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農村水利工程綜合管理系統的研究論文
為我國水利現代化建設的要求，一些計算機應用軟件已經(jīng)應用到農村水利信息化的建設中，如先進(jìn)的集成GIS系統、人工智能、數據庫等技術(shù)。
B/S結構是隨著(zhù)Internet技術(shù)的發(fā)展而興起的，是對C/S結構的提高或者改進(jìn)的一種新的結構。在這種結構下，基于B/S架構，通過(guò)對農村水利信息進(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、數據庫為主要技術(shù)模塊的農村水利綜合管理與決策系統[叭基于三層C/S體系架構，設計的灌區水資源調度管理信息系統;利用信息化的技術(shù)手段，開(kāi)發(fā)完成后，就可以對所屬流域或大型水庫實(shí)施聯(lián)合調度，實(shí)施地下水三維仿真、洪水預報調度、灌區閘門(mén)監控、灌區水量數據采集、辦公管理信息等綜合內容的信息化管理系統。
這些內容都是以GIS軟件MapInfo Professional 6. 0以及MapX415和Visual Basic 610作為系統的開(kāi)發(fā)軟件，建立的具有實(shí)用性和可行性的灌溉預報信息系統，用來(lái)解決農村水利在信息化建設過(guò)程中出現的各業(yè)務(wù)應用系統之間互通信息困難、缺乏有效的數據共享、無(wú)法實(shí)現不同系統業(yè)務(wù)流程的集成等問(wèn)題。
1水利工程系統的總體設計
為了滿(mǎn)足農村水利工程現代化的管理需要，建立農村水利工程綜合管理系統是必須的，它的總體設計目標是一個(gè)集底層設備適配采集方案、信息綜合傳輸方案、設備遠程監控方案、工程全過(guò)程管理方案為一體的綜合性信息管理系統。系統的整體結構從信息發(fā)布門(mén)戶(hù)以下，按照互聯(lián)網(wǎng)的體系結構，可以將這個(gè)系統分為不同的部分，如感知層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層。
1. 1管理系統的感知層
在農村水利工程綜合管理系統中，感知層是用于實(shí)現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(dòng)控制能力，并通過(guò)計算機系統的通信終端模塊，將物理實(shí)體的信息連接到網(wǎng)絡(luò )層和應用層中。感知層利用的是電子編碼，包括二維碼標簽和識讀器、GPS全球定位系統、傳感器網(wǎng)絡(luò )和傳感器等設備。在農村水利工程綜合管理系統中，感知層在終端系統中可以發(fā)揮對信息的監測和采集。例如，對泵站、灌區進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和信息傳輸等功能，包括對水利工程系統的常規監測，自動(dòng)控制農村水利工程中泵站的水位、水量、水質(zhì)狀況和閘門(mén)的開(kāi)度大小的需求等。
1. 2管理系統的網(wǎng)絡(luò )層
在農村水利工程綜合管理系統中，網(wǎng)絡(luò )層是用來(lái)負責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(xiàn)等有線(xiàn)傳輸設備，也包括各種微波、無(wú)線(xiàn)電信號、GPRS,3G等無(wú)線(xiàn)傳輸設備。在網(wǎng)絡(luò )層中，各種監測數據是利用網(wǎng)絡(luò )層向監控指揮中心發(fā)布數據，然后將這些信息傳遞給調度中心，由調度人員采取必要的選擇。在該系統中，可以對近程進(jìn)行監測并利用控制設備實(shí)施控制，傳輸過(guò)程大都采用有線(xiàn)鏈路進(jìn)行數據的傳輸，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(xiàn)等不同的方式;網(wǎng)絡(luò )層也具有對于中、遠程的控制設備，如可以采用無(wú)線(xiàn)電數傳、微波擴頻、GPRS,2G/3G/4G無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)的實(shí)施，來(lái)實(shí)現基于采集中心信息的相互交流。
1. 3管理系統的應用層
在農村水利工程綜合管理系統中，應用層是利用現代計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與水利工程管理領(lǐng)域相結合，通過(guò)手機、計算機、掌上電腦等現代通信工具，來(lái)實(shí)現的廣泛智能化應用。顯然，應用層是專(zhuān)業(yè)應用系統的關(guān)鍵步驟，它是系統數據存儲、處理、分析和應用的平臺，通過(guò)這個(gè)平臺，為農村水利提供決策支持的信息服務(wù)，實(shí)現開(kāi)發(fā)灌區的水量監測及調度，保證農業(yè)生產(chǎn)的用水，提供泵站的智能自動(dòng)化控制，有利于節約用水，同時(shí)還能夠提供農村飲水安全監測等有關(guān)水利工程綜合管理方而的應用問(wèn)題。
1. 4管理系統的交互層
