地下水资源监测系统实施方案配置设计

地下水资源监测系统实施方案配置设计实施方案的总体构架地下水水资源监测信息系统包括以下部分：信息采集传输系统、计算机网络系统和监控中心。其中：信息采集传输系统，包括监测点、GSM/GPRS网络、中心站数据接收机等信息采集与传输部分，采集的信息包括水位等水资源信息及PH值、水温、电导率、TDS、溶解氧等水质信息以及信道质量、蓄电池电压等工情信息。信息传输包括通信方式选择、路由组织和信息质量控制等内容。计算机网络系统，包括局域网和广域网，涉及监控中心、相关业务部门的计算机网络互联，实现信息共享。监控中心，包括支撑系统运行的硬件、软件环境，是系统监控信息的最终汇集、数据交换共享、辅助决策和指挥调度的中心。以及支撑系统运行的平台。信息资源规划和数据库设计地下水资源监测系统的通信组网设计1)各类监测点数据的传输路径、入网节点、网络路由地下水信息中心通过路由器接入Internet，并在Internet上具有固定IP地址，数据接收工作站接收数据的TCP/UDP端口映射到路由器的某个固定端口上。各监测点配置的GSM/GPRS通信设备通过GPRS网络接入Internet，与该路由器端口建立连接，与数据接收工作站进行数据通信，自动上传数据并接收召测命令。数据接收工作站负责监测站点的认证和连接链路的维持。此方式为监测站点与中心站之间通信的主信道。地下水水资源企业信息中心的数据接收工作站同时连接一部GSM通信设备，当Internet连接出现问题时可临时以SMS短信方式直接与监测站点进行通信。各监测站在通过GPRS网络与中心站通信失败时会自动转入SMS方式工作，并自动定期检测尝试主信道的恢复情况。2)系统中心站的通信网关的配置路由器主要性能指标：（1）、处理器：RISC新一代处理器（400MHz）；（2）、转发性能：180Kpps；（3）、固定以太网路由端口：2个百兆接口；（4）、固定以太网交换端口：8个百兆以太网接口；（5）、模块插槽：2个SIC插槽；（6）、ESM插槽：1；（7）、USB：1；（8）、AUX：1；（9）、配置口：1；（10）、硬件加密：支持；（11）、内存（缺省/最大）：256M/384M（SDRAM）；（12）、CF：256M/1G；（13）、最大功耗：54W；（14）、电源（AC）：输入额定范围：100～240V50/60Hz；（15）、环境温度：0～40℃；（16）、环境相对湿度：5～90%（不结露）。交换机主要性能指标:（1）固定端口：24个10/100Base-TX自适应端口；2个Combo口；（2）管理端口：1个Console口；（3）交换容量：所有端口支持线速转发5.20Gbit/s；（4）包转发率：3.72Mpps；（5）VLAN；最多支持4K个符合IEEE802.1Q标准的VLAN；支持基于端口的vlan；（6）VLAN接口：支持一个VLAN虚接口；（7）GVRP：支持；（8）广播风暴抑制：支持基于端口带宽百分比的广播风暴抑制；（9）组播：IGMPv1/v2/v3Snooping；MVR；256个二层组播表项；（10）端口汇聚：支持LACP；支持手动端口汇聚；支持最多三个聚合组；每个聚合组支持8个端口；（11）MAC地址表：支持地址自学习；符合IEEE802.1D标准；最多支持8K个MAC地址；支持1K个静态MAC地址；支持添加动态/静态单播MAC地址、多播MAC地址和黑洞MAC地址；（12）管理：支持命令行接口（CLI）配置；支持Telnet远程配置；支持通过Console口配置；支持SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）；支持RMON（RemoteMonitoring）1，2，3，9组MIB；支持H3CQuidView网管系统；支持WEB网管；支持系统日志；支持分级告警；（13）电源：采用交流输入：额定电压范围：100V～240VAC；50/60Hz；最大电压范围：90V～264VAC；47Hz～63Hz；整机最大功耗：14W；工作环境温度：0℃～45℃。GSM/GPRS通信终端，其主要性能指标如下：频段：900/1800MHZ发射功率：2W（GSM900MHzClass4）1W（GSM1800MHzClass1）最高DTE速率：115200bps；工作电压：7.5V-24V；待机功耗：3mA；工作功耗：<20mA；数据传输标准：RS-232C；工作温度：-20℃～55℃；工作湿度：≤95%RH(40℃)；可靠性：MTBF≥25000H；支持功能：GPRS，短信双向收发且最大长度70个汉字或160个ASCII字符\掉电工作模式\可控电源开关\射频模块监测电路自动复位\看门狗和应用层的双层外部复位\RS232C串口控制信号复位3)系统通信组网拓扑图地下水资源监测系统数据库的配置设计系统数据库包括实时数据库、基础数据库、模型库、方法库和知识库。