上 海 市 水 务 局 河 道 管 理 处 水 闸 泵 站 自 动 检 测 系 统 地 理 信 息 系 统 应 用 上 海 市 水 务 局 河 道 管 理 处 上 海 杰 狮 信 息 技 术 有 限 公 司 一 建 设 意 义 : 近 些 年 上 海 市 经 济 快 速 发 展 城 市 建 设 日 新 月 异, 人 们 对 生 存 环 境 要 求 也 越 来 越 高 由 于 截 污 治 污 措 施 的 滞 后, 许 多 生 活 生 产 的 废 污 水 未 经 处 理 直 接 排 入 河 道 周 边 地 区 开 发, 造 成 可 利 用 清 水 资 源 大 幅 减 少, 加 上 河 道 淤 积 等 因 素, 使 得 本 市 的 水 环 境 质 量 下 降 严 重, 尤 其 是 上 海 市 中 心 城 区, 要 求 对 水 环 境 治 理 的 呼 声 越 来 越 高, 市 政 府 十 分 重 视 把 水 环 境 建 设 作 为 城 市 发 展 建 设 的 重 中 之 重 随 着 苏 州 河 综 合 治 理 工 程 的 实 施, 虹 口 港 杨 树 浦 港 龙 华 港 河 道 水 系 和 各 区 县 河 道 综 合 整 治 的 开 展, 以 提 高 水 环 境 质 量, 保 护 水 源 地 的 水 闸 水 资 源 调 度 日 益 频 繁 目 前 上 海 市 大 陆 93 座 水 闸 ( 泵 站 ) 基 本 控 制 着 主 要 一 线 河 道 的 口 门 由 于 水 闸 分 布 分 散, 调 度 运 行 信 息 通 讯 十 分 不 便, 迫 切 需 要 建 立 一 个 具 有 集 水 闸 泵 站 调 水 运 行 信 息 水 闸 综 合 调 度 为 一 体 的 水 闸 综 合 调 水 调 度 系 统, 来 实 现 对 本 区 水 资 源 的 科 学 综 合 有 效 的 调 度, 保 证 水 闸 泵 站 在 上 海 市 防 汛 排 涝 控 制 河 网 水 位, 改 善 水 环 境 质 量 等 综 合 效 益 的 发 挥 二 系 统 目 标 整 个 系 统 是 一 个 具 备 多 个 相 关 系 统 共 同 协 调 运 行 的 满 足 水 闸 调 度 管 理 需 要 的 自 动 化 工 程, 系 统 建 设 应 达 到 国 内 领 先 水 平 系 统 建 设 应 具 有 面 向 二 十 一 世 纪 人 类 可 持 续 发 展 战 略 的 需 要, 建 立 一 个 基 于 广 局 域 网 的 实 时 监 测 系 统, 完 成 对 各 水 闸 泵 站 设 施 的 调 水 运 行 数 据 图 像 等 多 媒 体 信 息 的 监 测 并 通 过 和 相 关 防 汛 信 息 测 报 系 统 水 文 水 质 监 测 系 统 等 水 情 气 象 系 统 的 联 网, 协 调 处 理 水 文 水 质 气 象 设 备 运 行 等 各 种 数 据 信 息, 为 水 闸 水 资 源 的 科 学 合 理 调 度 创 造 条 件, 系 统 的 最 终 实 现 目 标 为 : 1/15
1 全 市 主 要 的 93 座 水 闸 泵 站 工 程 实 现 内 外 水 位 闸 门 运 行 高 度 水 泵 开 关 和 重 要 图 象 运 行 工 况 的 实 时 监 测 2 局 防 汛 信 息 中 心 水 文 水 情 有 关 网 络 联 网 实 现 信 息 资 源 共 享, 较 全 面 的 掌 握 调 水 所 需 的 调 水 边 界 条 件 ( 各 片 水 位 控 制 点 水 位 雨 量 风 速 风 向 河 道 水 质 流 量 天 气 情 况 等 ) 3 行 集 中 调 水 管 理, 调 度 决 策 的 科 学 化 和 智 能 化 建 立 智 能 化 专 家 决 策 系 统 使 该 系 统 具 有 预 