段家贵

信息化进程下的防洪调度决策系统的构建研究

段家贵

（唐山市陡河水库管理处 河北唐山 063021）

随着我国社会的进步和信息技术的不断发展，数字水利的理念受到了人们的广泛关注，水利信息化也逐渐走进到人们的视野之中。世界上所有自然灾害中，洪水灾害显得尤其严重，这就要求我们必须对洪水灾害采取有关的措施，并进行有效调度和科学地管理，从根本上把我国防洪能力提升到先进国家行列，能够减少洪水灾害给人类带来的损失，切实有效地保障人民的财产和生命安全，具有极其重要的意义。笔者对基于B/S或C/S模式的防洪调度系统的构建进行探讨，并对我国防洪调度决策的发展方向进行科学预测，对构建信息化进程下，深入地研究了防洪调度决策系统的原则。

信息化 防洪调度 决策系统构建

随着科学技术的逐渐深入和信息技术的不断发展，我国水利行业的信息化程度也得到了大大提升。目前我国已经建立成为以七大江河为防洪重点区域、主要管理站的水资源预报方案。但是我国传统的防洪调度决策系统通讯困难，上级部门不能及时地与下级部门进行有效地沟通，支持环境和运行相差较大。因此，目前建立的防洪调度决策系统是一个离散的系统，并没有结合信息化的趋势形成一个综合性、有机性的防洪决策体系。笔者通过研究防洪调度决策系统，在当前信息化进程下的构建进行了研究，希望对我国防洪调度决策系统的构建提高理论和方法上的指导。

1 B/S和C/S模式在防洪调度决策系统中的应用研究

目前，在我国防洪调度系统中，绝大多数采取的是C/S模式，该模式中的数据处理能力和操作能力、数据安全性和完整性都异常的优秀。较好地解决了水库在流域级防洪调度时出现的集成问题，很大程度上提高了水库的防洪调度的科学性和管理性能，实现了局域网范围内的多用户操作问题。但伴随着系统的逐渐升级和应用程序复杂程度的提高，C/S模式出现了诸如维护工作量大、可移植性差等弊端。

为了排除C/S系统在防洪中出现的弊端，以Web技术为支撑的B/S模型的出现较好地解决了这些弊端。B/S模式的防洪调度系统能够在完全交由浏览器的基础上通过客户端用户显示web界面，来进行用户的降雨预报和洪水调度功能以及水域数据库的管理问题。通过浏览器发出请求，与application server和data server相互通信，并妥善处理好相应的请求，完成后把结果经web服务器送到至client端口。这种以HTML、HTTP、JSP三种方式的服务器能保证够保证数据的完整性、唯一性和准确性，从而保证系统的实用性和一致性，使得我国的防洪调度框架能够享受到系统集成和数据共享。

但是对于当下基于B/S或C/S模式的防洪调度系统存在很明显的弊端，几乎所有的系统开发人员都是以一种单独的模式进行决策系统的开发，在有限程度集成的环境下，对数据库、用户界面相结合。当用户需求不同时，对系统代码的修改量就会发生极大地变得，两种模式的交换，就会导致系统重复开发，资源大量浪费的出现。因此如何充分发挥这两种模式的优越性，满足不同用户对系统结构的需求，使得系统得到高效的杰出，但是国内外对此问题并未进行深入的探究。

2 在信息化进程下搭建防洪调度决策系统

对于防洪调度决策是一项十分复杂、相当繁琐的工程。在计算机、网络技术迅速发展的今天，借助运行高效稳定的防洪调度系统和模型，是十分必要的。水库作为最重要的防洪工程，其洪水调度也是流域防洪的核心和观看。我国的大多数大型水库在国家水利部和政府的大力支持下，已经对防洪调度的决策提供了强有力地支持。我国的水库目前采用最广泛是客户端/服务器(C/ S)模式，其系统总体结构如图1所示。

图1 洪水调度系统总体结构

在知识经济、网络通信技术保障性发展的时代，人们对信息化提出了更高的要求。这不仅对传统的C/S洪水调度系统造成了极大地冲击，也使得C/S系统的弊端日益呈现在人们面前。因此这就造成了基于Web技术的浏览器/服务器(B/S)模式的出现，防洪调度系统开始被广泛地运用于水库防洪之中，虽然B/S模式具有扩展性好、共享程度高、易于维护等特点，但是C/S模式在数据的管理方面更加高效和安全、信息的通信量少是B/S模式所不具备的特征。因此要笔者从系统开发的目标和原则方面对信息化进程下的防洪调度决策系统的构建进行研究。

