北京市朝阳区水利信息化.doc

作为北京市防汛抗旱的重点区县之一 朝阳区在市水利局 市防办和区政府的不断努力下 通过多年建设 已经在防汛抗旱 水资源管理 水利工程设计等方面建立了基础系统平台 北京市朝阳区水利信息化北京市朝阳区水利信息化 建设三年规划建设三年规划 编制单位 北京市朝阳区水利局编制单位 北京市朝阳区水利局 北京市水利自动化研究所北京市水利自动化研究所 编制时间 二编制时间 二 三年十二月三年十二月 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 1 目 录 1 前言前言 1 2 现状及存在的问题现状及存在的问题 3 3 规划指导思想及依据规划指导思想及依据 5 3 1 指导思想 5 3 2 规划依据 5 3 3 标准与规范 6 4 规划的目标及任务规划的目标及任务 8 4 1 规划目标 8 4 2 需求分析 8 4 2 1信息需求 8 4 2 2功能需求 9 4 3 规划任务 10 5 总体结构总体结构 11 6 信息采信息采集集系统系统 12 6 1 雨水情信息采集系统 12 6 2 地下水采集系统 14 6 3 水环境采集系统 14 6 4 水利工程信息 15 6 4 1闸门自动监控系统 15 6 4 2橡胶坝自动监测系统 16 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 2 6 4 3图像监视系统 18 7 通讯系统通讯系统 19 7 1 概述 19 7 2 通信方式 19 7 2 1 公网 19 7 2 2 专网 20 7 2 2 通讯原则 20 7 3 建设规划 21 7 3 1链路通信网 21 7 3 2 中低速水利信息采集及专业通信网 22 7 4 建设成果展望 22 8 中心建设规划中心建设规划 24 8 1 计算机网络 25 8 2 实时信息接收系统 27 8 2 1硬件建设 27 8 2 2软件建设 27 8 3 综合管理平台 27 8 4 数据库 30 8 5 综合业务管理系统 34 8 5 1防汛抗旱及水资源信息管理系统 34 8 5 2朝阳区水利局办公自动化系统 40 8 6 会商室 42 9 基层单位建设基层单位建设 43 9 1 计算机网络建设 43 9 2 办公自动化系统 43 10 信息共享信息共享 45 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 3 11 系统安全系统安全 46 12 工程安排工程安排 48 12 1 信息采集系统 48 12 1 1雨水情自动测报系统工程 48 12 1 2地下水监测系统工程 48 12 1 3水环境监测系统工程 48 12 1 4水利基础设施信息采集工程 49 12 2 通信网络建设 49 12 3 信息化管理工程 49 12 4 标准建设 49 12 5 专业模型开发 49 12 6 网络建设工程 50 13 实施计划实施计划 51 14 经费概算及来源经费概算及来源 53 14 1 经费概算 53 14 2 经费来源 57 15 组织组织与与管理管理 58 15 1 工程组织与管理 58 15 2 建设组织与管理 58 15 3 运行组织与管理 59 15 4 人员培训计划 59 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 1 1 前言前言 朝阳区位于燕山山前 华北大平原北端 全区地势稍有倾斜 从 西北向东南缓慢下降 地面坡降平缓 朝阳区属海河流域 从北向南 分布有清河 温榆河 坝河 通惠河 凉水河五大水系 全区地下水 源丰富 供给着农业灌溉及四环外村民的基本生活用水 但是为解决 首都城市发展对水资源的需求 北京市地下水与 60 年代初比较已累 计超采 60 亿立方米 目前形成以朝阳区红庙一带为中心的 2600 平方 公里的地下水超采区 由于位于全市 九河下梢 朝阳的防汛任务显得极为重要 同 时各条河流带来的大量生活污水也一同汇入朝阳 因此 朝阳的水环 境保护也已迫在眉睫 此外地下水的严重超采使得朝阳水利局在今后 必须得在地下水的开采控制上下大力度 综上所述 朝阳水利在今后 的工作重点要着重考虑三个方面 防汛 水环境保护以及以地下水开 采控制为核心的水资源管理 朝阳区的涉外资源雄厚 区域内云集各国驻华使馆和北京 60 以 上的外国商社 以及绝大多数国外驻华新闻机构 北部是 2008 年奥 林匹克运动的中心区 东部中央商务区 CBD 已成为科技与商务的 中心 随着商贸 服务业特别是网络等新经济的迅速发展 朝阳区已 经形成了以商贸 房地产 高新技术 金融 信息 商务办公 文化 等第三产业为龙头 产业结构门类齐全的发展格局 目前 朝阳的 三化四区 建设 清水朝阳 建设正在如火如荼的进行中 所以 朝阳区水利的建设 代表着北京市乃至全国水利建设的新形象 在这 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 2 种新形势下 朝阳水利要保障地区社会经济的可持续发展 与首都水 利发展规划保持一致 必须以建设水利现代化为目标 大力推进信息 技术在水利行业中的应用 提高水利现代化水平 水利信息化将面临 要满足提高防治洪涝干旱灾害决策水平的需 要 要满足提高水利科技含量和管理水平的需要 要满足实现水行政 主管部门机构改革和职能转变的需要 要满足行业之间实现信息资源 共享 促进国民经济协调发展的需要 这四项新的任务 把握住信息 化的建设 将使我们的水利事业产生一个质的飞跃 水利信息化是水利现代化的基础 为水利现代化 为水利的可持 续发展提供有力的技术支撑 朝阳水利信息化建设是全区水资源综合 运用和管理现代化进程的重要标志 