水库动态监管预警系统开发文档范本模板.docx
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水库动态监管预警系统
开发文档
版权所有不得翻印
二零一零年五月
1.
引言
1.1.主要技术标准
Ø《水文基本术语和符号标准》(GB/T50095—98)
Ø《水文自动测报系统技术规范》(SL61—2003)
Ø《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》(SL323—2005)
Ø《基础水文数据库表结构与标识符标准》(SL324—2005)
Ø《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)
Ø《水文资料整编规范》(SL247—1999)
Ø《水情信息编码标准》(SL330-2005)
Ø《水文测报系统技术规约和协议》四川省水文行业的四川省水文技术标准及规定(SCSW008-2008)
1.2.术语
1.2.1.中心站
主要包括通信设备、通信控制机、中心计算机、电源和网络设备等。
主要负责数据接收、处理、交换及应用等。
1.2.2.遥测站
安装RTU遥测终端机,对现场各水情监测要素、大坝监测要素进行采集、存储及发送.
1.2.3.水文测站
测站名称
类型代码
描述
水库水文站
RR
观测及搜集湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文机构。
包括(水位、流速、流向、波浪、含沙量、水温、冰情、地下水、水质、降水量、蒸发量、气温、湿度、气压和风)
雨量站
PP
观测及搜集雨量信息的基层水文机构
1.2.4.警戒水位
警戒水位:
汛期江河洪水普遍漫滩,堤防临水达到一定深度,堤防或防洪工程有可能出现险情,要加以警惕戒备的水位。
当到达这一水位时,开始进入防汛戒备状态,要密切注意水情、工情、险情的发展变化。
“警戒水位"不是天然固有的而是人为设定.
1.2.5.坝顶高程
库(湖)水文站所代表水库(湖)的大坝顶的高程.
1.2.6.校核洪水位
水库遇到校核标准洪水时,水库坝前达到的最高洪水位。
1.2.7.汛限水位
水库(湖)在指定时期的限制水位。
1.2.8.雨量等级
小雨:
日降雨量小于10毫米.
中雨:
日降雨量10~25毫米。
大雨:
日降雨量25~50毫米。
暴雨:
日降雨量50~100毫米。
特大暴雨:
日降雨量200毫米以上.
1.2.9.防洪工程
为控制、防御洪水,以减免洪灾损坏所修建的工程。
主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水库等。
按功能和兴建目的可分为挡、泄(排)和蓄(滞)几类。
1.2.10.水库
水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。
水库建成后,可起防洪、蓄水、灌溉、供水、发电、养鱼等作用。
有时天然湖泊也称为水库(天然水库)。
水库规模通常按库容大小划分。
按水库规模将水库划分:
水库类型
总库容
塘坝
总库容小于10万立米
小型水库
小
(二)型
10—100万立米
小
(一)型
100—1000万立米
中型水库
1000万立米—1亿立米
大型水库
大
(二)型
1—10亿立米
大
(一)型
大于10亿立米
1.2.11.自报式
被测要素值发生变化或定时等事件触发,遥测站主动发送数据的工作制式。
1.2.12.查询-应答式
遥测站响应查询指令,发送数据的工作制式.
1.2.13.混合式
包含“自报式”和“查询-应答式”两种遥测方式的工作制式。
2.概要设计
2.1.任务来源
为了响应我国水库动态监管预警系统建设的规定,达到统一技术要求,加强系统的规划、设计、施工和运行管理的目的。
本软件响应了中国水利部颁布的(SL323-2005)《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》、(SL268—2001)《水库动态监管预警系统设备基本技术条件》、(SL60-94)《土石坝安全监测技术规范》、《水文测报系统技术规约和协议》四川省水文行业的四川省水文技术标准及规定(SCSW008—2008)等相关标准的规定,满足了水库动态监管预警系统建设的需求.
