现代水利信息科学发展研究 陕西省水利信息化理论与实践PDF电子书下载

研究篇 3

第1章 推进措施研究 3

1.1 防汛决策指挥系统建设与发展对策 3

1.1.1 防汛工程与非工程措施现状 3

1.1.2 防汛决策指挥系统建议方案 4

1.1.3 防汛决策指挥系统建设对策 6

1.2 陕西水利信息化发展构思与推进策略 7

1.2.1 陕西水利信息化发展趋势 8

1.2.2 陕西水利信息化发展构思 8

1.2.3 陕西水利信息化推进策略 12

1.3 陕西数字防汛的实践与展望 14

1.3.1 陕西防汛信息化建设的特点 14

1.3.2 陕西防汛信息化取得的成效 15

1.3.3 防汛信息化建设存在的问题 16

1.3.4 陕西数字防汛工程发展思路 16

1.3.5 加快推进数字防汛有关建议 18

1.4 贯彻水文管理条例，推进防汛水利信息化 18

1.4.1 认真学习水文条例，不断增强贯彻条例责任感 19

1.4.2 以贯彻条例为契机，加大水文信息源整合力度 20

1.4.3 加快数据中心建设，努力推进防汛水利信息化 21

1.5 强化山洪预警能力建设，开创信息化工作新局面 22

1.5.1 加快山洪灾害防御信息资源建设 22

1.5.2 不断完善山洪灾害预警设施建设 23

1.5.3 加快山洪灾害防御信息网络建设 23

1.5.4 切实夯实山洪灾害防御责任体系 24

1.5.5 努力开创防汛信息化工作新局面 24

1.6 加快陕西省水利信息化建设步伐的思考 25

1.6.1 陕西防汛水利信息化发展进程 25

1.6.2 信息化发展仍需要解决的问题 27

1.6.3 对水利信息化发展的几点认识 27

1.7 强化防汛可视化手段，切实提高防汛支持能力 29

1.7.1 明确目标、统一规划、注重实效 29

1.7.2 统一标准、分级实施、确保质量 30

1.7.3 平台共建、资源共享、提高效能 30

1.7.4 融合衔接、整合资源、发挥效益 30

1.8 陕西水利信息化建设管理工作调研报告 31

1.8.1 水利信息化建设取得初步成效 31

1.8.2 信息化建设管理中存在的问题 33

1.8.3 厅直系统水利信息化建设思路 34

1.8.4 强化信息化建设与管理的对策 35

1.9 加快陕西灌区信息化建设有关问题的探讨 36

1.9.1 陕西灌区水资源与工程建设 37

1.9.2 灌区信息化针对的主要问题 38

1.9.3 灌区信息化建设的关键技术 41

1.9.4 实现灌区信息化目标的途径 43

第2章 应用技术研究 47

2.1 北斗卫星在雨量监测速报中的应用研究 47

2.1.1 防汛雨量监测速报研究内容 47

2.1.2 北斗卫星应用关键技术研究 48

2.1.2.1 卫星通信组网模式研究 48

2.1.2.2 防汛雨量监测设备研究 48

2.1.2.3 雨量数据发送机制研究 49

2.1.2.4 监测站点远程监控研究 49

2.1.2.5 监测数据纠错方法研究 49

2.1.2.6 监测预警应用平台研究 50

2.1.3 技术创新与系统试运行评估 51

2.2 江河水库水雨情测报联网关键技术研究 52

2.2.1 水雨情测报异构网络互联 52

2.2.2 多源异构数据库资源整合 54

2.2.3 数据集成中间件技术应用 55

2.3 中间件技术在水利信息化中的应用研究 56

2.3.1 中间件技术与水利业务应用 56

2.3.2 面向水利应用的集成中间件 57

2.3.3 水利业务应用组件服务平台 58

2.3.4 水利业务移动应用服务平台 59

2.3.5 陕西防汛决策支持服务平台 61

2.4 基于可视化大型水库防洪决策支持研究 62

2.4.1 水库防洪决策支持基础平台 62

2.4.2 水库防洪决策支持研讨平台 64

2.4.3 决策支持应用组件与知识图 64

2.4.4 集成环境下的决策支持服务 66

2.5 水资源监控管理系统总体技术架构研究 67

2.5.1 水资源监控管理涉及技术范畴 68

2.5.2 水资源监控管理系统总体架构 70