是首都 数字水利 的一个重要 组成部分 是朝阳区实现 清水朝阳 建设目标的重要条件 当前 全区水利系统应以水环境保护 水资源管理和防汛等重点工作为核心 初步形成以信息化建设和水利实际业务相结合的发展思路 实现传统 水利业务与资源水利及环境水利的综合管理 应加强水利信息采集及 管理系统 防汛调度系统 办公自动化及信息发布系统等的信息化建 设 建立一个功能完备从信息采集 传输 处理到综合业务管理的自 动化系统 为科学合理地调度和使用水资源创造条件 也为实现 21 世纪首都水资源可持续利用发展规划提供有效手段 逐步将全区水利 行业带入 数字水利 时代 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 3 2 现状及存在的问题现状及存在的问题 作为北京市防汛抗旱的重点区县之一 朝阳区在市水利局 市防 办和区政府的不断努力下 通过多年建设 已经在防汛抗旱 水资源 管理 水利工程设计等方面建立了基础系统平台 具备了信息化的管 理方式 目前在部分地区已经建成有水文自动化遥测系统 虽然朝阳区水利的信息化建设有着长足的进步 但随着科学技术 的日益发展 现代化水平的不断提高 科学管理的要求不断迫切 朝 阳区的信息化建设中仍存在很多问题 主要表现在以下几个方面 1 信息采集参量少 采集手段落后 目前 在水利基础信息源的采集上只有雨情为自动采集 其他的 信息采集主要依靠人工进行 采集手段落后 朝阳区内的雨水情 工 情 图像 水质及地下水等信息采集站网需进一步完善 应充分运用 当今先进的科学技术 提高采集手段 2 系统各自独立 信息资源不能共享 各水管站 水务管理所 河道管理所建设的系统只将人工 自动 采集到的信息传到各自单位 信息资源缺少必要的整合 互相之间不 能共享 对系统开发平台 数据库管理模式等没有统一规划 统一标 准 对全区的水资源 水环境等没有统一调度及管理 3 通讯传输速率低 传输方式原始 朝阳区水利局下属的各管理所 水务站与朝阳区水利局的连接只 能通过原始的人工的方法将采集到的数据报送给朝阳区水利局 传输 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 4 方式落后 需要建设宽带的数据传输通道和高速的计算机网络系统 4 对现有设施和成果的提高利用不充分 缺乏完整的整合及 信息共享 应充分利用现有资源和成果 在对它们进行整合的基础上 充分 发挥它们的最大效益 硬件建设还不够完善 如没有综合的会商室 不能提供防汛抗旱会商所需要的综合会议环境 计算机网络需要改造 朝阳区水利局与其下属单位的网络连接尚没有完全接通等 5 人才缺乏 水利行业是一个传统行业 从事信息化工作的技术人才数量相对 不足 结构也不甚合理 因此在信息化建设过程中 随着各种新技术 的不断应用 需要提高行业人员的素质 培养一定比例的高级技术人 员 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 5 3 规划指导思想及依据规划指导思想及依据 3 1 指导思想指导思想 朝阳区水利信息化的建设应带动全区水利现代化 提高管理及决 策水平 进行统一领导 统一实施 统一技术标准及规范 根据朝阳 区的实际情况 水利信息化规划应明确如下指导思想 1 信息化建设应基于当前先进的计算机及网络技术和设备 充分考虑到将来业务发展和技术更新的要求 同时应符合北京市水利 信息化建设规划和信息系统工程的规范要求 2 满足水利日常业务管理和防汛工作需求 在现有设施和成 果的基础上加以整合和提高 充分利用现有社会公共资源 避免重复 性建设 3 系统的规模要便于扩展 设备要便于升级换代 具有可继 承性 4 系统具有开放性 可靠性 安全性的特点 3 2 规划依据规划依据 北京市水利发展 十五 计划 北京市水利信息化建设三年计划 2002 2004 北京市水利信息高速公路 骨干通信网建设规划 北京市水利信息化建设管理暂行办法 数字朝阳 2001 2005 年规划 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 6 北京市防汛抗旱及水资源调度中心可行性研究报告 北京市雨水情自动测报系统改扩建工程初步设计报告 北京市水文站网基础设施建设可行性研究报告 北京市旱情监测系统设计报告 3 3 标准与规范标准与规范 北京市水利局防汛抗旱及水资源系统中心分中心分类标准 朝阳区政府设定的有关委 办 局信息化建设的标准 北京市防汛抗旱指挥系统数据库参考表结构 水文资料整编规范 SL247 1999 水文自动测报系统规范 SL61 94 水文自动测报系统设计规定 SL T5051 1996 水文自动测报系统设备基本技术条件 SL T102 1995 水环境监测规范 SL219 98 水环境监测管理规定 电力系统调度自动化设计技术规程 DL5003 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 工业企业通信设计规范 GBJ42 81 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB T 50311 2000 地区电网调度自动化设计技术规程 DL5002 数据通信基本型控制规程 GB3453 水电厂计算机监控系统基本技术条件 DL T578 95 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 7 软件设计遵循以下标准 GB T 8566 1995 信息技术软件生存期过程 GB T 8567 1988 计算机软件产品开发文件编制指南 GB T 9385 1988 计算机软件需求说明编制指南 GB T 