2.2.开发环境
2.2.1.硬件环境
2.2.1.1.服务器
序号
名称
要求
1
CPU
Intel(R)CORE(TM)2,频率:
2200MHz及其以上
2
内存
DDR2,>2GB
3
硬盘
SATA3.0Gb/s硬盘,容量〉160GB
4
显示器
19英寸LCD
5
网卡
10/100Base—TX以太网卡
2.2.1.2.工作站
名称
要求
CPU
频率:
1。
7GHz及其以上
内存
DDR2,〉1GB
硬盘
SATA3.0Gb/s硬盘,容量>160GB
显示器
19英寸LCD
网卡
10/100Base-TX以太网卡
2.2.1.3.通信设备
名称
要求
数量
卫星终端
神州天鸿终端YDD—03
1
GPRS/GSM终端
MC39i
1
PSTN终端
DA—5690
1
终端服务器
YZ5516
1
三层交换机
S3952P—E1
1
路由器
AR28-40
1
VPN防火墙
M5100-S-L1
1
工作站
M6980
1
2.2.1.4.拓扑图
2.2.2.软件环境
2.2.2.1.服务器
名称
要求
操作系统
WINDOWS2003server简体中文版
数据库
MicrosoftSQLServer简体中文版
2.2.2.2.工作站
名称
要求
操作系统
WindowsXPProfessional简体中文版
开发工具
MicrosoftVisualStudio2008简体中文版
采集软件
水情遥测数据接收处理监控软件
采集软件
水情数据整合软件
2.3.需求定义
Ø水库动态监管预警系统应具有基础信息查询、水库水情监测查询、水库雨情监测查询、大坝安全管理分析、报警发布服务、系统管理等功能。
Ø基础信息查询应包括水库基本信息、水库防洪指标表等功能。
Ø水库水情动态监管预警主要用于实时监视水库水位情状况,查询统计水库水情信息,对超汛限水位、超校核水位进行报警。
Ø水库雨情动态监管预警主要用于实时监视水库雨情况,查询统计水库雨情信息.
Ø闸门开启高度动态监管预警主要对各闸门的开启高度及变化情况进行监测及查询。
Ø大坝动态监管预警主要用于对大坝监测到的数据进行统计分析,以表格或图表的形展示给用户,对大坝的安全管理提供依据。
Ø报警发布服务应具有预警信息和状态显示,并以声光方式发出报警。
Ø系统管理应具有系统登录、菜单管理、组权限和用户管理等。
2.4.总体方案
系统总体采用B/S模式,用户使用浏览器能够完成所有操作;信息汇集平台功能采用C/S模式,使用已经成功开发的水情遥测数据接收处理监控软件和数据整合软件,在本文档中不对水情遥测数据接收处理监控软件和数据整合软件作具体阐述。
2.4.1.基础系统
Ø水库动态监管预警系统的基础系统为采集与传输系统、信息汇集平台、计算机网络系统等。
Ø采集与传输系统负责将各遥测站的数据采集并传输到中心站.
Ø信息汇集平台通过网络系统或通信信道将不同系统的水情、雨情、气象等信息汇集到本系统的信息平台,并存入标准数据库,为水库动态监管预警系统提供基础数据。
Ø计算机网络系统应包括局域网和广域网设计等部分,涉及监控中心、分中心和有关业务部门的计算机网络,以及与其上级行政主管部门和当地政府计算机网络的互联等。
2.4.2.系统组成
水库动态监管预警系统由基础信息查询、水雨情动态监管预警、闸门开启高度动态监管预警、大坝动态监管预警、预警发布服务、系统管理等功能组成。
Ø基础信息查询:
负责对基础信息的检索、查询、添加、修改、删除、数据导出等功能。
Ø水雨情动态监管预警:
包括雨情监测、水库水情监测、报警监测。
Ø水雨情查询:
包括雨情查询、水库水情查询、工况信息查询,各要素查询结果以表格和图形显示,各要素查询结果可以报表导出。
Ø闸门开启高度动态监管预警:
包括对各闸门的闸位有监测,对闸门开启高度进行查询并惟表格和图形方式显示
Ø预警发布服务:
应具有预警信息和状态显示、声光报警等功能。
Ø大坝动态监管预警:
对大坝安全信息进行统计分析,以表格和图表的形式展示大坝安全信息。
Ø系统管理:
有系统登录、菜单管理、组权限和用户管理等.
对应以上功能将本系统按子系统划分为基础信息管理子系统、水库水情监测子系统、水库雨情监测子系统、闸门开启高度监测子系统、大坝安全监测子系统、报警发布子系统、系统管理子系统、报表输出子系统、权限管理子系统.
2.4.3.工作机制
Ø基础数据准备:
山洪灾害基础数据及社会经济数据由各部门进行统计后,统一录入本系统。
Ø实时数据汇集:
水情遥测数据接收处理监控软件接收、解析遥测终端机(RTU)报送的监测数据,并进行分类处理,存储于标准数据库;数据整合软件通过计算机网络将其它系统的水雨信息或气象信息整合处理,并存储于标准数据库。
Ø实时动态监管预警:
水库动态监管预警系统对雨情、水情等信息进行实时动态监管预警.