2.5.3 水资源监控管理系统开发要点 70

2.6 水资源费征收管理流程与应用开发研究 74

2.6.1 水资源费征收管理流程 75

2.6.2 水资源费征管信息流程 76

2.6.3 水资源费征管系统开发 76

2.7 无源光网络技术在大型灌区的应用研究 80

2.7.1 无源光网络技术 80

2.7.2 灌区承载网结构 82

2.7.3 灌区信息化应用 84

2.8 水利大数据关键技术的应用研究与探索 86

2.8.1 水利大数据生态模型 87

2.8.2 水利云智能数据架构 87

2.8.3 大数据技术应用研究 88

2.8.3.1 水利大数据的分布式存储 88

2.8.3.2 水利大数据共享交换模型 89

2.8.3.3 水利大数据查询分析应用 90

2.8.3.4 基于流数据事件实时分析 91

2.8.3.5 水利大数据的应用可视化 91

2.9 城乡供水智慧化监控管理服务体系研究 93

2.9.1 城乡供水管理服务体系架构 93

2.9.2 城乡供水管理服务实现途径 94

2.9.3 城乡供水管理服务建设策略 96

第3章 基础应用研究 99

3.1 灌区旱情及灌溉预报应用研究 99

3.1.1 作物需水量预报 99

3.1.1.1 潜在蒸散量计算方法 100

3.1.1.2 潜在蒸散量预报模型 101

3.1.1.3 预报模型的综合评判 103

3.1.1.4 作物需水量实时预报 106

3.1.2 灌区旱情预报 107

3.1.2.1 旱情预报模型 107

3.1.2.2 模型因子确定 107

3.1.2.3 预报模型转换 110

3.1.2.4 旱情评价指标 110

3.1.3 作物灌溉预报 111

3.1.3.1 灌溉预报基本模型 111

3.1.3.2 基本模型改进方法 111

3.1.3.3 灌溉预报动态模型 113

3.1.4 研究成果应用 115

3.2 水资源最优化配置及仿真研究 116

3.2.1 经济社会可持续发展所关注的水资源问题 116

3.2.2 可持续发展环境约束下的水资源配置模型 117

3.2.3 基于核函数的水资源最优化配置数值仿真 121

3.3 暴雨灾害风险精细化区划研究 124

3.3.1 暴雨风险区划意义和作用 124

3.3.2 暴雨风险区划的思路方法 125

3.3.3 暴雨风险区划因子的确定 126

3.3.3.1 暴雨灾害危险性 126

3.3.3.2 自然地理敏感性 127

3.3.3.3 承灾体易损性 130

3.3.3.4 防灾减灾能力 132

3.3.4 暴雨风险精细化区划成果 133

3.4 渭河流域径流量预报应用研究 136

3.4.1 流域自然地理状况 137

3.4.2 流域径流预报模型 138

3.4.2.1 陆地水循环过程 139

3.4.2.2 河道水演进过程 147

3.4.3 径流预报模型构建 150

3.4.3.1 子流域的划分 151

3.4.3.2 土地利用数据 152

3.4.3.3 土壤分布数据 152

3.4.3.4 水文响应单元 155

3.4.3.5 流域气象数据 156

3.4.3.6 模型参数率定 157

3.4.3.7 模型的适用性 159

3.4.4 径流预报的预处理 161

3.4.5 渭河径流预报实现 165

3.4.5.1 预报降水验证指标 165

3.4.5.2 预报降水过程验证 166

3.4.5.3 径流预报过程验证 167

3.4.5.4 研究成果主要结论 168

实践篇 173

第4章 工程研究实践 173

4.1 防汛雨量监测速报系统 173

4.1.1 设计前导 173

4.1.1.1 建设背景 173

4.1.1.2 自然特征 174

4.1.1.3 建设任务 175

4.1.1.4 设计原则 176

4.1.1.5 技术标准 177

4.1.1.6 技术研究 178

4.1.2 系统设计 179

4.1.2.1 总体结构设计 179

4.1.2.2 功能系统设计 180

4.1.2.3 工作机制设计 184

