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中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 1 页 共 42 页1 中小河流洪水预报系统中小河流洪水预报系统 开发文档开发文档 版权所有 不得翻印 二零一一年二月 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 2 页 共 42 页2 目录 1 引言 5 1 1 主要技术标准 5 1 2 术语 5 1 2 1 中心站 5 1 2 2 遥测站 5 1 2 3 警戒水位 5 1 2 4 雨量等级 6 1 2 5 防洪工程 6 1 2 6 水库 6 1 2 7 水文测站 6 1 2 8 自报式 7 1 2 9 查询 应答式 7 1 2 10 混合式 7 2 概要设计 7 2 1 任务来源 7 2 2 开发环境 7 2 2 1 硬件环境 7 2 2 1 1 服务器 7 2 2 1 2 工作站 8 2 2 1 3 通信设备 8 2 2 1 4 拓扑图 9 2 2 2 软件环境 9 2 2 2 1 服务器 9 2 2 2 2 工作站 9 2 3 需求定义 10 2 4 总体方案 11 2 4 1 报汛方式 11 2 4 1 1 自报 11 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 3 页 共 42 页3 2 4 1 2 召测 11 2 4 2 信息流程 12 2 4 2 1 遥测站信息的流程 12 2 4 2 2 远程召测和参数控制的流程 12 2 4 3 工作体制 13 2 5 系统性能要求 14 2 5 1 集成性 14 2 5 2 开放性 14 2 5 3 实时性 14 2 5 4 可靠性 15 2 5 5 可维修性 15 2 5 6 通用性 15 3 详细设计 15 3 1 功能模块划分 15 3 1 1 软件功能模块划分 15 3 1 2 通信子模块功能划分 16 3 2 功能模块设计 17 3 2 1 软件启动模块设计 17 3 2 2 通信子模块设计 19 3 2 2 1 gprs 自报通信流程图 19 3 2 2 2 gprs 招测通信流程图 20 3 2 2 3 gsm 自报接收流程图 21 3 2 2 4 gsm 召测流程图 22 3 2 2 5 北斗卫星自报接收流程图 23 3 2 2 6 北斗卫星校时流程图 24 3 2 3 解码子模块设计 25 3 2 4 数据访问设计 26 3 2 4 1 数据查询设计 26 3 2 4 2 数据存储设计 27 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 4 页 共 42 页4 3 2 5 输出模块设计 28 3 2 5 1 屏幕输出设计 28 3 2 5 2 excel 文件导出设计 29 3 2 6 预报模块设计 30 3 2 7 软件退出模块设计 31 3 3 数据库结构设计 31 3 3 1 测站基本属性表设计 31 3 3 2 河道水情表设计 35 3 3 3 降水量表设计 36 3 3 4 降水量统计表设计 36 3 3 5 洪水传播时间表 37 3 3 6 水文预报发布单位编码表 38 3 3 7 降水量预报表 38 3 3 8 河道水情预报表 39 3 4 通信协议 40 3 4 1 帧构成 40 3 4 2 功能代码表 41 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 5 页 共 42 页5 1 1 引言引言 1 1 1 1 主要技术标准主要技术标准 水文基本术语和符号标准 gb t50095 98 水文自动测报系统技术规范 sl 61 2003 实时雨水情数据库表结构与标识符标准 sl 323 2005 基础水文数据库表结构与标识符标准 sl 324 2005 水文资料整编规范 sl247 1999 水文测报系统技术规约和协议 四川省水文行业的四川省水文技术标准 及规定 scsw008 2011 1 2 1 2 术语术语 1 2 1 1 2 1 中心站中心站 主要包括通信设备 通信控制机 中心计算机 电源和网络设备等 主要 负责数据接收 处理 交换及应用等要求 1 2 2 1 2 2 遥测站遥测站 安装 rtu 遥测终端机 对现场各水情要素进行采集 存储及发送 1 2 3 1 2 3 警戒水位警戒水位 警戒水位 汛期江河洪水普遍漫滩 堤防临水达到一定深度 堤防或防洪 工程有可能出现险情 要加以警惕戒备的水位 在北方大部分地方成为 保证 水位 就是说能保证防洪工程防护区安全运行的最高洪水位 到达这一水位时 开始进入防汛戒备状态 要密切注意水情 工情 险情的发展变化 警戒水位 不是天然固有的而是人为设定 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 6 页 共 42 页6 1 2 4 1 2 4 雨量等级雨量等级 小 雨 日降雨量小于 10 毫米 中 雨 日降雨量 10 25 毫米 大 雨 日降雨量 25 50 毫米 暴 雨 日降雨量 50 100 毫米 特大暴雨 日降雨量 200 毫米以上 1 2 5 1 2 5 防洪工程防洪工程 为控制 防御洪水以减免洪灾损失所修建的工程 主要有堤 河道整治工 程 分洪工程和水库等 按功能和兴建目的可分为挡 泄 