浅谈大庆地区防洪工程自动化调度系统现状及改造设想

摘 要：大庆地区防洪工程自动化调度系统建设较早，但经过多年运行，已不适应防洪调度需要。对大庆地区防洪工程自动化调度系统现状进行评估，提出改造建设方向，更好的为防汛服务。

关键词：大庆地区防洪工程；自动化调度；现状；改造

1 大庆地区防洪工程自动化调度系统现状

从1995年开始，大庆地区防洪工程管理处在原有的工程基础上建设“大庆地区防洪工程自动化调度系统”，用于实时接收安肇新河和肇兰新河流域洪水监测信息，采用先进手段传输到防洪调度中心，经自动化系统做出洪水预报，给出最优调度方案，为防洪决策提供科学依据。目前该系统实现了对部分雨量站和水位站水文信息的自动采集，自动收集的雨量、水位信息通过超短波无线通信系统传到防洪调度中心。该系统除获取资料、信息传输和调度中心的硬件设备外，还包括水情译电系统、卫星云图处理系统、洪水预报调度系统、防洪综合数据库系统。

1.1 水文站网

目前大庆地区防洪工程共有82个雨量站点。47个由安达气象局提供，防洪管理处自测雨量站35个，26个实现自动测报。水位站点共16个，其中5个主要滞洪区水位实现自动测报。

1.2 水文观测

我处防洪工程采用雨量器和翻斗式雨量计两种方式对降雨进行测报。雨量器是人工计量降雨的仪器，结构简单，可靠性高，是我国降雨资料收集的基本仪器；翻斗式雨量计是雨量自动测量的首选仪器，结构简单，容易使用，且价格低廉，容易维护。从技术、经济、可靠性以及便捷等方面讲，都符合水文目前的发展现状。我处使用较多是直立型水尺和浮子式遥测水位计，肇兰新河流域和安肇新河流域属于人工河流，两流域的年平均降雨量在400-450mm左右，降雨量不是很大，两条河流及主要滞洪区都是用来消减洪峰，防止大庆地区内涝的出现，直立型水尺和浮子式遥测水位计可以及时测报水位，以便洪水调度人员做出调度，所以目前水位仪器的选择是比较合理的。

1.3 通信系统

我国水情自动测报系统可采用的通信方式较多，目前已建水情测报系统采用的通信方式主要有：短波通信、超短波通信、程控电话（PSTN）、GSM短信/GPRS（通用分组无线业务）和卫星通信。其中卫星通信又包括海事卫星（Immarsat）和北斗卫星等，我处使用的是超短波通信。

1.4 水情译电系统

水文预报是水文服务防汛工作中的关键，及时、准确的水情预报是衡量水文服务工作质量的重要标志，提高预报的精度和預见期是水文预报工作研究的方向，由此水情译电系统尤为重要。我处水文测验情报传输使用的仍是1964年下发的《水文情报预报拍报办法》，该办法按照邮电部门传送电报要求编制的水情电报代码格式，已不能完全满足水情工作的需要和科学技术的发展。

1.5 卫星云图处理系统

我处使用的是日本的GMS FAX自动云图分析系统，简称ACAS，GMS气象卫星可提供多种气象和非气象服务，它在全球气候变化的研究、天气预报和防洪减灾等方面发挥着重要的作用，其资料和产品被广泛应用于气象、水文、地震、国防、工业、农业和交通等领域。

1.6 洪水预报调度系统

我处的洪水预报调度系统建于上世纪90年代，当时水文学在理论研究及技术发展等方面都相对落后。我处洪水预报调度模型采用新安江模型，新安江模型适用于湿润半湿润地区，且新安江模型的理论来源于《山坡水文学》，所以模型更适合于地形变化较大的山区，自然状态好的地区。大庆地区是一个平原地区，自然河流较少，大部分是人工河流，所以不适用新安江模型。随着人类社会活动的开展，流域内各水文因素也会发生变化，任意水文因素的变化都会影响洪水预报精度。所以洪水预报方案不是长期固定不变的，随着时间的推移，需要不断修正和完善，以提高洪水预报的及时性性、准确性，更好地为各级防汛抗洪指挥部门作出正确决策服务。由于这个系统建立的比较早，跟目前的新系统相比，其在语言、接口等方面和新的系统都不一致，所以维护较困难，而且上下级信息流通不畅、重要信息难以传递给所需防汛部门。

