老撾國家水資源信息數據中心智慧化運行維護方案研究與設計

雷昌友　高明　原松

摘 要：針對老撾國家水資源信息數據中心水資源自動監測系統現狀及運行維護存在的問題，提出由應用層、業務層、數據層3個體系組成的智慧運行維護方案，并明確方案設計目標、總體框架以及具體設計內容。研究成果有助于提高老撾國家水資源信息數據中心水資源自動監測工作的效率和效能。

關鍵詞：老撾數據中心;智慧運行;運行維護管理平臺;水資源

中圖法分類號：P337;TV213.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A

老撾國家水資源信息數據中心水資源自動監測系統按照中國的相關技術標準和規范統一建設，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，為老撾防汛抗旱減災、水資源綜合利用提供了決策支持與技術保障。目前對于水資源自動監測系統運行維護方案的研究，由于不同國家、不同區域的數據標準和要求不同，其運行維護方案不具備通用性。針對老撾國家水資源信息數據中心水資源自動監測系統存在的問題，提出由數據層、服務層及應用層3個體系組成的智慧化運行維護方案，提高水資源自動監測工作的效率和效能。

1? 現狀及存在問題

1.1? 水資源自動監測系統現狀

長江水利委員會水文局（簡稱“長江委水文局”）援建的老撾國家水資源信息數據中心示范建設項目已落地，瀾滄江—湄公河流域水資源規劃支撐數據和信息管理項目、老撾水文信息監測與傳輸技術示范建設項目、老撾國家水資源信息數據中心運維分中心建設已相繼通過審批。老撾萬象數據中心是水資源數據正常收集的基礎保障。

1.2? 系統運行維護存在的問題

（1）目前僅有一個老撾萬象數據中心，51個水資源自動監測分布在老撾北部、中部和南部，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承擔，存在時效性較低，人力資源不足和維護成本偏高等問題。

（2）缺乏統一的技術標準和應用架構，信息資源共享困難。氣象和水文歷史資料、實時收集的數據和水資源數據信息中心數據等尚未全部納入數據中心。

（3）缺乏統一的數據資源環境。目前尚未建立集中統一的數據資源環境，導致數據存儲的實體安全保障系數低，不同程度地存在著安全隱患，數據難以有效地開發利用，不能很好地提供水文數據服務。

（4）歷史和實時數據及資料未全部電子化，難以為氣象水文司日常工作提供數據支撐。

（5）現有硬件資源比較分散，需要將分散部署的硬件和系統資源逐步集中，搭建統一的云計算平臺，實現系統軟硬件資源統一分配和共享、增強應用服務和計算能力。

（6）現有信息安全防護體系偏低，局限于網絡邊界防護，需要加強信息安全防御、安全管理和運行維護，建設本地和異地災備中心。

2? 系統智慧化運行維護方案設計

2.1? 設計目標

隨著老撾國家水資源信息數據中心示范建設項目建設完成，用于老撾境內水情監測站的水雨情數據收集及流量站的在線測流系統、視頻監控系統也已建成。為更好地服務老撾防汛抗旱、水資源管理，利用先進的高性能計算機、數據倉庫、地理信息、大數據分析等現代信息技術，基于統一的數據模型，建成實用、先進、安全、可靠并且集水文數據存儲、管理、交換、服務等功能為一體的老撾水文數據中心。通過整合、補充和完善，建立統一的水文數據資源環境和共享交換體系，集中存儲老撾水文有監測記錄以來的全部水文監測數據，建成支持老撾水文業務應用和其他政府部門信息共享和業務協同的水文數據中心。

水文數據中心計劃建設氣象水文綜合數據庫管理系統、氣象水文數據錄入和管理系統、老撾國家水資源信息數據中心運行維護管理平臺，實現遠程系統維護、系統管理、系統診斷等功能。

2.2? 總體框架

利用中間件技術、數字地理信息技術、大數據存取和處理技術，采用綜合集成的方法，構建一個面向服務的老撾國家水資源信息數據中心智慧化運行維護平臺的設計總體框架。該系統充分整合數據和信息資源，實現“資源物理集中、業務整合集成”的集中式協同應用，采用統一架構，整合已建系統與待建系統，基于統一信息門戶綜合集成應用。

總體框架分為應用層、業務層、數據層。采用開放式的設計理念，整合水文、氣象、空間地理數據及各種資源，建成一套綜合系統運行維護管理平臺。總體功能架構如圖1所示。

系統各層次的主要功能如下：

（1）應用層。直接面向用戶提供應用功能。業務應用模塊主要包括氣象水文綜合數據庫管理、氣象水文數據錄入和管理、水資源信息數據中心運行維護管理等功能。

（2）服務層。提供所有的信息查詢接口以及數據計算服務，業務功能包括各類信息的統計分析、GIS服務以及模型計算。

（3）數據層。為了加快數據庫的訪問速度，通過連接池的方式優化數據庫連接速度，并采用前端緩存加快數據庫的讀取速度。

（4）信息安全。用戶通過個人用戶名密碼登錄系統，保證系統的安全性。

2.3? 主要設計內容

2.3.1? 氣象水文綜合數據庫管理系統

氣象水文綜合數據庫管理系統是將氣象水文司的氣象和水文歷史資料、實時收集的數據和水資源數據信息中心數據等全部納入該數據庫管理系統，為老撾防汛抗旱、水資源管理提供數據支撐。