Ø实时分析:
水库动态监管预警系统对所有监测站实时雨量、实时水位进行分析,当监测站水雨情达到相应临界值时,即产生预警。
Ø预警发布:
当预警产生后,水库动态监管预警系统以预警方式提示防汛值班人员,值班人员进行查询核对后,对现场进行调度控制。
2.4.4.信息流程
2.5.总体技术要求
2.5.1.开放性要求
支持多种硬件平台,采用通用软件开发平台MicrosoftVisualStudio2008开发,具备良好的可移植性,支持与其它系统的数据交换和共享,支持与其它商品软件的数据交换.
2.5.2.标准化要求
所有各项软件开发工具和系统开发平台均符合我国国家标准、信息产业部部颁标准、水利部相关技术规范和要求。
2.5.3.参数化要求
实现完全模块化设计,支持参数化配置,支持组件及组件的动态加载。
2.5.4.容错性要求
提供有效的故障诊断工具,具备数据错误记录功能.
2.5.5.安全性要求
用户认证、授权和访问控制提高系统的安全性.
2.5.6.可靠性要求
能够连续7×24小时不间断工作,平均无故障时间〉8760小时,出现故障时能及时报警,软件系统具备自动或手动恢复措施,自动恢复时间〈15分钟,手工恢复时间<12小时,以便在发生错误时能够快速地恢复正常运行。
2.5.7.兼容性要求
软件版本易于升级,能适应防汛抗旱指挥系统相关的标准,任何一个模块的维护和更新以及新模块的追加都不应影响其它模块.
2.5.8.易用性要求
具有良好的简体中文操作界面、详细的帮助信息,系统参数的维护与管理均通过操作界面完成。
3.详细设计
3.1.功能设计
3.1.1.模块划分及简介
Ø基础信息管理子系统:
负责对各种类型的测站信息及基础信息进行管理等;
Ø水雨情动态监管预警子系统:
负责对雨情、水库水情、工况信息进行实时监测,并为显示输出及预警提供信息来源;
Ø大坝动态监管预警子系统:
负责对大坝安全数据进行实时监测,并为显示输出及预警提供信息来源;
Ø闸门开启高度动态监管预警子系统:
负责对闸门开启情况进行实时监测,并为显示输出提供信息来源;
Ø报警发布子系统:
对监测站实时雨量、实时水位进行分析,当监测站水雨情达到相应临界值时,即产生预警。
预警产生后,本系统按照预警流程对预警进行发布;
Ø信息查询子系统:
负责对所有信息按用户指定的条件进行查询显示;
Ø系统管理子系统:
负责对登录用户权限验证、用户管理、系统导航管理等;
Ø报表输出子系统:
负责对所有信息按用户指定的条件进行查询,并以EXCEL文件或图片文件的方式输出保存;
Ø权限管理子系统:
负责对访问本系统的用户进行管理及权限控制.
Ø信息发布子系统:
将本系统的信息发布到网络上,使能访问到本服务器的计算机能够访问本系统。
3.1.2.软件启动模块设计
3.1.3.软件登录模块设计
3.1.4.数据访问设计
3.1.4.1.数据查询设计
3.1.4.2.数据存储设计
数据库记录增加、修改均使用此设计.
