老挝国家水资源信息数据中心智慧化运行维护方案研究与设计

雷昌友　高明　原松

摘 要：针对老挝国家水资源信息数据中心水资源自动监测系统现状及运行维护存在的问题，提出由应用层、业务层、数据层3个体系组成的智慧运行维护方案，并明确方案设计目标、总体框架以及具体设计内容。研究成果有助于提高老挝国家水资源信息数据中心水资源自动监测工作的效率和效能。

关键词：老挝数据中心;智慧运行;运行维护管理平台;水资源

中图法分类号：P337;TV213.4                                           文献标志码：A

老挝国家水资源信息数据中心水资源自动监测系统按照中国的相关技术标准和规范统一建设，建成了51个水资源自动监测站自动采集与传输系统，实现了信息自动采集传输和互联互通，提升了老挝水雨情监测预报预警能力和水平，为老挝防汛抗旱减灾、水资源综合利用提供了决策支持与技术保障。目前对于水资源自动监测系统运行维护方案的研究，由于不同国家、不同区域的数据标准和要求不同，其运行维护方案不具备通用性。针对老挝国家水资源信息数据中心水资源自动监测系统存在的问题，提出由数据层、服务层及应用层3个体系组成的智慧化运行维护方案，提高水资源自动监测工作的效率和效能。

1  现状及存在问题

1.1  水资源自动监测系统现状

长江水利委员会水文局（简称“长江委水文局”）援建的老挝国家水资源信息数据中心示范建设项目已落地，澜沧江—湄公河流域水资源规划支撑数据和信息管理项目、老挝水文信息监测与传输技术示范建设项目、老挝国家水资源信息数据中心运维分中心建设已相继通过审批。老挝万象数据中心是水资源数据正常收集的基础保障。

1.2  系统运行维护存在的问题

（1）目前仅有一个老挝万象数据中心，51个水资源自动监测分布在老挝北部、中部和南部，站点线长面广，整个系统运行维护管理工作由老挝气象水文司承担，存在时效性较低，人力资源不足和维护成本偏高等问题。

（2）缺乏统一的技术标准和应用架构，信息资源共享困难。气象和水文历史资料、实时收集的数据和水资源数据信息中心数据等尚未全部纳入数据中心。

（3）缺乏统一的数据资源环境。目前尚未建立集中统一的数据资源环境，导致数据存储的实体安全保障系数低，不同程度地存在着安全隐患，数据难以有效地开发利用，不能很好地提供水文数据服务。

（4）历史和实时数据及资料未全部电子化，难以为气象水文司日常工作提供数据支撑。

（5）现有硬件资源比较分散，需要将分散部署的硬件和系统资源逐步集中，搭建统一的云计算平台，实现系统软硬件资源统一分配和共享、增强应用服务和计算能力。

（6）现有信息安全防护体系偏低，局限于网络边界防护，需要加强信息安全防御、安全管理和运行维护，建设本地和异地灾备中心。

2  系统智慧化运行维护方案设计

2.1  设计目标

随着老挝国家水资源信息数据中心示范建设项目建设完成，用于老挝境内水情监测站的水雨情数据收集及流量站的在线测流系统、视频监控系统也已建成。为更好地服务老挝防汛抗旱、水资源管理，利用先进的高性能计算机、数据仓库、地理信息、大数据分析等现代信息技术，基于统一的数据模型，建成实用、先进、安全、可靠并且集水文数据存储、管理、交换、服务等功能为一体的老挝水文数据中心。通过整合、补充和完善，建立统一的水文数据资源环境和共享交换体系，集中存储老挝水文有监测记录以来的全部水文监测数据，建成支持老挝水文业务应用和其他政府部门信息共享和业务协同的水文数据中心。

水文数据中心计划建设气象水文综合数据库管理系统、气象水文数据录入和管理系统、老挝国家水资源信息数据中心运行维护管理平台，实现远程系统维护、系统管理、系统诊断等功能。

2.2  总体框架

利用中间件技术、数字地理信息技术、大数据存取和处理技术，采用综合集成的方法，构建一个面向服务的老挝国家水资源信息数据中心智慧化运行维护平台的设计总体框架。该系统充分整合数据和信息资源，实现“资源物理集中、业务整合集成”的集中式协同应用，采用统一架构，整合已建系统与待建系统，基于统一信息门户综合集成应用。