案 调 度 和 自 适 应 实 时 调 度 功 能, 模 拟 和 优 化 综 合 调 水 方 案 最 终 实 现 对 水 闸 水 资 源 调 度 的 现 代 化 管 理, 彻 底 改 变 目 前 上 海 市 对 水 资 源 综 合 利 用, 调 度 的 落 后 状 况 通 过 对 河 道 水 体 的 水 质 水 量 水 位 流 向 的 监 测 和 水 闸 泵 站 等 工 程 设 施 的 调 水 运 行 工 况 和 周 边 条 件 的 掌 握, 从 而 达 到 对 上 海 市 水 资 源 的 科 学 合 理 调 度, 实 现 对 上 海 市 水 环 境 的 总 体 控 制, 充 分 利 用 有 限 的 水 资 源 为 本 市 国 民 经 济 建 设 服 务 三 系 统 内 容 整 个 系 统 包 括 : 水 闸 ( 泵 站 ) 监 测 站 信 息 收 集 处 理 系 统 各 级 水 闸 ( 泵 站 ) 综 合 调 水 调 度 中 心 1 水 闸 ( 泵 站 ) 监 测 站 水 闸 ( 泵 站 ) 监 测 站 承 担 93 座 大 陆 主 要 河 道 口 门 水 闸 ( 泵 站 ) 的 调 水 运 行 相 关 信 息 的 采 集, 并 根 据 93 水 闸 ( 泵 站 ) 调 水 的 重 要 性, 监 测 站 分 成 重 要 和 一 般 两 类 监 测 站 不 仅 可 在 就 地 自 动 采 集 相 关 水 闸 ( 泵 站 ) 的 调 水 信 息, 还 可 通 过 调 度 信 息 交 互, 视 频 会 议 ( 电 话 ) 等 手 段, 完 成 调 度 中 心 的 调 水 调 度 指 令 2 信 息 收 集 处 理 系 统 信 息 收 集 处 理 系 统 实 际 是 计 算 机 广 域 网 系 统, 它 将 各 类 已 建 和 需 要 的 水 环 境 监 测 信 息 统 一 收 集, 处 理 并 提 供 水 闸 综 合 调 水 调 度 系 统 中 心 使 用 它 是 一 个 信 息 传 输 收 集 交 换 处 理 的 中 枢 神 经 ; 达 到 各 种 信 息 规 范 化 储 存 资 源 共 享 供 随 时 查 询 会 商 和 信 息 发 布, 具 有 自 动 高 效 的 处 理 能 力, 支 持 水 闸 综 合 调 水 2/15
调 度 系 统 高 效, 可 靠 的 运 行 对 各 水 闸 泵 站 的 调 水 运 行 工 况 进 行 实 时 监 测, 分 析 根 据 中 心 实 时 调 度 要 求 传 送 有 关 资 料 信 息, 水 闸 运 行 数 据 统 计 分 析 和 生 成 报 表 ( 水 闸 调 水 运 行 工 况, 水 文 故 障 运 行 日 志 资 料 等 ) 3 市 ( 区 ) 水 闸 综 合 调 水 调 度 中 心 市 水 闸 综 合 调 水 调 度 中 心 是 本 市 水 闸 综 合 调 水 调 度 系 统 的 核 心, 利 用 地 理 信 息 系 统, 中 心 可 通 过 信 息 收 集 处 理 系 统 ( 广 域 计 算 机 网 络 和 监 测 软 件 系 统 ), 接 受 来 自 有 关 各 水 闸 ( 泵 站 ) 监 测 站 及 其 他 相 关 信 息 网 所 提 供 的 各 种 数 据 和 图 象 信 息, 以 大 屏 幕 ( 模 拟 地 图 ) 实 现 有 关 水 闸 泵 站 的 综 合 调 水 工 程 的 结 构 和 运 行 状 态 的 显 示 大 屏 幕 还 可 通 过 分 屏 多 画 面 等 各 种 多 媒 体 方 式 实 时 监 测 关 键 水 闸 ( 泵 站 ) 的 周 边 状 况 有 关 图 象, 使 中 心 能 动 态 了 解 全 系 统 的 水 文 水 质 调 水 运 行 工 况 等 信 息 3/15
