黄河水利互联网数据化资源存在主要问题及整合措施

王小远 杨雁茗

（河南黄河河务局信息中心 河南省郑州市 450004）

水资源利用的互联网数据化是国家经济的基础设施，是信息密集型产业。包括水雨信息，灾害信息，水旱信息，水量和水质，水环境信息，水工程信息等。水资源利用的互联网数据化是充分利用现代信息技术进行开发和实施的信息。信息资源在黄河水资源利用的互联网数据化方面的好处包括黄河水资源利用的互联网数据化的收集，传输，存储，处理和使用，提高使用水平和共享黄河水资源利用的互联网数据化资源的水平。全面覆盖改善黄河水资源利用的互联网数据化结构以及水处理的有效性和益处。利用先进的信息技术提高和发展各行业的技术和管理水平，促进合理发展，有效利用，合理配置，综合保护，有效保护和水资源综合管理。在提供有关黄河水资源利用的互联网数据化的信息时，必须意识到现代水资源利用的互联网数据化的变化和黄河水资源利用的互联网数据化的可持续发展。

1 黄河基层互联网数据化管理系统建设

1.1 系统需求分析

1.1.1 业务范围的流程分析

根据黄河流域水资源的特点，结合黄河水资源综合管理的实际需要，黄河流域水资源的具体管理项目主要包括合理调度，开发利用黄河流域的水环境保护监测。

1.1.2 系统覆盖率分析

黄河水资源综合管理系统的范围由黄河水资源管理和调度的分布，水资源保护等部门，黄河整个流域的取水和输水监测点分布，数据站点分布收集有关黄河干流的信息。结合当前的黄河水资源管理系统，目标区域主要是国家级黄河管理部门，市级黄河管理部门，黄河取水口和水闸监测点的水资源管理、水资源保护等机构。

1.2 系统内的计划

黄河水资源综合管理系统覆盖范围广，实施周期长。计划将分两个阶段完成实施工作，包括系统应用程序的当前状态。第一步：根据改进的业务流程和信息共享要求，结合黄河水资源管理流程，确定项目建设目标和原则，并提出综合优化建议。通过应用云计算技术，初步建立建筑应用程序支持平台和门户来预测集成数据管理的准备工作。第二阶段：现有的遗留应用程序的系统集成，配置，并进行了预期的二次开发工作。黄河水资源综合管理系统中的空间数据，属性数据，关系数据和元数据的集成管理建立了集成的数据字典和数据目录，以应用程序提供专门的，集成的和可共享的数据信息。

1.3 集成系统编码

系统编码主要包括与服务功能有关的编码和与数据有关的编码。可以通过统一标准编码来实现数据的统一管理。包括水资源管理部门的命名约定，应用系统编码，系统功能编码，用户管理编码，表空间命名，消息编码，异常提示编码等。

1.4 集成数据目录

收集黄河水资源管理实际情况的数据目录包括基本地理，遥感，经济和社会，灌溉和水利项目，水文学和水资源，水环境和水生态学，土壤。以及水资源保护，包括洪水管理，抗旱，水资源规划规划设计，科学研究，水资源管理，电子政府，新闻媒体数据。每种类型的数据都可以分为两类。一个是共享的公共数据库，另一个是提供特殊服务的专用数据库。公共数据库主要存储系统参数的数据，专用数据库主要存储特殊特定业务应用程序的实时水环境数据。

1.5 集成数据交换

大多数信息交换执行信息交换和消息传递。水利部是一个信息交换管理中心，可以完全集中管理信息交换。市级平台是数据交换控制节点，区域平台是数据交换边缘节点。数据交换控制节点可以控制边缘节点的信息上报，交换相关信息。数据交换由应用程序系统启动，并分三步提交。第一步是获得一个应用程序系统，以在平台上注册信息。显示数据后，代理平台将结果返回到应用程序系统。保存工作并完成初始工作。在第2 部分中，启动平台代理会发起一个发送到数据交换中心的请求。数据交换中心会检查接收平台代理的链接，然后传出平台代理会返回。在要解析地址的节点上，然后传出平台代理将发送接收目标平台代表使用修改后的地址传输数据。在第三步中，业务应用程序接收者从接收者的平台代表读取数据，并完成整个信息交换过程。

1.6 系统架构

水利综合管理系统框架使用J2EE 系统结构为分层服务提供支持，系统应用层和访问层数据收集层是黄河水利综合管理系统信息资源的基础。数据通过所有系统级用户所在的通信设备和网络发送到数据资源层。处理后的数据用于中间层的信息共享和业务。应用程序层共同建立黄河水利管理的业务流程，并使信息与黄河水利管理的用户进行交互。每个级别上功能模块的分层和组件化设计保证了系统的整体灵活性和可扩展性。信息收集层是各种水资源信息收集系统的有机整合。州，市和市政府城市供水中心监控系统，用于远程监控系统，包括用于县级监测站的设备。数据资源层是与黄河水资源管理有关的各种数据的全面集成，包括空间数据信息，矢量信息和实时雨水环境信息。根据信息类型输入不同的数据库，例如公共数据库，基本数据库和特定于业务的数据库。中间服务层通过应用程序支持平台集成了信息收集，计算，统计信息，服务组件，身份，参数管理等。应用程序层由四个业务应用程序系统组成：集成门户，资源共享中心，黄河水资源业务信息系统和决策支持中心。

