1、天津市防汛指挥系统的建设应用及移动紧急指挥系统功能的开发中图分类号： U698.91 文献标识码： A 文章编号： 1、概要 为适应现代化城市管理需求，实现科技防汛的目标，天津市排水管理处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、视频会商等计算机技术，开发了天津市市区防汛调度信息系统。 2、系统总体设计 21 设计目标 防汛系统的建设是一项系统集成工程。建设过程中，注重雨情、水情、工情数据采集的研究；软件应用系统开发以防汛决策指挥为主线，以不同的信息采集方式和管理需要进行子系统划分；网络建设与软件应用系统建设配套进行。建成较完善的集雨、
2、水、工情采集系统为一体，具有气象趋势预报、防汛会商、抢险与指挥调度、基础信息管理与维护一体化的防汛调度信息系统，为天津市防汛工作提供服务。 2.2 逻辑结构 整个系统的逻辑结构是以天津市区防汛指挥部为中心，雨、水、工情以及气象信息实时传输到该中心；决策支持系统采用 C/S 与 B/S 模式互补的策略，动态信息的实时接收和入库存储由服务器端实现，远程客户端的数据检索浏览采用 B/S 模式，而本地客户端的数据管理分析采用C/S 模式。 2.3 网络拓扑结构 好的拓扑结构对于系统的使用和管理都有很重要的作用。本系统的网络是由中心机房、下属各排水所终端、上级水务局终端三层结构组成。排水所通过光纤和 V
3、PN 两种方式接入中心机房总交换机，再由总交换机向下分发到各个专属服务器；水务局也通过光纤接入，经过专用防火墙后接入总交换机。 根据本系统建设中所提出的“稳定、安全、易维护”的要求，针对各系统布局的特点，中心机房各服务器使用总线型拓扑结构，这样的优点是结构简单，可扩充性好。当需要增加节点时，只需要在总线上增加一个分支接口便可与分支节点相连，当总线负载不允许时还可以扩充总线；使用的电缆少，且安装容易；使用的设备相对简单，可靠性高。而中心机房、下属各排水所终端、上级水务局终端三层结构之间，则选择星型拓扑结构进行连接，这样组网结构简单，便于管理；控制简单，便于建网；网络延迟时间较小，传输误差较低；更
4、重要的是方便故障检测与隔离，容易管理维护。 2.4 系统应用体系 系统应用体系主要由 3 个部分组成：气象分析及预测、数据实时采集传输、防汛调度指挥。 2.4.1 气象分析及预测模块 主要包括气象云图接收、气象雷达接收和视频会商三部分内容，其中气象云图接收自我国风云气象卫星数据，以此可对大范围内的气象走势有更清晰的了解，对气象强度、移动速度、涉及地区有宏观监视作用。具体到天津市局部范围，则通过设置于塘沽区的多普勒气象雷达站侦测，可以 10 分钟为单位实时动态监视天津市上空云层含水量，对降雨趋势的判断有极大的参考作用。此外，通过与气象局建立的视频会商系统，可与气象专家交流探讨，以采取相应的防汛预
5、案。 2.4.2 数据实时采集传输模块 将各类现场数据及时传输至调度中心并实现数据的统计分析，为领导决策提供及时、准确的数据依据。主要包括雨量自动采集系统、泵站远程监测系统、河道水位自动遥测系统、积水地区视频监视系统，主要负责防汛调度信息系统所需要的各种现场数据的采集、传输和整理。 现场数据采集主要通过无线、光纤和 ADSL 三种方式，根据具体应用的不同和应用地点不同选择不同的传输形式。把雨量、河道水位、泵站运行、积水图象等现场数据传入中心机房对应服务器。这样设计可以发挥不同传输方式的优势，规避其缺点，充分利用各种网络资源相互补充，取长补短。 指挥中心与基层单位之间通过 2M 光纤专线相连，确