实时数据库、基础数据库、模型库的设计应符合“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”原则。数据库的物理与逻辑结构1）系统数据库的物理结构如下图所示：1）系统数据库的逻辑结构系统数据库的逻辑结构是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，不是简单地放置三台机器就是三层体系结构，也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，即使这三个层放置到一台机器上。三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。开发人员可以将应用的商业逻辑放在中间层应用服务器上，把应用的业务逻辑与用户界面分开。在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面。这意味着如果需要修改应用程序代码，只需要对中间层应用服务器进行修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序，从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级工作。通常情况下，客户端不直接与数据库交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。这样的好处主要有：■由于数据访问是通过中间层进行的，因此客户端不再与数据库直接建立数据连接。也就是说，建立在数据库服务器上的连接数量将大大减少。例如一个500个客户端的应用系统，500个客户端分别与中间层服务器建立DCOM连接，而DCOM通讯所占用的系统资源极为有限，并且是动态建立与释放连接，因此客户端数量将不再受到限制。同时，中间层与数据库服务器之间的数据连接通过“连接池”进行连接数量的控制，动态分配与释放数据连接，因此数据连接的数量将远远小于客户端数量。■可维护性得以提高。因为业务规则、合法性校验存在于中间层，因此当业务规则发生改变时，只需更改中间层服务器上的某个组件（如某个DLL文件），而客户端应用程序不需做任何处理，有些时候，甚至不必修改中间层组件，只需要修改数据库中的某个存储过程就可以了。■良好可重用性。同样；如果需要开发B/S应用，则不必要重新进行数据访问、业务规则等的开发，可以直接在WEB服务器端调用现有的中间层（如可以采用基于IIS的WebClass开发，或直接编写ASP代码）．■事务处理更灵活，可在数据库端、组件层、MTS（或COM＋）管理器中进行事务处理。系统三个逻辑层：即客户层、中间层以及数据库层的组成：（1）客户层：客户层用于用户与系统的交互，为用户提供访问中间层服务的接口。用户通过客户层使用HTTP／SOAP(简单对象访问协议)访问数据中心服务器以获取业务数据或执行这些服务提供的业务逻辑。客户层的实现应有着简洁友好的人机界面。用户可以是web浏览器用户、传统Windows客户端用户。但是从系统的可维护性等方面考虑；一般使用的web浏览器为客户端。这样可以方便系统的维护和部署。（2）中间层：中间层由服务接受和反馈中、服务组件管理中心、服务组件库、模型库和数据库连接池等部分组成，负责处理系统的主要功能和业务逻辑，水利数据应用服务平台利用服务组件在中间层进行事务逻辑服务，并为表现层提供访问这些业务逻辑的接口，从而隔离了用户对数据库的直接访问，保护了数据库安全。（3）数据库层：数据库层由数据库系统组成，用于存储各类水利基础数据。数据库采用关系型数据库。系统可以支持各种主流的关系型数据库系统，包括SQLServer7．0以上版本的数据库。图中数据访问中间件的客户端可以是Browser等类型的“瘦”客户端；也可是Java应用程序这种“胖”客户端，客户端的查询请求通过Web服务器转发给中间件，中间件负责具体的业务逻辑处理和数据访问，再根据查询的结果生成表示层的数据，由Web服务器返回给客户端。数据库服务层：系统所应用的数据库管理系统均为关系数据库系统RDBMS，由RDBMS提供原始数据的存储和管理服务，并处理来自于应用服务器的数据请求和访问，能够将数据处理结果通过数据库的JDBC接口返回给应用服务器。数据访问中间件层：与J2EE（Java2Platform,EnterpriseEdition）架构Web应用中传统的层次相对应，数据访问中间件包括业务逻辑部分，所以从层次上说就涵盖了J2EE层次结构中的持久层和业务逻辑层。中间件逻辑上分为两层，多数据源数据访问层和业务逻辑层。Web服务器中的表示层把用户的查询请求，包括查询所需要的参数，转交给下层的业务逻辑层。逻辑层根据预先定义好的业务规则，进行逻辑处理，当需要访问数据时，通过底下的多数据源访问层提供的访问API，由多数据源访问层执行最终的数据访问。