11457 1995 软件工程术语 GB T 12504 1990 计算机软件质量保证计划规范 GB T 12505 1990 计算机软件配置管理计划规范 GB T 14079 1992 软件维护指南 GB T 14394 1993 计算机软件可靠性和维护性管理 GB T 15853 1995 软件支持环境 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 8 4 规划的目标及任务规划的目标及任务 4 1 规划目标规划目标 通过遥测 自动化技术 网络与通信技术 图像传输处理 计算 机模拟技术等高新技术的应用 实现水利信息采集的自动化 信息处 理的数字化 信息传输的网络化 辅助决策的科学化 实现防汛 水利工程设施的信息化管理 逐步实现水质 地下水 等水资源信息的综合管理 从而加强水环境 水资源的综合运用 提 高科学管理和决策水平 制定全区水利信息化发展规划及数据集成标准 实现数据的统一 管理和信息资源共享 形成朝阳区水利局办公自动化系统 充分开发信息资源 科学利用 实现决策支持的科学化 4 2 需求分析需求分析 4 2 1 信息需求 在供水调度 防汛 安全运行等日常管理工作中 朝阳区水利局 需掌握雨水情 工情 图像 水质等信息 具体信息需求如下 1 需要及时掌握朝阳区区内雨情 气象信息及北小河 坝河 亮 马河交汇口的水情信息 包括水位 流量等 2 需要及时掌握全区的重要闸门开度 并实现远程监测控 3 对重要水工建筑物闸门及橡胶坝环境实现图像监视 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 9 4 对地下水信息进行采集 并对地下水流量水位及地下地表水的 水质等信息进行监控 4 2 2 功能需求 从根本上提高信息采集的水平和效率 为防汛和水资源管理提供 快速 科学的手段 同时对采集的信息能在一个统一的平台上得到综 合应用 其基本功能需求包括 1 信息服务 利用统一平台 实现多信息源的信息汇总和处理 2 水资源合理调度 及时掌握朝阳区的水资源情况 供水设施情况 需水变化情况 节水情况等 制定合理的供水调度方案 优化配置水资源 3 水环境管理 监测水质信息 及时掌握相关业务部门的分析 预报成果 为供 水管理服务 6 办公自动化 为朝阳区水利局提供内部协同工作软件平台 远程公文接收 发 送管理平台 为朝阳区水利局及其下属各管理所提供信息化的办公环 境 节省人力物力资源 提高工作效率 7 会商 为决策参谋人员和高层决策者提供会商平台 包括信息服务 汛 情监视 会商决策等功能 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 10 4 3 规划任务规划任务 未来三年 朝阳区水利信息化建设的主要任务是完成朝阳区水利 局信息中心与局下属主要业务管理单位 7 个节点站的建设 实现网络 互联互通 逐步完善雨水情 工情 水质 地下水 重要水工建筑 图像信息自动采集系统 建设各专业基础数据库 中心信息管理系统 构建水资源与供水管理信息系统 防汛抗旱指挥系统 水环境管理信 息系统 水利工程管理信息系统 电子政务系统及综合信息应用平台 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 11 5 总体结构总体结构 朝阳区水利局重要的下属单位包括河道管理所 平房水务管理所 羊坊水务管理所 东南郊水务管理所 温榆河管理所 朝阳区水利设 计室 城区防汛办公室 信息化系统应建设以朝阳区水利局为中心 以数字水利 1781 为结构框架的综合信息管理系统 包括实时信息 的采集 接收与处理 数据的整编 入库和存储 信息的分析 应用 与决策 而河道管理所 平房水务管理所 羊坊水务管理所 东南郊 水务管理所 温榆河管理所 朝阳区水利设计室 城区防汛办公室七 个下属单位作为公文往来的节点 仅进行局域网络的建设 总体结构如下图所示 朝朝阳阳区区水水利利局局中中心心 公公网网 一个中心 一个通信网 河河 道道 管管 理理 所所 平平 房房 水水 务务 管管 理理 所所 羊羊 坊坊 水水 务务 管管 理理 所所 东东 南南 郊郊 水水 务务 管管 理理 所所 温温 榆榆 河河 管管 理理 所所 朝朝 阳阳 区区 水水 利利 设设 计计 室室 城城 区区 防防 汛汛 办办 公公 室室 基基 础础 信信 息息 的的 采采 集集 综综 合合 数数 据据 库库 建建 设设 七个信息 采集源 八个数据库 朝朝阳阳区区水水利利局局中中心心 公公网网 一个中心 一个通信网 河河 道道 管管 理理 所所 平平 房房 水水 务务 管管 理理 所所 羊羊 坊坊 水水 务务 管管 理理 所所 东东 南南 郊郊 水水 务务 管管 理理 所所 温温 榆榆 河河 管管 理理 所所 朝朝 阳阳 区区 水水 利利 设设 计计 室室 城城 区区 防防 汛汛 办办 公公 室室 基基 础础 信信 息息 的的 采采 集集 综综 合合 数数 据据 库库 建建 设设 七个信息 采集源 八个数据库 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 12 6 信息采集系统信息采集系统 信息采集系统是朝阳区水利信息化建设的重要内容和基础 它的 主要作用是为全区的防汛 供水调度等工作提供全面的实时信息 是 关键数学模型的重要信息源 信息采集系统主要包括 8 种信息的采集 雨情 水情 地下水 水环境 墒情 气象信息 水土流失 水利工程 随着城市化的发展 墒情和水土流失已经不再是朝阳水利工作的重点 故本次规划中并没 有涉及到这两方面的内容 所采集到的信息源范围覆盖朝阳全区 包括雨量报汛站 三岔河 水文站 地下水水质监测站 