基于水情信息交换系统的报汛方式研究

陈新国，王立海，欧阳骏

（长江水利委员会水文局，湖北 武汉 430010）

基于水情信息交换系统的报汛方式研究

陈新国，王立海，欧阳骏

（长江水利委员会水文局，湖北 武汉 430010）

水利部水文局研制的水情信息交换系统在水利专网内实现水利系统内数据库与数据库之间信息的交换和共享，但随着长江水利委员会水文局水情信息来源的不断扩展，与水利专网外的信息交换逐渐增多，现有水情信息交换系统报汛方式已不能很好满足需要。通过方案比选和代码实现，研究基于互联网和短信 2 种非水情信息交换系统方式的雨水情信息报汛的机制、设计思路和实现方法，结果表明该方式技术上易于实现，弥补了水情信息交换系统报汛方式的不足，在实际工作应用中取得较好的效果。

水情信息；交换系统；报汛方式

0 引言

自 2010 年上半年以来，长江水利委员会水文局（以下简称水文局）使用水情信息交换系统进行水情报汛与信息交换。随着水文局水情信息来源的不断扩展，特别是近年来水库群联合调度对水库水情报汛需求的不断增长，水文局与水利专网外的信息交换逐渐增多。由于水情信息交换系统比较适合在水利专网内进行信息交换，不易在专网外进行数据交换，因此水文局现有水情交换系统报汛方法已凸显不足。

目前，除了水情信息交换系统报汛方式外，水文局水情信息交换的其他方法是通过电话和邮件报送。电话和邮件报送的方式，不能实现自动化处理，不仅带来手工录入的繁琐和时效上的延迟，还容易引起人为误差。为弥补水情信息交换系统报汛方式的不足，提高报汛自动化和信息化水平，设计一套基于水情信息交换系统的报汛方案很有必要。

1 总体设计方案

现行水情信息交换系统报汛方式考虑得很周全，尤其对数据的安全性做了较好控制，再重新设计一套水利专网外使用的报汛软件是不太现实的，也是没必要的。因此，基于水情信息交换系统的报汛方案主要的设计思路是，基于现有水情信息交换系统，将其他方式报汛来的信息直接或者间接接入水情信息交换系统，实现数据的存储和交换，报汛方案结构图如图1 所示。

图1 报汛方案结构图

1.1 间接接入方式

方案 1 中其他报汛方式接收数据库后可以直接对节点数据库进行操作，数据再通过交换系统之间的数据交换进入到水情数据库，层次比较分明，相当于增加 1 个虚拟的交换节点。缺点是需要消耗一定软硬件资源和造成一定水情数据的冗余。

1.2 直接接入方式

方案 2 中其他报汛方式过来的数据直接交给中心交换系统进行处理。虽然该方案减少了方案 1 中的中间过程，但需要找到交换系统的数据接入点，或者还需要在交换系统软件上做一定的二次开发，以方便接收其他方式过来的水情数据。

从易维护和层次化的角度上讲，选择方案 1 较为合适，方案 2 的二次开发会涉及直接进入交换系统内部的结构编程，影响交换系统的独立性；方案 1较好应用了现有的数据交换模式，这种分层设计维护更为方便。

2 报汛补充方式

水文局现有的技术条件和软硬件基础可实现互联网和短信 2 种非交换系统的报汛方式。互联网报汛的基础条件是具有独立的外网地址，短信报汛的基础条件是有短信收发平台。具体流程如图2 所示。

图2 补充报汛方式流程图

2.1 互联网方式报汛

报汛方将水情数据提交给网络发送端，或者网络发送端直接提取报汛方数据库，经过编码处理后将格式数据提交给数据中心 Web 服务器上的接收端（Web Service），Web Service 接收数据后将数据存入节点数据库，剩下的过程由交换系统处理。互联网方式报汛具有以下优点：

1）可以充分利用已建的互联网通道，投资费用少；

2）互联网接入方式灵活，可靠性、稳定性都较高；

3）实施方便简洁，运行维护费用低。

2.2 短信方式报汛

报汛方将水情数据提交给短信发送端，或者短信发送端直接提取报汛方数据库，经过编码处理后将格式数据发送到水文局短信平台，短信平台接收数据后将数据存入节点数据库，剩下的过程由交换系统处理。短信方式报汛具有以下优点：