这样，业务逻辑层实际上并没有真正地执行底层的数据访问操作，它只是通过中间层提供的访问接口实现间接访问。这种方式，可以保证业务逻辑层和数据持久层之间最小的耦合，当数据库Schema发生变化时，逻辑层的代码不必改变。多数据源处理层主要完成处理底层的数据访问和通讯功能，为上层的业务逻辑层提供数据服务。因为很多数据库系统针对只读查询做了特别的优化，而水利信息系统数据访问中数据查询远远多于数据更新，可以将查询功能和更新功能分成不同的服务组件，以便优化系统查询操作的性能。由于采用了O/RMapping技术，关系数据库中的数据集可以自动被映射为对象，系统为了优化性能，利用对象缓存技术，缓存用户公共的业务逻辑查询结果，提高访问的性能。数据检索时首先在内存中的对象缓存中查找，当查询没有命中时，才执行SQL语句，到数据库中查询。然后通过一定的策略维护这个查询结果缓存集。数据更新服务则由数据更新组件提供。从功能上看，主要分为局部查询、全局查询和更新功能以及相应的服务功能模块，如安全、事务、远程访问以及记录数据源、表、自定义类型、操作信息的元数据库，储存自定义类型、操作的代码库。中间件从地理位置上看，包含为中心站点和远程站点。中心站点运行着数据访问中间件的主要功能部分，包括用户接口；查询和更新组件以及相对应的控制模块，提供最主要数据查询（局部和全局查询）功能和更新功能；远程站点主要布置为远程数据访问功能的执行组件DAP和相应的控制模块，功能主要是执行数据访问和全局查询中的一些数据操作。针对并发数据访问的需求，O/RMapping的数据库连接应该使用数据库连接池技术，减少建立数据库连接的开销，提高连接的效率。数据库的建设内容系统数据库主要包括实时数据库。实时数据库包括以下内容：实时水情数据库；实时工情数据库；实时水环境（水质）数据库；实时供水数据库；实时排水数据库等。数据库表结构及编码设计遵照水利部发布的《实时雨水情数据库表结构与标识符标准SL323-2005》、《水质数据库表结构与标识符规定SL325-2005》、《水资源监控管理数据库表结构及标识符标准》（SL380-2007）进行。扩充部分则根据项目的特点在遵循相应规范的基础上参照同类系统自行设计。数据量测算现场机上传周期：60分钟，现场机总数按20台计算，每个现场机采样的理化指标项数按30项计算；每项数据（8字节）加时间戳（8字节）和设备标识（14字节）、测站编号（8字节）后占用：8+8+14+8=38字节污染物超限和设备故障等报警数据按15%计算；上位机招测产生的数据按15%计算；则数据库入库流量约为：（20×30×38）×1.3=29640字节/小时；全年数据库入库流量约为：8760×29.64K=259.646M数据库的技术特性数据库设计原则为“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”。系统数据库设计应从地下水资源监测系统信息应用的实际需求和发展出发，遵照数据库结构设计的一般原则，结合项目的实际情况和应用特点，充分遵循水利和环境监测部门已有的标准规范，如水雨情数据库就可按《实时雨水情数据库表结构与标识符标准（SL323-2005）》、《水质数据库表结构与标识符规定（SL325—2005）》、《水资源监控管理数据库表结构及标识符标准（SL380-2007）》进行设计，建立一个集中管理、安全规范，充分共享、全面服务的地下水资源管理数据平台，形成完善的、高效的数据存储、维护、更新和管理体系。数据库管理软件的选配因系统有大量的数据需要存储，因而必须采用安全且高效的数据库系统，基于网络操作系统采用了WindowsServer2008R2，数据库系统软件采用SQL-SEVER2005。序号项目及名称数量单位SQLSERVER2005中文标准版数据库系统软件1套服务器的要求处理器：至强4核2.5G，2*2M二级缓存/内存：2GB，全缓冲DIMM667MHz/磁盘：4块146G热插拔SAS硬盘/光驱：CD-RW/DVDCombo/扩展插槽：2个PCI-X和2个PCI-Express/磁盘托架（总计/热插拔）：8/8/网络接口：集成双千兆以太网/电源：热拔插835W/最大内部存储量：1.8TB热插拔SAS/热插拔组件：电源、风扇和硬盘驱动器/RAID支持：集成RAID-0、RAID-1、RAID-10，RAID-5、RAID-6/选配件系统管理：PowerExecutive2.0（包含于Director）、集成的服务处理器、诊断LED、下拉式光通路诊断面板、服务器自动重启/支持的操作系统：Microsoft®Windows®Server™2003、Windows2000/AdvancedServer、RedHatLinux®/4合1键盘鼠标显示器。应用支撑系统的配置设计全市拟规划建设2个地下水监测站点、1个水资源监测系统中心站。