重要闸门监测监控 图像监视点等诸多 方面的内容 6 1 雨水情信息采集系统雨水情信息采集系统 朝阳区现有 23 个遥测雨量站 其中市级报汛站 1 个 这些站点 布设基本合理 所以本次规划对站点的布设位置及数量不进行更改 原有的 23 个遥测雨量站采用超短波进行信息采集 但由于建设 时间较早 局中心采集站设备不稳定 接收处理软件存在一定的问题 因此需要对原 23 个遥测雨量站进行改造 市级站点朝阳区水利局站 在 两网合一 工程中已经进行了改造 本工程中不再投资建设 改造后的站点功能应能满足 北京市防汛抗旱及水资源指挥调度 中心 的要求 可将原有超短波方式改造为 GSM 方式传输信息到朝 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 13 阳区水利局中心 同时采用 PSTN 电话线方式作为备份信道 水情采集系统主要采集除雨情以外的地表水水文特性 如 水位 流速 流量 含沙量等 目前 朝阳区没有水文自动观测站 但随着 管理的不断深入 该项目的缺少已无法满足现代化管理的需要 规划 在三岔河新建水文自动观测站 1 个 以更好的反应朝阳区的河流水量 变化情况 新建水文自动观测站配置先进的采集设备 实时采集水位 信息 由于采集信息量相对较大 故采集到的信息通过 GPRS 传到朝 阳区水利局 同时采用 PSTN 电话线方式作为备份信道 朝阳区改造的遥测雨量站及新建水文自动观测站位置分布见下图 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 14 6 2 地下水采集系统地下水采集系统 为解决首都城市发展对水资源的需求 北京市地下水与 60 年代 初比较已累计超采 60 亿立方米 目前形成以朝阳区红庙一带为中心 的 2600 平方公里的地下水超采区 地下水的严重超采带来了生态环 境的恶化 地面沉降 水质超标等一系列问题 而朝阳区位于这问题 地区的中心 所以地下水采集系统作为管理的需要 已是建设的重中 之重 以期达到对朝阳区地下水资源进行科学有效管理的目的 地下水采集系统包括地下水位 抽水井流量的实时监测 朝阳区 水利局为了管理需要需建设地下水位自动采集站点 30 个 抽水井流 量自动实时监测站点 300 个 各站配置相应的采集传感器 数据采集 器 电话线调制解调器等设备 由于该数据数据量较小 通过 PSTN 有线数据即可达到传输效果 所以本系统采用 PSTN 的传输方式传输 至朝阳区水利局中心站 6 3 水环境采集系统水环境采集系统 水环境采集系统主要指地表水 地下水的水质监测 朝阳区水利 局原有水质监测方式为分别从朝阳区防疫站及朝阳区环保局调查地下 水及地表水水质监测数据 所以在此次建设中 规划设立水环境采集 系统 由于需要了解地上地下水质情况的站点较多 同时各站点安装 水质监测仪器不具备基本条件 故配备水质巡测车一辆 以加强对朝 阳区境内地表水 地下水水质变化的实时监测 提高反应能力 实现 水资源的合理调度和配置 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 15 水环境巡测车在观测点布放组合探头式自动监测仪器 将采集到 的水温 PH 电导率 混浊度 溶解氧等水质信息利用笔记本电脑存 储后 转存至朝阳区水利局信息中心站 进入数据库 为信息管理系 统提供基础保障 同时仍保留原有人工采样的方法 新建的水质采集系统仅对于朝 阳区水利局水环境管理起参考作用 6 4 水利工程信息水利工程信息 水利工程信息监测包括对朝阳区水利局管辖范围内的重要闸门 橡胶坝的运行状况进行实时监测 反映闸坝等工程的实时运行情况 这些信息均是通过采集终端将信号传输到朝阳区水利局 传输方式根 据站点对于数据传输带宽的不同要求而分别采用 GPRS 或租用公网的 方式解决 6 4 1 闸门自动监控系统 闸门自动监控系统主要监测闸门的开度 上下游水位 计算闸门 的过闸流量 过水量等 并实现对闸门启闭机的远程控制 目前 在 朝阳区水利局管辖的数十座闸门都没有建设闸门自动监控系统 近三 年内 将实现对重要水工建筑物闸门的自动监控 本工程涉及到的闸门站点均为监控站 故数据通过公网专线传输 至朝阳区水利局中心 闸门自动监测监控站点布设如下图所示 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 16 闸门自动监测监控项目如下表所示 朝阳闸门监测项目表朝阳闸门监测项目表 监测位置监测位置闸门数量闸门数量监测范围内容监测范围内容 亮马河闸2 闸门运行及泄洪情况 船闸 运行情况等 驼房营闸5闸门运行及泄洪情况 仰山闸3闸门运行及泄洪情况 坝河出口闸5闸门运行及泄洪情况 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 17 6 4 2 橡胶坝自动监测系统 橡胶坝自动监测系统主要监测橡胶坝的坝袋压力 坝前水位 过 坝水量等 近三年需实现对朝阳水利局管理的 4 个橡胶坝的自动监测 监测数据通过 GPRS 方式实现传输 橡胶坝自动监测站点布设如下图所示 橡胶坝自动监测项目如下表所示 朝阳区橡胶坝监测项目表朝阳区橡胶坝监测项目表 监测位置监测位置数量数量监测范围内容监测范围内容 北湖橡胶坝1坝体安全情况 北岗子橡胶坝1坝体安全情况 望京橡胶坝1坝体安全情况 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 18 尚家楼橡胶坝1坝体安全情况 6 4 3 图像监视系统 近三年 需在朝阳区重要水利工程建设图像监视系统 掌握闸门 安全情况 泄洪情况及水流情况 提高对水势 工情的综合分析和判 断能力 由于该图像信号所需带宽较高 