4.1.3 应用设计 188

4.1.3.1 应用软件总体结构 188

4.1.3.2 应用软件开发要点 188

4.1.3.3 应用软件功能实现 190

4.1.4 新技术应用 194

4.1.4.1 分层结构应用的架构模型 194

4.1.4.2 北斗卫星水雨情信息传输 194

4.1.4.3 可编程多功能的测控单元 195

4.1.4.4 地理与水情信息无缝集成 195

4.1.5 成效与效益 195

4.1.5.1 建设成效 195

4.1.5.2 效益评价 196

4.2 江河洪水跟踪监测系统 199

4.2.1 设计前导 199

4.2.1.1 建设背景 199

4.2.1.2 建设任务 201

4.2.2 系统设计 201

4.2.2.1 总体结构设计 201

4.2.2.2 通信组网设计 202

4.2.2.3 通信电路计算 207

4.2.2.4 功能系统设计 209

4.2.2.5 工作机制设计 213

4.2.2.6 保障措施设计 214

4.2.3 应用设计 218

4.2.3.1 应用软件框架结构 218

4.2.3.2 应用软件开发要点 218

4.2.3.3 应用软件功能实现 219

4.2.4 建设成效 221

4.2.5 经济效益 222

4.3 水库洪水监控调度系统 222

4.3.1 设计前导 223

4.3.1.1 建设背景 223

4.3.1.2 建设内容 223

4.3.2 系统设计 224

4.3.2.1 工程涉及范围 224

4.3.2.2 系统总体结构 224

4.3.2.3 信息传输流程 225

4.3.2.4 信息传输网络 225

4.3.2.5 水库水情测报 228

4.3.2.6 水库视频监视 228

4.3.2.7 水库闸门监控 232

4.3.2.8 应用支撑平台 235

4.3.3 应用设计 236

4.3.3.1 信息集成设计 236

4.3.3.2 应用组件开发 238

4.3.3.3 信息服务设计 240

4.3.3.4 洪水预报调度 241

4.3.4 建设成效 245

4.4 水库大坝安全监测系统 248

4.4.1 设计前导 248

4.4.1.1 建设背景 248

4.4.1.2 建设任务 249

4.4.1.3 标准规范 250

4.4.2 系统设计 250

4.4.2.1 系统总体结构 250

4.4.2.2 功能系统结构 250

4.4.2.3 监测设备性能 253

4.4.2.4 监测设施布设 260

4.4.2.5 监测系统功能 265

4.4.3 应用设计 266

4.4.3.1 数据采集软件 266

4.4.3.2 实时监测软件 267

4.4.3.3 综合查询软件 268

4.4.3.4 资料分析软件 268

4.4.3.5 资料整编软件 272

4.4.4 建设成效 273

4.5 取用水量监测管理系统 273

4.5.1 设计前导 273

4.5.1.1 建设背景 273

4.5.1.2 建设必要性 275

4.5.1.3 可行性研究 277

4.5.1.4 建设任务 279

4.5.1.5 建设原则 279

4.5.1.6 工程规模 280

4.5.1.7 技术标准 280

4.5.2 系统设计 281

4.5.2.1 总体结构设计 281

4.5.2.2 功能系统设计 281

4.5.2.3 工作机制设计 284

4.5.2.4 监测设备性能 286

4.5.3 数据库设计 288

4.5.3.1 数据库涉及内容 288

4.5.3.2 数据库开发要求 289

4.5.3.3 数据库结构方案 290

4.5.3.4 数据库接口方案 290

4.5.3.5 数据汇集与交换 290

4.5.3.6 数据库管理系统 291

4.5.4 应用设计 294

4.5.4.1 取用水量动态监视系统 294

4.5.4.2 取水用水计划管理系统 294

4.5.4.3 水资源费征收管理系统 295

4.5.4.4 取水许可网络审批系统 296