监测站点的土建设计2个地下水监测站点的配设为：水位监测采用投入式水位计；水质监测采用水质五参数水质监测传感器；在每个地下水监测站点设一个防潮机柜；机箱600×600×1000MM.机箱门为暗锁并对锁孔进行防水保护，门边防水密封，字体采用原色光刻；地下水位监测站点采用市电供电（并配设1A带铁芯电源适配器/充放电控制器/65AH免维护铅酸蓄电池），需引入防雷接地装置。在地下水系上下游分别选取一个监测点，监测井的技术要求：1）监测井井管应由坚固、耐腐蚀、对地下水水质无污染的材料制成。2）监测井的深度应根据监测目的、所处含水层类型及其埋深和厚度来确定，尽可能超过已知最大地下水埋深以下2m，预计130米。3）监测井顶角斜度每百米井深不得超过2°。4）监测井井管内径不宜小于0.1m。5）滤水段透水性能良好，向井内注入灌水段1m井管容积的水量，水位复原时间不超过10min，滤水材料应对地下水水质无污染。6）监测井目的层与其它含水层之间止水良好，承压水监测井应分层止水，潜水监测井不得穿透潜水含水层下的隔水层的底板。7）新凿监测井的终孔直径不宜小于0.25m，设计动水位以下的含水层段应安装滤水管，反滤层厚度不小于0.05m，成井后应进行抽水洗井。8）监测井应设明显标识牌，井(孔)口应高出地面0.5～1.0m，井(孔)口安装盖(保护帽)，孔口地面应采取防渗措施，井周围应有防护栏。监测水量监测井(或自流井)尽可能安装水量计量装置，泉水出口处设置测流装置。监测站点的主要硬件产品投入式水位计投入式水位计设备技术性能指标：被测介质：各种液体（对不锈钢材质没有腐蚀性的介质），测量范围：0-300m中间量程可选，标配线长8米压力类型：表压量程：0-0.5m-1m-3m-5m-10m-20m-50m-100m-200m-300m(最小量程0.5米)输出：4-20mA(二进制)、0-5VDC、0-10VDC、0.5-4.5VDC(三进制)综合精度：±0.5%FS供电：12-36VDC绝缘电阻：≥1000MΩ/100VDC负载电阻：（电流型）250-1425Ω（电压型）≥2KΩ电压输出型：大于50KΩ介质温度：-30-85℃环境温度：-30-85℃储存温度：-40-90℃相对湿度：0-95%RH外壳材料：316L不锈钢在线5参数水质监测仪水质监测技术性能指标：主机：直径：4.5cm，长度：38.1cm，重量：1.9kg，接口：SDI12，浸润材料：316不锈钢，环氧丁纳橡胶，Ryton，Urethene（电缆线），Telfon和丙烯酸（溶解氧），Ph玻璃、石磨和铂电极（电导率）。显示器：屏幕尺寸：8.9cm，重量（带电池）：0.95kg，内存：200组数据（1组可存储所有的参数值），防水等级：NEMA6级防水。低电量显示，操作温度：-5℃～50℃，电池：3节二号电池，电池寿命：最多16小时。传感器:1)温度：量程-5℃-50℃，准确度±0.15℃，分辨率0.01℃；2)溶解氧：量程0-50mg/L，准确度±0.2mg/L，≤20mg/L;±0.6mg/L，>20mg/L，分辨率0.01mg/L；3)电导率：量程0-100ms/cm，读数的±1%，±0.01PSS；分辨率：4digits；4）PH：量程0-14，准确度±0.2，分辨率0.01；5）浊度：量程1-100。数据采集器RTU数据采集器设备技术性能指标采用xx水文水资源系统《SCSW008-2008》协议标准；遥测数据能够与xx省水文水资源系统Monitor接收软件进行无缝链接输出：4～20mA（自行转换瞬时流量与液位）可靠的低功耗设计，静态值守电流≤8mA，具有可靠的支持外接设备节电的功能；通信Modem设备技术性能指标：支持EGSM900和GSM1800双频；采用GPRS分时复用的Class8的标准；小巧、轻薄的的设计；支持数字、语音、短消息和传真；提供SIM应用工具箱；经过R&TTE的认证；信息传送内容：语音和数据；电源：单电源3.3V～5.5V；频段：双频GSM900MHz和DCS1800MHz(Phase2+)；发射功率：2W（GSM900MHzClass4）1W（DCS1800MHzClass1）；SIM：卡连接方式外接；天线：由天线连接器连接外部天线；温度范围：工作温度：-20°Cto+55°C储存温度：-30°Cto+85°C工作电流损耗：通话模式:300mA(典型值.)空闲模式:3.5mA(最大值)省电模式:100μA(最大值)语音解码标准：三种速率：半速(ETS06.20)全速(ETS06.10)增强型全速(ETS06.50/06.60/06.80)短信息：MT,MO,CB和PDU模式音频接口：模拟信号（麦克风，耳麦，免提手柄）。充放电控制器1）最大充电电流：12A；2）最大自消耗电流:≤4mA；3）最终充电电压：13.8V；4）蓄电池过充电断开电压：14.4V±0.2V；5）蓄电池过充电恢复点电压：13.8V±0.2V；6）环境温度：－40℃～＋60℃；7）环境湿度：≤95%RH（40℃）；8）具备防电源线反接、反充保护；9）具备过载、过充、过放、短路保护；10）具备自动解除过充保护恢复充电功能；11）独立安装。