排 和蓄 滞 几 类 1 2 6 1 2 6 水库水库 水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊 水库建成后 可起防洪 蓄水灌溉 供水 发电 养鱼等作水库用 有时天然湖泊也称为水 库 天然水库 水库规模通常按库容大小划分 水库规模类型划分如下 水库类型总库容 塘 坝总库容小于 10 万立米 小 二 型10 100 万立米小型水库 小 一 型100 1000 万立米 中 型 水 库1000 万立米 1 亿立米 大 二 型1 10 亿立米大型水库 大 一 型大于 10 亿立米 1 2 7 1 2 7 水文测站水文测站 测站名称类型代码描述 河道水位水文站 zz 观测及搜集河流的水文 气象资料的基层水文机构 包括 水位 流速 流向 波浪 含沙量 水温 冰情 地下 水 水质 降水量 蒸发量 气温 湿度 气压和风 水库水文站 rr 观测及搜集湖泊 水库等水体的水文 气象资料的基层水 文机构 包括 水位 流速 流向 波浪 含沙量 水温 冰情 地下水 水质 降水量 蒸发量 气温 湿度 气 压和风 雨量站 pp 观测及搜集雨量信息的基层水文机构 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 7 页 共 42 页7 1 2 8 1 2 8 自报式自报式 被测要素值发生变化或定时等事件触发 遥测站主动发送数据的工作制式 1 2 9 1 2 9 查询 应答式查询 应答式 遥测站响应查询指令发送数据的工作制式 1 2 10 1 2 10 混合式混合式 包含自报式和查询 应答式两种遥测方式的工作制式 2 2 概要设计概要设计 2 1 2 1 任务来源任务来源 为了响应我国水文自动测报系统的发展 统一技术要求 加强系统的规划 设计 施工和运行管理 采用中国水利部颁布的 实时雨水情数据库表结构与 标识符标准 sl323 2005 等相关标准和四川省水文行业的四川省水文技术标 准及规定 scsw008 2008 水文测报系统技术规约和协议 满足中小河流洪水 预报系统建设的需求 2 2 2 2 开发环境开发环境 2 2 1 2 2 1 硬件环境硬件环境 2 2 1 1 2 2 1 1 服务器服务器 序号名称要求 1cpu intel r core tm 2 频率 2200mhz 及其以上 2 内存ddr2 2gb 3 硬盘sata 3 0gb s 硬盘 容量 160 gb 4 显示器19 英寸 lcd 5 网卡10 100base tx 以太网卡 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 8 页 共 42 页8 2 2 1 2 2 2 1 2 工作工作站站 名称名称要求要求 cpu 频率 1 7ghz 及其以上 内存ddr2 1gb 硬盘sata 3 0gb s 硬盘 容量 160 gb 显示器19 英寸 lcd 网卡10 100base tx 以太网卡 2 2 1 3 2 2 1 3 通信设备通信设备 名称名称要求要求数量数量 卫星终端神州天鸿终端 ydd 03 1 gsm 终端 mc39i1 gprs 有线 modem 池 da 5690 1 终端服务器 yz55161 三层交换机 s3952p e1 路由器 ar28 40 vpn 防火墙 m5100 s l1 数据接收机 m69801 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 9 页 共 42 页9 2 2 1 4 2 2 1 4 拓扑图拓扑图 internet 中心站局域网 路由器 工作站 防火墙 工作站 工作站数据库服务器 数据处理服务器 交换机 通信服务器卫星终端 gsm终端 gsm网 北北斗斗卫卫星星网网 internet gprs 2 2 2 2 2 2 软件软件环境环境 2 2 2 1 2 2 2 1 服务器服务器 名称名称要求要求 操作系统windows 2008 server 简体中文版 数据库sql server 2008 简体中文版 2 2 2 2 2 2 2 2 工作工作站站 名称名称要求要求 操作系统windows xp professional 简体中文版 开发工具microsoft visual basic 6 0 中文版 数据库sql server 2008 简体中文版 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 10 页 共 42 页10 2 3 2 3 需求定义需求定义 中小河流洪水预报系统分为遥测数据接收处理 遥测系统监控管理和洪水预 报几部分 遥测数据接收处理作为后台功能主要负责遥测站数据接收与控制命令 的发送 遥测系统监控管理为系统管理人员提供遥测系统监视与控制管理功能 洪水预报根据实测的数据结合基础数据 对 降水量进行预报 对河道水情进行预 报 遥测数据接收处理应具备以下功能 接收 解码 存储通过gprs信道传输的水情和工况信息 并可通过该 信道向遥测站发送召测 数据补传 参数设置等控制命令 接收 解码 存储通过gsm信道传输的水情和工况信息 并可通过该信 道向遥测站发送召测 数据补传 参数设置等控制命令 接收 解码 存储通过北斗卫星信道传输的水情和工况信息 对所有接收的数据带有数据接收到达时的时标 按规定的存储格式以 数据库形式和文本文件格式两种方式保存 中心站可自动或人工向遥测站发送控制命令 