4.5.4.5 水资源管理的门户网站 297

4.5.5 效益评价 297

4.5.5.1 经济效益分析 297

4.5.5.2 社会效益分析 301

4.5.5.3 生态效益分析 302

4.5.5.4 效益评价结论 302

4.6 城市水源水质监测系统 302

4.6.1 设计前导 303

4.6.1.1 建设背景 303

4.6.1.2 建设任务 304

4.6.1.3 建设原则 305

4.6.1.4 监测内容 306

4.6.2 系统设计 307

4.6.2.1 总体结构设计 307

4.6.2.2 功能系统设计 308

4.6.3 设备性能 313

4.6.3.1 多参数通用测控终端 313

4.6.3.2 水质在线监测分析仪 314

4.6.3.3 便携式水质分析设备 321

4.6.4 应用设计 329

4.6.4.1 水质监测数据传输校验 329

4.6.4.2 水源地水质监测数据库 329

4.6.4.3 水质监测评价应用系统 330

4.6.5 建设成效 331

4.7 灌排泵站自动监控系统 331

4.7.1 设计前导 332

4.7.1.1 建设背景 332

4.7.1.2 建设任务 333

4.7.1.3 技术规范 334

4.7.2 系统设计 335

4.7.2.1 泵站监控对象 335

4.7.2.2 监控技术指标 335

4.7.2.3 总体结构设计 337

4.7.2.4 监控功能设计 340

4.7.3 设备配置 342

4.7.3.1 水力机械测控设备 342

4.7.3.2 电气测控保护设备 345

4.7.3.3 泵站现地控制设备 348

4.7.3.4 泵站集中控制设备 352

4.7.3.5 泵站直流系统设备 352

4.7.3.6 泵站智能监控装置 353

4.7.4 监控软件 354

4.7.4.1 现地监控软件 354

4.7.4.2 集中监控软件 355

4.7.4.3 远程监控软件 358

4.8 城市防洪监测预警系统 358

4.8.1 设计前导 359

4.8.1.1 建设背景 359

4.8.1.2 建设任务 359

4.8.1.3 建设原则 360

4.8.2 系统设计 361

4.8.2.1 网络总体结构 361

4.8.2.2 信息传输流程 363

4.8.2.3 防洪无线警报 363

4.8.2.4 防汛短信平台 366

4.8.2.5 防汛广电警示 366

4.8.2.6 防汛可视会商 367

4.8.2.7 防汛信息整合 368

4.8.3 设备配置 368

4.9 防汛应急监测指挥系统 370

4.9.1 设计前导 370

4.9.1.1 建设背景 370

4.9.1.2 建设内容 370

4.9.1.3 标准规范 370

4.9.2 系统设计 371

4.9.2.1 总体结构设计 371

4.9.2.2 系统功能设计 372

4.9.2.3 应用场景设计 375

4.9.3 设备性能 377

4.9.3.1 应急通信保障 377

4.9.3.2 监控指挥平台 382

4.9.3.3 水情应急监测 389

4.9.4 应急车辆 395

4.9.4.1 应急车辆选型 395

4.9.4.2 应急车辆设备布置 396

4.9.4.3 车辆检测试验 400

4.9.5 效益评价 400

4.10 防汛工情视频监视系统 401

4.10.1 设计前导 401

4.10.1.1 建设背景 401

4.10.1.2 建设任务 401

4.10.1.3 标准规范 402

4.10.2 系统设计 402

4.10.2.1 站点布设原则 402

4.10.2.2 系统工程规模 402

4.10.2.3 通信组网方案 403

4.10.2.4 系统结构设计 404

4.10.2.5 系统功能设计 405

4.10.2.6 系统技术指标 406

4.10.3 设备性能 407

4.10.3.1 视频站点 407

4.10.3.2 通信网络 408

4.10.3.3 监控中心 408

4.10.3.4 监控软件 409

