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農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)的研究論文
為我國水利現(xiàn)代化建設(shè)的要求，一些計算機應(yīng)用軟件已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)村水利信息化的建設(shè)中，如先進(jìn)的集成GIS系統(tǒng)、人工智能、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)。
B/S結(jié)構(gòu)是隨著Internet技術(shù)的發(fā)展而興起的，是對C/S結(jié)構(gòu)的提高或者改進(jìn)的一種新的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，基于B/S架構(gòu)，通過對農(nóng)村水利信息進(jìn)行采集、存儲、傳輸、共享、管理和分析，可以建立起以知識庫、方法庫、模型庫、數(shù)據(jù)庫為主要技術(shù)模塊的農(nóng)村水利綜合管理與決策系統(tǒng)[叭基于三層C/S體系架構(gòu)，設(shè)計的灌區(qū)水資源調(diào)度管理信息系統(tǒng);利用信息化的技術(shù)手段，開發(fā)完成后，就可以對所屬流域或大型水庫實施聯(lián)合調(diào)度，實施地下水三維仿真、洪水預(yù)報調(diào)度、灌區(qū)閘門監(jiān)控、灌區(qū)水量數(shù)據(jù)采集、辦公管理信息等綜合內(nèi)容的信息化管理系統(tǒng)。
這些內(nèi)容都是以GIS軟件MapInfo Professional 6. 0以及MapX415和Visual Basic 610作為系統(tǒng)的開發(fā)軟件，建立的具有實用性和可行性的灌溉預(yù)報信息系統(tǒng)，用來解決農(nóng)村水利在信息化建設(shè)過程中出現(xiàn)的各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間互通信息困難、缺乏有效的數(shù)據(jù)共享、無法實現(xiàn)不同系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的集成等問題。
1水利工程系統(tǒng)的總體設(shè)計
為了滿足農(nóng)村水利工程現(xiàn)代化的管理需要，建立農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)是必須的，它的總體設(shè)計目標(biāo)是一個集底層設(shè)備適配采集方案、信息綜合傳輸方案、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控方案、工程全過程管理方案為一體的綜合性信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)從信息發(fā)布門戶以下，按照互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，可以將這個系統(tǒng)分為不同的部分，如感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
1. 1管理系統(tǒng)的感知層
在農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，感知層是用于實現(xiàn)對自然界的智能感知識別能力，對各種不同信息的采集處理和自動控制能力，并通過計算機系統(tǒng)的通信終端模塊，將物理實體的信息連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層中。感知層利用的是電子編碼，包括二維碼標(biāo)簽和識讀器、GPS全球定位系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳感器等設(shè)備。在農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，感知層在終端系統(tǒng)中可以發(fā)揮對信息的監(jiān)測和采集。例如，對泵站、灌區(qū)進(jìn)行實時監(jiān)測和信息傳輸?shù)裙δ埽▽λこ滔到y(tǒng)的常規(guī)監(jiān)測，自動控制農(nóng)村水利工程中泵站的水位、水量、水質(zhì)狀況和閘門的開度大小的需求等。
1. 2管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層
在農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)層是用來負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取到的各種信息，在網(wǎng)絡(luò)層包括光纖、同軸、網(wǎng)線等有線傳輸設(shè)備，也包括各種微波、無線電信號、GPRS,3G等無線傳輸設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)層中，各種監(jiān)測數(shù)據(jù)是利用網(wǎng)絡(luò)層向監(jiān)控指揮中心發(fā)布數(shù)據(jù)，然后將這些信息傳遞給調(diào)度中心，由調(diào)度人員采取必要的選擇。在該系統(tǒng)中，可以對近程進(jìn)行監(jiān)測并利用控制設(shè)備實施控制，傳輸過程大都采用有線鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，利用的主要方式有不同的方法，如采用光纖、同軸電纜、網(wǎng)線等不同的方式;網(wǎng)絡(luò)層也具有對于中、遠(yuǎn)程的控制設(shè)備，如可以采用無線電數(shù)傳、微波擴頻、GPRS,2G/3G/4G無線通訊網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的實施，來實現(xiàn)基于采集中心信息的相互交流。
1. 3管理系統(tǒng)的應(yīng)用層
在農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，應(yīng)用層是利用現(xiàn)代計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與水利工程管理領(lǐng)域相結(jié)合，通過手機、計算機、掌上電腦等現(xiàn)代通信工具，來實現(xiàn)的廣泛智能化應(yīng)用。顯然，應(yīng)用層是專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟，它是系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲、處理、分析和應(yīng)用的平臺，通過這個平臺，為農(nóng)村水利提供決策支持的信息服務(wù)，實現(xiàn)開發(fā)灌區(qū)的水量監(jiān)測及調(diào)度，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水，提供泵站的智能自動化控制，有利于節(jié)約用水，同時還能夠提供農(nóng)村飲水安全監(jiān)測等有關(guān)水利工程綜合管理方而的應(yīng)用問題。
1. 4管理系統(tǒng)的交互層