修改遥测站的参数设置 提供完善的运行日志功能 运行日志应提供运行监视 故障处理所需 的相关信息 运行日志的输出包括本地日志文件和屏幕输出两种方式 遥测监控管理部分作为系统管理人员对遥测系统监视和控制管理的界面 软 件应具备以下功能 能实时监视遥测站最新的水情数据 工况信息和遥测站的基本参数 能实时监视接收工作站的运行工况 包括通信信道状态 通信端口状 态 对遥测系统出现的各种异常提供报警功能包括 遥测站数据未按指定时间到达 水情数据和工况数据异常 遥测站信道异常 接收工作站通信端口 modem 池和终端服务器异常 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 11 页 共 42 页11 对报警信息提供屏幕闪烁 语音提示等报警方式 对遥测站的参数配置进行统一管理 使分中心保存的测站配置信息与 遥测站一致 洪水预报部分根据接收到的实时数据结合相应的经验数据和基础数据 进行 相应测站或区域的降水量预报 对河道水情预报 主要包括 降水量预报 预报区域代码 发生时间 预报降水量 预报降水历时 预报降雨趋势 预报水情发生日 发布时间 发布单位代码 根据时 间 河道水情预报 测站编码 发生时间 预报水位 预报流量 水势 河 水特征码 发布时间 发布单位代码 根据站 根据时间 前期影响 雨量 流域平均降水量 预报类别 2 4 2 4 总体方案总体方案 2 4 1 2 4 1 报汛方式报汛方式 2 4 1 1 2 4 1 1 自报自报 雨量 以定时方式发送 当无雨时 每日以基本段次d1 发送 d1 1 且每日8 00 必需报 必需报 平安信号 当时段雨量达到某阈值时 按段次d2 发送 d2 d1 且段次必需符合水文报汛段次规定 下同 加报阈值为1 99 毫米 可任意设定 水位 以定时方式发送 设置z1 z2 z3 三个水位级标准 且 z1 z2 z3 当水位z z1 时 按照基本段次d1 发送 当z1 z z2 时 按照段次d2 发送 当z2 z z3 时 按照段次d3 发送 当 z z3 时 按照段次d4 发送 且每日8 00 必需报 d4 d3 d2 d1 且段次必需 符合水文报汛段次规定 加报阈值设置到cm 可任意设定 流量 根据水情拍报任务 采用人工置数的方式 在任意时间发送 2 4 1 2 2 4 1 2 召测召测 实现召测的过程是 分中心 中小河流洪水预报系统通过在线信道远程向遥测 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 12 页 共 42 页12 站数据采集器发送召测指令 数据采集器根据指令类型完成信息的采集和读取 遥测站向分中心发回召测数据 从而完成整个召测工作过程 2 4 2 2 4 2 信息流程信息流程 2 4 2 1 2 4 2 1 遥测站信息的流程遥测站信息的流程 遥测站为信息采集源 目标地址为相应的分中心 按照传输信道的不同采 用不同的流程 各自的流程是 a gprs 信道 遥测站 gprs 网络 分中心 一般情况下 gprs 信道的上一次传输失败不影响下一次继续使用该信道传 输的尝试 gprs 功能的实现条件是 遥测站已具有用于数据传输的 gprs 信道 b 北斗 卫星信道 遥测站 北斗 卫星 分中心 采用两跳传输 即遥测站 卫星 分中心 说明 遥测 rtu 启动卫星终端 当锁定卫星并通讯状态正常后遥测站发出 数据 收到卫星终端返回的确认回执 非水情中心回执 后通讯结束 如遥测 rtu 启动卫星终端较长时间 如 1 分钟 通讯状态仍然不正常 或 连续数次发送均收不到卫星终端返回的确认回执则本次卫星通讯失败 设备转 入备用信道 如果有 工作 与 gprs 信道相似 上一次传输失败不影响下一次继续使用该信道传输的 尝试 c 短信信道 遥测站 gsm 网络 分中心 说明 遥测站将自报信息发送给中分中心 sim 号码 短信到达 gsm 服务器 gsm 服务器将短信息发送给分中心 sim 卡 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 13 页 共 42 页13 2 4 2 2 2 4 2 2 远程召测和参数控制的流程远程召测和参数控制的流程 a gprs 信道 分中心 发起 gprs 网络 遥测站 应答 gprs 网络 分中心 b gsm 短信信道 分中心 发起 gsm 网络 遥测站 应答 gsm 网络 分中心 说明 中心站首先通过短信发送平台向遥测站发出召测或控制短信 遥测 站收到信息后记录下该信息原发 sim 号码 并对收到的指令进行分析 对合法 召测形成应答编码后发回原发 sim 号码 遥测站对于召测格式明显不合法的信 息不予应答 注 无合法的站号码或站号码在查询编码中的位置正确对均判断 为 召测格式明显不合法 c 北斗 卫星信道 不召测 2 4 3 2 4 3 工作体制工作体制 系统工作体制为定时自报 加报和召测兼容的方式 自报时系统具有下行 确认 机制 水情信息的采集 存储 发送段次可以设置 采集段次 存储段次 发 送段次 并且规定 段次均以北京时间8 00 为起算时刻 并在任何情 况下 遥测站在8 00 都要完成水情数据的采集 存储以及发送操作 对所有遥测站 整点时除采集雨水情信息外 还要采集工况信息 并存 储在数据控制器中 需要时发送 雨量采用固定间隔为5 分钟的段次采集 有雨即存 正点按增量阈值自 报的工作方式 正点时检查雨量值 增量超过阈值 可设置 启动一次 发送 