CN112488502A - 一种标准的水资源管理一体化管控平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种标准的水资源管理一体化管控平台，包括顺次相连的数据中心单元、基础服务单元和基于应用单元；所述数据中心单元用于进行数据整合、内容整合和应用整合；所述基础服务单元用于对从数据中心中接收到的数据进行处理和管理，形成水资源管理工程生产运行数据信息；所述基于应用单元用于将所述水资源管理工程生产运行数据信息以Web方式发布出去。本发明高度集成了水资源管理工程从数据中心、基础支撑服务、基础专业应用到所有高级应用的需求，完全符合水资源预警、评价、配置及管理的基本要求；同时，基于本一体化管控平台实现的水资源管理工程智能化系统，更易与现地测控系统进行信息交换和共享，相应的减少了设备维护工作量，降低工程综合造价。
Description
技术领域
本发明属于管理平台技术领域，具体涉及一种标准的水资源管理一体化管控平台。
背景技术
我国水资源管理自动化发展至今，已经形成了水雨情自动测报、水文自动测报、视频监控、闸门自动化控制、洪水预报、水资源调度、水质在线监测等多个专业子系统，涵盖了水资源管理各个方面和层级的生产管理的需求，基本实现了“无人值班、少人值守"的运行要求，各个专业自动化子系统在水利工程的运行管理中发挥着越来越重要的作用。
但是另外一方面，现有的水资源管理自动化系统也逐渐显露出自动化信息化一体化程度低，各专业技术标准迥异，信息难以交互和共享，智能辅助决策严重不足等问题；而在实际生产管理中，基本是各个专业自身出发考虑和规划各个领域自身，在跨专业、跨领域的全局综合考虑上不足，不能充分、有效的挖掘和利用全厂各个专业子系统的数据信息，难以充分发挥水资源的经济、社会、农村农业等各种效益，制约了水资源管理产业的发展与壮大。
因此建设水资源管理一体化管控平台，不仅可以挖掘节水资源配置的潜力，提高水资源使用效率，更可以为水资源管理工程提高整体的经济效益、社会效益，有利于社会和民生的长治久安。
当前，无论国内还是国外，水资源管理一体化管控技术都正处于蓬勃发展的开端阶段，相关的国际、国家和行业各个标准也处在酝酿、征求或试行中，水资源管理的巨大发展潜力正在得到越来越多的关注。
针对中国的特殊国情，随着国内水利枢纽的建设越来越多，很多国内的相关企业需要做到自动化系统与信息化系统的监控、联动、分析、调度、管理。通过一体化管控平台可实现水资源管理生产控制设备的实时集中监控、水情水文水量监视分析、水质分析评价、闸门远程控制、应急指挥、水资源评价配置等生产运行管理的各个环节的智能一体化应用功能，能够对水资源管理所涉及到的现地闸门控制、视频监控、动力环境监控、水质在线监测等自动化系统，形成分布式多层次集成应用，提供数据存储、系统管理、数据分析、图表分析展示、各类智能报警等功能支持。
现有水资源管理工程已构建现地闸门控制、视频监控、动力环境监控、水质在线监测等许多面向各类业务应用的自动化系统，以及生产管理信息系统和各类决策支持系统。若采用独立构建各自系统的方式，则将导致各类自动化系统及管理信息类系统接口不一致性，使得系统的整体性和协调性不足，各类业务应用之间数据信息共享困难，业务流程之间无法形成有效互动，后续系统运维成本居高不下，无法满足水资源管理工程集约化生产运行管理的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种标准的水资源管理一体化管控平台，高度集成了水资源管理工程从数据中心、基础支撑服务、基础专业应用到所有高级应用的需求，完全符合水资源预警、评价、配置及管理的基本要求；同时，基于本发明中一体化管控平台实现的水资源管理工程智能化系统，更易与现地测控系统进行信息交换和共享，相应的减少了设备维护工作量，降低工程综合造价。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种标准的水资源管理一体化管控平台，包括顺次相连的数据中心单元、基础服务单元和基于应用单元；