在農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，交互層是該工程綜合管理的窗口，交互層可以為管理者和使用者提供交流的平臺。在這個平臺中，系統(tǒng)以RIA ( Rich Internet Application)領(lǐng)域中成熟的Flex應(yīng)用程序為框架。這個應(yīng)用程序與傳統(tǒng)的Web GIS不同，F(xiàn)lex系統(tǒng)運行環(huán)境可以支持快速交互，在通信傳輸中只傳輸已更改的部分?jǐn)?shù)據(jù)，由于傳輸?shù)氖遣糠謨?nèi)容，不用刷新全部數(shù)據(jù)，因此可以更快地滿足用戶的要求。另外，Web GIS技術(shù)還可以將原本在服務(wù)器上的部分計算過程交由客戶端完成，這樣既減少了客戶端與服務(wù)器間的交互過程，又減輕了管理系統(tǒng)服務(wù)器的負(fù)載，達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的。
顯然，交互層是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)村水利工程中，做到對水利信息的實時獲取，做到有效預(yù)警、自動智能反饋任務(wù)的分配，提高對農(nóng)村水利工程的監(jiān)測和管理自動化水平，促進(jìn)農(nóng)村水利工程管理效率的提高。
2管理系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用情況
農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)的實現(xiàn)和應(yīng)用有利于合理用水，也可以對防洪防澇發(fā)揮重要的作用。
2. 1管理系統(tǒng)的實現(xiàn)
在農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，應(yīng)用層實現(xiàn)了以J2EE為核心的層次化體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了界而表現(xiàn)層與業(yè)務(wù)邏輯層分離、業(yè)務(wù)邏輯層與應(yīng)用組件層分離、應(yīng)用組件層與數(shù)據(jù)訪問層分離、數(shù)據(jù)訪問層與數(shù)據(jù)存儲層的分離，支持統(tǒng)一的權(quán)限管理和認(rèn)證機制以及統(tǒng)一的門戶接入。在應(yīng)用集成上，農(nóng)村水利綜合管理系統(tǒng)遵循融合、集成和過渡相結(jié)合的核心設(shè)計理念:①對于數(shù)據(jù)禍合度較高的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問層進(jìn)行整合，通過統(tǒng)一的共享信息和數(shù)據(jù)模型形成統(tǒng)一的整體;②對于數(shù)據(jù)禍合度不高的業(yè)務(wù)系統(tǒng)遵循應(yīng)用集成架構(gòu)或服務(wù)總線，采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議對外暴露服務(wù)或事件，并基于SID(Shared Information Data Model，共享數(shù)據(jù)模型)和BPM引擎，來實現(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián)互通、信息共享和流程協(xié)同。
2. 2管理系統(tǒng)的應(yīng)用
農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)已經(jīng)在我國許多渠灌區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用。在應(yīng)用過程中，在各灌區(qū)內(nèi)很好地完成了信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，節(jié)約了大量的人力成本，農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)利用CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)，將水利工程需要掌握的各個節(jié)點計量數(shù)據(jù)，如感應(yīng)水位、水量、水質(zhì)等信息，可以實時地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，同時也將無線技術(shù)、感知層技術(shù)與新型應(yīng)用技術(shù)有效地結(jié)合起來。農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)通過全而的報表，全方位的分析方法，可以瞬時完成對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的訓(xùn)一算和分析，可以快速地對相關(guān)水利的突發(fā)事件做出決策，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)繁榮和安全用水發(fā)揮重要的作用。
應(yīng)用結(jié)果表明，通過本系統(tǒng)進(jìn)行工程管理，產(chǎn)生的投資以及維護(hù)成本每年可節(jié)省20%;對灌區(qū)、泵站管理可以實現(xiàn)人工與自動化相結(jié)合的方式，節(jié)省了人力成本，提高了灌區(qū)各項工作的效率。農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)有效地提高對水利過程設(shè)施的現(xiàn)代化水平，為實現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化管理和信息資源的共享奠定了重要的基礎(chǔ)，對推動我國各灌區(qū)的發(fā)展發(fā)揮了重要的保障作用。
3結(jié)語
本文介紹了農(nóng)村水利工程綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用狀況:它是一種利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與水利工程管理的具體要求相結(jié)合，可以全天候監(jiān)視水資源情況的檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高對灌區(qū)、泵站的監(jiān)控能力。由于該系統(tǒng)利用了移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)、固定通信網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，用戶可以方便掌握水資源隨時的情況，能夠隨時隨地享受到豐富的灌溉管理服務(wù);可以利用采用的基于SOA與ESB為基礎(chǔ)的應(yīng)用支撐平臺，解決應(yīng)用系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)互聯(lián)互通的問題，實現(xiàn)了資源的共享。顯然，農(nóng)村水利工程綜合管理平臺的建設(shè)和使用，為今后實現(xiàn)跨地區(qū)的水資源的綜合利用和管理發(fā)揮重要的作用，可以為實現(xiàn)高級的輔助決策提供重要的決策功能，為水資源的科學(xué)管理和決策提供了有效支撐。
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