发送包的内容包括当前雨量累计值和一小时各存储时段内所有雨 量信息 否则不发送 每日8 00 无论有无新的雨量均应存储雨量标 识 平安信号每间隔12 或 24 小时 可编程 发送一次 为了避免与雨 量定时自报发送相冲突 可设置平安信号发送时刻 水位按设定要求进行采集 最小间隔为5 分钟 按阈值 可设置 定时发 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 14 页 共 42 页14 送 每次发送时应将本次采集水位和上次发送后的所有水位数据一并发 送 对于有水位要素的站 发送的数据包中包括水情信息和工况信息 可不 发送 平安信号 分中心具有发送控制指令的功能 既可获得遥测站当前水雨情信息 包 括指定时间段内的历史数据 也可获得当前工况信息 包括指定时间 段内的历史工况数据 洪水预报数据均可由人工干预 2 5 2 5 系统性能要求系统性能要求 2 5 1 2 5 1 集成性集成性 各种软件和硬件设备 应当满足将各个分离设备 功能和信息等集成到相 互关联 统一和协调的系统之中 使资源达到充分共享 需要解决各类设备 子 系统之间的接口 协议 系统平台 应用软件等相关的一切面向集成的问题 使 系统达到低成本 高效率 性能优化 可扩充和可维护 水情分中心接收遥测站点的水情信息的设备及应用软件 计算机网络的设 备及软件设置和决策支持系统的设备及对应的应用软件等进行集成 2 5 2 2 5 2 开放性开放性 各种软件和硬件设备应支持广泛的开放管理标准 应能够随着网络性能及 安全需求的变化而变化 要容易适应 容易修改 系统平台是一个开放平台系统 容易移植和扩展的系统 系统内部的数据传输和信息交换 系统联网与外部进行的信息交换 应按 软硬件设备的模块化 接口标准化的原则进行设计和配置 满足通用化要求 在提供数据采集器等数据处理设备时要充分考虑水文要素采集项目的扩充 对各种信道的兼容性 以及信道的灵活组网 要满足信道的变化增减 水文站点 系统 的扩充 扩容 具备一定的前瞻性 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 15 页 共 42 页15 2 5 3 2 5 3 实时性实时性 遥测站发送数据到中心站收到数据的平均延时为2 分钟 能在10 分钟内自动完成分中心所辖站点的全部水雨情信息采集 传输和处 理转发流程 2 5 4 2 5 4 可靠性可靠性 报汛信道采用双信道互为备份并实现自动切换 2 5 5 2 5 5 可维修性可维修性 各种硬件设备均应具有方便的可维修性 2 5 6 2 5 6 通用性通用性 软硬件应具有通用性 便于维修互换 3 3 详细设计详细设计 3 1 3 1 功能模块划分功能模块划分 3 1 1 3 1 1 软件功能模块划分软件功能模块划分 中小河流洪水预报系统 遥测数据接收处理 雨量监视 系统设置管理 信息检索查询 遥测监视管理 通信子模块 解码子模块 存储子模块 水位监视 工况监视 自报监视 本地设置 测站基本信息管理 rtu参数管理 报警参数设置 水位查询及导出 雨量查询及导出 工况查询及导出 洪水预报参数管理 洪水预报时间管理 洪水预报发布单位 洪水预报 降水量预报 河道水情预报 通信子模块 通过 gprs gsm 北斗终端等通信设备与 rtu 进行通信 解码子模块 负责将接收到的数据按照通迅协议进行解码 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 16 页 共 42 页16 存储子模块 负责与数据库进行数据访问及存储 自报监视模块 负责对实时自报信息进行监视并通过屏幕 含报警 输出 雨量监视模块 负责对实时雨量信息进行监视并通过屏幕 含报警 输出 水位监视模块 负责对实时水位信息进行监视并通过屏幕 含报警 输出 工况监视模块 负责对实时工况信息进行监视并通过屏幕 含报警 输出 系统设置管理模块 负责对系统参数 rtu 参数的管理 含增加 修改 删 除 洪水预报参数管理 负责对洪水预报的基础数据和经验数据进行管理 含 增加 修改 删除 洪水预报 负责对预报数据进行发布及查询 信息检索查询 负责对所有水情信息进行查询显示及 excel 报表导出 3 1 2 3 1 2 通信子模块功能划分通信子模块功能划分 通信子模块 自报 数据召测 rtu参数设置 gprs 北斗卫星 gsm 自报 接收机校时 自报 数据召测 rtu参数设置 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 17 页 共 42 页17 3 2 3 2 功能模块设计功能模块设计 3 2 1 3 2 1 软件启动模块设计软件启动模块设计 软件启动 是 参数设 置 是 数据库访问 读取数据库参 数 成功 组合ip地址 端口 数据库参数设 置 是 参数成 功 是 成功 否 是 否 数据库访问失 败提示 监听ip地址 端口 读取gsm modem参数 gsm modem设备 检查 读取北斗终端 参数 北斗终端设备 检查 正常 正常 是 是 gsm modem状态 v 是 北斗终端设备 v gsm modem状态 x 北斗终端设备 x 启动主窗口 结束启动 否否 是 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 18 页 共 42 页18 3 2 2 3 2 2 通信子模块设计通信子模块设计 本模块通过通信信道 gprs gsm 北斗卫星等 