陳新國，王立海，歐陽駿

（長江水利委員會水文局，湖北 武漢 430010）

基于水情信息交換系統(tǒng)的報汛方式研究

陳新國，王立海，歐陽駿

（長江水利委員會水文局，湖北 武漢 430010）

水利部水文局研制的水情信息交換系統(tǒng)在水利專網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)水利系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫之間信息的交換和共享，但隨著長江水利委員會水文局水情信息來源的不斷擴展，與水利專網(wǎng)外的信息交換逐漸增多，現(xiàn)有水情信息交換系統(tǒng)報汛方式已不能很好滿足需要。通過方案比選和代碼實現(xiàn)，研究基于互聯(lián)網(wǎng)和短信 2 種非水情信息交換系統(tǒng)方式的雨水情信息報汛的機制、設計思路和實現(xiàn)方法，結果表明該方式技術上易于實現(xiàn)，彌補了水情信息交換系統(tǒng)報汛方式的不足，在實際工作應用中取得較好的效果。

水情信息；交換系統(tǒng)；報汛方式

0 引言

自 2010 年上半年以來，長江水利委員會水文局（以下簡稱水文局）使用水情信息交換系統(tǒng)進行水情報汛與信息交換。隨著水文局水情信息來源的不斷擴展，特別是近年來水庫群聯(lián)合調(diào)度對水庫水情報汛需求的不斷增長，水文局與水利專網(wǎng)外的信息交換逐漸增多。由于水情信息交換系統(tǒng)比較適合在水利專網(wǎng)內(nèi)進行信息交換，不易在專網(wǎng)外進行數(shù)據(jù)交換，因此水文局現(xiàn)有水情交換系統(tǒng)報汛方法已凸顯不足。

目前，除了水情信息交換系統(tǒng)報汛方式外，水文局水情信息交換的其他方法是通過電話和郵件報送。電話和郵件報送的方式，不能實現(xiàn)自動化處理，不僅帶來手工錄入的繁瑣和時效上的延遲，還容易引起人為誤差。為彌補水情信息交換系統(tǒng)報汛方式的不足，提高報汛自動化和信息化水平，設計一套基于水情信息交換系統(tǒng)的報汛方案很有必要。

1 總體設計方案

現(xiàn)行水情信息交換系統(tǒng)報汛方式考慮得很周全，尤其對數(shù)據(jù)的安全性做了較好控制，再重新設計一套水利專網(wǎng)外使用的報汛軟件是不太現(xiàn)實的，也是沒必要的。因此，基于水情信息交換系統(tǒng)的報汛方案主要的設計思路是，基于現(xiàn)有水情信息交換系統(tǒng)，將其他方式報汛來的信息直接或者間接接入水情信息交換系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和交換，報汛方案結構圖如圖1 所示。

圖1 報汛方案結構圖

1.1 間接接入方式

方案 1 中其他報汛方式接收數(shù)據(jù)庫后可以直接對節(jié)點數(shù)據(jù)庫進行操作，數(shù)據(jù)再通過交換系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換進入到水情數(shù)據(jù)庫，層次比較分明，相當于增加 1 個虛擬的交換節(jié)點。缺點是需要消耗一定軟硬件資源和造成一定水情數(shù)據(jù)的冗余。

1.2 直接接入方式

方案 2 中其他報汛方式過來的數(shù)據(jù)直接交給中心交換系統(tǒng)進行處理。雖然該方案減少了方案 1 中的中間過程，但需要找到交換系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入點，或者還需要在交換系統(tǒng)軟件上做一定的二次開發(fā)，以方便接收其他方式過來的水情數(shù)據(jù)。

從易維護和層次化的角度上講，選擇方案 1 較為合適，方案 2 的二次開發(fā)會涉及直接進入交換系統(tǒng)內(nèi)部的結構編程，影響交換系統(tǒng)的獨立性；方案 1較好應用了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)交換模式，這種分層設計維護更為方便。

2 報汛補充方式

水文局現(xiàn)有的技術條件和軟硬件基礎可實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)和短信 2 種非交換系統(tǒng)的報汛方式?；ヂ?lián)網(wǎng)報汛的基礎條件是具有獨立的外網(wǎng)地址，短信報汛的基礎條件是有短信收發(fā)平臺。具體流程如圖2 所示。