考虑通过公网利用光纤传输 至朝阳区水利局 图像监视点位置具体见朝阳区图像监视分布表 朝阳区图像监视点分布表朝阳区图像监视点分布表 监测位置监测位置数量数量监测范围内容监测范围内容 亮马河闸5 闸门运行及泄洪情况 船闸 运行情况等 驼房营闸4闸门运行及泄洪情况 仰山闸3闸门运行及泄洪情况 坝河出口闸3闸门运行及泄洪情况 北湖橡胶坝1坝体安全情况 北岗子橡胶坝1坝体安全情况 望京橡胶坝1坝体安全情况 尚家楼橡胶坝1坝体安全情况 6 5 气象信息气象信息 所需气象信息直接由市气象局及区气象局提供 可通过政府网传 输 两处的信息可互相补充 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 19 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 20 7 通讯系统通讯系统 7 1 概述概述 为适应信息化建设的发展 结合朝阳水利局实际要求 从业务管 理和传输速率的角度上区分 通信网络的建设应包含两个部分 链路 通信系统 即朝阳区水利局与河道管理所 平房水务管理所 羊坊水 务管理所 东南郊水务管理所 温榆河管理所 朝阳区水利设计室 城区防汛办公室七个业务节点及上一级骨干网之间的通信链路 中低 速水利信息采集及专业通信子系统 是指从基础信息采集站点到朝阳 区水利局中心之间的通信线路 链路通信网是快速 安全 可靠地传递大流量数据 实现全区信 息共享和信息交流的高速公路 链路通信系统作为一个传输网采用星 网状结构 各下属管理单位局域网信息通过业务节点汇入链路通信网 实现节点间的信息调用 中低速水利信息采集及专业通信子系统主要保证各专业子系统 采集系统信息通过该通信网络汇入局中心数据库 为信息管理系统提 供通讯保障 7 2 通信方式通信方式 7 2 1 公网 政府网 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 21 朝阳区政府网的接点覆盖到区直属各委办局 规划非常完善 并 且采用光纤接入 带宽大 速度高 安全 可靠 为此水利信息化建 设应本着 公网为主 公专结合 的指导方针 借助政府网 实现朝 阳区水利局与区政府 区其他直属单位及上级主管部门的互联互通 目前 朝阳区已经完成了接入政府网的建设 可以利用政府网的宽带 和区里以及市局防汛系统进行直接快捷的联系 商用网 商用网是由电信企业投资建设 面向社会服务 拥有强大的技术 和资源优势 为集团客户提供的数据传输业务主要包括专线租用和拨 号交换线路两大类 租用专线 SDH HDSL DDN 等业务 公共交换网 PSTN ISDN GSM GPRS 等 7 2 2 专网 专网的建设需要朝阳区水利局自行投资 主要指从信息采集站点 到局中心之间的信息传输通道 可以根据不同的地理环境 采用超短 波 光缆等通信手段 7 2 3 通讯原则 基本上采用公网实现通信链接 特殊情况下启用专网 即 公网 为主 专网为辅 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 22 朝阳区 水利局分中心 公网公网 市水利局区政府 河河 道道 管管 理理 所所 平平 房房 水水 务务 管管 理理 所所 羊羊 坊坊 水水 务务 管管 理理 所所 东东 南南 郊郊 水水 务务 管管 理理 所所 温温 榆榆 河河 管管 理理 所所 朝朝 阳阳 区区 水水 利利 设设 计计 室室 城城 区区 防防 汛汛 办办 公公 室室 PSTNPSTN 市水利局区政府 政府网政府网 河河 道道 管管 理理 所所 平平 房房 水水 务务 管管 理理 所所 羊羊 坊坊 水水 务务 管管 理理 所所 东东 南南 郊郊 水水 务务 管管 理理 所所 温温 榆榆 河河 管管 理理 所所 朝朝 阳阳 区区 水水 利利 设设 计计 室室 城城 区区 防防 汛汛 办办 公公 室室 7 3 建设规划建设规划 7 3 1 链路通信网 链路通信网采用星型网状结构 网络分中心设在朝阳区水利局 由于实际路面环境等条件的限制 不可能铺设专线光缆以实现高带宽 的通讯线路 所以主链路采用 PSTN 公网进行连接 各下属单位根据 当地实际情况建设接入通道 完成各业务节点与公网网络节点间的链 路连接 接入点间配置调制解调器 经电话线公网将下属管理单位的 综合业务信息接入局分中心 朝阳区水利局分中心通过政府网实现与区政府和市水利局中心的 连接 与市局连接在骨干网规划中已进行规划 本规划不再重复投资 链路通信网网络结构图如下图所示 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 23 7 3 2 中低速水利信息采集及专业通信网 中低速水利信息采集及专业通信子系统主要实现各业务管理单位 的专业数据采集传输 信息传输速率低 对于实时性要求高的突发性信息采集或通信条件较恶劣的情况 如雨情 地下水采集系统 采用 GMS GPRS 超短波等无线通信方 式 对于站点布设较多 分布较广的信息采集系统 如地下水采集 系统 采用 PSTN 有线数据传输方式传输 对于大数据量的实时监控系统和图像监视 采用 SDH 公网传 输 对于可靠性要求高的通信线路 如防汛 重点水工设施可采用 两种通信方式互为备份 7 4 建设成果展望建设成果展望 朝阳区水利信息通信网建成以后 是一个高速 宽带 安全可靠 的通信系统 网络建设采用多种通信技术 即保证主干通信链路的宽 带 高速的要求 又结合实际应用需求 建设一些投资少 见效快的 中低速水利信息采集及专业通信子系统 同时考虑必要的线路备份 是一个实用 先进 安全 可靠的通信网络 该网络为星网状结构 覆盖到全区水利所有基础信息采集站点 7 个水利局直属单位 总体 