完成中心站与遥测站的数据 通信 实现数据接收 召测及下位机参数设置等 具体设计详见以下流程图 3 2 2 1 3 2 2 1 gprsgprs 自报通信流程图自报通信流程图 gprs自报通 信 gprs 连接 连接中心站 否 连接成 功 是 是 发送数据 接收完 毕 否超时 否 是 是 第一中 心 是 结束本次通信 断开连接否 接收 rtu 数据自报时 按此流程实现 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 19 页 共 42 页19 3 2 2 2 3 2 2 2 gprsgprs 招测通信流程图招测通信流程图 gprs招测通 信 连接成 功 发送召测命令 是 连接成 功 接收数据 接收完 毕 否超时 否 是 是 gprs连接查 测 否 否 发送成 功 是 否 是 结束本次通信 连接否 对 rtu 进行数据召测和修改 rtu 参数时 按此流程实现 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 20 页 共 42 页20 3 2 2 3 3 2 2 3 gsmgsm 自报接收流程图自报接收流程图 gsm自报接收 有新短 信息 读取对应记录 号短信 是 读短信 成功 是 否 取出短信内容 删除对应记录 号的短信 否 短信数据 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 21 页 共 42 页21 3 2 2 4 3 2 2 4 gsmgsm 召测流程图召测流程图 gsm召测 有新短 信息 读取对应记录 号短信 是 读短信 成功 是 否 取出短信内容 删除对应记录 号的短信 否 短信数据 发送召测命令 发送成 功 否 接收新短信 是 召测结束 发送召测命令 失败提示 超时 否 召测失败提示 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 22 页 共 42 页22 3 2 2 5 3 2 2 5 北斗卫星自报接收流程图北斗卫星自报接收流程图 北斗卫星自报 接收 有新短 信息 读取短信 是 读短信 成功 是 否 取出短信内容 否 短信数据 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 23 页 共 42 页23 3 2 2 6 3 2 2 6 北斗卫星校时流程图北斗卫星校时流程图 北斗卫星校时 接收成 功 读取校时短信 是 读短信 成功 是 否 取出短信内容 启动校时 否 发送校时命令 发送成 功 否 接收校时短信 是 校时结束 发送校时命令 失败提示 超时 否 校时失败提示 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 24 页 共 42 页24 3 2 3 3 2 3 解码子模块设计解码子模块设计 数据解码 是否有 st 否 检查 st 字 符 是否有 nn 是 否 检查st后第一 个 nn 字 符 否 是 取出st到第一 个nn的数据 对校验位进行 校验 校验正 确 解析各要素 是 各要素存入数 据库 解码结束 废报处理 否 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 25 页 共 42 页25 3 2 4 3 2 4 数据访问设计数据访问设计 3 2 4 1 3 2 4 1 数据查询设计数据查询设计 数据查询 数据连接 读取数据库参 数 成功 否 数据库访问失 败提示 是 执行数据查询 命令 有记 录 否 是 无对应记录提 示 输出记录集 数据查寻结束 关闭数据库连 接 释放相应资源 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 26 页 共 42 页26 3 2 4 2 3 2 4 2 数据存储设计数据存储设计 数据存储 数据连接 读取数据库参 数 成功 否 数据库访问失 败提示 是 执行需存入记 录查询命令 有记 录 否 是 更新记录 数据存储结束 关闭数据库连 接 释放相应资源 修改对应记录 新增对应记录 数据库记录增加 修改均使用此设计 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 27 页 共 42 页27 3 2 5 3 2 5 输出模块设计输出模块设计 3 2 5 1 3 2 5 1 屏幕输出设计屏幕输出设计 数据查询 数据连接 读取数据库参 数 成功 否 数据库访问失 败提示 是 执行数据查询 命令 有记 录 否 是 无对应记录提 示 输出记录集 数据查询结束 关闭数据库连 接 释放相应资源 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 28 页 共 42 页28 3 2 5 2 3 2 5 2 excelexcel 文件导出设计文件导出设计 excel文件输 出 数据连接 读取数据库参 数 成功 否 数据库访问失 败提示 是 执行数据查询 命令 有记 录 否 是 无对应记录提 示 输出记录集 数据查寻结束 关闭数据库连 接 释放相应资源 将查询记录集 输出到excel 文件 创建并打开 excel文件 输入excel文 件路径名称 文件存 在 打开此excel 文件 是 否 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 