基于WebGIS的水电安全信息管理系统设计

　　摘要：针对目前中小水电的数量较多且数据结构较为复杂的问题，通过webGIS技术设计了水电安全信息管理系统。首先，通过目前成熟信息网络通信技术、全球定位技术有效整合安全生产监督管理技术与信息资源;之后，以最佳路径理论、WebGIS技术等技术基于J2EE架构设计了水电安全信息管理系统，有效实现安全监管点的信息化、可视化与透明化，使安全管理与应急救援工作效率得到进一步的提高。通过系统最后测试结果表示，系统运行满足实际需求。

　　本文源自电子设计工程,2020,28(12):85-88+94.北大核心《电子设计工程》(半月刊)创刊于1993年，由西安三才科技实业有限公司主办。中国科技核心期刊(科技论文统计源期刊)，原名《国外电子元器件》，主要介绍具有较高学术水平的、电子领域相关的理论、技术、方法的专业性技术期刊。

　　我国地域辽阔，部分地区的地形地貌较为特殊，河流比较多，而且天然落差比较大，谁能资源较为丰富。水电的数量较为庞大，所涉及的数据也比较多，传统水资源管理的方法大部分都是通过表格与文本对数据进行存储，此和水利现代化管理需求不符合，所以就要将地理信息系统与计算机等现代化的管理技术到水电管理中使用。对于以上问题与系统需求，本文通过现代信息技术和webGIS原理、概念相互结合，使Internet技术和现代水资源管理技术相互结合，研究并且创建数字化、网络化与现代化的水电水资源管理信息系统[1]。此系统能够使水资源管理效率得到提高，从而促进水资源信息的共享与优化配置，有效实现信息统一管理，还能够为水资源管理工作提供了一定决策支持与科学依据。

　　1、系统的需求分析

　　首先创建安全信息网络基础，比如数据收集与传输。创建安全信息网络为系统基础，只有创建良好信息通道，才能够有效传输信息数据，使人们对于信息化数据安全、高效、精准且技术的需求得到满足，将信息化管理优势充分的展现出来。另外，创建信息化管理平台，能够实现大量水电安全数据的分类、归纳与整理，从而创建结构清晰、标准规范的水电安全管理系统，使用户能够快速的以自身的需求对自己需要数据进行分析，降低工作强度，使决策分析精准性得到提高。最后创建信息发布平台，利用此平台能够使信息通过广域网对用户或者公众发布，实现资源共享[2]。

　　基于无线或者网络的方式创建从各水电到主管部门链接，使各水电数据能够到主管部门数据库中传输。创建GIS地理信息系统，使用WebGIS技术在网络中发布信息。在主管部门数据库中创建水电资料库，各个市县能够利用互联网、广域网对电站基本资料进行查询。创建电站安全自动报警机制，利用短信等方式对相关人员通知。

　　充分使用硬件环境、软件环境和网络环境，与现有数据、系统相互结合，从而创建信息丰富、功能完善、资源共享、使用方便的水电安全信息管理系统。利用多层架构的B/S模式创建，在VPN专网中运行，能够将信息发布到公众用户，利用多层次分布式应用体系结构，客户端、WebGIS、WebServer等都能够在不同机器中分置[3]。

　　2、系统的设计

　　2.1系统的体系结构

　　系统使用模块化与面向对象技术进行设计，利用B/S方式创建平台，图1为系统的总体结构。主要包括层次包括信息采集层、数据资源层、数据访问层、业务逻辑层和服务应用层。

　　其一，信息采集层。实现水电水资源管理系统需要的数据收集，并且对数据库传输;

　　其二，数据资源层。为系统提供信息数据支撑，利用SQL对相关基础地理信息数据与水资源行业信息统一管理;

　　其三，数据访问层。对数据库中数据表进行删除、增加、查询与更新，其并不直接面向服务应用层，利用业务逻辑层对服务应用层需要的信息进行传递;

　　其四，业务逻辑层。通过ArcGISServer提供网络地理信息服务请求，和水资源行业信息相关服务都能够在此层实现;

　　图1系统的总体结构

　　其五，服务应用层。用户利用Internet网在浏览器中通过不同身份到系统中登录，权限各有不同，以权限有不同应用模式与范围。用户不需要安装程序只需要浏览器就能够访问，从而实现系统交互，就能够实现系统的浏览、查询和得到应用服务[4]。

　　2.2系统的模块设计

　　2.2.1用户管理

　　以用户所属的公司，在新增用户之后能够为用户绑定公司，绑定公司之后就能够对不同的角色进行绑定，以不同的绑定公司所绑定的角色也不同。用户能够单个或者多个用户的启用和停用，停用之后用户无法登录到系统中。

　　集中管理系统的用户，分别为企业用户与系统用户。系统用户指的是系统维护人员，配置系统角色;企业用户为电站操作用户，还是企业管理人员，还能够对普通用户进行操作。

　　2.2.2水雨情信息查询系统

　　实现水雨情数据库的创建，并且实时的通过水利厅水文局服务器实现水文测站监测数据的接收。查询并且绘出各个测站历史水位过程线和历史流量过程线、雨量测站降雨量图表。

　　2.2.3实时信息管理系统

　　使省内各个水电实时监控与基本资料等数据利用相应方式收集到数据库子系统中，之后到省水利厅农电局主服务器中收集，还能够收集三防指挥信息系统收集数据信息并且展现。收集数据方式主要包括数值型与图像的数据，将当时电站关键设施运行的情况与现场情况充分的展现出来[5]，建设的内容主要包括：