4.10.3.5 用户终端 409

4.10.4 功能实现 409

4.11 防汛异地可视会商系统 410

4.11.1 设计前导 411

4.11.1.1 建设背景 411

4.11.1.2 基本要求 411

4.11.2 系统设计 412

4.11.2.1 系统结构设计 412

4.11.2.2 系统功能设计 412

4.11.3 设备性能 414

4.11.3.1 多点控制单元 414

4.11.3.2 视频会议终端 415

4.11.3.3 监控管理平台 417

4.11.4 系统管理 417

4.12 防汛抗旱指挥中心系统 419

4.12.1 设计前导 419

4.12.1.1 建设背景 419

4.12.1.2 建设任务 420

4.12.1.3 建设理念 421

4.12.2 系统设计 422

4.12.2.1 环境工程总体布局 422

4.12.2.2 防汛指挥平台设计 422

4.12.2.3 指挥平台功能设计 422

4.12.3 设备性能 429

4.12.3.1 大屏显示 430

4.12.3.2 数字会议 431

4.12.3.3 视频会议 432

4.12.3.4 会议录播 432

4.12.3.5 音响扩声 432

4.12.3.6 信号切换 432

4.12.3.7 桌面服务 433

4.12.3.8 中央控制 433

4.12.4 配套设施 434

4.12.4.1 设备与照明配电 434

4.12.4.2 强弱电综合布线 434

4.12.4.3 新风与精密空调 434

4.12.4.4 消防与安全接地 435

4.12.4.5 安防与视频监视 435

4.12.4.6 机房不间断电源 436

4.12.4.7 环境与动力监控 436

4.12.5 应用效果 437

4.13 防汛水利信息网络系统 438

4.13.1 发展进程 438

4.13.2 省级网络 441

4.13.2.1 初期网络结构 441

4.13.2.2 中期网络结构 448

4.13.2.3 近期网络结构 448

4.13.3 部门网络 453

4.13.3.1 省水文信息网络 453

4.13.3.2 省水保信息网络 453

4.13.3.3 省水务信息网络 457

4.13.4 市级网络 460

展望篇 465

第5章 顶层设计研究 465

5.1 陕西水利信息化总体概要 465

5.1.1 水利信息化发展现况 465

5.1.2 水利信息化面临形势 466

5.1.3 水利信息化存在问题 468

5.1.4 顶层设计的目的意义 470

5.2 陕西水利信息化发展战略 472

5.2.1 水利信息化发展趋势 472

5.2.2 水利信息化发展目标 473

5.2.3 水利信息化建设重点 473

5.2.4 水利信息化推进措施 474

5.2.4.1 统筹信息工程项目建设 474

5.2.4.2 构建基础设施公用平台 475

5.2.4.3 构建数据资源管理平台 475

5.2.4.4 构建资源共享服务平台 475

5.2.4.5 构建综合业务应用平台 475

5.2.4.6 提升体制机制保障能力 476

5.3 水利信息化顶层设计思路 476

5.3.1 顶层设计基本思路 476

5.3.2 顶层设计遵循原则 477

5.3.3 顶层设计主要依据 478

5.3.4 顶层设计技术路线 479

5.3.4.1 顶层设计定位 479

5.3.4.2 顶层设计方法 479

5.3.4.3 顶层设计框架 480

5.3.5 顶层设计关键技术 481

5.3.5.1 顶层设计关注的重点 481

5.3.5.2 顶层设计新技术应用 481

5.3.6 顶层设计成果体系 483

5.4 水利信息化顶层架构设计 484

5.4.1 陕西省水利工作职能 484

5.4.2 水利业务与事务划分 486

5.4.3 水利职能与信息需求 486

5.4.3.1 职能与信息映射关系 486

5.4.3.2 信息管理与运用模式 486