圖2 補充報汛方式流程圖

2.1 互聯(lián)網(wǎng)方式報汛

報汛方將水情數(shù)據(jù)提交給網(wǎng)絡發(fā)送端，或者網(wǎng)絡發(fā)送端直接提取報汛方數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過編碼處理后將格式數(shù)據(jù)提交給數(shù)據(jù)中心 Web 服務器上的接收端（Web Service），Web Service 接收數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)存入節(jié)點數(shù)據(jù)庫，剩下的過程由交換系統(tǒng)處理?；ヂ?lián)網(wǎng)方式報汛具有以下優(yōu)點：

1）可以充分利用已建的互聯(lián)網(wǎng)通道，投資費用少；

2）互聯(lián)網(wǎng)接入方式靈活，可靠性、穩(wěn)定性都較高；

3）實施方便簡潔，運行維護費用低。

2.2 短信方式報汛

報汛方將水情數(shù)據(jù)提交給短信發(fā)送端，或者短信發(fā)送端直接提取報汛方數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過編碼處理后將格式數(shù)據(jù)發(fā)送到水文局短信平臺，短信平臺接收數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)存入節(jié)點數(shù)據(jù)庫，剩下的過程由交換系統(tǒng)處理。短信方式報汛具有以下優(yōu)點：

1）對通訊環(huán)境要求低，基本不受傳輸距離、地理環(huán)境、天氣狀況等限制，通訊性能優(yōu)良；

2）依托電信運營商成熟的技術保障，該通訊方式信號穩(wěn)定、實時性好、可靠性高；

3）實施方便，設備部署簡單，運行費用低，除短信費用外不產(chǎn)生其他任何費用。

3 主要過程設計思路

3.1 數(shù)據(jù)預處理

數(shù)據(jù)預處理主要是提取報汛方數(shù)據(jù)，或接收由報汛方提交數(shù)據(jù)并進行一定格式的編碼，然后交給數(shù)據(jù)發(fā)送端。如果報汛方允許訪問他們的數(shù)據(jù)庫，則可直接提取報汛方數(shù)據(jù)；否則由報汛方提交數(shù)據(jù)到中間交換文件，或者直接提交格式化的編碼數(shù)據(jù)到發(fā)送端數(shù)據(jù)接口。數(shù)據(jù)預處理流程圖如圖3 所示。

圖3 數(shù)據(jù)預處理流程圖

編碼存儲采取類似水情信息交換系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換格式，將報汛數(shù)據(jù)按照表結構的定義進行便于程序識別和入庫的格式化編碼。例如水庫站編碼主要有以下 2 種格式：

1）實時數(shù)據(jù)格式，DXBX/WLBX，站號，ST_RSVR_R，I/U/D，STCD$ 站號，TM$ 時間，RZ$ 庫水位，INQ$ 入庫流量，W$ 蓄水量，OTQ$出庫流量，INQDR$ 入流時段長。

2）均值數(shù)據(jù)格式，DXBX/WLBX，站號，ST_RSVRAV_R，I/U/D，STCD$ 站號，IDTM$ 時間，STTDRCD$ 均值類型，AVRZ$ 日均庫水位，AVINQ$ 日均入庫流量，AVOTQ$ 日均出庫流量。

編碼中，時間格式一般為 2013-06-06 08:00:00，主要標識意義；DXBL 為短信報汛；WLBL 為網(wǎng)絡報汛；I/U/D 分別表示新增、修改、刪除； STTDRCD按 SL323-2011《實時雨水情數(shù)據(jù)庫表結構和標識符標準》的定義，日均為 1，月均為 5。

3.2 報汛流程

對互聯(lián)網(wǎng)報汛，網(wǎng)絡發(fā)送端讀取預處理數(shù)據(jù)，然后提交到水文局外網(wǎng) Web 服務器上的報文接收服務（Web Service），由 Web Service 負責接收并存入節(jié)點數(shù)據(jù)庫。

Web Service 需要建在具有外網(wǎng) IP 地址的 Web服務器上，以便任何接入互聯(lián)網(wǎng)的客戶端都可以訪問，同時在服務器上建立支持 SOAP/HTTP 協(xié)議的Web 服務，并在此服務上增加具有報文接收功能的接口函數(shù)。

對短信報汛，短信發(fā)送端讀取預處理數(shù)據(jù)，然后利用 GSM 設備，通過運營商 GSM/GPRS 網(wǎng)絡提交到水文局短信平臺，由短信平臺收取報文短信存入節(jié)點數(shù)據(jù)庫。

