一、產(chǎn)品概述

洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)是以實(shí)時(shí)雨水情信息的采集、存儲(chǔ)和管理為基礎(chǔ)，構(gòu)建各類(lèi)水文預(yù)報(bào)方案，運(yùn)用水文業(yè)務(wù)模型和計(jì)算機(jī)技術(shù)并結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)報(bào)和調(diào)度，服務(wù)于防汛抗旱的信息化服務(wù)平臺(tái)，系統(tǒng)能夠進(jìn)一步提高洪水作業(yè)預(yù)報(bào)的精度、時(shí)效性和預(yù)見(jiàn)期，為防洪調(diào)度提供更加科學(xué)、快捷、有效的支撐服務(wù)。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)主要采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，層次和邏輯清晰，降低了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的成本，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。其中表示層向用戶(hù)提供豐富、靈活和交互的操作頁(yè)面，表示層采用插件的形式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，能夠根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需求靈活配置用戶(hù)所需的功能模塊。業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能的核心層，業(yè)務(wù)邏輯層針對(duì)不同的業(yè)務(wù)功能以組件式的方式開(kāi)發(fā)，如數(shù)據(jù)時(shí)段化處理組件、面雨量計(jì)算組件、預(yù)報(bào)計(jì)算組件、水庫(kù)調(diào)洪組件、預(yù)報(bào)模型組件等等，降低各個(gè)模塊之間的耦合度，提高業(yè)務(wù)模塊的復(fù)用性。數(shù)據(jù)訪問(wèn)和存儲(chǔ)層通過(guò)使用腳本語(yǔ)言或編程語(yǔ)言提供對(duì)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化編程訪問(wèn)。以接口的形式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，通過(guò)配置文件進(jìn)行配置使系統(tǒng)能夠兼容SQL Server、Oracle等多種數(shù)據(jù)庫(kù)。

三、產(chǎn)品功能

基礎(chǔ)信息

基礎(chǔ)信息模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)信息的查詢(xún)和維護(hù)，為系統(tǒng)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。該模塊由站點(diǎn)管理、水庫(kù)管理、未來(lái)降雨、水位流量關(guān)系四個(gè)部分組成。

圖 測(cè)站管理

數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取雨水情資料，并按預(yù)報(bào)方案的時(shí)段長(zhǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)段化處理，并以圖形和表格的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展現(xiàn)和人工進(jìn)行修正的功能。該模塊由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)子功能模塊組成。

圖 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理

方案管理

方案管理模塊實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建預(yù)報(bào)方案、查詢(xún)修改預(yù)報(bào)方案、導(dǎo)入導(dǎo)出預(yù)報(bào)方案、歷史資料整理、洪水場(chǎng)次劃分、水文模型方案參數(shù)率定、降雨徑流相關(guān)圖和單位線的率定等功能。該模塊有方案查詢(xún)、單站方案、區(qū)域方案、歷史數(shù)據(jù)、方案率定、P+Pa~R制作和單位線率定等功能組成。

圖 方案查詢(xún)

預(yù)報(bào)作業(yè)

模型預(yù)報(bào)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)水文模型和API方案的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)和模擬預(yù)報(bào)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)站的調(diào)洪演算功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)河道站的水位流量轉(zhuǎn)換功能。

圖 模型作業(yè)預(yù)報(bào)

預(yù)報(bào)成果

預(yù)報(bào)成果模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)已保存的預(yù)報(bào)成果的查詢(xún)、刪除操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)同一預(yù)報(bào)斷面不同預(yù)報(bào)方案或不同預(yù)報(bào)人員預(yù)報(bào)結(jié)果的對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果的發(fā)布入庫(kù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)報(bào)成果的精度評(píng)定且可以查詢(xún)方案的各洪水場(chǎng)次的精度評(píng)定結(jié)果，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)成果的發(fā)布以及對(duì)發(fā)布成果的檢索和評(píng)定。該模塊由成果管理、精度評(píng)定、成果發(fā)布、成果檢索和成果評(píng)定組成。其中成果管理、精度評(píng)定的數(shù)據(jù)來(lái)源是預(yù)報(bào)專(zhuān)用庫(kù)，而成果發(fā)布、成果檢索和成果評(píng)定的數(shù)據(jù)來(lái)源是省局實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖 成果管理

模型管理

模型管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)報(bào)模型的新增、刪除、查詢(xún)、導(dǎo)出操作。該模塊由模型管理、模型查詢(xún)兩個(gè)部分組成。對(duì)于常用的預(yù)報(bào)模型已經(jīng)內(nèi)置在系統(tǒng)中，所以該模塊基本上可以不用操作。當(dāng)在現(xiàn)有模型接口的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出新的預(yù)報(bào)模型時(shí)，可以通過(guò)此模塊導(dǎo)入到系統(tǒng)中共預(yù)報(bào)系統(tǒng)使用。