3.1.5.水雨情监测模块设计
3.1.6.预警监视模块设计
3.1.7.信息查询模块设计
3.1.8.报表输出模块设计
3.1.8.1.Excel文件输出设计
3.1.8.2.图形文件输出设计
3.1.9.软件退出模块设计
3.2.数据库设计
3.2.1.测站基本属性表设计
Ø表名:
ST_STBPRP_B
Ø表结构
序号
字段名
标识符
类型及长度
有无空值
计量单位
主键
索引序号
1
测站编码
STCD
C(8)
无
Y
1
2
测站名称
STNM
C(30)
3
河流名称
RVNM
C(30)
4
水系名称
HNNM
C(30)
5
流域名称
BSNM
C(30)
6
经度
LGTD
C(7)
(°)、(′)、(″)
7
纬度
LTTD
C(6)
(°)、(′)、(″)
8
站址
STLC
C(30)
9
行政区划码
ADDVCD
C(6)
10
修正基值
MDBZ
N(6,2)
M
11
修正参数
MDPR
N(4,2)
12
基面名称
DTMNM
C(16)
13
基面高程
DTMEL
N(7,3)
m
14
站类
STTP
C
(2)
15
拍报段次
DFRTMS
N
(2)
16
拍报项目
FRITM
C(32)
17
报汛等级
FRGRD
C
(1)
18
始报年月
BGFRYM
C(6)
19
截报年月
EDFRYM
C(6)
20
管理机构
ADMAUTH
C(10)
无
21
测站岸别
STBK
C
(1)
22
集水面积
DRNA
N(7)
Km2
23
拼音码
PHCD
C(6)
3.2.2.水库水情表设计
Ø表名:
ST_RSVR_R
Ø实时雨水情数据库表结构
序号
字段名
标识符
类型及长度
有无空值
计量单位
主键
索引序号
1
测站编码
STCD
C(8)
无
Y
2
2
时间
TM
T
无
Y
1
3
库水位
RZ
N(7,3)
m
4
入库流量
INQ
N(9,3)
M^3/s
5
蓄水量
W
N(9,3)
10^6m^3
6
出库流量
OTQ
N(9,3)
m3/s
7
库水特征码
RWCHRCD
C
(1)
8
库水水势
RWPTN
C
(1)
9
入流时段长
INQDR
DR
10
测流方法
MSQMT
C
(1)
Ø各字段用途说明
✧测站编码STCD:
水库水文(水位)站的测站编码。
✧时间TM:
水情发生的时间.
✧库水位:
指定水库指定时间的库水位。
✧入库流量:
汇入水库的流量总和。
✧蓄水量:
测站编码所代表的水库的蓄水量。
✧库水特征码:
库内水位起涨、洪峰等特征信息。
✧库水水势:
水库坝前水位的变化趋势。
✧入流时段长:
反推入库流量时所采用的时段长度。
✧测流方法:
水库入库流量的测验方法
3.2.3.库(湖)站防洪指标表
Ø表名:
ST_RSVRFCCH_B
Ø实时雨水情数据库表结构
序号
字段名
标识符
类型及长度
有无空值
计量单位
主键
索引序号
1
测站编码
STCD
C(8)
无
Y
1
1
2
坝顶高程
DAMEL
N(7,3)
m
2
3
校核洪水位
CKFLZ
N(7,3)
m
3
4
设计洪水位
DSFLZ
N(7,3)
m
4
5
正常高水位
NORMZ
N(7,3)
m
5
6
死水位
DDZ
N(7,3)
m
6
7
兴利水位
ACTZ
N(7,3)
m
7
8
总库容
TTCP
N(9,3)
106m3
8
9
防洪库容
FLDCP
N(9,3)
106m3
9
10
兴利库容
ACTCP
N(9,3)
106m3
10
11
死库容
DDCP
N(9,3)
106m3
11
12
历史最高库水位
HHRZ
N(7,3)
m
12
13
历史最高库水位出现时间
HHRZTM
T
13
14
历史最大入流
HMXINQ
N(9,3)
m3/s
14
15
历史最大入流还原时段
RSTDR
DR
15
16
历史最大入流出现时间
HMXINQTM
T
16
17
历史最大蓄量
HMXW
N(9,3)
106m3
17
18
历史最大蓄量出现时间
HMXWTM
T
18
19
水库历史最大出流
RHMXOTQ
N(9,3)
m3/s
19
20
水库历史最大出流出现时间
RHMXOTQTM
T
20
Ø各字段用途说明
✧测站编码:
库(湖)水文站测站编码。
✧坝顶高程:
库(湖)水文站所代表水库(湖)的大坝顶的高程.
✧校核洪水位:
水库遇到校核标准洪水时,水库坝前达到的最高洪水位。
✧设计洪水位:
水库遇到设计标准洪水时,水库坝前达到的最高洪水位.
✧正常高水位:
水库在正常运行(包括防洪和兴利),水库坝前允许达到的最高水位。
✧死水位:
水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位。
✧防洪库容:
防洪汛限水位与防洪高水位间的库容。
✧兴利库容:
兴利水位与死水位间的库容。
✧死库容:
死水位以下的库容。
✧历史最高库水位:
水文测站自设站以来曾经发生洪水达到的最高库水位。
✧历史最高库水位时间:
发生历史最高库水位的时间。
✧历史最大入流:
水文测站自设站以来发生洪水时,曾经发生过的最大入库流量.