1.7 防洪数据库系统

目前我处使用Sybase数据库管理系统，通过Power Builder编写，Sybase数据库是美国Sybase公司研制的一种关系型数据库系统，是一种典型的UNIX或Windows NT平台上客户机/服务器环境下的大型数据库系统。

2 大庆地区防洪工程自动化调度系统改造设想

2.1 水文站点

能够在汛期实现定时、连续观测的雨量站共35个，明青坡地21个，安肇新河、肇兰新河14个，另外还包括委托47个雨量站， 26个雨量站实现自动测报。整个工程的流域面积为19210km2，根据《水文测验规范》有关规定，平原地区平均雨量站点密度为100-250km2/站，所以我处防洪工程的雨量站偏稀，且降雨测报的自动化程度不高，建议增加雨量站，将已建人工雨量站自动化，已建自动雨量站更新。

2.2 通信系统

目前主要有短波通信、超短波通信、程控电话（PSTN）、GSM短信/GPRS（通用分组无线业务）和卫星通信，我处使用超短波通信，会受到障碍物及其它波段的影响，需要设立中继站；卫星通信具有传输距离远、覆盖面广、通信线路稳定可靠、组网灵活等优点，可采用卫星通信方式组网，但是卫星通信的费用较高；所以建议使用GSM/GPRS，短信终端功耗低，适合构建应答式体制的水情遥测通信网。

2.3 卫星云图处理系统

由于GMS卫星超期服务多年，扫描辐射器的扫描镜出现故障，扫描范围缩小，卫星燃料不足，轨道倾斜等，目前基本不为气象服务。相比之下，MTSAT卫星的姿态从GMS的自旋稳定改为三轴稳定，因此带来一系列优点，例如成象时间短、图像信噪比、灵敏度和精度提高，探测时间灵活可控，这对小尺度强对流天气系统的高频次探测是十分有利的，数据传输速率大为降低。

2.4 预报调度系统

预报调度模型是洪水预报系统的核心，我处的预报调度系统建立的比较早，目前我处的预报调度系统由于老化，基本不能运行。由于防洪抢险的需要，建议建立与目前水文科学、计算机发展水平相适应的水库防洪调度系统，在预报模型方面最好选用两种以上的模型，为防洪抢险提供理论支撑，力求把洪灾损失降到最低程度。

2.5 数据库系统

目前我处使用Sybase数据库管理系统，通过Power Builder编写，技术较落后，且数据库维护比较困难；数据库出现问题后，只有影响到了关键业务的使用时，才知道数据库已经不可用了；对Sybase数据库的运行状态、健康情况、性能指标、数据库运行的瓶颈等信息一无所知，没有一个可视化的界面进行查看；Microsoft SQL Server是由美国微软公司所推出的关系数据库解决方案， SQL Server是一种典型的具有客户机/服务器体系架构的关系数据库管理系统，具有可靠性、可伸缩性、可管理性、可用性等特点，由于SQL Serve服务器在Windows系列操作系统下运行，所以只要Windows操作系统可靠性、开放性以及性能改善，SQL Serve的性能也会极大改善。同时，由于SQL Serve使用、维护比较容易，对数据库管理相对简单易用，所以建议更换为此数据库系统，建议使用Microsoft SQL Server。

参考文献

[1]潘洁.调度自动化技术设计与发展问题研究[J].大科技，2014（1）：84-85.

[2]大庆地区防洪工程自动化调度系统设计报告[R].黑龙江省水文总站，1995.

[3]蒋秀英.SQL Server 2000数据库与应用[M].北京：清华大学出版社，2006.

作者简介：王玉颖（1979-），黑龙江肇州人，工程师。