蓄电池采用65AH铅酸蓄电池，主要性能指标为：阀控式全密封免维护铅酸电池；额定电压12V；容量65AH；无浮充条件下保证水位站工作不低于40天，无需均衡充电，期待寿命6年，内阻小，不渗漏液体，无酸性气体溢出，自放电小，运输方便，绿色环保，有可靠的密封结构及安全阀，无漏液，无酸雾弥漫，利用氧复合原理设计，实现内部水循环，冒气少，失水少。地下水位监测点设备拓扑图中心站的主要硬件产品中心站的路由器名称：路由器处理器：RISC新一代处理器（400MHz）；转发性能：180Kpps；固定以太网路由端口：2个百兆接口；固定以太网交换端口：8个百兆以太网接口；模块插槽：2个SIC插槽；ESM插槽：1；USB：1；AUX：1；配置口：1；硬件加密：支持；内存（缺省/最大）：256M/384M（SDRAM）；CF：256M/1G；最大功耗：54W；电源（AC）：输入额定范围：100～240V50/60Hz；环境温度：0～40℃；环境相对湿度：5～90%（不结露）。中心站数据库服务器中心站数据库服务器选配技术性能指标为：CPU类型：两颗四核Xeon5405二级缓存2*6MBFSB（总线）：1333MHz扩展槽：3内存类型ECCDDRII2GB最大内存容量32GB硬盘：四个15KSAS146G磁盘阵列卡内置PERC5/i(SAS3.0Gb/秒RAID控制器、含256MB电池支持缓存)IDE控制器ATA100光驱DVD-ROM软驱外置USB软驱网络控制器双内置Broadcom10/100/1000GigabitNIC显示芯片：集成ATIRN50控制器、含16MBSDRAM标准接口：2个RJ-45、1个9针串口、4个通用串行总线(USB)2.0、Video、带蓝色/黄色LED灯光的ID按键、用于可选DRAC45/I管理控制器的RJ-4515针视屏接口4散热系统：热插拔、冗余散热风扇电源热插拔冗余电源配套导轨管理工具：集成基本管理控制器(BMC)和智能平台管理界面(IPMI)2.0版软件可以通过OpenManage工具或其他IPMI兼容的管理工具实现基于标准的管理功能、BMC可以监控服务器和服务器系统主板附带组件的运行状态：启动POST程序时出现的故障;自动服务器恢复功能可以在OS挂起的情况下重新启动系统(Watchdog定时器);预执行环境(PXE)支持,可以在OS安装之前通过网络启动系统;网络唤醒(WOL)支持,可以远程启动服务器。系统支持WindowsServer2003R2EnterpriseEdition、WindowsServer2003R2WebEdition、WindowsServer2003R2x64EnterpriseEdition、WindowsServer2003R2x64StandardEdition、WindowsStorageServer2003R2WorkgroupEdition。中心站的交换机固定端口：24个10/100Base-TX自适应端口；2个Combo口；管理端口：1个Console口；交换容量：所有端口支持线速转发5.20Gbit/s；包转发率：3.72Mpps；VLAN；最多支持4K个符合IEEE802.1Q标准的VLAN；支持基于端口的vlan；VLAN接口：支持一个VLAN虚接口；GVRP：支持；广播风暴抑制：支持基于端口带宽百分比的广播风暴抑制；组播：IGMPv1/v2/v3Snooping；MVR；256个二层组播表项；端口汇聚：支持LACP；支持手动端口汇聚；支持最多三个聚合组；每个聚合组支持8个端口；MAC地址表：支持地址自学习；符合IEEE802.1D标准；最多支持8K个MAC地址；支持1K个静态MAC地址；支持添加动态/静态单播MAC地址、多播MAC地址和黑洞MAC地址；管理：支持命令行接口（CLI）配置；支持Telnet远程配置；支持通过Console口配置；支持SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）；支持RMON（RemoteMonitoring）1，2，3，9组MIB；支持H3CQuidView网管系统；支持WEB网管；支持系统日志；支持分级告警；电源：采用交流输入：额定电压范围：100V～240VAC；50/60Hz；最大电压范围：90V～264VAC；47Hz～63Hz；整机最大功耗：14W；工作环境温度：0℃～45℃。中心站服务器机柜中心站数据库服务器机柜600×1000×2000；带键盘鼠标显示器套件、高度：1U/LCD尺寸：15寸液晶；外配KVM切换器输入接口数量：4/输出接口数量：1；PDU数量：2/输出接口数量：12。中心站工作平台软件中心站的服务器操作系统软件系统选配WindowsServer2008R2中文企业版。中心站的服务器数据库软件系统选配SQLSERVER2008中文标准版。