总体框架分为应用层、业务层、数据层。采用开放式的设计理念，整合水文、气象、空间地理数据及各种资源，建成一套综合系统运行维护管理平台。总体功能架构如图1所示。

系统各层次的主要功能如下：

（1）應用层。直接面向用户提供应用功能。业务应用模块主要包括气象水文综合数据库管理、气象水文数据录入和管理、水资源信息数据中心运行维护管理等功能。

（2）服务层。提供所有的信息查询接口以及数据计算服务，业务功能包括各类信息的统计分析、GIS服务以及模型计算。

（3）数据层。为了加快数据库的访问速度，通过连接池的方式优化数据库连接速度，并采用前端缓存加快数据库的读取速度。

（4）信息安全。用户通过个人用户名密码登录系统，保证系统的安全性。

2.3  主要设计内容

2.3.1  气象水文综合数据库管理系统

气象水文综合数据库管理系统是将气象水文司的气象和水文历史资料、实时收集的数据和水资源数据信息中心数据等全部纳入该数据库管理系统，为老挝防汛抗旱、水资源管理提供数据支撑。

气象水文综合数据库管理系统主要包括数据库建立、导入、导出、备份、维护等5个功能模块。其系统功能模块如图2所示。

气象水文综合数据库用于存储气象水文司的气象和水文历史资料、实时收集的数据和水资源数据信息中心数据等，为水资源信息展示查询提供支撑。

气象水文综合数据库管理系统是数据库系统的核心组成部分，是对数据进行管理的系统软件。用户在数据库系统中的一切操作，包括数据定义、查询、更新及各种控制都通过该系统进行。

管理系统就是把用户意义下的抽象逻辑数据处理转换成计算机中的具体的物理数据的处理软件。系统功能包括：数据库建立功能，即建立气象水文综合数据库及表结构;数据导入功能，即初始数据装入及增量数据导入;数据导出功能，即按需导出数据;数据库备份功能，即数据库备份;数据库维护功能，即数据库的转储、恢复、重组织与重构造、系统性能监视与分析等。

2.3.2  气象水文录入和管理系统

建设气象水文数据录入和管理系统，实现历史和实时数据及资料的录入和管理，将现有资料全部电子化，为气象水文司日常工作提供数据支撑。

气象水文数据录入和管理系统主要包括气象水文司历史和实时数据维护、人工资料数据录入两个功能模块。

2.3.3  运行维护管理平台系统

建设水资源信息数据中心运行维护管理平台，实现远程系统维护、系统管理、系统诊断等功能。

考虑到水资源信息数据中心运行维护的便利性，运行维护管理平台系统采用B/S架构，实现实时监控系统的运行状态。

运行维护管理平台系统分为预警监控模块、综合查询模块、统计分析模块、系统运维模块、数据转储模块以及系统设置模块，提供专业化的数据显示和统计分析，通过权限管理实现用户对各自负责站点的重点监控。其系统功能模块如图3所示。

（1）预警监控模块。使用GIS图显示站点位置，显示站点实时数据信息，监控站点数据报警，报警站点在GIS图上以闪烁方式显示，同时以表格形式通知用户，支持分级闪烁方式，支持声音和事件报警。

（2）综合查询模块。以图表形式查询水情、雨情和工情信息;支持水情、雨情和工情等信息图表查询，支持分级方式查询，支持多数据库查询模式，支持雨情自定义查询。

（3）统计分析模块。各类型统计报表，支持导入EXCEL等格式;支持各类型水雨情报表查询，支持畅通率报表查询，报表能输出成EXCEL等格式。

（4）系统运维模块。实现系统运维，实时监控各监测站点状态，远程对自动监测站编程，远程批量传输数据。

（5）数据转储模块。实时监控信息采集系统数据报汛状态，配置数据报汛站点信息。支持查询报汛数据错误信息，支持对错误报汛数据进行修正后补发。

（6）系统设置模块。管理系统用户及站点信息，包括用户管理和站点信息管理功能。根据实际工作需要对用户权限进行划分，实现用户分级管理，支持对系统站点信息进行维护和增、删、改、查等操作。

3  结语

老挝国家水资源信息数据中心运行维护管理平台中自动监测监视、故障在线追踪、智能方案决策处置、安全维护操作等功能，为老挝水资源数据及时性和准确性提供了重要的技术支撑，实现了水资源测报数据可视化及智慧化的综合管理。

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Research and Design of Intelligent Operation and Maintenance Scheme for Laos National Water Resources Information Data Center

Lei Changyou，Gao Ming，Yuan Song

（Bureau of Hydrology，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan  430010 ，China）

Abstract：The water resources automatic monitoring system in Laos national water resources information data center sees many problems in its operation and maintenance. In view of this，an intelligent operation and maintenance scheme which is composed of application layer，business layer and data layer is designed. The design target，overall framework and specific design contents of the scheme are defined. The research is conducive to improving the efficiency and effectiveness of water resources automatic monitoring work of Laos national water resources information data center.

Key words：Laos data center;intelligent operation; operation and maintenance management platform ; water resources

收稿日期：2021-09-06

基金项目：中国—东盟海上合作基金澜沧江—湄公河水资源合作项目

作者简介：雷昌友，女，高級工程师，硕士，长期从事水文自动测报相关工作。E-mail：305355933@qq.com