所述数据中心单元用于进行数据整合、内容整合和应用整合；
所述基础服务单元用于对从数据中心中接收到的数据进行处理和管理，形成水资源管理工程生产运行数据信息；
所述基于应用单元用于将所述水资源管理工程生产运行数据信息以Web方式发布出去。
可选地，所述数据中心单元中包括：
实时数据库；
历史数据库；
数据采集与处理模块，用于采集数据，并对数据进行处理后，存储至实时数据库和历史数据库；
信息对象建模及管理模块，包括水电监控和调度专业的标准化模型库，分别与所述实时数据库和历史数据库相连，实现模型的实例化；
数据查询与管理模块，分别与所述实时数据库和历史数据库相连，用于进行数据查询和管理。
可选地，所述基础服务单元包括：
数据处理模块，与所述数据中心单元相连，用于对接收到的数据进行处理；
图元库，用于存储图元；
报表编辑模块，用于基于数据进行报表编辑；
权限管理模块，用于进行权限控制；
日志管理模块，用于进行日志管理；
工作流管理模块，用于进行工作流管理；
系统进程管理模块，用于进行系统进程管理；
定时任务管理模块，用于进行定时任务管理；
展示模块，用于进行数据展示。
可选地，所述图元库包括：
计算机监控图元，包括计算机监控业务的全部图元内容；
水情水调图元，包括水情水调业务所需的各种图元；
大坝安全监测图元，包括展示大坝安全监测业务的各种图形；
设备状态监测图元，包括主设备状态在线监测业务所涉及的各种图元。
可选地，所述展示为二维GIS展示模块，用于提供GIS服务，具备地图浏览、图层管理、实时信息监视、地图属性查询、等值线面分析、站网数据维护功能，能查询各个不同时段的监测数据，并提供多种数据的分析、统计功能。
可选地，所述报表编辑单元根据设置的运行信息，按时间自动生成所需的报表。
可选地，所述权限管理模块为各应用提供一组权限管理服务公共组件，包括：菜单、应用、类型、属性、数据、流程、单点登录、安全策略等方面的权限控制。
可选地，所述日志包含应用程序日志、安全日志和Web日志。
可选地，所述工作流为工作流程的计算模型，其表示的是：对流程中的任务，以什么样的逻辑或者规则串接起来，并以什么样的模型进行表示和计算。
可选地，所述定时任务管理模块完成定时任务的触发，作为后台进程从配置文件中读取有关的定时任务，不断检查所定义的定时任务是否达到触发条件，并从系统中获取现在应该在哪个节点执行该定时任务。在满足所设定的条件的时候，在指定的应用下执行设定的任务。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出的水资源管理工程一体化管控平台，高度集成了水资源管理工程从数据中心、基础支撑服务、基础专业应用到所有高级应用的需求，完全符合水资源预警、评价、配置及管理的基本要求；同时，基于本发明中一体化管控平台实现的水资源管理工程智能化系统，更易与现地测控系统进行信息交换和共享，相应的减少了设备维护工作量，降低工程综合造价。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的业务部署示意图；
图2为本发明一种实施例的一体化管控平台总体架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，依据水利系统安全防护规则，水利系统的现地自动化系统部署在内网中，与中心站系统的数据中心进行交换。现地自动化系统与中心站的数据中心进行数据集成，一体化管控平台与数据中心进行数据集成。一体化管控平台最终通过公网的WEB系统进行信息发布。
一体化管控平台严格遵循公开的国际标准，实现面向设备对象、具备数据自描述能力的信息建模，构建统一、开放的行业标准通信总线，实现多种自动化系统通信规约集成环境。平台采用面向服务(SOA)的体系架构，提供统一的数据存储、访问、监视和预警平台，实现水资源管理工程全景数据监视，为水资源配置、水资源预警及评价等各类业务提供基础应用服务组件管理与发布服务，并实现不同业务之间的友好互动，对外提供标准化的二次开发接口，实现与第三方模型及业务系统的相互接入与有效协同，为不同安全区内的各类自动化系统提供统一的软件运行平台，具体地，如图2所述，本发明提供了一种标准的水资源管理一体化管控平台，包括顺次相连的数据中心单元、基础服务单元和基于应用单元；