中心站的网络杀毒软件系统选配诺顿网络版25用户。数据接收处理监控软件其模块结构如下图所示：遥测数据接收处理应完成如下功能：报警功能报警功能主要包括：测站数据未按指定时间到达报警、蓄电池电压报警、暴雨报警、超警戒水位报警、通信信道报警：测站数据未按指定时间到达报警：以测站最新数据按测站发送控制标准、发送时间间隔控制，判断测站数据是否按时到达，如果未按时到达则启动报警。在实时数据显示表格中对应该测站编号显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。电池电压报警：当采集的电池电压值低于设置的报警电池电压值，则启动报警。在实时数据显示表格中对应该测站电池电压显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。超警戒水位报警：当采集的水位值大于该测站设置的警戒水位值，则启动报警，在实时数据显示表格中对应该测站水位显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。通信信道报警：当采集的数据是通过备用信道获得，则启动报警，在实时数据显示表格中对应该测站通信信道显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。系统报警：当系统报警为报警状态时，系统状态栏中的报警指示图标会闪烁，同时伴有扬声器的语音提示。软件安全与策略软件安全主要包括数据独立性、数据安全性、数据完整性、并发控制、故障恢复等几个方面。数据独立性数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性两个方面。物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的；逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据安全性操作系统中的对象一般情况下是文件，而数据库支持的应用要求更为精细。通常比较完整的数据库对数据安全性采取以下措施：（1）将数据库中需要保护的部分与其他部分相隔。（2）采用授权规则，如账户、口令和权限控制等访问控制方法。（3）对数据进行加密后存储于数据库。数据完整性数据完整性包括数据的正确性、有效性和一致性。正确性是指数据的输入值与数据表对应域的类型一样；有效性是指数据库中的理论数值满足现实应用中对该数值段的约束；一致性是指不同用户使用的同一数据应该是一样的。保证数据的完整性，需要防止合法用户使用数据库时向数据库中加入不合语义的数据。并发控制如果数据库应用要实现多用户共享数据，就可能在同一时刻多个用户要存取数据，这种事件叫做并发事件。当一个用户取出数据进行修改，在修改存入数据库之前如有其它用户再取此数据，那么读出的数据就是不正确的。这时就需要对这种并发操作施行控制，排除和避免这种错误的发生，保证数据的正确性。故障恢复由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏。数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障，可能是物理上或是逻辑上的错误。比如对系统的误操作造成的数据错误等。数据处理和存储系统设计信息处理和数据存储系统的结构系统充分考虑利用已有数据，对已有的常用数据提供数据接口可以导入；对于实时采集的数据能实时导入到系统数据库中。

按照数据流的方向，系统层次结构自上而下可分为表示层、数据层和数据获取层共3个层次。表示层包含系统管理和辅助决策总界面和信息查询子界面，结果以可视化形式展示和返回给用户，完成对基础地理信息、水质水位监测信息、水环境标准、污染源信息、多媒体信息等和计算结果的查询和输出。服务层包含数据服务，负责响应客户端发出的查询分析和计算请求，将所需要的数据从数据库中提取出来，进行分析计算再将结果发送给表示层。数据层对数据进行组织、管理和维护，存放基础数据、模型、专家知识和文本。数据获取层对系统所需各种信息进行采集和处理，生成系统支持的通用数据格式，为数据库做准备。信息处理和数据存储系统的技术特征本着开放性和标准化目的，水情数据库严格按照水利部《水情实时数据库表结构及标识符标准》进行设计，如此可以在前端的数据采集系统与上层数据应用系统之间建立标准的数据库平台，便于不同厂商系统的相互衔接，可有效降低项目实施的风险，保护用户的投资。工况数据库和水环境数据库则根据项目的具体特点单独设计，数据库管理系统选用MSSQLServer2008，其特点如下：高可用性：SQLServer2008的失败转移集群和数据库镜像技术确保企业向员工、客户和合作伙伴提交高度可靠和可用的应用系统。管理工具：SQLServer2008引进了一套集成的管理工具和管理应用编程接口（APIs），以提供易用性、可管理性、及对大型SQLServer配置的支持。