6、保各种数据及时传输，同时通过 ADSL 组成 VPN 网络作为光纤的备份链路。 2.4.3 防汛调度指挥模块 主要是将实时采集到的各种数据接收、处理、分析后以图表的形式呈现，以及中心与上下级单位之间的视频会商。 为细分责权和提高效率，系统设计采用 C/S 和 B/S 互补模式。指挥中心采用 C/S 模式获得最高权限和最大限度使用自由；下属各单位采用B/S 模式，通过 WEB 服务器获取所需数据，形成防汛动态数据共享的最佳解决方案。整个系统由 SQL Server 服务器、系统服务器及 WEB 服务器组成。其中系统服务器负责接收传输的信息并将数据上传到 SQL Server 数据服务器中进行保存
7、和处理。WEB 服务器从数据库中调取所需数据并通过B/S 方式提供给下属各所。 主要功能包括： （1）雨量采集分析系统。将各采集点的降雨数据自动采集回传，对数据进行系统分析统计，自动生成降雨量曲线图，分析计算最大降雨地区与全市平均雨情及与历史同期对比等分析结果。 （2）河道水位遥测系统。在全市一、二级河道、排水河及污水处理厂安装了 27 处河道水位监测设备，具备超警戒水位报警功能，可根据目前的水位数据自动计算出河道的调蓄量。 （3）泵站远程监测：可实时掌握 63 座主要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）积水点视频监测系统：可将积水现场视频信号采
8、集传送,可远程控制镜头移动、雨刷移动、夜视等功能。 （5）视频会商系统：防汛指挥市区分部与上级水务局、8 个区防汛指挥部、11 个下属所之间通过光纤专网建立的，可召集实时视频会议。 3、移动应急防汛指挥系统的开发 目前，我处所建立的防汛指挥系统还是以市防汛指挥部为核心、各基层单位为枝干的固定式指挥系统。随着技术的发展，特别是 3G 技术的大范围应用，使得结合 GIS 与 3G，以移动设备为终端的移动应急防汛指挥系统的建立成为了可能。 现阶段，大屏幕智能手机、Pad 等设备已经成为流行配备，因此以此设备为基础开发针对性系统其便捷性、经济性都要超过使用专用手持设备。此外由于我处现有防汛系统已经具有
9、较高成熟度，因此在手持终端上采取 B/S 模式是最容易实现的设计；但另一方面考虑到手持设备实现B/S 方式需要一些操作，对于不熟练的人来说可能会存在困难，因此以常见智能系统 Android、IOs 为平台开发 APP 组成 C/S 结构也是必要的，暨需要 C/S 与 B/S 相结合。其中 APP 客户端结合 GIS 系统平台，实现中心固定系统的主要功能外还可实现 GPS 卫星定位、导航等功能。 系统采用基于 SOA（面向服务的体系结构）架构和 3GVPN 技术相结合的移动访问及处理技术，使得系统的安全性和交互能力有了极大的提高。手持设备通过 VPN 模式接入 3G 网络，访问位于中心机房的 V
10、PN 防火墙，经过口令认证过程后即可建立安全的虚拟专用网络，APP 客户端即可通过开放的 API 接口直接访问数据服务器，调取所需的数据及视频信息（为节省流量，视频与指挥中心所用不同，为压缩后的低码率视频） ；B/S 系统功能则相对简单，通过 WEB 服务器调取所需数据，与各所通过 WEB 方式浏览所不同的是，手持设备由于分辨率、浏览器内核各不相同，因此需在 WEB 服务器中做对应的 CSS Hack 设置以便适应不同手持设备的浏览方式。 4、结论 该项目的成功改造实施，可明显提高防汛排水调度指挥的管理水平。尤其移动紧急指挥系统功能的拓展，可进一步完善防汛指挥系统的功能，更好地实现科技化、信息化、自动化的目标。 参考文献： 1张翰韬，徐昌盛，王俊龙，基于 B/S 和 C/S 架构的 Web 防汛调度指挥系统的设计与实现，南京师范大学报（工程技术版） ，2005，5（4）：82-86 2刘霞，陈岚，姚敏等，防汛异地视频会议系统的安全运行与管理，水文，2010，30（4）：80-83 3李福寿，第三代移动通信技术探讨，价值工程，2012，11（04） ，138。 作者简介：赵炜，男，1980 年 8 月出生，硕士，毕业于天津大学计算机技术专业。现就职于天津市排水管理处排水二所