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四 系 统 构 架 及 实 现 Web 页 面 地 理 信 息 处 理 组 件 视 频 信 息 组 件 调 度 中 心 业 务 组 件 JSP Servlets EJBs ArcIMS ArcInfo SDE ArcInfo MO 数 据 交 换 系 统 JNDI 目 录 服 务 协 议 (LDAP) JDBC 监 测 中 心 数 据 库 系 统 MPEG4 TCP /IP 现 场 图 形 界 面 / 打 印 输 入 / 出 处 理 TCP /IP 视 频 信 息 采 集 组 件 数 据 交 换 系 统 数 据 采 集 系 统 数 据 变 换 / 业 务 处 理 数 据 库 接 口 (ODBC) 现 场 数 据 库 系 统 数 据 缓 存 传 感 设 备 5/15
正 如 上 图 所 示, 调 度 中 心 系 统 是 基 于 多 层 Web 应 用 构 架 体 系 的 以 WebGIS 为 基 础 的 应 用 系 统 下 图 展 示 了 WebGIS 的 应 用 实 现 : 6/15
五 调 度 中 心 系 统 功 能 1 系 统 管 理 u 独 立 的 登 入 界 面, 用 户 登 录 成 功 后, 显 示 运 行 监 测 的 画 面 u 权 限 管 理, 包 括 用 户 和 密 码 的 增 删 改 以 及 权 限 修 用 户 按 组 进 行 划 分, 权 限 根 据 模 块 功 能 划 分, 可 组 合 应 用 u 系 统 简 介 1) 功 能 介 绍, 系 统 主 要 功 能 模 块 的 介 绍 2) 结 构 介 绍 u 使 用 说 明 1) 中 心 系 统 操 作 说 明 2) 各 硬 件 的 使 用 说 明 u 全 局 时 钟 同 步, 以 中 心 机 房 的 数 据 库 应 用 服 务 器 为 基 准, 与 中 心 的 其 他 客 户 端 系 统 对 时 2 实 时 监 测 u 全 域 监 测 1) 基 本 功 能 : a) 图 形 显 示 和 缩 放 操 作 7/15
图 形 分 层 显 示 控 制, 可 分 别 对 水 系 河 流 水 闸 等 各 种 对 象 进 行 分 层 显 示 控 制 ; 图 形 缩 放 操 作, 对 图 形 具 有 无 级 缩 功 能, 如 开 窗 放 大 中 心 放 大 中 心 缩 小 中 心 移 动 任 意 中 心 放 大 任 意 中 心 缩 小 拖 动 漫 游 返 回 前 状 态 和 全 景 显 示 等 功 能 ; 疏 密 协 同, 在 显 示 过 程 中, 系 统 依 据 显 示 范 围, 自 动 地 对 图 形 进 行 疏 密 协 调 显 示 例 如 大 范 围 显 示 概 要 信 息, 小 范 围 显 示 详 细 信 息 b) 图 形 测 量 长 度 测 量, 可 以 直 接 在 电 子 地 图 背 景 上 测 量 任 意 点 之 间 长 度 测 量 的 精 度 受 电 子 地 图 精 度 的 影 响 c) 快 捷 检 索 定 位 根 据 闸 门 属 性 检 索 定 位 ( 枢 纽 闸 节 制 闸 套 闸 ) 快 速 指 定 河 流 名 称 检 索 定 位 快 速 指 定 水 闸 泵 站 名 称 检 索 定 位 d) 图 形 打 印 输 出 系 统 采 用 所 见 即 所 得 的 技 术, 可 以 直 接 将 系 统 当 前 画 面 进 行 打 印 输 出 2) 高 级 应 用 分 析 功 能 8/15