安全性增强：SQLServer2008旨在通过数据库加密、更加安全的默认设置、加强的密码政策和细化许可控制、及加强的安全模型等特性，为企业数据提供最高级别的安全性。SQLServer2008中的新安全模式将用户和对象分开，提供fine-grainaccess存取、并允许对数据存取进行更大的控制。另外，所有系统表格将作为视图得到实施，对数据库系统对象进行了更大程度的控制。可伸缩性：SQLServer2008可伸缩性的先进性包括表格分区、复制能力的增强和64位支持。CommonLanguageRuntime(CLR)集成：SQLServer2008引入了使用Microsoft.NET语言来开发数据库目标的性能。深入的XML集成：SQLServer2008提供一种新的XML数据类型，使在SQLServer数据库中存储XML片段或文件成为可能。Transact-SQL增强：新的查询类型和在交易过程中使用错误处理的功能，为开发人员在SQLServer查询开发方面提供了更高的灵活性和控制力。SQLServer2008为开发可升级的数据库应用软件，提供了新的语言功能。这些增强的性能包括处理错误、递归查询功能、关系运算符PIVOT,APPLY,ROW_NUMBER和其他数据列排行功能，等等。SQL服务代理：SQL服务代理为各个级别的可伸缩性提供一种创新的、分发的、异步的应用系统体系结构。分析服务：分析服务对数据仓库、商务智能和line-of-business解决方案的可伸缩性、可管理性、可靠性、可用性和可规划性提供扩展。SQLSERVER2008的分析服务迈入了实时分析的领域。从对可升级性性能的增强、到与微软Office软件的深度融合，SQLSERVER2008将商业智能扩展到业务的每一个层次。数据转换服务（DTS）：对DTS结构合工具的全部重新设计为开发人员和数据库管理员提供了增强的灵活性和可管理性。DTS数据传输服务是一套绘图工具和可编程的对象，您可以用这些工具和对象，对从截然不同来源而来的数据进行摘录、传输和加载（ETL），同时将其转送到单独或多个目的地。SQLSERVER2008将引进一个完整的、数据传输服务的、重新设计方案，这一方案为用户提供了一个全面的摘录、传输和加载平台。报表服务：报表服务是一种新的报表服务器和工具箱，用于创建、管理和配置企业报告。在SQLSERVER2008中，报表服务将为在线分析处理（OLAP）环境提供自我服务、创建最终用户特别报告、增强查询方面的开发水平，并为丰富和便于维护企业汇报环境，就允许升级方面，提供增进的性能。数据挖掘：数据挖掘的功能得以增强，主要归功于四种新的运算法则、改进的数据模型和处理工具。数据库镜像：通过新数据库镜像方法，将记录档案传送性能进行延伸。您将可以使用数据库镜像，通过将自动失效转移建立到一个待用服务器上，增强您SQL服务器系统的可用性。在线恢复：使用SQL2005版服务器，数据库管理人员将可以在SQL服务器运行的情况下，执行恢复操作。在线恢复改进了SQL服务器的可用性，因为只有正在被恢复的数据是无法使用的，而数据库的其他部分依然在线、可供使用。在线检索操作：在线检索选项可以在指数数据定义语言（DDL）执行期间，允许对基底表格、或集簇索引数据和任何有关的检索，进行同步修正。例如，当一个集簇索引正在重建的时候，您可以对基底数据继续进行更新、并且对数据进行查询。快速恢复：新的、速度更快的恢复选项可以改进SQL服务器数据库的可用性。管理人员将能够在事务日志向前滚动之后，重新连接到正在恢复的数据库。安全性能的提高：SQLServer2008包括了一些在安全性能上的改进，例如数据库加密、设置安全默认值、增强密码政策、缜密的许可控制、以及一个增强型的安全模式。新的SQLServerManagementStudio：SQLServer2008引入了SQLServerManagementStudio，这是一个新型的统一的管理工具组。这个工具组将包括一些新的功能，以开发、配置SQLServer数据库，发现并修理其中的故障，同时这个工具组还对从前的功能进行了一些改进。专门的管理员连接：SQLServer2008将引进一个专门的管理员连接，即使在一个服务器被锁住，或者因为其他原因不能使用的时候，管理员可以通过这个连接，接通这个正在运行的服务器。这一功能将能让管理员，通过操作诊断功能、或Transact—SQL指令，找到并解决发现的问题。快照隔离：我们将在数据库层面上提供一个新的快照隔离（SI）标准。通过快照隔离，使用者将能够使用与传统一致的视野观看数据库，存取最后执行的一行数据。这一功能将为服务器提供更大的可升级性。数据分割：数据分割将加强本地表检索分割，这使得大型表和索引可以得到高效的管理。