✧历史最大入流还原时段:
采用反推法推求历史最大入流时的还原时段长。
✧历史最大入流出现时间:
发生历史最大入流的时间。
✧历史最大蓄量:
水库建成设站以来,水库曾经达到过的最大蓄水量。
✧历史最大蓄量出现时间:
达到历史最大蓄量的时间。
✧水库历史最大出流:
水库建成设站以来曾经发生过的最大的出库流量。
✧水库历史最大出流出现时间:
发生水库历史最大出流的时间。
3.2.4.库(湖)站汛限水位表
Ø表名:
ST_RSVRFSR_B
Ø实时雨水情数据库表结构
序号
字段名
标识符
类型及长度
有无空值
计量单位
主键
索引序号
1
测站编码
STCD
C(8)
无
Y
1
1
2
启用年份
ACTYR
N(4)
无
Y
2
2
3
开始月日
BGMD
C(4)
无
Y
3
3
4
结束月日
EDMD
C(4)
4
5
汛限水位
FSLTDZ
N(7,3)
m
5
6
汛期类别
FSTP
C
(1)
6
✧测站编码:
水库(湖泊)水文站测站编码。
✧启用年份:
对应汛限水位开始启用的年份。
✧开始月日:
对应汛限水位在每年防汛中开始启用的日期,编码格式为:
MMDD.
✧说明:
——MM为两位数字,表示月份,若数值不足两位,前面加0补齐;
——DD为两位数字,表示日期,若数值不足两位,前面加0补齐。
✧结束月日:
对应汛限水位在每年防汛中使用的结束日期,编码格式同开始月日。
✧汛限水位:
水库(湖)在指定时期的限制水位.
✧汛期类别:
开始月日和结束月日所限定时期的类型
3.2.5.库(湖)容曲线表
Ø表名:
ST_ZVARL_B
Ø实时雨水情数据库表结构
序号
字段名
标识符
类型及长度
有无空值
计量单位
主键
索引序号
1
测站编码
STCD
C(8)
无
Y
1
2
施测时间
MSTM
T
无
Y
2
3
库水位
RZ
N(7,3)
无
m
Y
3
4
蓄水量
W
N(9,3)
10^6m^3
5
水面面积
WSFA
N(8)
Km^3
Ø各字段用途说明
✧测站编码:
水库(湖泊)的代表水文站测站编码。
✧施测时间:
该库容曲线资料施测的代表日期。
✧库水位:
水库的库内水位。
✧蓄水量:
与库水位相应的水库蓄水量。
✧水面面积:
与库水位相应的水库水面面积,计量单位为km3,保留三位有效数字.
3.2.6.降水量表
Ø表名:
ST_PPTN_R
Ø实时雨水情数据库表结构
序号
字段名
标识符
类型及长度
有无空值
计量单位
主键
索引序号
1
测站编码
STCD
C(8)
无
Y
2
2
时间
TM
T
无
Y
1
3
时段降水量
DRP
N(5,1)
mm
3
4
时段长
INTV
DR
4
5
降水历时
PDR
DR
5
6
日降水量
DYP
N(5,1)
mm
6
7
天气状况
WTH
C
(1)
7
Ø各字段用途说明
✧测站编码:
报送降水信息的水文测站编码.
✧时间:
降水量值的截止时间。
✧时段降水量:
指定时段内的降水量.
✧时段长:
水文测站所报时段降水量的统计时段长度.
✧降水历时:
指定时段的实际降雨时间。
✧日降水量:
前一天(24h)的降水量。
✧天气状况:
降水量值统计截止时的天气状况代码。
3.2.7.降水量统计表
Ø表名:
ST_PSTAT_R
Ø降水量统计表结构
序号
字段名
标识符
类型及长度
有无空值
计量单位
主键
索引序号
1
测站编码
STCD
C(8)
无
Y
2
2
标志时间
IDTM
T
无
Y
1
3
统计时段标志
STTDRCD
C
(1)
无
Y
3
4
累计降水量
ACCP
N(6,1)
mm
Ø各字段用途说明
Ø测站编码:
雨量站(含测报雨量的其它站)测站编码
Ø标志时间:
对水文要素进行统计的特定时段的截止时间或特定水情信息的指定报汛时间。
Ø统计时段标志:
用代码表示的对水文要素进行统计的标准时段长,根据标志时间和统计时段标志便可确定一个特定的统计时段,统计时段长及相应代
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