目前廣泛使用的短信平臺有 2 種，一種是通過由運營商提供的移動短信網(wǎng)關收發(fā)短信；另一種是通過 GSM 手機卡收發(fā)短信，這 2 種短信平臺都可作為短信接收終端。一般為了考慮系統(tǒng)穩(wěn)定和冗余性，可以同時使用這 2 種方式作為主、備短信平臺。

3.3 數(shù)據(jù)解碼

為減少報汛流程的環(huán)節(jié)，編碼數(shù)據(jù)入節(jié)點數(shù)據(jù)庫后，采用數(shù)據(jù)庫編程的方式解碼數(shù)據(jù)并存入水情數(shù)據(jù)交換表。數(shù)據(jù)庫編程方式解碼相比軟件編程方式解碼，不僅可減少報汛環(huán)節(jié)，還可避免因為增加解碼軟件帶來維護上的負擔，也減少出錯環(huán)節(jié)。

在節(jié)點數(shù)據(jù)庫中預先編寫解碼作業(yè)和存儲過程（函數(shù)），報文入庫后通過數(shù)據(jù)庫作業(yè)定時提取編碼數(shù)據(jù)表中的報文，再調(diào)用解碼存儲過程對報文進行解碼，然后按照標準的表結構存入水情數(shù)據(jù)交換表，最后通過交換系統(tǒng)中間節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換進入水情數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)解碼流程圖如圖4 所示。

由于不同的短信平臺采用的數(shù)據(jù)庫接口不盡相同，采用數(shù)據(jù)庫作業(yè)的方式，在節(jié)點數(shù)據(jù)庫中通過數(shù)據(jù)庫編程對接收到的編碼數(shù)據(jù)進行解碼，還可以解決異構數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)處理。

圖4 數(shù)據(jù)解碼流程圖

4 結語

基于互聯(lián)網(wǎng)和短信 2 種非交換系統(tǒng)報汛方式作為水利行業(yè)水情信息交換系統(tǒng)報汛的補充，解決了傳輸信道單一的局限性，既避免其他報汛方式直接操作水情數(shù)據(jù)庫帶來的安全隱患，也充分利用了現(xiàn)行交換系統(tǒng)的優(yōu)勢。本研究成果已在長江水利委員會水文局得到有效的應用，尤其是對尚未接入水利系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)的長江流域干支流重要水庫和水利樞紐的報汛起到了非常重要的作用。

[1] 陳新國，操文健，卞俊杰.手機短信在水文測站報汛中的應用[J].水利水電快報，2008, 29 (12): 15-17.

[2] 徐少平，孫 駿，徐少文，等.Web 服務核心協(xié)議及其實現(xiàn)[J].計算機與現(xiàn)代化，2004 (5): 32-34.

[3] 司存友，劉淼 ，崔彥萍.水情信息交換系統(tǒng)原理及常見故障分析處理[J].江蘇水利，2014 (3): 44-46.

[4] 水利部水文局.SL323-2011 實時雨水情數(shù)據(jù)庫表結構和標識符標準[S].北京：水利部水文局，2011: 28-69.

[5] 水利部水文局.水情信息交換系統(tǒng)使用手冊[S].北京：水利部水文局，2011: 70-77.

Research of Flood-reporting Information Method based on Water Information Exchange System

CHEN Xinguo, WANG Lihai, OUYANG Jun

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

Hydrological information exchange system developped by hydrology bureau of Ministry realizes the hydrological information exchange and sharing between databases in hydraulic systems.But as hydrological data sources continue to expand in Hydrology Bureau of Changjiang Water Resources Commission, information exchange with outside the water conservancy private network becomes more and more.The flood-reporting information method of existing system can not meet the demand.By scheme comparison and code implementation, the article researches the mechanism, design thought and implement method of water and rain information reporting based on two non-water information exchange system modes of the Internet and SMS.The results show that the mode is easy to implement technically.It makes up the insufficient of water and rain information reporting mechanism and has obtained a better effect in actual application.

water and rain information; exchange system; the way of flood-reporting

TP391.1

A

1674-9405(2014)05-0051-03

2014-08-15

陳新國（1980－），男，湖北武漢人，工程師，主要從事水文情報預報工作。