【導(dǎo)讀】軟件開發(fā)的基本依據(jù)。《蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)工程》是水利部確定的全。該工程以信息采集傳輸系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，綜合數(shù)。和蘇北供水管理提供信息支持和技術(shù)保障。在基本構(gòu)成上，包括信息采集。系統(tǒng)、調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等7個子系統(tǒng)。工程分布在江蘇省蘇。三河閘、淮沭河、駱運(yùn)等五個省屬管理處。模型和部分配套硬件和設(shè)備用于本系統(tǒng)的開發(fā)。源調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)〉》的有關(guān)要求，提交相關(guān)成果。分控制運(yùn)行數(shù)據(jù)也可以人機(jī)對話方式錄入。洪澤湖、駱馬湖、微山湖的調(diào)節(jié)計算、湖。庫水位過程預(yù)報均由調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)完成。邊界一般為輸水干線和調(diào)蓄湖泊周邊的直接取水口門及干線分水口門。實時水量調(diào)配模型，及時對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整。統(tǒng)監(jiān)測相結(jié)合，將檢驗系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的異常分水情況?？v橫其間，洪澤湖、駱馬湖與其相連。淮水分別通過三河閘由入江水道經(jīng)高郵湖、邵伯湖入。駱馬湖是沂沭泗下游的大型水庫，匯南四湖、邳蒼區(qū)間和沂河來水，

　　

【正文】 據(jù)庫，供其它子系統(tǒng)調(diào)用，并系統(tǒng)總控與人機(jī)界面 基于GIS圖形操作 信息查詢 模型庫 輔助管理 來水預(yù)報(外部接入 ) 需水預(yù)測模型 實時水量調(diào)配模型 在線水流仿真模型 專用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ Oracle） 圖像文本數(shù)據(jù)庫 空間數(shù)據(jù)庫 工程數(shù)據(jù)庫 水文數(shù)據(jù)庫 實時雨水情數(shù)據(jù)庫 實時雨水情數(shù)據(jù)庫 水文數(shù)據(jù)庫 省水文局?jǐn)?shù)據(jù)庫 （ Sybase） 數(shù)據(jù)導(dǎo)入 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 32 對其進(jìn)行管理。調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)所需要的歷史水文信息從省水文局水文數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫。 與工程實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的接口在蘇北供水局將建設(shè)的調(diào)水工程實時監(jiān)控工情數(shù)據(jù)庫，即工程實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)完成信息采集，并寫入實時工情數(shù)據(jù)庫，調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)的專用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)讀取所需實時工情數(shù)據(jù)，并寫入專用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。 系統(tǒng)所需的基本工情和社經(jīng)等數(shù)據(jù)在省防辦工情數(shù)據(jù)庫，調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)的專用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)讀取所需工情數(shù)據(jù)，并寫入專用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流 分析設(shè)計 調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)主要有：實時降雨、水位、流量等實時水雨情數(shù)據(jù)，降雨水位流量的歷史系列數(shù)據(jù)、典型年和多年平均等歷史水雨情，工程設(shè)計資料和規(guī)劃調(diào)度原則等基礎(chǔ)工情，工程運(yùn)行實況等實時工情，流域工程分布的空間信息，蒸發(fā)等其它水文氣象信息，由來水預(yù)報系統(tǒng)提供的各主要湖泊的入湖流量預(yù)報成果等。 