在農村水利工程綜合管理系統中，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(gè)平臺中，系統以RIA ( Rich Internet Application)領(lǐng)域中成熟的Flex應用程序為框架。這個(gè)應用程序與傳統的Web GIS不同，Flex系統運行環(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數據，由于傳輸的是部分內容，不用刷新全部數據，因此可以更快地滿(mǎn)足用戶(hù)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(guò)程交由客戶(hù)端完成，這樣既減少了客戶(hù)端與服務(wù)器間的交互過(guò)程，又減輕了管理系統服務(wù)器的負載，達到提高系統效率的目的。
顯然，交互層是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到農村水利工程中，做到對水利信息的實(shí)時(shí)獲取，做到有效預警、自動(dòng)智能反饋任務(wù)的分配，提高對農村水利工程的監測和管理自動(dòng)化水平，促進(jìn)農村水利工程管理效率的提高。
2管理系統的實(shí)現與應用情況
農村水利工程綜合管理系統的實(shí)現和應用有利于合理用水，也可以對防洪防澇發(fā)揮重要的作用。
2. 1管理系統的實(shí)現
在農村水利工程綜合管理系統中，應用層實(shí)現了以J2EE為核心的層次化體系結構，實(shí)現了界而表現層與業(yè)務(wù)邏輯層分離、業(yè)務(wù)邏輯層與應用組件層分離、應用組件層與數據訪(fǎng)問(wèn)層分離、數據訪(fǎng)問(wèn)層與數據存儲層的分離，支持統一的權限管理和認證機制以及統一的門(mén)戶(hù)接入。在應用集成上，農村水利綜合管理系統遵循融合、集成和過(guò)渡相結合的核心設計理念:①對于數據禍合度較高的業(yè)務(wù)支撐系統在數據存儲和數據訪(fǎng)問(wèn)層進(jìn)行整合，通過(guò)統一的共享信息和數據模型形成統一的整體;②對于數據禍合度不高的業(yè)務(wù)系統遵循應用集成架構或服務(wù)總線(xiàn)，采用標準的協(xié)議對外暴露服務(wù)或事件，并基于SID(Shared Information Data Model，共享數據模型)和BPM引擎，來(lái)實(shí)現系統間的互聯(lián)互通、信息共享和流程協(xié)同。
2. 2管理系統的應用
農村水利工程綜合管理系統已經(jīng)在我國許多渠灌區進(jìn)行了應用。在應用過(guò)程中，在各灌區內很好地完成了信息采集系統的建設，節約了大量的人力成本，農村水利工程綜合管理系統利用CDMA/GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與Internet網(wǎng)絡(luò )相結合的技術(shù)，將水利工程需要掌握的各個(gè)節點(diǎn)計量數據，如感應水位、水量、水質(zhì)等信息，可以實(shí)時(shí)地傳輸到數據中心，同時(shí)也將無(wú)線(xiàn)技術(shù)、感知層技術(shù)與新型應用技術(shù)有效地結合起來(lái)。農村水利工程綜合管理系統通過(guò)全而的報表，全方位的分析方法，可以瞬時(shí)完成對實(shí)時(shí)監測數據和歷史數據的訓一算和分析，可以快速地對相關(guān)水利的突發(fā)事件做出決策，對農業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟繁榮和安全用水發(fā)揮重要的作用。
應用結果表明，通過(guò)本系統進(jìn)行工程管理，產(chǎn)生的投資以及維護成本每年可節省20%;對灌區、泵站管理可以實(shí)現人工與自動(dòng)化相結合的方式，節省了人力成本，提高了灌區各項工作的效率。農村水利工程綜合管理系統有效地提高對水利過(guò)程設施的現代化水平，為實(shí)現灌區現代化管理和信息資源的共享奠定了重要的基礎，對推動(dòng)我國各灌區的發(fā)展發(fā)揮了重要的保障作用。
3結語(yǔ)
本文介紹了農村水利工程綜合管理系統的設計和應用狀況: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合，可以全天候監視水資源情況的檢測系統，該系統的應用可以提高對灌區、泵站的監控能力。由于該系統利用了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)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(hù)可以方便掌握水資源隨時(shí)的情況，能夠隨時(shí)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為基礎的應用支撐平臺，解決應用系統之間無(wú)法實(shí)現互聯(lián)互通的問(wèn)題，實(shí)現了資源的共享。顯然，農村水利工程綜合管理平臺的建設和使用，為今后實(shí)現跨地區的水資源的綜合利用和管理發(fā)揮重要的作用，可以為實(shí)現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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