天津市市区防汛调度信息系统的研究

天津市市区防汛调度信息系统的研究 陈 薇 薇赵健赵炜巍 博 洋? 文 / 穆 浩 学 摘 要:文中主要阐述了天津市市区防汛调度信息系统的设计目、标研究内容及研究结论;从气象预测、数据采集 到辅助决策几个方面，系统地论述了天津市市区防汛调度信息系统的各个环节;强调了现代网络和通讯技术 在天津市市区防汛调度中的应用以及在遇到降雨时，系统如何科学、快捷地提供防汛调度决策依据。 关键词:防汛;调度;预测;气象;河道;降雨量;积水 式，而本地客户端的数据管理分析采用C/ S 模式。 总体结构设计 雨量 泵站运行状况 河道水位 积水情况 天津市是中国北方重要的工业城市、经济中心，防汛调度市区防汛 远程终端 工作至关重要，为适应现代化城市管理需求，实现科技防汛的 遥测信息采集 云图搜集 雷达搜集 气象预报搜集 目标，天津市排水管理处开发了天津市市区防汛调度信息系 统。 网络通讯连接(GPRS、CDMA、ADSL、SDH 专网等) 系统结合国内外的研究现状，基于天津市防汛信息工作的 技术特点，综合利用成熟的数据采集、网络通讯、视频传输、视 实时水情库 泵站运行情况库 基础设施现状库 频会商等计算机技术，实现了防汛调度的信息化管。理 数据检测分析 市区防汛 总体目标中心局域 信息浏览查询 图象图形显示 网络 从天津市市区防汛指挥工作的管理需要出发，综合利用成 防汛调度决策指挥 熟的遥测、视频传输、网络通讯等计算机技术，逐步建成比较完 善的、覆盖天津市市区的，集雨情、水情、工情采集系统为一体 气象卫星云图接收我国风云气象卫星的数据，通过星载过 2 M 光纤专网与各基层单位相连接;确保防汛数据图 、扫描辐射仪，每小时可以获取一幅覆盖1 /3 地球的全景原始云 快速传输并通过A DSL 在指挥中心与基层单位组成的一 图，图象有 1 个可见光与 4 个红外光通道，利用可见光通道可 VPN 计算机网络，作为光纤网络的备份，为各基层单位共享 得到白天云与地反射的太阳辐射信息，利用红外通道可得 统中的各种防汛数据(包括泵站、液位、雨量、积水情况)到昼夜云与地表发射的红外信息。利用风云气象卫星的图象， 可以了解全国范围的气象走势，对全国的灾害气象强度、移动 受调度指挥中心下达的各种调度指令，提供网络保。证各基速度涉及地区有宏观监视作用而对于天津市局部的灾害天 、。单位以 w e b 方式，通过专线访问w e b 服务器浏览数据。 气，则通过位于塘沽区的多普勒气象雷达获知。通过与气象部 系统整体设计见图 2。 门建立的气象可视会商系统，了解气象专家每日的气象分析 会商，有大的灾害天气时，通过视频会商系统随时与气象部门 雨量数据终端 视频终端 微机 专家讨论沟通，了解当前详细的气象变化趋势，启动防汛预 液位数据终端 ADSL 案，采取相应，对市区减少积水起到了至关重要的作用。 泵站数据终端 2M光纤数据实时采集监测模块 INTERNET 积水数据终端数据实时采集监测模块主要包括雨量自动采集系、统泵 交换机 交换机 站远程监测系统、河道水位自动遥测系统、积水地区监测系 防火墙网关 统，主要负责防汛调度信息系统所需要的各种现场数据的采 中心应用群 服务器群 视频终端集、传输和整理。各子系统采集数据及采集间隔见表 1。 表 1 子系统采集数据及采集间隔 图 2 系统架构 影像远程监测 重点积水地区视频信息采集部分由现场视频捕捉设备 系统名称设备内容采集数据采集间隔 雨量自动 雨量传感器、数据采集现场编码、传输设备—中心解码、播放、控制系统构成。设计降雨量 10 m in 采集系统 器、防雷系统、电源系统 标是现场可以实时不间断地向中心服务器传输连续完整的CPU模块 模拟量输入 运行信号 模块 CDMA 模块 中间 故障信号 泵站远程 继电器 数显表液位 、1 m in 进水池液 监测系统 频信号，同时指挥中心可同步解码信号用于播放并且可对计电源模块 位 端设备进行转动、照明、雨刷开启等无延时操作。 河道水位 液位计RDY- 68 无线 、1 m in 数据采集传输终端、复 自动遥测 河道水位 系统以 ADSL 作为网络传输环境，采用高级的数字信 系统 位开关 20 m in 成其中系统服务器负责接收无线传输的雨量站信息液位信 。、 息和泵站信息并将数据上传到 SQL Se rve r 数据服务器中进 行保存和处理WWW 服务器从数据库中调取所需数据并通 。 过网页浏览方式提供给调度决策部门及下属各所 。 中心数据的共享 考虑到防汛调度的复杂性及繁琐的客户端计算，为提高防 汛管理效率，加强防汛调度控制中心系统与外部信息交互，系 统设计采用 C/S 模式和 B/S 模式互补策略。将主要以数据库 为处理对象的统计、分析、控制作为主体的业务处理技术与采 用 WEB 技术的信息查询、发布系统有机结合，形成防汛动态 图 3 视频会议 数据共享的最佳解决。 现场数据采集模块，PLCCDMAGPRS 等多种网络传输模 、、 主要系统功能 式，SQL 数据库等现代技术实现河道水位、泵站运行、降雨量、 积水情况等终端数据采集、传输，由防汛调度指挥中心对数据、 视频等进行处理后，以共享的方式对信息综合呈现并通过视频 (1)雨量自动采集系统实现将各地降雨数据自动采集并 会商做出防汛调度决策的目标。 回传调度中心，该系统可自动对数据进行分析统计，生成降雨 (2)通过气象预测模块对气象进行预测分析，对恶劣天气 趋势图，分析计算出最大降雨地区与全市平均雨情。 早预知、早准备;通过数据监测模块对河道液位、泵站运行状 (2)河道水位自动遥测系统在全市所有的一、二级河道， 态、雨量信息、积水情况等数据和视频信息，通过网络实时传入 排水河道及污水处理厂安装了 27 处河道水位监测D TU 设 调度中心，通过分析统计后为领导提供科学的决策依据;通过 、备。系统具备水位超警戒水位报警功能，可根据目前的水位数 视频会商系统向各分指挥中心下达防汛调度指令。实现信息实 据自动计算出河道目前的调蓄量 。 时准确分析科学指令下达快积水排除快防汛效率高的目 、、、、、(3)通过泵站远程监测系统的建立，调度指挥中心可实 标。 时地掌握 63 座泵站的进水池水位及机组运行状况并可实现 对历史数据的查询分析、故障报警等功能。 ?? (4)为了能够及时直观地反应积水地区的积水情况及积