通過分析計算及調(diào)度決策，系統(tǒng)產(chǎn)生如下成果：各用水區(qū)的可供水量，通過方案計算產(chǎn)生的泵站閘門等主要調(diào)水工程的流量過程，河道站及各主要控制斷面的水位、流量過程，各主要湖泊的出湖流量過程，各主要河段的實測與計算的水面線， 非計劃用水分水口門的流量過程等。所有需保存的分析計算及調(diào)度決策結(jié)果信息均可存入專用數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流程圖見 4－ 2。 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 33 圖 4－ 2 調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流程圖 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu) 調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)及主要數(shù)據(jù)流程見圖 4－ 3。 蒸發(fā) 歷史水雨情 實時工情 實時水雨 情庫 水文數(shù)據(jù)庫 工程數(shù)據(jù)庫 實時工情庫 空間數(shù)據(jù)庫 水資源調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng) 水面線 河道站水位流量過程 入湖流量 預(yù)報成果 空間信息 水資源調(diào)度方案 基礎(chǔ)工情 實時水雨情 調(diào)水工程流量過程 方 案 及 分 析 計 算 結(jié) 果 數(shù) 據(jù) 庫 來水預(yù)報系統(tǒng) 可供水量 非計劃用水估算 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 34 圖 4－ 3 調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)及主要數(shù)據(jù)流程圖 系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行環(huán)境設(shè)計 根據(jù)用戶需求分析，結(jié)合現(xiàn)有系統(tǒng)環(huán)境及資源分析、正在建設(shè)的相關(guān)系統(tǒng)情況和即將建設(shè)的部分系統(tǒng)， 確定如下所述的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。 來水預(yù)報模 (外部模型接入 ) 需水預(yù)測模型 專用數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)提取模塊 數(shù)據(jù)寫庫模塊 實時水量調(diào)配模擬模型 在線水流仿真模型 數(shù)據(jù)提取模塊 數(shù)據(jù)寫庫模塊 數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件 信息查 詢 電子地圖 處理 詢 輔助管 理 方案 管理 新 方案 已有 方案 模型結(jié)果顯示 方案 比較 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 35 在系統(tǒng)開發(fā)過程中，將在南京水利科學(xué)研究院水文水資源所建立盡可能與運(yùn)行環(huán)境相似的模擬環(huán)境，以供系統(tǒng)開發(fā)之用。 硬件和網(wǎng)絡(luò)平臺 調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為 100M 快速以太網(wǎng)到桌面。為保證系統(tǒng)的安全性，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用 TCP/IP。 系統(tǒng)硬件環(huán)境包括三臺服務(wù)器和若干臺客戶端微機(jī)。三臺服務(wù)器中二臺為現(xiàn)有的服務(wù)器，一臺專用服務(wù)器為新購置。 （ 1）省水文局水雨情數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 水雨情數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為 SUN 公司的 Unix 類服務(wù)器。此服務(wù)器現(xiàn)已在運(yùn)行。 （ 2）省防辦數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 省防辦數(shù)據(jù)庫 服務(wù)器為 IBM 公司生產(chǎn)的雙機(jī)熱備份服務(wù)器。安裝Windows 2020 Advanced Server 中文版操作系統(tǒng)。此服務(wù)器現(xiàn)已在運(yùn)行。 （ 3）調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)專用服務(wù)器 新購置的省防辦專用服務(wù)器選用 IBM Xseries 250，技術(shù)規(guī)格見表 41。 （ 4）蘇北供水局實時工情監(jiān)控數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 蘇北供水局將建設(shè)實時工情監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器放在省防辦，建議選用 NT類服務(wù)器。