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 24 结构基本完善 能够满足近三年的使用需求 朝阳区水利信息通信网络总体结构如下图所示 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 25 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 26 8 分中心建设规划分中心建设规划 朝阳区水利局分中心的建设内容包括建设计算机网络系统 综合 管理平台 数据库 综合业务应用系统及会商室 朝阳区水利局分中心的建设要实现防汛 水利工程设施的信息化 管理 实现水资源信息的综合管理 加强水环境 水资源的综合运用 提高科学管理和决策水平 制定全区水利信息化发展规划及数据集成 标准 实现数据的统一管理和信息资源共享 形成朝阳区水利局办公 自动化系统 充分开发信息资源 实现决策支持的科学化 分中心的总体逻辑框架可以分为三个层次 应用层 服务层和接 入层 接入层通过通信网络接收并处理来自各个信息采集站点的实时 监测数据 送入系统综合数据库中 服务层是建立各类数据库 包括 综合数据库 空间数据库 模型库 知识库等 实现数据的综合管理 应用层在信息服务层的数据 模型 方法 知识 图形 图像 空间 信息等各种应用分析功能的支持下 完成防汛抗旱和水资源指挥调度 决策过程中各个阶段 各个环节的多种信息需求和分析处理 标准化 体系保证系统符合标准规范 实现信息 应用和开发的有机集成 安 全可靠性保证体系保证系统信息的安全和系统的可靠运行 所有这些 层面均基于综合管理平台之上 总体框架见下图 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 27 8 1 计算机网络计算机网络 中心计算机局域网中心计算机局域网 朝阳区水利局现有三层办公楼一座 共四十间办公室 根据朝阳 区水资源局中心现有规模 中心计算机网络采用局域网 骨干采用百 兆连接 内部局域网设有 2 台交换机 PC 机和其他网络配件 朝阳区水利局现有服务器两台 规划网络使用五台服务器 一台 为主域控制器 一台为备份服务器 同时兼作 Mail 服务器 一台为 数据库服务器 一台为办公自动化系统服务器 一台为 FTP 服务器 标 准 化 体 系 和 安 全 可 靠 性 保 证 体 系 应用层接入层 综合数据库模型库空间信息库预案库 防 汛 抗 旱 决 策 支 持 水 资 源 管 理 水 利 工 程 水 环 境 节 水 管 理 水利综合信息服务电子政务 基 础 地 形 图 水 利 专 题 图 社 会 经 济 信 息 雨 情 信 息 工 情 信 息 地 下 水 水 环 境 水 情 信 息 组 织 机 构 信 息 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 28 操作系统使用 Windows 2000 Server 网络内有一台拨号服务器 用于远程拨号登录 可同时连接 4 部 电话 网络内现有终端计算机若干 分别分布于各业务科室 操作系统 为 Windows 98 Window 2000 和 Windows XP 由于朝阳区区政府与 微软公司达成协议 所有微软产品由政府出资购买 故操作系统平台 及网络管理软件的费用不包含在本工程建设中 广域网广域网 广域网连接的主要站点是 市水利局 市防办 朝阳区政府和区 其他政府单位及重要下属单位 同市水利局 市防汛抗旱办公室 区政府 区其他政府单位可通 过政府网 水利骨干网互连 同下属单位之间的连接利用 PSTN 公网 解决 综合布线系统综合布线系统 朝阳区水利局分中心现在办公楼内以有综合布线约 60 个点 能 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 29 基本满足机关人员的工作需要 电源及存储设备电源及存储设备 为保障整个网络系统的安全稳定运行 本系统中配置 UPS 及交流 净化电源及大规模存储设备 以满足实际需要 考虑到实际情况及数据的安全性 存储方式可考虑三种方式 第 一 直接在硬盘上对各数据库进行备份 该操作操作简单 可在本地 直接进行 第二 采用 NAS 网络存储的方式 这是一新兴的存储方式 它 通过任何一台工作站 采用 IE 或 Netscape 就可以对该设备进行直观 方便地管理 而且 NAS 是即插即用的产品 物理位置灵活 可放置 在工作组内 也可放在其他地点与网络连接 可以解决实际中各存储 点分散的问题 第三阶段 进行固定存储 可以采用磁带机方式 对整个数据库 进行定期备份 从管理角度讲 磁带存储具有久经考验的高可靠性及 高可管理性 因为磁带机属于比较成熟的产品 配有各种相应管理软 件的磁带机可以帮助管理人员对备份的资料 数据以及系统进行专门 管理 自动加载磁带机还可实现自动加载 自动备份和自动故障报警 同时磁带机是一种经济 可靠 容量大 速度快的备份设备 在所有 备份介质中 磁带的成本最低 而且容量最大 速度最快 采用高纠 错能力编码技术和写后即读通道技术的磁带机还可以大大提高数据备 份的可靠性 所以所有的数据可最后通过磁带机进行固定存储后存档 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 30 8 2 实时信息接收系统实时信息接收系统 实时信息接收系统接收并处理来自各个下属单位和各采集站点的 实时信息 包括雨情 水情 地下水 水环境 水利工程 社会经济 组织结构等信息 并对它们进行加工 处理 最后送入分中心数据库 该系统建设包括两部分内容 硬件建设和软件建设 8 2 1 硬件建设 朝阳区水利局分中心站需配置公网接入设备 