a) 闸 站 属 性 数 据 的 空 间 方 式 查 询 通 过 在 电 子 地 图 上, 用 鼠 标 直 接 点 击 闸 站 符 号, 系 统 将 自 动 获 取 该 闸 站 的 属 性 数 据 并 显 示 ; b) 闸 站 属 性 数 据 的 逻 辑 方 式 查 询 在 友 好 界 面 上 组 成 任 意 逻 辑 表 达 式, 查 询 显 示 满 足 该 逻 辑 条 件 的 闸 站, 并 显 示 其 图 形 分 布 情 况 ; c) 按 调 水 调 度 管 理 区 域 进 行 数 据 的 查 询 统 计 用 户 通 过 选 取 某 一 调 水 调 度 管 理 区 域, 系 统 将 自 动 获 取 并 分 类 显 示 该 区 域 内 的 各 主 要 河 道 支 流 河 道 闸 站 的 属 性 数 据 d) 主 要 河 道 支 流 河 道 闸 站 的 属 性 数 据 的 信 息 标 注 系 统 将 直 接 把 主 要 河 道 支 流 河 道 闸 站 名 称 标 注 在 图 形 对 象 上, 方 便 用 户 的 快 速 浏 览 e) 内 外 河 水 位 闸 高 流 量 参 数 的 数 据 显 示,GIS 系 统 通 过 与 监 控 系 统 的 接 口, 实 时 获 取 各 闸 站 的 监 控 数 据 ( 如 闸 位 水 位 流 量 雨 量 等 ), 并 根 据 用 户 对 这 些 参 数 的 显 示 选 择 将 其 自 动 标 注 在 电 子 地 图 上 ( 按 全 局 重 点 行 政 区 划 ) u 闸 站 监 测 1) 闸 站 闸 位 的 动 画 ( 以 程 序 绘 画 方 式 ) 模 拟 显 示,GIS 系 统 通 过 与 监 控 系 统 的 接 口, 实 时 获 取 闸 站 的 实 时 监 控 数 据, 并 依 据 获 取 的 闸 位 水 位 流 量 雨 量 等 数 据, 采 用 动 画 ( 闸 门 正 面 侧 面 ) 模 拟 的 方 式, 直 观 反 映 闸 站 的 当 前 状 9/15
态 闸 门 模 拟 图 两 边 的 文 字 提 示 标 尺 ( 内 外 河 水 位 流 量 ) 要 显 眼, 醒 目 2) 历 史 数 据 的 时 段 曲 线 ( 水 位 流 量 ) u 视 频 监 视 视 频 监 视 分 全 局 和 闸 站 两 种 方 式 ( 全 局 16 9 画 面, 闸 站 4 2 画 面,Cife 格 式 即 1/4 屏 幕 ) 通 用 云 台 控 制 3 设 备 管 理 u 闸 站 设 备 管 理 1) 设 备 清 单 2) 设 备 维 护 记 录 ( 时 间 维 护 内 容 文 字 描 述 ) u 中 心 站 设 备 管 理 1) 设 备 清 单 2) 设 备 维 护 记 录 ( 时 间 维 护 内 容 文 字 描 述 ) u 设 备 管 理 维 护, 输 入 修 改 各 闸 站 中 心 站 的 设 备 清 单 设 备 维 护 记 录 4 闸 站 介 绍 u 闸 站 介 绍 浏 览, 每 个 闸 站 的 简 单 文 字 介 绍 以 及 2 幅 闸 站 图 片, 可 以 按 闸 站 名 称 模 糊 查 询 或 者 在 列 表 框 中 选 择 相 关 闸 站, 查 询 结 果 以 表 格 形 式 显 示, 表 格 中 的 闸 站 名 称 做 超 链 接, 点 击 后 显 示 该 闸 10/15
站 介 绍 u 闸 站 介 绍 维 护, 输 入 各 闸 站 的 文 字 介 绍, 闸 站 图 片 由 用 户 自 行 上 传 维 护, 图 片 数 量 为 2 至 3 幅 5 数 据 报 表 GIS 系 统 通 过 与 监 控 系 统 的 接 口, 可 以 获 取 某 一 闸 站 的 监 控 历 史 数 据, 包 括 闸 位 数 据 水 位 数 据 流 量 数 据 雨 量 数 据 等, 并 列 表 输 出 或 绘 制 历 史 曲 线 图 GIS 系 统 可 以 按 调 水 调 度 管 理 地 ( 区 流 ) 域 实 现 该 区 域 内 各 闸 