2 各个城市的黄河信息传输特别用网

黄河信息传输特别用网主要由SDH 和PDH 线组成。传输量小，电路分布长。防洪，防雪和紧急救援的要求很难满足应用系统的要求，例如降雨，工业灾害，水资源保护信息收集，日常堤防管理，涵洞监测和“数字引水”。现有的信息骨干网只有一种通信方式，没有备份。干线的故障影响了黄河防洪，防闪烁和日常通信传输的需求。只有完成“光纤传输”的建设，才能满足各州市黄河信息通信网稳定传输，方便管理的要求，提高防洪工作的效率。黄河沿线的州和城市可以突破现有微波通信系统的传输瓶颈，并保护黄河三角洲。防洪单位河流信息收集点和监视点可以提供通信和传输，从州站到市县站的宽带访问以及黄河沿岸的基本防洪单位，河流光传输传输系统是综合传输平台，该平台基于最新的信息和通信传输技术为用户提供服务。

2.1 光纤传输建设方案

光纤传输的总体结构分为沿河的主要传输层，沿河的入口层和分支接入层。施工过程使用沿黄河两岸的自制电缆和连接黄河南北两侧的多个光纤网络来满足防洪单位的连接要求。河上的桥梁形成了大量的8 位光纤环形网络，这将提高黄河下游光纤宽带网络的运行可靠性。

2.1.1 沿河的骨干传输层

沿河的骨干传输层由两个10G 相交的光纤环组成，河堤两侧的骨干传输层是所有光纤传输的骨干层。根据节点之间的带宽需求和系统带宽冗余统计，骨干传输层使用10G 发射网络，由于节点的物理位置分布在多个频段上，因此主干节点之间的距离相当长，数量有限。保护环中由多路复用部分共享的节点光接口性能指标有限，两个10G 组成一个光纤环。为了网络安全，两个相邻的环在两个主要服务节点处相交以提供双节点保护。在节点发生故障的情况下，可以通过其他相交的节点传输当前的通信数据，以确保不中断的通信服务。

2.1.2 沿河段的访问层

沿河段的访问层负责收集与沿河段的基本液压单元（控制区，锁定站等）的县办公室的通信信息。通过区域访问层或骨干传输层发送给系统，根据分配要求，基本的洪水控制单元和分段接入层节点之间的电路将使用一个2.5Gbit/s 的发射器形成18 个光纤环，通过接触在传输层的节点，因此提供多个传输通道，用于传输信息，进行通信并保护通信路径。黄河沿岸的每个光纤环都与骨干传输层和光缆中的两个节点相交，两个节点之间使用骨干传输层和分段的光缆来构建完整的光纤，修复传输以提供双节点保护。如果节点发生故障，则可以通过另一个节点发送当前的通信信息，以使通信服务不中断。

2.1.3 分支线接入层

支流主要用于河口和海滩地区的基本防洪单元。分支电网是通过将每个点连接到相邻访问层的一部分的光缆进行的点对点访问。通过分支线访问层，部分访问层和主干传输层获取每个级别的项目点信息。

2.2 系统配置

2.2.1 河流主要运输层的容量分配基于需求分析

骨干传输层的带宽需求约为6.9Gb/s，如今，各种自动化系统已大大提高了传输可靠性，传输速度和传输带宽需求。同时，沿河两岸的多个道路访问数据必须与主通道合并以进行信号传输。光纤电缆的开发考虑到保护和通信网络，传输和传输层的需求，并利用10G 光通信传输系统的骨干网络容量。

2.2.2 沿河段入口层通行能力的分配基于需求分析

将对光纤传输保护的需求与未来的数据发展结合起来，沿河段的接入层使用信道容量为2.5G 的光通信传输系统。

2.3 系统保护模式

沿河主传输层的自愈环采用MS‐SPRing，对河段接入层的自愈环采用通道保护方式。

3 系统主要功能

（1）利用光缆传输技术，为黄河信息通信传输提供了多重保障。它实现了黄河沿岸防洪系统独特的分支微波，宽带无线电接入和其他通信方法。该系统完成后，将被集成到黄河通信网络和中继微波传输中。该系统实现了黄河信息通信传输的双路由模式，可以多次保证黄河信息通信通道。

（2）光缆传输的安全性和可靠性解决了以前的黄河通信的种种不足，后者仅依赖于无线通信。诸如微波之类的无线通信的传输质量不稳定，容易受到信号干扰和拦截，机密性较低，并且容易遭受雷击。但是，光缆传输具有容量大，衰减小，抗干扰性能强，成本低的优点。光纤的优点（增加可靠性，更快的速度，更高的机密性等）可以弥补无线通信的各种缺点。这是对无线通信的一个很好的补充。

4 结论

黄河沿线建设和应用光纤传输，可以创建一条安全可靠的信息高速公路，满足需求，并覆盖黄河两岸的基本防洪单位信息传输。它可以解决宽带信息传输的问题，大大提高了信息传输能力。它为防洪，调水，项目管理，电子政务和其他黄河管理服务提供有效的服务，并为黄河的综合管理和开发以及科学决策提供技术支持。黄河沿线的光纤传输的建设和应用可以有效地促进物联网，大数据，云计算和机载等新一代信息技术的详细应用。监控黄河，实现无处不在的传感器收集和系统的深层互连，构建高效的黄河计算机化支持系统，构建有机的协同业务应用集成系统，它提供了一个“智能黄河”框架系统，该系统具有模拟的资源分配，可控的项目运营，并为协调调度与指挥黄河治理系统的现代化和强大支持提供了支持。