GSM GPRS 接收机 等硬件设备 完成实时信息的接收任务 8 2 2 软件建设 编制接收软件 适用各种通信手段 完成数据的接收和入库工作 8 3 综合管理平台综合管理平台 综合管理平台是分中心建设的基础 利用地理信息系统搭建此平 台 可以提供防汛抗旱及水资源指挥调度的重要基础操作 演示和计 算 地理信息系统以形象化的朝阳全区的数字电子地图为背景 加入 全区境内水系 水利工程建筑图层 连接数据库 可以实现全区境内 的水库河流 监测数据 视频图像的统一表现 为防汛抗旱及水资源 调度提供易于操作 富于展示的基础平台 为决策人员提供明确的计 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 31 算结果 调度方案 抢险目标和灾情统计 便于决策的指挥和命令的 下达 综合管理平台的边界和外部信息流如下图 综合管理平台的内部信息流如下图 平台功能平台功能 平台运行的主界面与标准 Windows 界面一致 基本界面包括菜单 分中心公用 平台 市水利局 防办 其他各分中心 区政府 区相关部门 公众服务 通信 与计 算机 网络 水情信息 工情信息 灾情信息 社经信息 反馈信息 来自采集站点的分类信息 平台边界 雨情水情 工情 地下水 水环境 收集 处理 实时动态信息 整合 分析 综合实时 信息 综合 信息 决策支持 信息 决策 分析 决策 模型 指挥调度 历史信息 基础地理信息 水利专题信息 社会经济信息 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 32 栏 状态栏 工具栏 控制栏 场景窗口等几个部分 平台可提供以 下功能 1 显示防洪预报调度运行成果 表现形式形象 直观 数据 图形展示简洁明了 2 可以立即发布朝阳区水利局依据相关信息做出的最终决策 并备案及上报市水利局 防汛办公室 区政府 3 以电子地图作为系统背景 实现系统的显示和查询 4 各种模型和系统界面控制程序之间的接口达到平滑过渡 5 系统操作以菜单 图形 图标等形象化的界面元素为基础 6 灵活运用图形 图像 声音 音乐及视频等多媒体信息处 理技术 达到图 声 像一体的综合表达效果 地图制作地图制作 平台的构建需要进行基础地形数据的基本建设 包括 1 电子地图 2 数字高程模型图 3 数字正射影像图 4 河道等周边地形 地貌 这些基础数据与图形图像的制作是整个平台的基础 显示的结果 和浏览的效果会因数据的精确程度与图形的比例而受到极大的影响 应尽量将图形图像做到外形逼真 色彩鲜明 标注准确 其中 1 电子地图计划分级使用不同比例的图幅 坝区和险工险段 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 33 采用 1 500 的电子地图 库区 堤防范围采用 1 2000 的电子地图 全 区采用 1 10000 的比例 电子地图需要全部进行数字化 并生成相 关电子文件 2 数字高程模型图是在电子地图的基础上 增加数字高程数 据 并加以准三维的计算机处理 3 数字正射影像图采用近期流域地区的照片 精度在 10 米左 右 4 河道周边地形 地貌由于近年来变化很大 需要将周边地 形 地貌数字化 并配置于各种图形中 使系统平台的显示更直观 准确 逼真 三维三维GIS 三维 GIS 系统为各种水利信息提供了更为直观的表现方式 在河 道线路沿线贯穿飞行 水利工程布置等工情信息的表达 地面与地下 结合的地质构造描述 水流流动的三维表现 厂房或结构内部的描述 库区的描述 宏观地形地貌表现 通视性等方面 三维 GIS 系统的应 用可为朝阳区防洪调度及水资源调度提供更广阔的前景 8 4 数据库数据库 系统数据库建设的关键是标准的统一 它包括编码 数据类型 存储格式 输入输出接口等的统一 根据系统中使用的数据内容将系 统数据库划分为水文数据库 供水数据库 水环境数据库 工情数据 库 综合地理信息系统数据库 社会经济数据库 建设中需要针对各 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 34 类数据库分别采用和开发专用管理模块来实现管理 数据库的建设除了进行数据管理 备份 日常维护等工作外 很 重要的一个建设内容是针对不同访问者 不同访问方式 不同访问等 级 不同的数据对象进行安全性管理措施建设 需要根据系统的用户 类型分配不同等级的账号 并设置专人进行管理与监视 同时建设完 善的访问操作记录系统 数据库的部署采用集中式 将数据库集中在朝阳区水利局 所有 数据接收处理后的结果均存放在该数据库中 数据库的建设依据 统一规划 统一标准 统一设计 数据共享 的原则 按照八类数据库进行建设 即 水文数据库 供水数据库 水环境数据库 工情数据库 综合地理信息系统数据库 灾情数据库 水土流失数据库 社会经济数据库 由于朝阳区水利局对墒情及水土 保持工作需求的逐渐减弱 所以本规划建设水文数据库 供水数据库 水环境数据库 工情数据库 综合地理信息系统数据库 社会经济数 据库六类数据库 以满足防汛抗旱 水资源配置 水环境保护 水利 工程的信息管理要求 1 水文数据库 水文数据库主要由水位 流量 降水量 蒸发量 含沙量 地下 水水位等动态数据库组成 是水利信息应用的基础 此数据库将为防 汛抗旱和水环境 水资源开发与保护提供基础性的数据支持 是水管 理信息中最基础 最丰富的资料库 2 供水数据库 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 35 供水数据库主要由水位 流量地下水开采量等动态数据组成 划 分为地下水监测井基本信息表 地下水水位信息表 地表水信息表 含水层信息表 水文信息表 地质数据库表 