水库群分布式防洪调度决策支持系统设计刘哲
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水库群分布式防洪调度决策支持系统设计刘哲
发布时间:2021-08-31T01:21:43.975Z 来源:《中国科技人才》2021年第13期作者:刘哲
[导读] 旨在实现科学有效的防洪防汛调度工作,为其决策行为提供助力。
厦门水务原水投资运营有限公司 361000
摘要:本文通过文献研究法对水库分布式防洪调度决策支持系统进行分析,首先明确该系统的整体设计思路,并从各组成部分的功能入手分析水库分布式防洪调度决策支持系统的具体应用,旨在实现科学有效的防洪防汛调度工作,为其决策行为提供助力。
关键词:防洪调度;水库群分布;决策支持
Abstract:This paper analyzes the distributed decision support system for reservoir flood control operation by literature research method.Firstly,the overall design idea of the system is clarified,and the specific application of the distributed decision support system for reservoir flood control operation is analyzed from the function of each component,so as to realize scientific and effective flood control operation and provide assistance for its decision-making behavior.
Key words:flood control operation;Reservoir group distribution;decision support
前言:在社会经济建设的持续推进下,以工业用水、农业用水、生活用水为代表的各类用水需求量不断增加,国家逐步重视水利水电工程的建设和升级并在重点流域内修建水库。
水库建设的推进会充分提升水利水电工程的经济效益和社会效益,但同时使防洪调度决策工作的难度相应提升。
为进一步提升面临洪涝灾害时的应变处理能力,实现洪水的科学调度,水利水电工程尝试将水库群进行联合进行统筹管理和统一调度,依托计算机技术的支持开展面向若干具备一定独立性且互相联系的决策工作。
进行这类决策时已无法应用集中模式,决策所需资源和信息呈现大范围内的分布,这时可以应用水库分布式防洪调度决策支持系统助力决策行为。
1 水库群分布式防洪调度决策支持系统结构设计
水库分布式防洪调度决策支持系统简称RDFCODSS,近年来随着计算机及互联网技术的突飞猛进得以全新的发展和应用空间。
在互联网技术强大的信息采集、分析、整合和存储技术支持下,可以为水库统一调度决策提供大量有效的资源信息,同时采用Web技术与客户端/服务器(C/S)有效结合形成三层体系,最终构建基于浏览器C/S的水库分布式防洪调度决策支持系统,RDFCODSS具体是指在某一流域内分布的不同位置的水库,按照协作配合的工作模式实现洪水整体调度的系统。
系统内部各独立的水库预报调度单元叫做分中心站,协调管理各分中心站的单元叫做中心站,各分中心站负责完成相关数据资料的采集、运算和分析,在通信网络的支持下各分中心站与中心站相连并保持有效沟通。
除地理位置分布呈现分散状态外,各分中心站和中心站的硬件资源和软件资源同样可以呈现分散状态,在统一管理下各自有序运行,在上、下层次结构的联系下完成资源共享。
图1 基于B/S的水库分布式防洪调度决策支持系统结构
2 水库群分布式防洪调度决策支持系统主要功能
基于B/S的水库分布式防洪调度决策支持系统呈现开放式的结构设计,目前应用较为广泛的是“二站三库三层”的一体化结构设计“二站”即代表中心站和分中心站,二者通过网络连接构成联。
中心站和分中心站的功能存在差异性,有各自的运行工作重点,相互之间通过网络技术服务协调配合,共同完成水库群整体的防洪防汛工作。
分中心站负责将远程监测的流域水情信息进行综合分析处理,并在此基础上借助模型库系统和知识库系统预测未来一段时间内的变化情况,制定初步的防洪预报调度方案并提交至中心站决策系统。
在中心站终端专业的水库调度负责人员需要根据分中心站传回的信息整理资料,充分掌握流域内水情信息和未来预测变化,在与各分中心站保持有效沟通和密切联系的基础上形成最终调度意见方案。
“三库”即代表数据库、模型库和知识库三个系统,这三个子系统是整个系统正常运行的关键性支持和保障。
“三层”则代表各站的采用表示层、应用层和数据层。
2.1 网络数据服务子系统
网络数据服务子系统是整个系统内的关键部分,主要负责完成各分中心站内部网络数据传输的处理工作,同时需要为分中心站与中心站间建立数据联系提供支持。
作为水库分布式防洪调度决策支持系统应用的主体,网络数据服务子系统通常情况下是由一台或多台Web服务器构成的,需要完成系统统筹管理下所有分中心站和中心站的网络数据访问及传输工作。
网络数据服务子系统作为独立运行部分具有一定的优越性,可以根据实际应用需要灵活调整网络服务器的数量,从而不断调整网络数据服务子系统的运行规模;同时其可以完成应用程
序直接访问数据库的禁止处理,确保整个系统在安全稳定的状态下运行,便于后续统一管理和维护。
网络数据服务子系统可以进一步优化系统的数据库访问环节,实现系统调度资源的合理整合以此提升决策的高效性和可靠性。
2.2 数据库子系统
数据库子系统需要针对总系统需要各类信息数据进行实施更新和管理,包括地理信息、水情信息、历史记录、预决策信息等。
为充分满足防洪防汛工作的实际需要,为后续系统的各类数据查询提供便利以有效提升数据库检测的效率,可以在数据库子系统内进一步构建实时更新数据单元、时段数据单元、历史查询单元和预决策信息单元等。
随着数据库内信息的不断增加,数据检测速度会受到一定的限制并持续下降,数据库子系统可以按照时间标准划分各类对应历史数据库单元,并以关键词等搜索方法提升数据检索的有效性。
针对应用频率较高的数据,可以在数据库子系统内将这部分数据的具体特征实施抽象化处理并单独建立快速检索单元。
图2 “二站三库三层”结构示意图
2.3 模型库子系统
作为水库分布式防洪调度决策支持系统的功能核心,模型库子系统内包含各类对决策环节提供支持的分析计算模型,具体包括流域水文模型、防洪调度模型、数据处理模型等,模型库子系统需要针对各类模型进行有效管理、运行、更新和维护。
流域水文模型额可以为总系统提供信息支持,其构建的预报精准度会直接影响防洪调度工作的决策效果;防洪调度模型则需要根据流域水文模提供的洪水预报,并结合历史洪水统计记录进行分析检测,在水库蓄泄能力的基础上设计洪水调度控制,从而实现洪水灾害影响的最小化;数据处理模型则需要依据水量的平衡性,将采集整合的各类数据信息按照一定的要求实现有效传输处理。
2.4 知识库子系统
知识库子系统需要结合防洪调度决策全流程对各类文档信息的需要来确定内部信息构成,从而形成完整、专业的知识库子系统用于储存各类调度数据和决策信息。
知识库子系统的建立可以实现文本信息和影像信息的快速查询和有效管理,具体分为信息库和评价库两部分,可以实现防洪调度评价体系的完善和落实。
结束语:水库分布式防洪调度决策支持系统具有设计科学、功能多元、应用便捷的优越性,在各分中心站和中心站的有效配合下精准快速地掌握各类水情信息,并在各子系统的决策支持下加快防洪防汛的调度效率,在整个系统的协作运行下实现防洪调度决策的高质量完成。
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