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農村水利工程綜合管理系統(tǒng)的研究論文
為我國水利現(xiàn)代化建設的要求，一些計算機應用軟件已經應用到農村水利信息化的建設中，如先進的集成GIS系統(tǒng)、人工智能、數(shù)據(jù)庫等技術。
B/S結構是隨著Internet技術的發(fā)展而興起的，是對C/S結構的提高或者改進的一種新的結構。在這種結構下，基于B/S架構，通過對農村水利信息進行采集、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)庫為主要技術模塊的農村水利綜合管理與決策系統(tǒng)[叭基于三層C/S體系架構，設計的灌區(qū)水資源調度管理信息系統(tǒng);利用信息化的技術手段，開發(fā)完成后，就可以對所屬流域或大型水庫實施聯(lián)合調度，實施地下水三維仿真、洪水預報調度、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容的信息化管理系統(tǒng)。
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(tǒng)的開發(fā)軟件，建立的具有實用性和可行性的灌溉預報信息系統(tǒng)，用來解決農村水利在信息化建設過程中出現(xiàn)的各業(yè)務應用系統(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)務流程的集成等問題。
1水利工程系統(tǒng)的總體設計
為了滿足農村水利工程現(xiàn)代化的管理需要，建立農村水利工程綜合管理系統(tǒng)是必須的，它的總體設計目標是一個集底層設備適配采集方案、信息綜合傳輸方案、設備遠程監(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)的整體結構從信息發(fā)布門戶以下，按照互聯(lián)網(wǎng)的體系結構，可以將這個系統(tǒng)分為不同的部分，如感知層、網(wǎng)絡層和應用層。
1. 1管理系統(tǒng)的感知層
在農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(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡和傳感器等設備。在農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，自動控制農村水利工程中泵站的水位、水量、水質狀況和閘門的開度大小的需求等。
1. 2管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡層
在農村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，網(wǎng)絡層是用來負責傳遞和處理感知層獲取到的各種信息，在網(wǎng)絡層包括光纖、同軸、網(wǎng)線等有線傳輸設備，也包括各種微波、無線電信號、GPRS,3G等無線傳輸設備。在網(wǎng)絡層中，各種監(jiān)測數(shù)據(jù)是利用網(wǎng)絡層向監(jiān)控指揮中心發(fā)布數(shù)據(jù)，然后將這些信息傳遞給調度中心，由調度人員采取必要的選擇。在該系統(tǒng)中，可以對近程進行監(jiān)測并利用控制設備實施控制，傳輸過程大都采用有線鏈路進行數(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)絡層也具有對于中、遠程的控制設備，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)絡等技術的實施，來實現(xiàn)基于采集中心信息的相互交流。
1. 3管理系統(tǒng)的應用層
在農村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，應用層是利用現(xiàn)代計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術，與水利工程管理領域相結合，通過手機、計算機、掌上電腦等現(xiàn)代通信工具，來實現(xiàn)的廣泛智能化應用。顯然，應用層是專業(yè)應用系統(tǒng)的關鍵步驟，它是系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲、處理、分析和應用的平臺，通過這個平臺，為農村水利提供決策支持的信息服務，實現(xiàn)開發(fā)灌區(qū)的水量監(jiān)測及調度，保證農業(yè)生產的用水，提供泵站的智能自動化控制，有利于節(jié)約用水，同時還能夠提供農村飲水安全監(jiān)測等有關水利工程綜合管理方而的應用問題。
1. 4管理系統(tǒng)的交互層
在農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)領域中成熟的Flex應用程序為框架。這個應用程序與傳統(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數(shù)據(jù)，由于傳輸?shù)氖遣糠謨热荩挥盟⑿氯繑?shù)據(jù)，因此可以更快地滿足用戶的要求。另外，Web GIS技術還可以將原本在服務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器間的交互過程，又減輕了管理系統(tǒng)服務器的負載，達到提高系統(tǒng)效率的目的。
顯然，交互層是將互聯(lián)網(wǎng)技術應用到農村水利工程中，做到對水利信息的實時獲取，做到有效預警、自動智能反饋任務的分配，提高對農村水利工程的監(jiān)測和管理自動化水平，促進農村水利工程管理效率的提高。
2管理系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用情況
農村水利工程綜合管理系統(tǒng)的實現(xiàn)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(tǒng)的實現(xiàn)
在農村水利工程綜合管理系統(tǒng)中，應用層實現(xiàn)了以J2EE為核心的層次化體系結構，實現(xiàn)了界而表現(xiàn)層與業(yè)務邏輯層分離、業(yè)務邏輯層與應用組件層分離、應用組件層與數(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)一的權限管理和認證機制以及統(tǒng)一的門戶接入。在應用集成上，農村水利綜合管理系統(tǒng)遵循融合、集成和過渡相結合的核心設計理念:①對于數(shù)據(jù)禍合度較高的業(yè)務支撐系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問層進行整合，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)務系統(tǒng)遵循應用集成架構或服務總線，采用標準的協(xié)議對外暴露服務或事件，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)的應用
農村水利工程綜合管理系統(tǒng)已經在我國許多渠灌區(qū)進行了應用。在應用過程中，在各灌區(qū)內很好地完成了信息采集系統(tǒng)的建設，節(jié)約了大量的人力成本，農村水利工程綜合管理系統(tǒng)利用CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡與Internet網(wǎng)絡相結合的技術，將水利工程需要掌握的各個節(jié)點計量數(shù)據(jù)，如感應水位、水量、水質等信息，可以實時地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，同時也將無線技術、感知層技術與新型應用技術有效地結合起來。農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)的訓一算和分析，可以快速地對相關水利的突發(fā)事件做出決策，對農業(yè)生產和經濟繁榮和安全用水發(fā)揮重要的作用。
應用結果表明，通過本系統(tǒng)進行工程管理，產生的投資以及維護成本每年可節(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。農村水利工程綜合管理系統(tǒng)有效地提高對水利過程設施的現(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，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結語
本文介紹了農村水利工程綜合管理系統(tǒng)的設計和應用狀況:它是一種利用先進的互聯(lián)網(wǎng)技術與水利工程管理的具體要求相結合，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、無線局域網(wǎng)、固定通信網(wǎng)絡等多種網(wǎng)絡接入方式，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;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(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，農村水利工程綜合管理平臺的建設和使用，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，為水資源的科學管理和決策提供了有效支撐。
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