站 的 历 史 数 据 比 较 功 能, 将 不 同 闸 站 的 同 一 时 间 段 的 历 史 数 据 通 过 曲 线 图 直 观 反 映, 方 便 用 户 进 行 数 据 的 分 析 比 较 数 据 报 表 和 图 形 曲 线 分 日 报 月 报 年 报, 其 中 年 报 的 图 形 曲 线 按 每 天 取 2 点,0-12 点 按 平 均 值 取 1 点,21-24 点 按 平 均 值 取 一 点 1) 闸 站 区 域 水 位 流 量 图 形 曲 线 2) 闸 站 区 域 水 位 闸 高 流 量 数 据 ( 区 域 报 表 及 闸 站 报 表 要 素 及 式 样 由 河 道 处 提 供 表 格 样 式 根 据 程 序 实 现 尽 量 满 足 河 道 处 要 求 ) 6 网 络 通 讯 u 网 络 联 通 情 况 ( 网 络 联 通 正 常 网 络 联 通 不 正 常 ) u 数 据 传 输 方 式 设 定 ( 利 用 七 运 行 调 度 的 功 能, 将 设 定 的 参 数 以 文 本 方 式 下 达 至 闸 站, 由 闸 站 人 员 进 行 调 整 ) 7 运 行 调 度 11/15
u 点 对 点 调 度 指 令 ( 文 本 ) 的 接 收 下 达 u 调 度 消 息 日 志 的 备 份 和 清 理 8 远 程 维 护 链 路 长 联 情 况 下 : u 文 件 拷 贝 (FTP 方 式 ) u 计 算 机 系 统 命 令 运 行 (Telnet 指 令 集 ) 应 用 系 统 ( 中 心 ) 界 面 图 12/15
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六 远 景 规 划 将 上 海 地 区 河 网 的 水 力 和 水 质 数 学 模 型 应 用 于 上 海 市 防 洪 防 汛 决 策 水 资 源 调 度 水 环 境 保 护 和 治 理 等 方 面, 也 是 综 合 调 水 调 度 系 统 远 景 规 划 的 重 要 功 能 之 一 根 据 上 海 地 区 河 网 的 自 然 条 件 及 相 应 的 社 会 经 济 情 况, 目 前 将 它 8 个 调 水 控 制 片, 即 青 松 控 制 片 嘉 宝 北 片 淀 北 片 蕴 南 片 浦 东 片 崇 明 岛 片 长 兴 岛 片 横 沙 岛 片 和 苏 州 河 太 湖 流 域 ( 上 海 部 分 ) 两 系 统, 以 后 根 据 水 务 局 调 度 模 式 的 改 变, 可 通 过 应 用 软 件 系 统 基 础 参 数 的 配 置, 改 成 4 个 调 水 控 制 片 和 两 个 流 域 系 统 通 过 各 个 控 制 片 的 水 网 边 界 条 件 所 形 成 的 基 本 调 度 模 式, 可 先 期 作 为 综 合 调 水 调 度 预 案 进 行 实 施 ( 这 是 目 前 的 调 度 模 式 ) 经 过 系 统 一 段 时 间 的 运 行, 由 调 度 预 案 系 统 获 得 大 量 的 实 际 调 度 14/15
方 案 后, 可 由 河 网 的 水 力 和 水 质 数 学 模 型 的 计 算 - 修 正 的 不 断 反 复, 分 别 获 得 优 化 的 调 水 参 数 根 据 水 闸 泵 站 工 情 数 据 ; 河 网 水 情 数 据 以 及 雨 情 数 据 (GIS 地 貌 ) 由 河 网 水 力 模 型 计 算 结 果, 通 过 数 据 变 换 后 以 图 形 方 式 显 示, 作 为 调 度 决 策 的 辅 助 依 据 结 合 现 有 调 度 预 案 及 历 史 数 据, 修 正 计 算 结 果 后 制 订 调 度 方 案, 并 将 此 方 案 作 为 预 案 记 录 在 预 案 系 统 中 备 用 15/15