所述数据中心单元用于进行数据整合、内容整合和应用整合；
所述基础服务单元用于对从数据中心中接收到的数据进行处理和管理，形成水资源管理工程生产运行数据信息；
所述基于应用单元用于将所述水资源管理工程生产运行数据信息以Web方式发布出去；具体地，所述基于应用单元综合信息展示可实现信息发布功能。能将水雨情监测、水文监测、水质在线监测、闸门控制、视频监控、动力环境监测等水资源管理工程生产运行数据信息以Web方式发布。可通过分布图、曲线、棒图、报表等多种形式发布各类数据信息。能实现基于业务的用户个性化配置，根据当前的登录用户呈现与其日常工作相关的业务内容。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述数据中心单元中包括：
实时数据库；具体地，由于一体化管控平台面对的业务应用覆盖水资源管理工程全领域，数据采集和存储规模都有级别的提升，且目前也提出了实时运行数据不采用周期性采样存储而是按照实际时间序列连续存储的更高要求，这都将导致数据存储规模急速增长。此外，历史数据的存储组织策略以及查询检索策略也随着业务的推进而变得相当复杂。在这种形势下，数据存储中心必须面对海量的实时运行数据以及归档历史数据，对这些数据进行高效的进行处理、压缩、归档都迫切要求设计和实现海量高速实时数据库。一体化管控平台中的实时数据库软件，可在线采集、存储每个监测设备提供的实时数据，并提供清晰、精确的数据分析结果，既便于用户浏览当前生产状况，对工业现场进行及时的反馈调节，也可回顾过去的生产情况。
历史数据库；具体地，对于数据存储中心而言，虽然实时数据库在处理、存储海量数据上具有得天独厚的优势，但其仍然不可能完全取代传统的关系数据库。数据中心需要的模型信息、告警信息、图表信息等的存储仍然离不开传统的关系数据库。数据中心关系型数据库主要完成事务型和流程型的业务逻辑，也作为标准化模型的实际存储，实现对象数据模型和关系模型之间的映射。
数据采集与处理模块，用于采集数据，并对数据进行处理后，存储至实时数据库和历史数据库；具体地，数据采集符合信息安全防护总体要求，支持隔离装置穿越，支持各种常规采集方式。同时，平台提供采集标准以方便和规范未来新建系统的数据接入。此外，平台提供数据封装能力，接入各种结构化数据和非结构化数据并对最终用户隐藏接入系统的物理位置，从而使多个分布式应用系统看起来就像一个应用数据提供者。应用系统从总线获取数据时无需关心数据来自哪个系统，也不用了解该系统的连接协议等信息，接入总线的系统相对数据应用系统保持透明。
信息对象建模及管理模块，包括水电监控和调度专业的标准化模型库，分别与所述实时数据库和历史数据库相连，实现模型的实例化；具体地，由于水资源管理工程设备种类繁多，数据各异，因此需要建立完整统一的信息对象模型。一体化管控平台遵循行业标准，针对自动监控、水情测报、视频监控、水环境监测、状态检测等专业领域所需要的设备、数据建立模型，形成标准、稳定、唯一的数据表示和访问的路径，构建水电监控、调度专业的标准化模型库。此外，平台与各个系统进行数据交换的接口采用标准，这样平台可实现生产运行控制相关系统的整合，确保整个系统的信息单点维护、自动同步、统一使用。
数据查询与管理模块，分别与所述实时数据库和历史数据库相连，用于进行数据查询和管理；具体地，一体化管控平台提供的查询方式包括以下几种：(1)基于标准的查询，包括基于CIM模型及Web Service接口查询、标准的SQL接口查询、SVG标准的图形文件接口查询等，并提供查询的二次开发接口。(2)基于图形化界面的查询，包括基于CS与WEB两种方式。(3)查询支持组合查询、条件查询等各种查询方式，支持各种方式的再利用如保存等。一体化管控平台数据管理的功能包括：(1)数据诊断，能够对数据的冗余、错误、缺失等常见的数据问题进行归纳，分类及诊断定位。(2)数据修复，能够对集中存储的主数据进行修补、建立关联、更新等。(3)质量报告，能够根据数据的诊断结果提供数据质量报告清单。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述基础服务单元包括：
