據庫中的數據進行分析計算處理后寫入水資源數據庫，水資源信息展示查詢平臺系統從水資源數據庫中提取數據并發布，數據管理與維護系統對水資源數據庫中的數據進行維護管理，同時提供人工數據錄入接口，信息處理流程見圖3。

3.3? 應用系統軟件功能

3.3.2? 監測數據接收處理系統功能

（1）數據接收與處理。能實時、定時和批量接收遙測站的水雨情數據，進行合理性判別和處理后自動寫入實時數據庫中。

（2）遠地監控。能遠地監控野外監測站點的工作狀況。

（3）狀態告警。根據設定的告警雨量、水位值，可實現自動告警功能。

（4）數據檢索。可用圖表的形式檢索實時數據庫中存儲的水雨情數據。

3.3.3? 數據分析計算及處理系統功能

（1）數據的分析處理。能對接收到的實時數據進行分析、整理、計算，排除不合理的數據，將合理的數據寫入水資源數據庫。

（2）數據攔截及報警功能。根據用戶設定參數分析數據的正確性，對錯誤的數據進行攔截并通過聲音和事件報警方式提示用戶。

數據管理與維護系統功能

（1）數據修訂。可對水資源數據庫中的數據進行增、刪、改。

（2）人工數據錄入。針對現有的人工數據格式，提供批量導入接口。

3.3.4? 水資源信息展示查詢平臺系統功能

（1）提供基于Web形式的數據查詢界面。

（2）數據查詢。可以使用不同類型的圖表進行實時、歷史數據查詢和各種統計信息查詢。

（3）實時監測。可實時監測水雨情信息。

4? 實施難點

4.1? 落地不易

在老撾國家水資源信息數據中心建設的設計階段，項目組就與老撾自然資源環境部、水資源司、氣象水文司多方溝通協調，充分吸收老撾方的意見和建議，盡量滿足老撾方的需求。由于項目啟動初期與水資源司溝通、協調較多，初步落實中心機房和會商室設于老撾水資源司辦公樓，因項目建設主要以水文信息采集為主，希望中心站能調整到氣象水文司。在時任長江水利委員會主任魏山忠的高位推動和老撾自然資源與環境部宋瑪部長親自介入下，最終確認了中心機房和會商室設在老撾氣象水文司，水情數據通過網絡傳輸到水資源司。至此，中心機房和會商室的設立位置及用房面積幾經波折終得以確認。

4.2? 光纖通信進程緩慢

老撾自然資源環境部到水文司的內網光纖通信連通進程緩慢導致安裝調試組實施進程滯后。2017年12月27日，長江委水文局設備安裝調試組抵達萬象，開展中心站硬件設備及配套軟件和萬象示范水文站（Ban Akat）水資源自動監測設備安裝調試，并對水資源自動采集系統進行聯調。因天氣原因老撾光纖接入廠商未能按計劃施工，影響了整個系統軟件的安裝調試進度，安裝調試組十分焦急。經過多次溝通協調，老方相關技術人員積極配合，從光纖接入到網絡調試規劃，逐一探討落實，最終實現了老撾自然資源環境部與氣象水文司、水資源司之間網絡的互聯互通，并在三方之間實現了信息共享。

4.3? 運行維護管理力度不足

中心站的正常運行是老撾國家水資源信息數據中心數據正常收集的保障，數據正常收集才能為防汛抗旱和水資源管理提供堅實的基礎。為確保系統數據的正常收集，運行維護管理是必不可少的工作。老撾自動監測站點線長面廣，整個系統運行維護管理工作由老撾氣象水文司單獨承擔，存在時效性低下、人力資源不足和維護成本偏高等問題。

5? 結語

水文監測信息是水旱防御、水資源管理及水利工程重要的基礎支撐，老撾數據中心實施后系統運行情況良好，取得了很大成效。目前51個水資源自動監測站數據匯集到老撾氣象水文司中心站，中心站數據應用軟件均已投入正常運行，在老撾防汛抗旱和水資源管理方面發揮著重要作用。

老撾數據中心采用先進的設計理念和信息技術，特別是利用物聯網、中國北斗衛星通信技術與氣象水文相結合的預警預報模型，建成了51個水資源自動監測站自動采集與傳輸系統，實現了信息自動采集傳輸和互聯互通，提升了老撾水雨情監測預報預警能力和水平，為老撾防洪抗旱減災、水資源綜合利用提供了決策支持與技術保障。將中國成熟的水文自動測報系統標準化建設整體輸出到老撾，提升了老撾水文監測自動化能力，為其他瀾湄國家在水資源領域的友好交流與長效合作提供了示范作用。

參考文獻：

[1]唐航，譚華. 長江委政務外網數據中心災備建設技術實踐[J].人民長江，2020，51（S1）：252-257.

[2]徐健，李國忠，徐堅等. 智慧水利信息平臺設計與實現——以福建省沙縣智慧水利信息平臺為例 [J]. 人民長江，2021，52（1）：230-234.

Design and implementation of Laos National Water Information Central Station

Lei Changyou Chen wei Gao ming Wang Zhifei

（Bureau of Hydrology，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan ，430010，China）

Abstract：This paper briefly describes the general situation of the central station construction project of Laos national water resources information data center demonstration project，This paper expounds the overall design idea of the central station，The composition of the data application system and the functions and modules of each subsystem are mainly introduced，Summarize the difficult problems in the process of deployment and implementation in Laos，The implementation of the project has brought the hydrological information construction in Laos to a new stage，This paper can be used for reference in the construction of other hydrological monitoring system center station.

Key words：Laos data center;overall structure;real time hydrological monitoring ;hydrological information display ;data application system ;functional design

3914500338206