29 页 共 42 页29 3 2 6 3 2 6 预报模块设计预报模块设计 预报检查 读取预报要素 经验值 读取预报要素 当前值 水 位 雨量等 预报 否 生成预报信息 召测结束 否 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 30 页 共 42 页30 3 2 7 3 2 7 软件退出模块设计软件退出模块设计 软件退出 数据处 理完 关闭pstn使 用的串口 是 关闭gsm使用 的串口 关闭北斗终端 使用的串口 是 是 释放资源 结束 否后台数据处理 退出软件 3 3 3 3 数据库结构设计数据库结构设计 3 3 1 3 3 1 测站基本属性表设计测站基本属性表设计 表名 st stbprp b 测站基本属性表表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 测站编码 stcdc 8 无 y1 2 测站名称 stnmc 30 3 河流名称 rvnmc 30 4 水系名称 hnnmc 30 5 流域名称 bsnmc 30 6 经度 lgtdc 7 7 纬度 lttdc 6 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 31 页 共 42 页31 8 站址 stlcc 30 9 行政区划 码 addvcdc 6 10 修正基值 mdbzn 6 2 m 11 修正参数 mdprn 4 2 12 基面名称 dtmnmc 16 13 基面高程 dtmeln 7 3 m 14 站类 sttpc 2 15 拍报段次 dfrtmsn 2 16 拍报项目 fritmc 32 17 报汛等级 frgrdc 1 18 始报年月 bgfrymc 6 19 截报年月 edfrymc 6 20 管理机构 admaut h c 10 无 21 测站岸别 stbkc 1 22 集水面积 drnan 7 km2 23 拼音码 phcdc 6 字段说明 测站编码 全国统一编制的 用于标识某一水文测站的唯一字符编码 测站编码是由数字和大写英文字母组成的8位字符串 测站名称 测站编码所代表水文测站的中文名称 河流名称 水文测站测报雨水情所属河流的中文名称 水系名称 水文测站测报雨水情所属水系的中文名称 流域名称 水文测站测报雨水情所属流域的中文名称 经度 测站代表点所在地理位置的东经度 编码格式为 dddmmss 说明 ddd 为三位数字 表示度 若数值不满三位 前面加0 补齐 mm 为两位数字 表示分 若数值不满两位 前面加0 补齐 ss 为两位数字 表示秒 若数值不满两位 前面加0 补齐 纬度 测站代表点所在地理位置的北纬度 编码格式为 ddmmss 说明 dd 为两位数字 表示度 若数值不满两位 前面加0 补齐 mm 为两位数字 表示分 若数值不满两位 前面加0 补齐 ss 为两位数字 表示秒 若数值不满两位 前面加0 补齐 站址 测站代表点所在地县级以下的地址 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 32 页 共 42 页32 行政区划码 测站代表点所在地的行政区划代码 行政区划代码编码按 gb2260 1995 执行 修正基值 测站所报相对水位的基面高程的基准值 用来将报汛的相对 水位转换成基面高程 受原拍报编码方法报汛的限制 水位只能报两位 整数 为了将相对水位转换成水位的基面高程 特设修正基值和修正参 数来转换相对水位为基面高程 修正参数 确定将相对水位根据修正基值修正到基面高程的公式的参数 基面名称 水文测站观测水位或地下水位时所采用的基面高程系的名称 除特别注明以外 数据库中存储的关于某一水文测站的所有高程 水位 数值均是相对于该水文测站基面的 基面高程 水文测站观测水位或地下水位时所采用基面高程系的基准面 与该水文站所在流域的基准高程系基准面的高差 站类 标识水文测站类型的两位字母代码 水文测站类型代码由两位大 写英文字组成 第一位固定不变 表示大的水文测站类型 第二位根据 情况可以扩展 表示大的水文测站类型的细分 如果没有细分的情况下 重复第一位 大的水文测站类型目前分为8种 水文测站类型及其代码 如下 气象站 mm 蒸发站 bb 堰闸水文站 dd 潮位站 tt 泵站 dp 墒情站 ss 雨量站 pp 河道水位水文站 zz 水库水文站 rr 地下水站 zg 分洪水位站 zb 拍报段次 指水文测站汛期每日常规报汛的次数 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 33 页 共 42 页33 拍报项目 描述水文测站的报汛项目组合 拍报项目为32 位由 0 和 1 组成的字符串 每一位代表一种报汛项目 当对应位为 1 时 代表该站报汛时要列报该内容 为 0 时 代表该站报汛时不列报该 内容 拍报项目各位对应意义按照表4 1 5 2中规定执行 1 降水 2 蒸发 3 水位 4 流量 5 库内水位 6 蓄水量 7 入库流量 8 闸门启闭 9 出库流量 10 风浪 11 泥沙 12 冰情 13 抽水 14 引水 15 排水 16 墒情 17 地下水 18 旬月统计 19 32 备用 报汛等级 描述水文测站报汛的最高级别 取值及其含义见表4 1 5 3 1 中央报汛站 2 向省水文局 信息中心 或流域机构水文局 信息中心 报汛 3 不属于以上两级的其它报汛站 截报年月 水文测站停止报汛的时间 