水情监测系统的设计与实现

何俐　邓晖

摘 要：随着信息技术的飞速发展，信息的时效性越来越重要，尤其近几年来中国自然灾害频发，干旱、暴雨、山洪、地震等灾害频繁肆虐。信息的实时性在防洪抗旱中越来越重要。本文在调查水情监测现状之后，根据对比当前常用系统性价比之后，在软件部分采取总体涉及三个子系统总计九个功能模块，该系统功能强大，使用方便，在防汛减灾、水量调控、曲线管理等方面发挥着重要作用。文章对系统的设计、详细功能模块的设计等进行了较为详细的描述。

关键词：监测；水量调控；数据库

1 水情监测系统设计

水情监测系统适用于各种地方性水库水情遥测信息管理系统，以水库管理处为业务服务核心展开。系统业务涵盖水情监测、雨情监测、水量计算、水费计算、曲线管理、报表管理、系统管理、权限管理等模块。在中小型水库防汛抗旱、水资源调配等领域发挥着重要作用。

传统的水库预报预警系统由人工采集数据，根据水库的大小和防汛的重要性采取不同的段制测量，目前比较普遍的方式有四段制、六段制、八段制和二十四段制，即根据防汛业务需要在汛期采用的方式会相应的频繁一些，但在极端情况下最频繁的人工采集方式不仅慢而且准确度不是很高，所以为了实时反映水库水位及各个支渠供水情况，有必要采用一套遥测系统以便实时采集数据信息。在传统的水量计算方式中，水量的计算方式都是根据历史经验得出当年曲线，或者由各个支渠设计参数计算得出。但据实际使用情况来看，根据经验得出的曲线数据虽然比较接近实际值，但比较烦琐，而且曲线变动频率比较快，水库管理处员工就需要频繁地校正曲线，给日常工作带来了不必要的麻烦。而通过水库监测系统曲线管理功能，不仅可以自动生成设计曲线，还可以根据很少的实测点根据比较精确的多项式算法来推算实际曲线，并经过实际数据检验，比人工测量精确度要高，而且又大大减轻了管理处员工的工作量。

2 性能比较优势

2.1 本项目国内外产品（或所采用技术）性能的弊端与主要制约因素：

遥测站由于某些原因造成数据延误甚至丢失。

中心服务器由于断电或人为等原因造成的数据丢失。

分中心管理员不负责任的数据操作给业务带来的安全风险。

2.2 本项目产品的优越性有以下几方面：

遥测站会在网络中端的时间内继续收集遥测数据，并通过分中心或站所处理数据，数据不会丢失。

中心站拥有双机备份数据库功能，能在第一时间顶替瘫痪的服务器。

详细的操作记录，能够追查分中心的管理责任并恢复分中心管理员操作。

2.3 水情监测系统技术创新。

本系统采用的技术创新点主要集中在以下几个方面。

2.3.1 系统双机备份采用的是经过检验的SUPERDTS数据库同步系统，能保证备份的及时性和高度同步性。

2.3.2 系统的可靠性检测既采用了传统测试方法和微软最新提供的MBD 建模测试方法，对于比较复杂的逻辑程序能够涵盖绝大多数测试用例，达到人工测试所达不到的高度，保证系统的可靠性。

3 系统实现

3.1 监测管理。

①图片监测：在进入主页面后，默认的页面为图片监测页面。在该页面，不同的测站类别用不同的符号标识。将鼠标放在某个测站上面，则会显示该测站的最新遥测数据信息。同时在左下角显示该信息。点击左侧各个分区，则会依次显示各个分区下的测站信息。②列表监测：在页面中点击“列表监测”可以切换到列表监测。在列表监测模式下，各个测站的最新数据显示在表格中，其中不正常数据以红色标识。③测站操作：在页面中点击“测站操作”则切换到编辑测站状态。可以添加、修改、删除测站监视。如果要添加测站，先在“测站操作”里選择“添加测站”，然后在左下角选择要添加的遥测站，同时鼠标会变成一个方块状，在将要添加测站的地方点击鼠标左键，然后点击“保存”，新测站监测添加成功。如果要修改测站位置，在“测站操作”里选择“修改测站”，然后点要移动的测站，移动到预订目的地松开鼠标，点击“保存”，保存成功。如要删除，在“测站操作”选择“删除测站”选中测站，点击“删除”，删除成功。④报警信息：如果各个遥测站最近3天内有超过警戒值的数据，则会在显示器右下角弹出一个类似QQ消息的对话框，显示超过报警水位的信息条数，以及报警的测站名称。点击报警测站则会链接到测站报警信息详细页面。