数据处理模块，与所述数据中心单元相连，用于对接收到的数据进行处理；具体地，数据处理主要实现对采集来的各种不同类型的数据依据应用要求进行自动加工处理，其结果供其它子系统调用或再加工，功能所下所述：(1)对采集的数据进行完整性、合法性、有效性、齐次性检查和处理，并更新实时数据库。(2)生成各类事故报警记录，发出事故报警音响，语音报警，启动综合报警服务等。(3)基于实时数据的各种整编和统计类型的时段数据同步和异步计算。(4)计算方法、计算周期、计算参数等可以按需组态。(5)实现数据的双机、多机冗余备份。(6)具备脚本计算的功能，可通过语言和图形方式编辑脚本，脚本的执行过程可图形监视，并支持单步调试功能，并可基于标准为平台其他组件提供脚本引擎服务
图元库，用于存储图元；具体地，图元库包括：(1)公共图元库，基于点、线、面、表格的公共图元可作为开发各类专业应用图元的基础。(2)计算机监控图元，包含了计算机监控业务的全部图元内容，例如发电机组、断路器等。(3)水情水调图元，包含了水情水调业务所需的各种图元，如年线柱图、计划分析曲线、多站棒图等专业图元。(4)大坝安全监测图元，涵盖了展示大坝安全监测业务的各种图形，例如大坝过程图、布置图等。(5)设备状态监测图元，为主设备状态在线监测业务所涉及的各种图元，例如水轮机剖面图等专业图元。
报表编辑模块，用于基于数据进行报表编辑；具体地，报表编辑部分通过报表系统函数库提供时间函数、算术计算、各种专业计算等函数，能满足各种常规报表计算需要。用户可按照自己的要求，方便的进行各种类型的函数扩充。报表支持自动生成日报表，月报表。当报表模型设置完成后，会根据设置的运行信息，支持按时间自动生成所需的报表。
权限管理模块，用于进行权限控制；具体地，为各应用提供一组权限管理服务公共组件，能提供用户、用户组、角色管理、视图及其绑定映射等功能，并能够提供多全方位多粒度的权限控制，包括：菜单、应用、类型、属性、数据、流程、单点登录、安全策略等方面的权限控制。
日志管理模块，用于进行日志管理；具体地，系统日志包含应用程序日志、安全日志、Web日志等。应用程序日志记录各应用程序的运行，记录信息。可以根据不同的应用查看该应用的运行日志信息，如报警服务的日志包含各种类型的报警信息。安全日志记录计算机的启停、网络状态、用户登录登出、用户操作等信息。Web日志记录发布到Web页面上的运行信息，包含各应用程序发布到Web上后的运行信息以及单独配置的Web页面信息。日志管理包括了日志操作的记录和查看，及日志文件的备份等。
工作流管理模块，用于进行工作流管理；具体地，工作流就是工作流程的计算模型，其表示的是：对流程中的任务，以什么样的逻辑或者规则串接起来，并以什么样的模型进行表示和计算。
系统进程管理模块，用于进行系统进程管理；具体地，进程管理的主要任务是管理和监视应用系统中的进程的运行情况，保证整个系统的正常运行。对于系统中所有主要进程，平台发现异常后会启动自恢复，在必要的时候重新启动进程。另外，平台可以展示整个系统相关的各个进程的执行状况，比如进程执行相关的状态(运行、终止等)，高级权限的用户可以手动对进程进行启停操作。
定时任务管理模块，用于进行定时任务管理；具体地，定时任务管理模块完成定时任务的触发，作为后台进程从配置文件中读取有关的定时任务，不断检查所定义的定时任务是否达到触发条件，并从系统中获取现在应该在哪个节点执行该定时任务。在满足所设定的条件的时候，在指定的应用(节点)下执行设定的任务。
