安徽省水资源监控能力二期建设思路与技术路线的探讨

王铭铭

安徽省水资源监控能力二期建设思路与技术路线的探讨

王铭铭

国家水资源监控能力建设按照“三年基本建成，五年基本完善”的总体部署，分两个阶段开展实施。依托水资源监控能力一期建设项目，安徽省完成了第一阶段建设任务，实现了对377处非农业取水、60余处灌区取水及10处饮用水源地水质监测点的在线监测，建立了省级水资源监控平台，安徽省水资源管理能力和管理水平得到了显著提高。但受投资规模、建设技术等条件的制约，目前安徽省水资源监控还存在着监测覆盖范围不足、站点时空分布不均、平台功能建设不完善等方面的问题。为落实习总书记治水方针，建立基本完善的水资源监控体系和管理系统，安徽省水资源监控能力建设亟需完善和提高。

一、建设思路与原则

按照“基于已有，资源共享，追求先进，突出实用”的思路开展安徽省水资源监控能力的补充完善建设，在一期建设的基础上增建水量、水质信息监测站点，均衡站点时空分布，增强基础设施建设等。引入物联网、移动互联等先进技术，完善数据贯通、智能运维、移动管理等模块，实现“互联网+水资源管理”的应用系统。

1.统一标准，基于实际

二期项目建设充分与一期项目衔接，统一设备技术标准、数据库标准，开放系统设计接口，确保二期建设与一期建设成果的无缝对接与有机整合；同时要兼顾与中央及流域实施项目相衔接，加强框架设计和整体集成工作，确保与国家水资源监控能力建设项目标准一致，信息互联互通，业务高度融合。

2.资源共享，上下贯通

整合利用已有硬件和软件资源，整改省级、市级、县级已建水资源监测站点，共享环保、气象部门已建水资源监测信息，实现资源优化配置，促进基础设施效能最大化，充分发挥已建系统的效益。开发共享中间件，建立数据交换系统，实现灌区、水功能区监测数据与省水资源信息平台的数据贯通；对市、县开放省水资源信息平台数据接口，制定数据共享标准，保障市、县水资源信息系统的数据贯通。

3.适用先进，发挥效益

充分利用大数据、移动互联网、物联网等先进实用的信息化技术，重点完善信息采集传输系统和决策支持系统的建设，进一步优化业务应用系统，加强移动监测信息系统开发与应用，提升全省水资源信息化管理水平。

二、技术路线

二期项目建设主要包括信息监测、数据贯通、移动应用三个方面，通过采用嵌入式、物联网、移动互联、计算机软件等技术手段，实现对水资源信息的采集、处理、应用与管理。

1.信息监测

水资源信息采集包含直接监测信息采集、间接监测信息采集、人工录入三种不同的采集方式，数据采集与传输流向图见图1。

图1 数据采集与传输流向图

图2 数据共享交换原理示意图

（1）直接信息采集即取水量数据的自动采集、传输、监测，通过安装计量设备采集实时用水量信息，运用嵌入式及无线传输技术，实现数据的监测与传输；采集的数据先存储至取用水监测平台，实现监测数据的查询、统计、应用等。

（2）间接监测信息采集利用计算机软件技术，通过信息交换的方式，实现数据的自动拾取和录入，即监测中心的数据资源依托数据交换中间件直接实现数据信息的采集。对于已建监测系统，若已有系统提供有相应的数据对象接口，则可采用这种间接信息采集的方式将系统中的实时取水量信息提取出来，并通过省防汛抗旱骨干网或Internet公网方式与即将建设的水资源监控管理系统实现信息交换，可有效简化信息采集工作，并实现数据的交换和共享。间接采集具体实现方式是通过编制间接采集驱动软件读取数据库，按照统一的通讯协议通过GPRS模块发送至监测中心。

（3）人工输入是利用计算机软件及移动互联技术，通过移动终端和水资源监测系统开放的数据录入接口，实现数据的录入。数据上传至省平台后经数据校核、审查无误后正式上线，最终推送至监测中心数据库。

2.数据贯通

一期项目建设中部署了灌区监测信息节点和水功能区监测信息节点，实现了安徽省灌区取水量、水功能区水质的在线采集及业务管理。但由于监测系统数据库前期建设的数据库标准不一，导致已建监测信息节点与省水资源信息监测平台暂未实现数据同步与贯通。

根据水利部提出的“三级贯通，五级应用”，水资源二期建设从监测数据接收、数据转换、数据校验、数据输出、数据库优化等方面出发，利用计算机软件技术，开发应用支撑软件，建立数据共享交换系统。数据交换共享系统为各应用系统提供标准的API调用，通过消息中间件来实现数据交互。具体如图2所示，省级水资源监控通过水利专网与灌区、水功能区监测信息节点实现数据贯通，达到资源有效整合、监测系统上下贯通的目的。

3.移动应用

非农业取水监测站点多面广，管理任务重；涉及水资源费用征收、用水许可及总量红线控制等问题，管理难度大。考虑到实际管理中的移动查询、水量比对、水量校核、人工录入等功能需求，开展取水监测移动应用系统必要且有意义。

取水监测移动应用系统是在已建取水监控系统基础上，按照“统一标准、技术融合、分类设计、逐级部署”的设计方法，依据已建取水监控系统的技术标准和数据基础，结合云服务、移动互联网等先进技术手段，将网络应用和移动通信两大体系技术融合。经过业务创新整合，集成移动浏览、移动监控、移动定位、轨迹跟踪、移动核查、二维码扫描等综合的移动化业务体系。按照应用对象类别将系统划分为管理版和通用版，配置相应的功能模块，进行分类设计，再依据相关职能权限逐级部署，最终实现取水监控信息的移动应用。

取水监测移动应用系统布设于移动应用服务器，在水资源监控系统的基础上利用数据同步交换中间件实现系统已有数据的同步、提取、过滤和转移，建立移动应用综合数据库系统，并通过移动应用中间件，对一期项目已完成的系统功能模块实现移动终端设备的移植，并根据当前业务管理需求开发移动管理模块。

三、结语

依托科学技术的不断发展，特别是“互联网+”技术的深入应用，水资源管理技术水平也不断提高。安徽省水资源监控能力二期项目建设需要基于建设现状和实际应用需求，充分运用物联网、大数据、移动互联等技术手段，开展信息监测、数据贯通、移动互联等技术的研究与应用，解决信息采集覆盖不全、数据校核困难、人工抄表不便等实际应用问题，为安徽省最严格水资源管理提供全面实用的技术支撑平台

（作者单位：安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院233000）