3.2 用水管理。

①用水计划管理：在水量水费结算前需要先进行用水计划管理，如果未进行计划管理的用水单位，用水额度为零。在该页面，用户可以查看某用水单位以往的某段时间内未结算的用水计划。 如果要添加新的用水计划：首先选择用水户名称，然后依次填写旬度额度等信息，点击【添加】即可。当选中某行信息时，可以对该旬额度进行更改。②用水计划查询：在左边的树上选择要查看的用水单位，在选择好时间的情况下点击【查询】，右侧会将所选用户在所选时间段内的用水计划全部显示出来。③实时流量整编：该功能只对有实时数据的水位测站有用，当选择某个水位站以后，选中该测站对应的曲线，即采用所选曲线对某段时间内的测站实时流量数据进行重新整编。当点击【保存】后，数据入库，将数据入库，覆盖原有数据。如果选择保存后，原来已经结算过水费的信息不可重新计算，但对于已经计算但未结算的信息可以重新计算。点击【导出】即可导出整编结果到 Excel表中。④日平均流量整编：对某个测站某段时间内每天的平均流量进行整编，该功能主要针对进行过实时流量整编的遥测站而言。日平均流量整编采用积分法，即对该日内所有的实时流量按照时间长短进行累计积分而得平均流量。⑤水量计算：选择行政区域后，对应区域下的用水户（这里的用水户指用水单位）就相应的变化，选择要计算的用水户，填写年份，选择月份，选择旬度，点击【查询】按钮，可以查看当前用水户的对应各个测站的用水情况。注意：【查询】和【重新计算】的区别在于：如果系统管理员修改了用户的测站用水量，则此时可以点击【查询】，如果想查看通过平均流量计算出来的水，可以点击【重新计算】。比如：头屯河农场在2008年8月上旬西一支的水量按照流量计算出来为2.4万立方米，管理员觉得不对，可以修改该站水量（选择该站对应的行以编辑，然后点击“更新”即可）。当然在手动修改了各个测站的水量后，总水量也需要修改，以校正用户的总水量。红岩水量是用户用水的红岩水库部分，对于西干的用水户来说，将其值置为零便可。用户只能计算本旬或本旬之前的用水量。对于已经结算过的用水信息不能重新计算，如果要查看请到用水量查询页面。

收费水量计算公式为：收费水量 = 总水量 - 免费水量

用水户水费计算公式为：用水户总水费=基本水费+机动水费

基本水量计算公式： 如果收费水量大于用水额度，则机动水量=收费水量-用水额度；如果收费水量小于等于用水额度，则机动水量=0，基本水量= 收费水量。基本水费计算公式为：基本水费=基本水量×（基本水费单价+水资源费单价）；机动水费计算公式为：机动水费=机动水量×机动水费率。当管理员修改总水量或免费水量时，相应的收费水量，水费等信息会跟着改变而改变。管理员可以在水量计算的时候更改用户的机动水费率。当用户保存后，保存更改后的总水量、免费水量、总金额（基本水费 + 机动水费）等信息。⑥用水动态：用水动态是对用水单位到目前为止本旬还有多少额度（即低价水量）可用，包括本旬总额度，基本水费率，本旬已用水量，本旬剩余额度（可用水量），机动水费率，机动水量，上旬末账户余额（未结算的旬的水费未除去），动态账户（账户余额中除去本旬的已用水的水费）。用水量查询：用水量查询，即对用水单位在某段时间内的所有用水信息进行查询，包括结算的和未结算的。⑦协会用水管理：用户可以查看、导入协会下用水户的用水信息。导入协会的格式为固定的 Excel 格式，导入格式为协会名、村、组、用户ID、姓名、年份、轮次、水量（m3）、水费（元）

3.3 曲线管理。

①添加设计曲线。在拥有管理员权限的情况下，进入曲线计算页面。选择渠道断面类型，输入设计参数，点击计算按钮则生成设计曲线，若保存则直接进入曲线备用库。（一般设计曲线的与实际偏差较大，需要实测点校正。）②添加拟和曲线。在拥有管理员权限的情况下，进入曲线计算页面。输入实测点，然后擬和出曲线。实测点越多则数据越贴近实际值。若保存则直接进入曲线备用库。③应用曲线。到曲线维护页面，选择合适的曲线，点击启用按纽，则曲线生效。

3.4 系统管理。

①用户管理：此功能模块主要是用来添加、修改、删除用户及修改用户的权限。②新增用户：点击【添加新用户】链接打开添加用户页面，填写用户信息后点击【添加】按钮即可完成新用户的增加。③修改用户信息：点击数据行中的【编辑】，修改用户相关信息，点击【更新】即可完成用户信息的更新。④删除用户：点击数据行中的【删除】即可删除用户。⑤修改用户权限：点击数据行中的【修改】打开用户权限管理页面，配置用户能访问的测站或某一时间段内的数据，点击【保存】即可。⑥角色管理：此功能模块主要用来管理系统角色。用户可以添加组，建议不要删除组。在选择组后，就可以向该组中添加用户，也可以从该组中移除用户，添加用户后该组的所有成员拥有相同的访问权限。⑦权限管理：此功能模块主要用来管理访问权限。首先要选择将要赋予的权限；其次选择要添加该权限的组。⑧更改密码：此功能模块主要是用来修改当前登录系统用户的密码。

作者简介：

何俐（1966-10-）女，北京人，讲师，硕士，研究方向：计算机。