展示模块，用于进行数据展示；具体地，所述展示模块平台应该具备二维GIS展示功能，提供GIS服务，具备地图浏览、图层管理、实时信息监视、地图属性查询、等值线面分析、站网数据维护等功能，能查询各个不同时段的监测数据，并提供多种数据的分析、统计功能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：包括顺次相连的数据中心单元、基础服务单元和基于应用单元；
所述数据中心单元用于进行数据整合、内容整合和应用整合；
所述基础服务单元用于对从数据中心中接收到的数据进行处理和管理，形成水资源管理工程生产运行数据信息；
所述基于应用单元用于将所述水资源管理工程生产运行数据信息以Web方式发布出去。
2.根据权利要求1所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：所述数据中心单元中包括：
实时数据库；
历史数据库；
数据采集与处理模块，用于采集数据，并对数据进行处理后，存储至实时数据库和历史数据库；
信息对象建模及管理模块，包括水电监控和调度专业的标准化模型库，分别与所述实时数据库和历史数据库相连，实现模型的实例化；
数据查询与管理模块，分别与所述实时数据库和历史数据库相连，用于进行数据查询和管理。
3.根据权利要求1所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于，所述基础服务单元包括：
数据处理模块，与所述数据中心单元相连，用于对接收到的数据进行处理；
图元库，用于存储图元；
报表编辑模块，用于基于数据进行报表编辑；
权限管理模块，用于进行权限控制；
日志管理模块，用于进行日志管理；
工作流管理模块，用于进行工作流管理；
系统进程管理模块，用于进行系统进程管理；
定时任务管理模块，用于进行定时任务管理；
展示模块，用于进行数据展示。
4.根据权利要求3所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于，所述图元库包括：
计算机监控图元，包括计算机监控业务的全部图元内容；
水情水调图元，包括水情水调业务所需的各种图元；
大坝安全监测图元，包括展示大坝安全监测业务的各种图形；
设备状态监测图元，包括主设备状态在线监测业务所涉及的各种图元。
5.根据权利要求3所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：所述展示为二维GIS展示模块，用于提供GIS服务，具备地图浏览、图层管理、实时信息监视、地图属性查询、等值线面分析、站网数据维护功能，能查询各个不同时段的监测数据，并提供多种数据的分析、统计功能。
6.根据权利要求3所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：所述报表编辑单元根据设置的运行信息，按时间自动生成所需的报表。
7.根据权利要求3所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：所述权限管理模块为各应用提供一组权限管理服务公共组件，包括：菜单、应用、类型、属性、数据、流程、单点登录、安全策略等方面的权限控制。
8.根据权利要求3所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：所述日志包含应用程序日志、安全日志和Web日志。
9.根据权利要求3所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：所述工作流为工作流程的计算模型，其表示的是：对流程中的任务，以什么样的逻辑或者规则串接起来，并以什么样的模型进行表示和计算。
10.根据权利要求3所述的一种标准的水资源管理一体化管控平台，其特征在于：所述定时任务管理模块完成定时任务的触发，作为后台进程从配置文件中读取有关的定时任务，不断检查所定义的定时任务是否达到触发条件，并从系统中获取现在应该在哪个节点执行该定时任务。在满足所设定的条件的时候，在指定的应用下执行设定的任务。
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