污染源信息表及用户信 息表等 地下水监测井基本信息表中包括监测井编号 位置 井深 井口 高程 目标含水层等 地下水位信息表中包括监测井编号 监测时间 地下水位等 地表水信息表中包括名称 位置 监测时间 水位 流量及各种 水质监测指标值等 水文信息表中包括潜水蒸发系数值 潜水蒸发临界埋深值 降雨 入渗补给系数值 灌溉回归入渗系数值及渠系渗漏补给系数值等 含水层信息表中包括给水度值 渗透系数值 导水系数值 水位 传导系数值 弹性释放系数值及越流系数值等 地质数据库表主要记录区内钻孔的地层柱状信息 污染源信息表主要包括污染源名称 主要污染物类型等 用户信息表主要包括用户名称 取水用途 用水量 工业产值等 3 水环境数据库 水环境数据库主要包括物理 化学 生物及污染源等信息 覆盖 河流 湖泊 地下水 再生水及大气降水等 4 工情数据库 工情数据库主要由静态信息和动态信息两部分组成 静态信息包 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 36 括重要水利工程的设计参数 图纸 周边环境 病险状况和规模等管 理信息 动态信息包括河道闸站橡胶坝的开度 流量 上下游水位等 调度运行信息 5 综合地理信息系统数据库 综合地理信息数据库主要绘制 1 1 万 1 2000 的水利专题图和 数字高程地图 在此基础上 为满足不同要求开发系列应用图层 计 划绘制水文 水质 用水户 水利工程 水系 地下水等专题图层 专题图层要与各个基础数据库相联系 将地图基本要素与水利各专业 需要相联系 为水利各项业务提供空间关联信息 6 社会经济数据库 社会经济数据库主要包括人口 工农业总产值 土壤类型 耕地 面积 作物种类与面积 气象等公用信息 数据库结构如下图所示 数据库管理系统 水 文 数 据 库 供 水 数 据 库 水 环 境 数 据 库 工 情 数 据 库 综合 地理 信息 系统 数据 库 社 会 经 济 数 据 库 数据库管理系统 水 文 数 据 库 供 水 数 据 库 水 环 境 数 据 库 工 情 数 据 库 综合 地理 信息 系统 数据 库 社 会 经 济 数 据 库 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 37 8 5 综合业务管理系统综合业务管理系统 朝阳区水利局中心综合业务管理系统包括 防汛抗旱及水资源信 息管理系统和办公自动化系统 8 5 1 防汛抗旱及水资源信息管理系统 防汛抗旱及水资源信息管理系统是以数据库为基础 以各应用模 型和预案为支撑 以地理信息系统为前端交互平台的集成应用软件系 统 它承担了数据查询显示 决策成果判断等最终综合决策等功能 为指挥决策提供数据依据与可选方案 并最终发布调度指令和抢险救 灾信息 朝阳区防汛抗旱及水资源信息管理系统是全区防汛抗旱和水资源 管理与判断指挥系统的中心 系统建立丰富 精确的数据库 存储全 区境内流域实时 历史数据 利用各类数学分析演算模型 结合专家 知识经验和方法 形成完整的从数据采集 闸门控制 现场图像监视 洪水预报 调度方案优选至调度指令发布的闭环模式防汛抗旱信息管 理系统 1 系统功能划分 朝阳区防汛抗旱及水资源信息管理系统是一个多层次的分布系统 它的总体结构与行政管理的组织体系的层次相对应 防汛抗旱及水资源决策支持平台可以查看到相关数据和图像 同 时可以了解到针对当前情况做出的预报结果 调度方案与统计 为最 终决策提供可靠的依据 其它相关基础数据也可以通过骨干网从市水 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 38 文总站 水保总站 水电中心等单位的中心数据库取得 防汛抗旱及水资源信息管理系统采用浏览器 服务器 B S 结构 作为总体应用结构 利用先进的 Internet Intranet 网络技术及 IT 新技 术 使朝阳区水利局防汛抗旱指挥调度分中心 朝阳区政府只需通过 浏览器即可访问朝阳区水利局防汛抗旱及水资源信息管理系统 2 水资源管理系统 根据朝阳区水利局的特点和业务需求 建立和完善水资源调度管 理系统 利用计算机 GIS 数据库 网络等先进手段 及时 准确 防汛抗旱及水资源信息管理系统 信 实 时 信 息 接 收 及 预 警 系 统 息 信 息 服 务 系 统 洪 水 资 源 管 理 系 统 灾 灾 情 评 估 及 防 洪 抢 险 系 统 水 水 资 源 调 度 管 理 系 统 水文数据库供水数据库 水环境数据库 工情数据库 综合地理信息 系统 数据库 灾情数据库社会经济数据 库 北京市朝阳区水利信息化建设三年规划 39 快速的对朝阳区水资源状况进行统计分析 评价 为实现朝阳区水资 源科学管理和优化调度提供一个良好的基础信息平台 为水资源决策 管理提供支持 有效的提高朝阳区水资源科学管理与决策水平 主要 能够完成以下管理功能 供水信息管理 全区用水量收费管理 地下 水观测管理 全区用水计划管理 水资源综合评价 建立高效 完善的管理调度系统首先要建设一个方便 友好的人 机交互界面 使得操作便利快捷 此外 还应建设一个综合的数据库 包含详细的数据项 在人机交互界面和数据库之间由水资源管理系统 统一管理 水资源管理首先须进行水资源及水环境模型库的建设 其 建设内容如下 水资源管理模型库建设水资源管理模型库建设 水资源量评价模块 大气降雨量评价模块 地表水资源量评价模块 地下水资源量评价模块 总资源量评价模块 水资源量预测分析模块 大气降雨量预测模块 地表水资源量预测模块 地下水资源量预测模块 水资源量使用现状及趋势分析模块 水环境管理模型库建设水环境管理模型库建设 天然水化学特征分析模块 水环境质量评价模块 水环境质量模拟预测分析模块 北京市朝阳区水利信息化建设三