　　水电数据现场收集：将实时数据录入到水电现场，使用相应方式到服务器中发送;

　　现场数据收集：通过服务器实现水电现场录入与收集实时数据的收集，并且自动入库;

　　三防指挥数据收集：自动分析三防指挥系统数据，将需要的数据自动的提取，并且在系统数据库中自动的录入;

　　水电基本资料上报和接受：各个水电上报自身水电基本资料，在服务器实现资料接收之后自动实现水电基本资料的入库;

　　水电实时数据查询与统计：根据其他条件或者时间对服务器中所接收水电实时数据的查询与统计。

　　2.2.4水电综合信息管理

　　实现水电综合信息库的创建，将全省水电信息进行录入。对各水电基本信息进行查询;对水电历史技术改造情况进行查询;对水电相关单位信息进行查询;对水电水库情况进行查询;对水电淹没损失和工程永久占地情况查询;对水电经济指标信息查询;对水电经济、库容、工程、效益等信息查询。基于webGIS实现水电地图标定水电位置[6]。

　　2.2.5角色管理

　　角色管理能够实现角色的添加、删除和修改等功能，添加角色之后，就能够为此角色绑定资源，对角色需要资源进行调整;并且还能够绑定公司，角色类型主要包括：

　　系统角色：其为系统维护人员角色，只能够对系统用户、角色进行配置;

　　公共角色：此角色能够使公共资源配置成为共同操作资源，为不同公司配置使用;

　　私有角色：此为相关企业自有角色，只有此变电站人员才能够使用，其他电站人员无法实现此角色的配置。

　　2.2.6实时监控动态视频

　　系统将视频服务器和所连接的彩色摄像机作为监控单元，上行和摄像机连接，下行和网络连接，直接将摄像机所摄取模拟图像信号朝着数字信号转化。利用计算机网络对监控终端显示设备传输，从而实现实时播放;另外使帧缓冲器数字视频数据存储到计算机中，并且使数字视频数据存储地址到数据库中存储。基于aspx页面嵌入插件，利用调用数据库实现视频存储路径信息的读取，以此实现视频数据的播放与监控。图2为视频通信流程。

　　图2视频通信流程

　　2.2.7生产指标管理

　　系统能够收集水电指标，将发电量、水量提供给管理层与决策层，之后分析后台数据，电站及时调整运行方式，节约用水，提高水电经济运行效率，还能够使能耗降低，优化机组的运行。其次，系统还能够计算历史的有效数据，构成经济指标考核报表与生产统计报表，管理人员能够对之前存储的生产数据对比当天的数据，对其客观的进行分析，合理制定发电任务，提高发电收入。

　　2.3数据库设计

　　2.3.1数据库构成

　　系统数据库中的数据主要包括河流数据、专业数据等，为了方便管理，以数据来源于数据内容使数据划分成为属性数据与空间商数据。

　　其一，基础空间数据。基础空间数据指的是具备空间地理信息数据，比如河流分布、行政区划、湖泊等，表1为部分属性数据。此数据都是通过图形化要素构成，每个要素为独立图层。

　　其二，属性数据。主要包括和系统管理权限相关数据、和水电匹配数据、和项目取水审批相关数据。

　　其三，空间数据和属性数据一体化管理。系统中具备属性数据与空间数据，以此系统使用ESRIArcSDE空间数据库引擎结合SQL实现统一管理。

　　表1部分属性数据

　　2.3.2数据库概念结构设计

　　概念结构设计为现实世界抽象，能够将现实世界反应出来，包括实体与实体的联系，还能够朝着网状、关系与层次等数据模型转换。一般利用E-R图表示关系。对系统数据信息类别与关联关系进行提取，实现数据信息来源和信息性质的明确[7]，图3为水资源管理实体和实体的关系。

　　图3水资源管理实体和实体的关系

　　3、系统的实现

　　引入J2EE技术创建webGIS系统，整体webGIS系统使用SSH轻量级框架集成架构，利用arcgis封装地图空间实现GIS多项功能集成与实现。为了使用户能够利用浏览器查询地图信息的过程中提高用户体验，利用AJAX技术满足地图信息异步刷新需求。在客户端，用户只需要以浏览器中所设置功能按钮就能够实现操作系统中功能与地图信息的浏览与发布。图4为系统的平台图。

　　图4系统的平台图

　　图4系统的平台图下载原图

　　实现代码为：

　　在地图区域中，对鼠标左键单击能够对地图进行移动，实现地图浏览与查看。点击工具栏中的缩小按钮就能够缩小。点击工具栏中的放大按钮，在地图区域中就能够实现地图的放大。使目前视频区域中地图进行界区，到打印设备中发送并且打印。以下为地图操作代码：

　　以水电指数根据房栋号查询进行实现，利用存储过程的调用实现指定房间水电指数查询[8]。

　　4、结束语

　　基于WebGIS的水电安全信息管理在创建之后使用具有一定的优势。电站能够以自身需求实现系统功能的定制，不需要在信息化硬件采购方面投入成本。还能够实现运行过程中的监视，电站设备信息管理也能够实现电子化与规范化，使电厂安全生产水平得到提高。广泛使用本文所设计系统，能够解决单一电站信息化建设需求，还能够利用积累经验与数据，为水电行业提供优质化的服务。

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