根據(jù)工作需要，調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)也可調(diào)用其數(shù)據(jù)。 （ 5）客戶端微機(jī) 采用基于 Intel處理器的 PIII 或 PIV 微機(jī)。 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 36 表 41 IBM XSeries 250 技術(shù) 一覽表 機(jī)型 866561Y 處理器 Intel Pentium III Xeon 700MHz 處理器數(shù)目 1 二級緩存（每處理器） 2MB Chipkill 內(nèi)存 512MB I/O 插槽 6個 PCI（ 4個 64 位 33MHz Active PCI， 2個 64位 66MHz） 硬盤 72GB 托架 14個（包括 10個薄型熱插拔或 7個半高熱插拔托架；兩個半高設(shè)備托架； 40X17X IDE CDROM； 軟盤驅(qū)動器） 網(wǎng)絡(luò) 集成的 10/100 以太網(wǎng) I/O 端口 2個串口，并口，鼠標(biāo)，鍵盤，視頻，管理， SCSI，以太網(wǎng)，2 個 USB 電源 500 瓦（ 2 個 250 瓦熱插拔，冗余） 預(yù)測故障分析支持 支持硬盤驅(qū)動器、處理器、 VRM、風(fēng)扇和內(nèi)存 操作系統(tǒng)支持 Microsoft Windows NT ， Microsoft Windows 2020 Server/Advanced Server， Novell NetWare ， OS/2 ， SCO UnixWare， Citrix WinFrame 和 Linux 軟件 IBM Netfinity Director， IBM Netfinity ManagerTM， IBM ServerGuide， Norton AntiVirusTM（ OEM 版），帶 5個 Lotus Notes 協(xié)作客戶機(jī)許可和 5個客戶機(jī)訪問許可的 Lotus Domino 應(yīng)用服務(wù)器 服務(wù)與支持 3 年現(xiàn)場保修， TechConnect 軟件平臺 （ 1）操作系統(tǒng) 服務(wù)器操作系統(tǒng)見上述。客戶端操作系統(tǒng)為 Windows 98 中文版或Windows 2020 中文版。 （ 2）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 省水文局水雨情數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為 Sybase for Unix。 省防辦工情數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為 Oracle for Windows NT。 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 37 調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選用 Oracle for Windows NT。 蘇北供水局實時工程監(jiān)控工情數(shù)據(jù)庫服務(wù)器建議選用 Oracle for Windows NT。 應(yīng)用開發(fā)工具 （ 1）模型開發(fā)工具 實時水量調(diào)配模型和需水預(yù)測模型采用 Visual Basic。 在線水流仿真模型采用 Fortran、 Visual Basic。 （ 2）系統(tǒng)開發(fā)工具 數(shù)據(jù)庫管理開發(fā)采用 Visual Basic。 系統(tǒng)綜合集成開發(fā)采用 Visual Basic、 Visual C++ ＋ FrontPage。 （ 3） GIS 開發(fā)工具 客戶端 GIS 開發(fā)工具，選用美國 ESRI 公司的 MapObjects。 WebGIS 開發(fā)工具，選用美國 ESRI公司的 ArcIMS。 （ 4） GIS 平臺軟件 選用美國 ESRI 公司的 ArcGIS和 MapInfo。 （ 5）圖像與多媒體處理工具 圖像處理工具： Adobe 公司的 PhotoShop 圖像處理軟件。多媒體處理工具： MediaStudio 等。 系統(tǒng)開發(fā) GIS 技術(shù)解決方案設(shè)計 電子地圖圖形庫的建立、維護(hù)和管理方式解決方 案 圖形庫的建立和維護(hù)主要是圖形數(shù)據(jù)的輸入、編輯、更新等功能，目前可供選擇的方案較多。根據(jù)功能比較、軟件的配套、可靠性等因素，采用 ESRI的 ArcGIS和 MapInfo 作為圖形庫建立、編輯的 GIS 平臺軟件。對圖形庫的管理，主要是要求實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的定期更新和維護(hù)，目前選用文件管理方式。 