编码格式同始报年月 管理机构 指水文测站所归属的管理单位或系统名称 测站岸别 描述水文测站站房位于河流的左岸或右岸的代码 取 0 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 34 页 共 42 页34 表示测站站房位于河流的左岸 取 1 表示测站站房位于河流的右岸 若测站并不在河流上 则置为空值 集水面积 水文测站上游由该站控制的流域面积 集水面积的计量单位 为km2 计至整数位 拼音码 用于快速输入水文测站名称的编码 采用水文测站名称的汉语 拼音首字母构成 不区分大小写 3 3 2 3 3 2 河道水情表设计河道水情表设计 表名 st river r 实时雨水情数据库表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 测站编码 stcdc 8 无 y2 2 时间 tmt 无 y1 3 水位 zn 7 3 m 4 流量 qn 9 3 m 3 s 5 断面过水面积 xsa n 9 3 sm 2 6 断面平均流速 xsavvn 5 3 m s 7 断面最大流速 xsmxvn 5 3 m s 8 河水特征码 flwchrcdc 1 9 水势 wptnc 1 10 测流方法 msqmtc 1 11 测积方法 msamtc 1 12 测速方法 msvmt c 1 字段说明 测站编码stcd 河道水文 水位 站的测站编码 时间tm 水情发生的时间 水位z 指定河道水文 水位 站在给定时间的断面水位 流量q 指定河道水文 水位 站在给定时间通过测验断面的流量 断面过水面积xsa 指定河道水文站在给定时间测验断面的过流面积 计量单位为m2 保留三位有效数字 断面平均流速xsavv 在给定时间河道水文站实测流量时所测得的测验 断面平均流速 断面最大流速xsmxv 在给定时间河道水文站实测流量时所测得的测验 断面最大点流速 河水特征码flwchrcd 给定时间河道洪水起涨 流向 干枯 断流和峰 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 35 页 共 42 页35 值等特征的描述代码 水势wptn 河道洪水水位的涨落信息 测流方法msqmt 流量的施测方法 测积方法msamt 测流面积的测量方法 测速方法msvmt 断面流速的测量方法 3 3 3 3 3 3 降水量表设计降水量表设计 表名 st pptn r 实时雨水情数据库表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 测站编码 stcdc 8 无 y2 2 时间 tmt 无 y1 3 时段降水量 drpn 5 1 mm3 4 时段长 intvdr4 5 降水历时 pdrdr5 6 日降水量 dypn 5 1 mm6 7 天气状况 wthc 1 7 字段说明 测站编码stcd 报送降水信息的水文测站编码 时间tm 降水量值的截止时间 时段降水量drp 指定时段内的降水量 时段长intv 水文测站所报时段降水量的统计时段长度 降水历时pdr 指定时段的实际降雨时间 日降水量dyp 前一天 24h 的降水量 天气状况wth 降水量值统计截止时的天气状况代码 3 3 4 3 3 4 降水量统计表设计降水量统计表设计 表名 st pstat r 降水量统计表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 测站编码 stcdc 8 无 y2 2 标志时间 idtmt 无 y1 3 统计时段标志 sttdrcdc 1 无 y3 4 累计降水量 accpn 6 1 mm 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 36 页 共 42 页36 字段说明 测站编码 雨量站 含测报雨量的其它站 测站编码 标志时间 对水文要素进行统计的特定时段的截止时间或特定水情信息 的指定报汛时间 统计时段标志 用代码表示的对水文要素进行统计的标准时段长 根据 标志时间和统计时段标志便可确定一个特定的统计时段 统计时段长及 相应代码 如下表 统计时段长代码 一日 1 三日 2 一侯 3 一旬 4 一月 5 一年 6 累计降水量 统计时段内 标志时间前若干天 降水量累计值 3 3 5 3 3 5 洪水传播时间表洪水传播时间表 表名 st fsdr b 洪水传播时间表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 上游站码 upstcdc 8 无 y1 2 下游站码 dwstcdc 8 无 y2 3 河段长 rchlenn 3 km 4 安全泄量 sftqn 9 3 m 3 s 5 流量量级 qmgnn 5 无 m 3 sy3 6 最小传播时间 mntrtmt 7 最大传播时间 mxtrtmt 8 平均传播时间 avtrtmt 字段说明 上游站码 河段上游端水文测站的测站编码 下游站码 河段下游端水文测站的测站编码 河段长 从上游测站到下游测站的河道长度 计量单位为km 计至整 数位 安全泄量 上游测站和下游测站之间河道上确保安全允许通过的最大流 量 流量量级 表征所列传播时间对应的洪水流量数值量级的流量值 计量 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 37 页 共 42 页37 单位为m3 s 计至整数位 