圖 模型管理

四、平臺(tái)特色/功能亮點(diǎn)

流域方案編制的簡(jiǎn)易性：系統(tǒng)以概化圖的思想，將集水區(qū)間、入流單元、預(yù)報(bào)斷面、河道等節(jié)點(diǎn)以不同的圖形概化成相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)控件，通過(guò)拖拽各個(gè)節(jié)點(diǎn)控件，然后使用連接線對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接就可以構(gòu)造出流域中各節(jié)點(diǎn)以及各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，通過(guò)設(shè)置各節(jié)點(diǎn)的屬性可以選擇各節(jié)點(diǎn)采用的預(yù)報(bào)模型和河道匯流方式。

兩個(gè)自動(dòng)服務(wù)的簡(jiǎn)便性：系統(tǒng)服務(wù)器端采用了預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理服務(wù)和自動(dòng)預(yù)報(bào)服務(wù)，預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理服務(wù)能夠定時(shí)的將實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)按預(yù)報(bào)方案所需的格式進(jìn)行處理入庫(kù)，提高預(yù)報(bào)作業(yè)的響應(yīng)速度；自動(dòng)預(yù)報(bào)服務(wù)能夠?qū)υO(shè)定的預(yù)報(bào)方案按指定的時(shí)間間隔進(jìn)行滾動(dòng)預(yù)報(bào)，當(dāng)預(yù)報(bào)結(jié)果超出預(yù)警值時(shí)能夠及時(shí)提醒值班人員注意，給值班人員帶來(lái)極大的便利。

預(yù)報(bào)作業(yè)的實(shí)用性：系統(tǒng)在預(yù)報(bào)作業(yè)時(shí)能夠一次性同時(shí)對(duì)多個(gè)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行計(jì)算，便于預(yù)報(bào)人員進(jìn)行比較分析；在模擬預(yù)報(bào)時(shí)能夠一次性同時(shí)計(jì)算多種未來(lái)降雨的情況，能夠更好的為決策服務(wù)。

水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度時(shí)的簡(jiǎn)便性：系統(tǒng)在多水庫(kù)聯(lián)調(diào)時(shí)上游水庫(kù)可以調(diào)用水庫(kù)默認(rèn)的調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)洪演算；也可以人工在聯(lián)調(diào)時(shí)進(jìn)行干預(yù)，可以在人工完成上游水庫(kù)調(diào)洪的情況下繼續(xù)下游水庫(kù)的調(diào)洪。

五、技術(shù)特點(diǎn)

1)基于DEM高程數(shù)據(jù)的洪水預(yù)報(bào)方案的編制：洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)中預(yù)報(bào)方案是基礎(chǔ)，所以如何能夠快速方便的構(gòu)建預(yù)報(bào)方案是洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。預(yù)報(bào)方案編制從業(yè)務(wù)內(nèi)容上分為預(yù)報(bào)斷面流域邊界的確定、預(yù)報(bào)模型選擇、預(yù)報(bào)方案編制和模型參數(shù)率定。系統(tǒng)通過(guò)DEM高程數(shù)據(jù)提取河網(wǎng)、自動(dòng)劃分流域邊界并計(jì)算該流域的面積；通過(guò)在地圖上點(diǎn)選雨量站并采用泰森多邊形法計(jì)算雨量站的權(quán)重；通過(guò)友好的界面操作完成方案基本信息和方案模型的選擇；采用遺傳算法和不同的目標(biāo)函數(shù)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行率定。

2)預(yù)報(bào)模型庫(kù)的建立：預(yù)報(bào)模型采用模塊化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)模型與系統(tǒng)獨(dú)立，采用統(tǒng)一的接口進(jìn)行模型的開(kāi)發(fā)，并使用模型管理功能將預(yù)報(bào)模型導(dǎo)入系統(tǒng)中，便于預(yù)報(bào)模型的擴(kuò)展和復(fù)用。

3)交互式的預(yù)報(bào)作業(yè)：交互式預(yù)報(bào)能把過(guò)去只能由預(yù)報(bào)員人工進(jìn)行的洪水預(yù)報(bào)結(jié)果的綜合分析功能納入到系統(tǒng)中，作為系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，能夠使預(yù)報(bào)員的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)得到充分的發(fā)揮。系統(tǒng)在預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)都加入人工交互的操作，如降雨量數(shù)據(jù)交互、預(yù)見(jiàn)期降雨交互、模型參數(shù)交互、次洪單位線交互、水位流量關(guān)系線交互等，交互的方式采用表格、圖形等更加直觀、簡(jiǎn)便的方式進(jìn)行。

六、典型案例

1.安徽中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)

圖 項(xiàng)目主界面圖

2.山東中小河流預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)