氣象水文綜合數據庫管理系統主要包括數據庫建立、導入、導出、備份、維護等5個功能模塊。其系統功能模塊如圖2所示。

氣象水文綜合數據庫用于存儲氣象水文司的氣象和水文歷史資料、實時收集的數據和水資源數據信息中心數據等，為水資源信息展示查詢提供支撐。

氣象水文綜合數據庫管理系統是數據庫系統的核心組成部分，是對數據進行管理的系統軟件。用戶在數據庫系統中的一切操作，包括數據定義、查詢、更新及各種控制都通過該系統進行。

管理系統就是把用戶意義下的抽象邏輯數據處理轉換成計算機中的具體的物理數據的處理軟件。系統功能包括：數據庫建立功能，即建立氣象水文綜合數據庫及表結構;數據導入功能，即初始數據裝入及增量數據導入;數據導出功能，即按需導出數據;數據庫備份功能，即數據庫備份;數據庫維護功能，即數據庫的轉儲、恢復、重組織與重構造、系統性能監視與分析等。

2.3.2? 氣象水文錄入和管理系統

建設氣象水文數據錄入和管理系統，實現歷史和實時數據及資料的錄入和管理，將現有資料全部電子化，為氣象水文司日常工作提供數據支撐。

氣象水文數據錄入和管理系統主要包括氣象水文司歷史和實時數據維護、人工資料數據錄入兩個功能模塊。

2.3.3? 運行維護管理平臺系統

建設水資源信息數據中心運行維護管理平臺，實現遠程系統維護、系統管理、系統診斷等功能。

考慮到水資源信息數據中心運行維護的便利性，運行維護管理平臺系統采用B/S架構，實現實時監控系統的運行狀態。

運行維護管理平臺系統分為預警監控模塊、綜合查詢模塊、統計分析模塊、系統運維模塊、數據轉儲模塊以及系統設置模塊，提供專業化的數據顯示和統計分析，通過權限管理實現用戶對各自負責站點的重點監控。其系統功能模塊如圖3所示。

（1）預警監控模塊。使用GIS圖顯示站點位置，顯示站點實時數據信息，監控站點數據報警，報警站點在GIS圖上以閃爍方式顯示，同時以表格形式通知用戶，支持分級閃爍方式，支持聲音和事件報警。

（2）綜合查詢模塊。以圖表形式查詢水情、雨情和工情信息;支持水情、雨情和工情等信息圖表查詢，支持分級方式查詢，支持多數據庫查詢模式，支持雨情自定義查詢。

（3）統計分析模塊。各類型統計報表，支持導入EXCEL等格式;支持各類型水雨情報表查詢，支持暢通率報表查詢，報表能輸出成EXCEL等格式。

（4）系統運維模塊。實現系統運維，實時監控各監測站點狀態，遠程對自動監測站編程，遠程批量傳輸數據。

（5）數據轉儲模塊。實時監控信息采集系統數據報汛狀態，配置數據報汛站點信息。支持查詢報汛數據錯誤信息，支持對錯誤報汛數據進行修正后補發。

（6）系統設置模塊。管理系統用戶及站點信息，包括用戶管理和站點信息管理功能。根據實際工作需要對用戶權限進行劃分，實現用戶分級管理，支持對系統站點信息進行維護和增、刪、改、查等操作。

3? 結語

老撾國家水資源信息數據中心運行維護管理平臺中自動監測監視、故障在線追蹤、智能方案決策處置、安全維護操作等功能，為老撾水資源數據及時性和準確性提供了重要的技術支撐，實現了水資源測報數據可視化及智慧化的綜合管理。

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Research and Design of Intelligent Operation and Maintenance Scheme for Laos National Water Resources Information Data Center

Lei Changyou，Gao Ming，Yuan Song

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

Abstract：The water resources automatic monitoring system in Laos national water resources information data center sees many problems in its operation and maintenance. In view of this，an intelligent operation and maintenance scheme which is composed of application layer，business layer and data layer is designed. The design target，overall framework and specific design contents of the scheme are defined. The research is conducive to improving the efficiency and effectiveness of water resources automatic monitoring work of Laos national water resources information data center.

Key words：Laos data center;intelligent operation; operation and maintenance management platform ; water resources

收稿日期：2021-09-06

基金項目：中國—東盟海上合作基金瀾滄江—湄公河水資源合作項目

作者簡介：雷昌友，女，高級工程師，碩士，長期從事水文自動測報相關工作。E-mail：305355933@qq.com