最小传播时间 河段发生相应量级洪水时 洪峰从上游测站传播到下游 测站的最小时间 最大传播时间 河段发生相应量级洪水时 洪峰从上游测站传播到下游 测站的最大时间 平均传播时间 河段发生相应量级洪水时 洪峰从上游测站传播到下游 测站耗用时间的平均值 3 3 6 3 3 6 水文预报发布单位编码表水文预报发布单位编码表 表名 st instcd b 水文预报发布单位编码表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 发布单位代码 rlsinstcdc 8 无 y1 2 单位名称 instnmc 40 3 管理机构 admauthc 10 字段说明 发布单位代码 发布预报的单位编码 单位名称 预报发布单位的中文名称 3 3 7 3 3 7 降水量预报表降水量预报表 表名 st rnfl f 降水量预报表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 预报区域代码 fareacdc 8 无 y2 2 发生时间 ftmt 无 y1 3 预报降水量 fpn 3 mm 4 预报降水历时 fpdrn 2 h 5 预报降雨趋势 frntdcdc 1 6 预报水情发生 日 fdtt 7 发布时间 rlstmt 无 y3 8 发布单位代码 rlsinstcdc 8 无 y4 9 根据时间 reftmt 字段说明 预报区域代码 被预报的区域的编码或被预报水文测站的测站编码 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 38 页 共 42 页38 发生时间 预报降水量的截止时间 预报降水量 预报该测站的可能降水量 预报降水历时 预报的降水量累计时间 计量单位为h 计至整数 预报降水趋势 描述预报降水的发展趋势 预报水情发生日 预报降水发生的日期 当预报的水情不与具体的时间 发生关联 或不能精确预测水情的发生时间时 并且采用当日8 时报汛 表示时间易造成混淆时 应采用该字段表示预报水情的发生日 发布时间 降水量预报对外公布的时间 发布单位代码 发布预报的单位编码 根据时间 进行预报的根据资料的发生时间或截止时间 3 3 8 3 3 8 河道水情预报表河道水情预报表 表名 st river f 河道水情预报表结构 序号字段名标识符类型及长度有无空值计量单位主键索引序号 1 测站编码 stcdc 8 无 y2 2 发生时间 ftmt 无 y1 3 预报水位 fzn 7 3 m 4 预报流量 fqn 9 3 m 3 s 5 水势 wptnc 1 6 河水特征码 flwchrcdc 1 7 发布时间 rlstmt 无 y3 8 发布单位代码 rlsinstcdc 8 无 y4 9 根据站 dpndstc 40 10 根据时间 reftmt 11 前期影响雨量 antrnfn 4 1 12 流域平均降水 量 bsavpn 4 1 mm 13 预报类别 fccdc 1 字段说明 测站编码 被预报的水文测站站码 发生时间 河道预报水情发生时间 预报水位 指定站点在预报的发生时间的水位预报值 预报流量 指定站点在预报的发生时间的流量预报值 水势 指定站点在预报的发生时间的预报水势 按表5 5 5 2 规定取值 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 39 页 共 42 页39 河水特征码 指定站点在预报的发生时间的预报水流特征 按表5 5 5 1 规定取值 发布时间 河道水情预报对外公布的时间 发布单位代码 发布预报的单位编码 根据站 进行洪水预报根据资料的水文测站编码 有多个根据站时 各 站的测站编码不加分隔符号依次连接 最多允许有5个根据站 根据时间 进行预报的根据资料的发生时间或截止时间 前期影响雨量 作业预报时所采用的区域前期影响雨量 流域平均降雨量 作业预报时所采用的区域平均降雨量 预报类别 洪水预报成果的作业预报方法 3 4 3 4 通信协议通信协议 3 4 1 3 4 1 帧构成帧构成 根据现时水文监测及自动测报系统常用信道和数据传输的特点 特规定水 情信息传输以帧为基本单位 每个信息帧由若干字节构成 字节为帧的基本单元 在传输每个字节时低 位 二进制位 在前 高位在后 帧结构大体分为 5 部分 按照其传输时的顺序 依次为 帧头 帧类型 帧数据 帧校验和帧尾 如下图所示 帧头 帧类型 帧数据 帧校验 帧尾 除帧校验和帧尾外 其他部分为若干个特征字符 串 加一组数据 或一 个指令 的信息单元 帧头作为一个特殊的信息单元 除有特征字符外且在帧 的位置固定 其他信息单元 帧类型 帧数据 由不同的类型特征字符引导 代表特定的意义 中小河流洪水预报系统开发文档中小河流洪水预报系统开发文档 第 40 页 共 42 页40 以特征字符引导加数据 或指令 组成信息单元的帧构成形式有利于传输 信息的扩展 以及不同类型数据在一帧内的组合 3 4 2 3 4 2 功能代码表功能代码表 表一 功能信息类型码操作数1操作数2 n说明 站号 st 8位站号无 单站编码时 st可 省略 站号不能省 结束符 nn 无无 一包编码的结束符 号 日期时间 ttmmddhhff 注 mmddhhnn代表 日月时分 共8位 时 为24小时制 最大极值发生时间 tmmmddhhff 注 mmddhhnn代表 日月时分 共8位 时 为24小时制 最小极值发生时间 tnmmddhhff 注 mmddhhnn代表 日月时