1）对通讯环境要求低，基本不受传输距离、地理环境、天气状况等限制，通讯性能优良；

2）依托电信运营商成熟的技术保障，该通讯方式信号稳定、实时性好、可靠性高；

3）实施方便，设备部署简单，运行费用低，除短信费用外不产生其他任何费用。

3 主要过程设计思路

3.1 数据预处理

数据预处理主要是提取报汛方数据，或接收由报汛方提交数据并进行一定格式的编码，然后交给数据发送端。如果报汛方允许访问他们的数据库，则可直接提取报汛方数据；否则由报汛方提交数据到中间交换文件，或者直接提交格式化的编码数据到发送端数据接口。数据预处理流程图如图3 所示。

图3 数据预处理流程图

编码存储采取类似水情信息交换系统的数据交换格式，将报汛数据按照表结构的定义进行便于程序识别和入库的格式化编码。例如水库站编码主要有以下 2 种格式：

1）实时数据格式，DXBX/WLBX，站号，ST_RSVR_R，I/U/D，STCD$ 站号，TM$ 时间，RZ$ 库水位，INQ$ 入库流量，W$ 蓄水量，OTQ$出库流量，INQDR$ 入流时段长。

2）均值数据格式，DXBX/WLBX，站号，ST_RSVRAV_R，I/U/D，STCD$ 站号，IDTM$ 时间，STTDRCD$ 均值类型，AVRZ$ 日均库水位，AVINQ$ 日均入库流量，AVOTQ$ 日均出库流量。

编码中，时间格式一般为 2013-06-06 08:00:00，主要标识意义；DXBL 为短信报汛；WLBL 为网络报汛；I/U/D 分别表示新增、修改、删除； STTDRCD按 SL323-2011《实时雨水情数据库表结构和标识符标准》的定义，日均为 1，月均为 5。

3.2 报汛流程

对互联网报汛，网络发送端读取预处理数据，然后提交到水文局外网 Web 服务器上的报文接收服务（Web Service），由 Web Service 负责接收并存入节点数据库。

Web Service 需要建在具有外网 IP 地址的 Web服务器上，以便任何接入互联网的客户端都可以访问，同时在服务器上建立支持 SOAP/HTTP 协议的Web 服务，并在此服务上增加具有报文接收功能的接口函数。

对短信报汛，短信发送端读取预处理数据，然后利用 GSM 设备，通过运营商 GSM/GPRS 网络提交到水文局短信平台，由短信平台收取报文短信存入节点数据库。

目前广泛使用的短信平台有 2 种，一种是通过由运营商提供的移动短信网关收发短信；另一种是通过 GSM 手机卡收发短信，这 2 种短信平台都可作为短信接收终端。一般为了考虑系统稳定和冗余性，可以同时使用这 2 种方式作为主、备短信平台。

3.3 数据解码

为减少报汛流程的环节，编码数据入节点数据库后，采用数据库编程的方式解码数据并存入水情数据交换表。数据库编程方式解码相比软件编程方式解码，不仅可减少报汛环节，还可避免因为增加解码软件带来维护上的负担，也减少出错环节。

在节点数据库中预先编写解码作业和存储过程（函数），报文入库后通过数据库作业定时提取编码数据表中的报文，再调用解码存储过程对报文进行解码，然后按照标准的表结构存入水情数据交换表，最后通过交换系统中间节点进行数据交换进入水情数据库。数据解码流程图如图4 所示。

由于不同的短信平台采用的数据库接口不尽相同，采用数据库作业的方式，在节点数据库中通过数据库编程对接收到的编码数据进行解码，还可以解决异构数据库之间的数据处理。

图4 数据解码流程图

4 结语

基于互联网和短信 2 种非交换系统报汛方式作为水利行业水情信息交换系统报汛的补充，解决了传输信道单一的局限性，既避免其他报汛方式直接操作水情数据库带来的安全隐患，也充分利用了现行交换系统的优势。本研究成果已在长江水利委员会水文局得到有效的应用，尤其是对尚未接入水利系统内网的长江流域干支流重要水库和水利枢纽的报汛起到了非常重要的作用。

[1] 陈新国，操文健，卞俊杰.手机短信在水文测站报汛中的应用[J].水利水电快报，2008, 29 (12): 15-17.

[2] 徐少平，孙 骏，徐少文，等.Web 服务核心协议及其实现[J].计算机与现代化，2004 (5): 32-34.

[3] 司存友，刘淼 ，崔彦萍.水情信息交换系统原理及常见故障分析处理[J].江苏水利，2014 (3): 44-46.

[4] 水利部水文局.SL323-2011 实时雨水情数据库表结构和标识符标准[S].北京：水利部水文局，2011: 28-69.

[5] 水利部水文局.水情信息交换系统使用手册[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

陈新国（1980－），男，湖北武汉人，工程师，主要从事水文情报预报工作。