5.4.3.3 信息整合与共享应用 491

5.4.4 协同工作与应用体系 492

5.4.4.1 水利协同工作模式 492

5.4.4.2 信息体系管理分类 494

5.4.4.3 业务应用层次结构 496

5.4.4.4 应用体系基本框架 496

5.4.5 水利信息化总体架构 499

5.5 水利信息物联网 501

5.5.1 水利物联网定位 501

5.5.2 物联网建设目标 502

5.5.3 物联网建设重点 502

5.5.4 物联网体系结构 503

5.6 水利信息视联网 504

5.6.1 水利视联网定位 504

5.6.2 视联网建设目标 504

5.6.3 视联网建设策略 505

5.6.4 视联网体系结构 505

5.7 水利信息传输网 507

5.7.1 水利传输网定位 507

5.7.2 传输网建设目标 507

5.7.3 建设范围与策略 508

5.7.4 传输网体系结构 508

5.8 基础设施公用平台 509

5.8.1 基础设施共用平台定位 509

5.8.2 基础设施平台建设目标 510

5.8.3 基础设施平台建设策略 510

5.8.4 基础设施平台体系结构 510

5.9 数据资源管理平台 512

5.9.1 数据管理平台定位 512

5.9.2 数据管理平台结构 512

5.9.3 数据资源组织方案 513

5.9.3.1 水利数据资源库 513

5.9.3.2 水利数据仓库 514

5.9.3.3 水利元数据库 516

5.9.3.4 数据资源组织 518

5.9.4 数据资源汇聚共享 519

5.9.4.1 数据资源汇聚交换 519

5.9.4.2 数据资源应用服务 521

5.9.5 数据资源更新维护 521

5.10 资源共享服务平台 522

5.10.1 资源共享服务平台定位 522

5.10.2 资源共享平台建设目标 522

5.10.3 资源共享服务平台结构 522

5.10.4 资源共享服务平台特点 523

5.10.5 资源共享服务平台构建 523

5.11 综合业务应用平台 524

5.11.1 综合业务应用平台定位 524

5.11.2 综合业务应用平台结构 524

5.11.3 综合业务应用平台构建 525

5.11.4 综合业务应用系统开发 527

5.11.4.1 应用系统开发原则 527

5.11.4.2 系统开发质量控制 528

5.11.4.3 应用系统检验评测 528

5.11.5 综合业务应用开发案例 529

5.12 安全监控保障体系 532

5.12.1 安全监控体系架构 532

5.12.2 安全监控保障对象 533

5.12.2.1 网络安全体系 533

5.12.2.2 平台安全体系 534

5.12.2.3 应用安全体系 535

5.12.3 安全监控管理中心 535

5.13 建管运维保障体系 536

5.13.1 建管运维体系内涵 536

5.13.2 政策法规保障措施 536

5.13.3 机制体制保障措施 537

5.13.4 统一技术标准规范 537

5.13.5 加强项目建设管理 538

5.13.6 增强运行维护能力 538

5.13.7 建立健全规章制度 538

5.14 近期主要建设任务 539

5.14.1 近期发展目标 539

5.14.2 主要建设任务 539

5.14.3 公用基础设施 541

5.14.3.1 水利通信骨干网络 541

5.14.3.2 省级信息网络中心 544

5.14.3.3 全省水利数据中心 544

5.14.3.4 水利应用服务中心 544

5.14.3.5 全省水利视联网络 544

5.14.3.6 水利电子政务系统 545

5.14.4 应用开发重点 545

5.14.4.1 防汛抗旱智能化应用 545

5.14.4.2 水资源监控调度管理 547

5.14.4.3 民生水利智慧化服务 548

5.14.4.4 水保生态信息化管理 551

5.14.5 项目实施导则 552

参考文献 554

后记 556