2.1防洪调度决策系统的开发目标

为了提高我国水库防洪调度决策系统的水平，促进水库防洪调度信息的规范化管理，国家防洪办指出我国要自主研发出具有现代化气息的洪水调度决策系统，并对系统的开发目标指出了相应的要求。这个要求也是笔者作为本次防洪调度决策系统设计与开发时所依据的原则，具体如下:首先，在极可能根据已经存在的水库洪水调度系统，再开发出自动采集水雨情信息的模块，实现选择自动或者人工的方法来对洪水进行准确预报和并进行相关调度，同时还能实现从诸多防洪调度决策方案中找出最优的方案。实现了这些功能后这样就能根据每个省、市、自治区防办和国家防总以及各级防汛指挥部门的不同情况，从而精确地对水库的防洪调度信息进行接收并妥善安排，安排结束后，再进行相关的处理、统计和会商，这样在水库防洪调度时就有了有效的决策方法，最后还可以根据现在已有的网络通信，还可以专门建设通信方法，从而为构建出具有全国范围的水库防洪调度决策系统而努力。

2.2防洪调度决策系统的开发原则

本次防洪调度决策系统的在功能完善、界面设计、运行环境的选择、数据库规范和操作系统的考虑上尽可能地以《国家防汛指挥系统工程》的要求来进行开发为准则。同时，在技术上还参考了《水文情报预报规范》和《水情自动测报系统规范》这两个规范。综合起来说，本次系统集成时具体以下几个重要原则为依据：

（1）在满足系统需求的前提下，保证期经济性的原则，选用高性价比的解决方案和设备。在遵循系统集成目标的基础上，将目前独立运行的子系统集中到Web、GIS、数据库等服务平台上协同工作，使之能够最大限度的满足用户的需求。在服务平台建立的同时，遵循安全保密原则，它事关到国计民生的问题，在进行系统的总体设计时应该得到尽可能的考虑。

（2）在防洪调度系统决策构建的过程中，要注重遵循实用性和先进性原则，最大限度地适应今后业务和技术发展变化的需要，从而满足实际的工作需求，增强系统的生命力。

（3）在进行系统集成时要注重对系统可靠性原则的遵循。任何一个系统的故障都有可能造成无法挽回的损失，因此系统要具体高度的可靠性。在系统维护时要领悟透软件工程的原则，从可维护性、可扩充性着手，切实强化管理信息系统各个模块的功能。

综上，防洪调度决策系统的模块包括多个子系统组成，具体有对洪水预报、成果查询、数据维护、系统时间设置等几大模块。由于决策系统依赖的信息具有多元性、广泛性、异构性等特点，因此在决策系统的设计过程中既要考虑子系统的结果特点，也要注意对系统的总体结构的管理，考虑不同用户对决策系统的需求。这样一来，决策系统能够受到调度库、遥测库和系统库等多个数据库的同时支撑，使得使用者能在子系统模块独立运行，可以采用Web 浏览器和Java 窗口两种方式与洪水预报调度系统交互，使得系统业务逻辑层得到可靠的服务服务，决策的理论性和实施性也得到了增强。

3 我国防洪调度决策的发展方向

笔者结合当前国内外在水库调度决策方面的研究现状，水库研究发展方向的关键因素主要表现在以下几个方面：

（1）水库防洪调度决策，关系到各个复杂的内容，彼此相互联系却又相互制约。它与社会、环境、生态、技术、自然等方面密切联系，这个调度过程不能重复，对防洪调度决策正确与否起着至关重要的作用。所以，要想各项指标得到可靠的相对公式的优属度，必须要采取正确的科学指标权重以及评价指标，在合理的优化决策模型中寻求到优良稳定的评价结果，这些对水库的防洪调度提供了重要的依据。

（2）在B/S和C/S模式同时存在和运行的条件下，如何满足不同用户对系统结构的不同需求，发挥两种模式各自的优越性，加强系统的高效集成，是目前国内有所遗漏的问题，该问题应该进行深入的研究。

（3）在流域优化调度时，运用系统的方法和理论对洪水的控制工程进行优化调度，在资金较少的情况下，有效地提升防洪系统的整体效果。在防洪系统的模型中，系统分析法运用的较多。但是有一些模型由于复杂、庞大、操作繁琐等原因，在实际操作中非常麻烦，对描述防洪模型造成了很大的困扰，并且水库的优化结果严重脱离实际，所以这也是新的研究智能优化方法，是实现水库优化调度的新途径之一。

4 结论

在信息化进程下，构建新一代的具有交互性能优异、兼容性较好的跨平台防洪调度决策支持系统，是传统防洪调度决策支持系统所无法比拟的。我们可以利用Web Service 来进行业务功能模板的构建，在HTTP 协议的基础上进行远程调用，实现多部门、跨地区的合作交流和调度管理，遵循系统开发的目标的原则，从而解决“信息孤岛”问题，实现资源共享，对我国防洪事业和水利的发展产生深远的影响。

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10.3969/j.issn.1672-2469.2014.06.006

段家贵（1970年—），男，高级工程师。