增强复制功能：对于分布式数据库而言，SQLServer2008提供了全面的方案修改（DDL）复制、下一代监控性能、从甲骨文（Oracle）到SQLServer的内置复制功能、对多个超文本传输协议（http）进行合并复制，以及就合并复制的可升级性和运行，进行了重大的改良。另外，新的对等交易式复制性能，通过使用复制，改进了其对数据向外扩展的支持。.NET框架主机：使用SQLServer2008，开发人员通过使用相似的语言，例如微软的VisualC#.NET和微软的VisualBasic，将能够创立数据库对象。开发人员还将能够建立两个新的对象——用户定义的类和集合。XML技术：在使用本地网络和互联网的情况下，在不同应用软件之间散步数据的时候，可扩展标记语言（XML）是一个重要的标准。SQLServer2008将会自身支持存储和查询可扩展标记语言文件。ADO.NET2.0版本：从对SQL类的新的支持，到多活动结果集（MARS），SQLServer2008中的ADO.NET将推动数据集的存取和操纵，实现更大的可升级性和灵活性。SQL服务中介：SQL服务中介将为大型、营业范围内的应用软件，提供一个分布式的、异步应用框架。通告服务：通告服务使得业务可以建立丰富的通知应用软件，向任何设备，提供个人化的和及时的信息，例如股市警报、新闻订阅、包裹递送警报、航空公司票价等。在SQLServer2008中，通告服务和其他技术更加紧密地融合在了一起，这些技术包括分析服务、SQLServerManagementStudio。Web服务：使用SQLServer2008，开发人员将能够在数据库层开发Web服务，将SQLServer当作一个超文本传输协议（HTTP）侦听器，并且为网络服务中心应用软件提供一个新型的数据存取功能。全文搜索功能的增强：SQLSERVER2008将支持丰富的全文应用软件。服务器的编目功能将得到增强，对编目的对象提供更大的灵活性。查询性能和可升级性将大幅得到改进，同时新的管理工具将为有关全文功能的运行，提供更深入的了解。集群支持：通过支持容错技术移转丛集、增强对多重执行个体的支持、以及支持备份和恢复分析服务对象和数据，分析服务改进了其可用性。可伸缩性和性能：并行分割处理，创建远程关系在线分析处理(ROLAP)或混合在线分析处理(HOLAP)分割，分布式分割单元，持续计算，和预制缓存等特性，极大地提升了SQLServer2008中分析服务的可伸缩性和性能。预制缓存：预制缓存将MOLAP等级查询运行与实时数据分析合并到一起，排除了维护在线分析处理存储的需要。显而易见，预制缓存将数据的一个更新备份进行同步操作，并对其进行维护，而这些数据是专门为高速查询而组织的、它们将最终用户从超载的相关数据库分离了出来。与MicrosoftOfficeSystem集成：在报表服务中，由报表服务器提供的报表能够在MicrosoftSharePoint门户服务器和MicrosoftOfficeSystem应用软件的环境中运行，OfficeSystem应用软件其中包括MicrosoftWord和MicrosoftExcel。您可以使用SharePoint功能，订阅报表、建立新版本的报表，以及分发报表。您还能够在Word或Excel软件中打开报表，观看超文本连接标示语言（HTML）版本的报表。终端系统与接口设计系统终端的技术设计根据用户的分布情况，终端的实现形式分两种，硬件终端和软件终端。软件终端是运行在通用计算机上的一个程序，用于连接某些相对独立的监测站系统。例如某些水质检测仪器只能与自带的运行在通用计算机上的软件通信，软件终端则通过与该专用程序通信，将数据重新组织后按照系统规定的协议上传到中心站。硬件终端的核心是一个嵌入式计算机系统，配置有程序和数据存储器，以及多种类型的数据采集接口（如4-20mA模拟量，数字量输入输出接口，SDI-12/RS485/RS232串行通信接口），能连接一种或多种通信设备。按照特定的协议与中心站数据接收机进行通信。硬件终端技术指标如下：计算机网络的配置与要求机房建设1）一般需求电子计算机机房的建筑平面和空问布局应具有适当的灵活性，主机房的主体结构宜采大开问大跨度的柱网，内隔墙宜具有一定的可变性。主机房净高，应按机械高度和通风要求确定；宜为3.5－3.8M之间。电子计算机机房的楼板荷载可按5．0－7．5K/M2设计。电子计算机机房主体结构应具有耐久、抗震、防火、防止不均匀沉陷等性能。变形缝和伸缩缝不应穿过主机房。主机房中各类管线宜暗敷，当管线需穿楼层时，宜设相关竖井。电子计算机机房围护结构的构造和材料应满足保温、隔热、防火等要求。电子计算机机房各门的尺寸均应保证设备运输方便。室内顶棚上安装的灯具、风口、火灾控测器及喷嘴等应协调布置，并应满足各专业的技术要求。装修材料应尽量选择无毒、无刺激性的材料，尽量选择难燃、阻燃材料，否则应尽可能涂防火涂料。机房所有管线穿墙处的裁口必须做防尘处理，然后对缝隙必须用密封材料填堵。在裱糊、粘接贴面及进行其他涂复施工时，其环境条件应符合材料说明书的规