電子地圖應(yīng)用開發(fā)方式和 GIS前端開發(fā)工具解決方案 根據(jù) GIS技術(shù)的最新發(fā)展和主流的技術(shù)方向，采用嵌入式 GIS ActiveX江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 控件技術(shù)進(jìn)行電子地圖應(yīng)用軟件的開發(fā)。根據(jù)分析比較，并考慮數(shù)據(jù)格式的一致性、功能要求等因素，采用 ESRI 公司的 MapObjects（ MO）作為應(yīng)用系統(tǒng) GIS 前端開發(fā)工具。 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（ WebGIS）開發(fā)平臺解決方案 根據(jù)分析比較， B/S 方式下采用 ESRI 公司的 ArcIMS 作為網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（ WebGIS）開發(fā)平臺。 綜上所述，作為地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的解決方案，需要下列軟件： （ 1） GIS 平臺軟件：美國 ESRI 公司的 ArcInfo 和 MapInfo。 （ 2）嵌入式 GIS 控件：美國 ESRI 公司的 MapObjects。 （ 3）網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（ WebGIS）開發(fā)平臺：美國 ESRI公司的 ArcIMS。 江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 實時水量調(diào)配模擬模型設(shè)計 39 第五章 實時水量調(diào)配 模擬 模型設(shè)計 實時水量調(diào)配模擬模型是根據(jù)江水北調(diào)工程系統(tǒng)中各湖泊當(dāng)前蓄水狀況與未來一個時段末控制蓄水要求、各泵站與水閘現(xiàn)狀工況，在未來一個時段的預(yù)報湖泊來水、預(yù)測降水以及各個供水區(qū)的預(yù)測需水的基礎(chǔ)上，通過整個工程系統(tǒng)的水量平衡，做出未來一個時段各湖泊供水量、泵站抽水流量、水閘過水流量、市界斷面過水流量、供水區(qū)的可供水量與虧水量、以及湖泊未來一個時段末的蓄水量等。 系統(tǒng)描述與概化 蘇北地區(qū)已初步建成聯(lián)接長江、淮河、沂沭泗河，統(tǒng)籌調(diào)度地表水、地下水等多種水源的跨流域調(diào)水系統(tǒng) 。其中的江水北調(diào)工程是集灌溉、除澇、排洪、航運(yùn)、工業(yè)及城市生活供水為一體的多水源、多目標(biāo)骨干工程系統(tǒng)，它分兩路將長江水和淮河水送往蘇北各地。該系統(tǒng)主要包括三類工程措施，蓄水工程、泵站工程、水閘工程。蓄水工程通過調(diào)蓄淮河、沂河、泗河、沭河等河流的來水，為系統(tǒng)提供一定的水源保障；泵站工程通過提引長江和淮河水送往蘇北各地；水閘工程用于調(diào)控各個需水片區(qū)的用水需求和排泄汛期的洪澇水量。 實時水量調(diào)配模擬模型所涉及的江水北調(diào)工程系統(tǒng)范圍主要包括里運(yùn)河沿線周邊，洪澤湖沿湖周邊，灌溉總渠沿線周邊，二河段周邊，淮陰閘、淮漣閘 、鹽河閘、楊莊閘以下地區(qū)，中運(yùn)河沿線周邊，駱馬湖沿湖周邊，不牢河沿線周邊，徐洪河沿線周邊等，至于與本系統(tǒng)相聯(lián)的解臺站以上地區(qū)，腰閘以下地區(qū)的用水要求考慮為邊界條件。在該系統(tǒng)范圍內(nèi)，有農(nóng)田灌溉面積近 2020 萬畝，農(nóng)業(yè)用水要求很高；京杭運(yùn)河是貫穿南北的江蘇省蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控 調(diào)度系統(tǒng)工程調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計說明書 實時水量調(diào)配模擬模型設(shè)計 40 交通運(yùn)輸大動脈，航運(yùn)用水必須得到保證；此外還要涉及到系統(tǒng)范圍內(nèi)的工業(yè)和城市生活用水。由于江水北調(diào)工程系統(tǒng)是由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的眾多水利工程所組成，調(diào)度運(yùn)用十分復(fù)雜。為了對這樣一個大系統(tǒng)進(jìn)行實時水量調(diào)配模擬，需要根據(jù)系統(tǒng)中各項工程之間的相互關(guān)系，系統(tǒng)水量的交換條件 以及各項工程的主要功能等因素，對實際系統(tǒng)進(jìn)行合理地概化，并分解成若干彼此相對獨立，但又有相互聯(lián)系的子系統(tǒng)。使得經(jīng)過概化分解后的各子系統(tǒng)既能反映系統(tǒng)的工程特性，又能滿足系統(tǒng)水量分配的總體控制要求。 洪澤湖、駱馬湖、微山湖為串聯(lián)在京杭大運(yùn)河上的湖泊，若將這些湖泊與大運(yùn)河上、下游河段間的聯(lián)系用參數(shù)或變量表示，則可把湖泊看成相對獨立的子系統(tǒng)，稱為湖泊子系統(tǒng)。對于系統(tǒng)中的輸水干線，可以根據(jù)泵站與泵站之間、泵站與水閘之間的聯(lián)系也用參數(shù)或變量表示，則可把兩個水利工程之