北京水文系统：5分钟收集全所有实时信息

北京水文系统：５分钟收集全所有实时信息图1北京市水文自动化系统架构图

图2北京市水文自动化系统网络拓扑图

北京市水文信息化的建设要两条腿走路：一方面引进先进技术，实现科技创新；另一方面充分整合现有系统资源，加快水文信息的实时收集。

水文信息是防治洪旱灾害、水资源优化调度决策和工程建设等的重要基础信息。经过多年建设，尤其是近十年来的发展，北京市的水文信息化建设取得了巨大的成绩，尤其是北京市水文自动化系统项目的建设实施，改变了以往“缝缝补补”的建设方式，北京市的水文站网体系进行了整体性的更新，建设范围覆盖了北京市的所有市级站，共包括125个雨量站点和76个水位信息采集站点。经过试运行，目前北京市水文自动化系统建设理念和使用效果处于全国领先水平，5分钟内可以收集齐所有信息采集点的实时信息，为首都的防汛和水资源管理提供及时准确的数据支撑。

克服四大建设难点

信息采集难度大水文信息包括雨量、水位、流量、含沙量、水温等要素，目前能够实现自动化的是雨量和水位，流量自动监测大部分是通过水位的实时监测来推求。信息采集点大多处于野外，自动化设备面临着冬季低温、夏季高温、没有市电供电保障等因素影响，而在如此恶劣的条件下要保持系统长期的稳定性，难度很大。

通信保障难度大信息采集点2/3以上处于山区，地点分散，目前有线网很难覆盖。并且水文信息具有很多特点，表现在：平时信息量小，所以采用宽带的通信方式必然带来高费用，是一种资源的浪费；信息量集中，雨水情变化频繁时，数据比较集中，对带宽又有一定的要求；无良好环境做保障，根据站网布设要求，信息采集点大部分处于荒郊野外，无市电作为保障，所以要求采用低功耗、防雷效果好的通信方式。

系统维护难度大北京市的雨水情采集站点遍布北京市的各个地区，站点十分分散，125个雨量站维护一次就要20000公里的车程，所以水文信息化建设要求系统足够稳定，并且中心可以及时接收远端设备状态信息，便于及时维护。

无标准化管理软件水文信息化缺乏标准化管理软件，软件的开发都是从基础框架开始，并且数据挖掘的深度欠缺。

实现用户间数据共享

考虑到各级用户的需求，水文信息化建设从信息管理上可以有三种模式。

第一种模式：水文信息由信息采集点汇集到北京市水文总站中心，中心是数据的管理中枢，由中心控制，信息分发到各分中心和水文站，满足各级用户的业务需要。这种架构的优点在于网络清晰，便于管理；缺点在于信息采集层和水情中心的通信链路一旦断裂，所有用户都得不到采集的信息。

第二种模式：水文信息由信息采集点传到基层站点，然后再从基层站点传输到分中心和总站中心。这种架构的优点在于网络清晰，流程自下而上；缺点在于水情中心对数据要求的时效性很高，经过水文站这一中间转发环节，增加了数据传输时间，并且一旦信息采集层和水文站之间的通信链路出现断裂，所有用户层都得不到采集的信息。

第三种模式：用户层通过水务骨干网实现了网络互联，数据在用户层之间实现共享，水文站对数据进行校核处理后，也可以通过内部网络在多个用户间进行数据纠正。任何一条链路断裂，不会影响到用户层信息的接收。

北京市选择了第三种模式作为水文自动化系统的框架。这种模式具有以下功能：

水文信息采集北京建有125个雨量站，功能达到当降

雨每增加0.5mm时，各级用户就能实时接收到雨量数据。采用这种模式，各级用户能够及时得到整个降雨过程，并且时延最大不超过5分钟。

北京建有76处水位信息采集点，根据监测点的实际情况分别选用不同类型的水位计，当水位每变化2cm时，各级用户就能实时接收到水位数据变化值。采用这种模式，各级用户能够及时得到整个水位变化过程，最大延时不会超过5分钟。

水文信息通信基于全区域范围的分散点，联网一直是困扰水文信息化的一个难题。没有可靠的通信系统铺设的信息“高速公路”，如此分散的水文信息就无法及时准确地到达水文信息处理中心，为防汛决策提供足够的保证。

基于CDMA 1X VPDN的移动虚拟专网业务给水文信息的传输提供了可靠的保障。经过实际测试，北京联通CDMA 网络覆盖了全市所有的雨水情信息采集点，所以北京市选用CDMA 1X VPDN作为水文自动化的通信主信道。

水文信息数据处理北京市水文自动化系统的数据处理工作是通过水文站业务处理系统和水文总站业务处理系统两部分集成软件来实现的。

信息化将服务水务建设

北京市水文信息化的建设要两条腿走路：一方面引进先进技术，实现科技创新；另一方面充分整合现有系统资源，

加快城市水文信息实时收集，并且提高维护的能力。

1.整合现有信息资源，更好地服务社会。

北京市现有市级雨量站点125个，区县自建站点183个，目前北京市水文信息化主要是面对所有市级站点，区县自建站点没有纳入进来。所以，下一步北京市水文信息化建设的主要工作是整合现有资源，构建全市统一的水文信息化体系。

2.加强城市水文站网建设和研究工作。

随着城市规模的不断扩大，使得城市人口高度集中、污水排放量增大、地面透水性能降低、汇流速度加快等，改变了城市地区的天然水循环，产生了城市化的水文效应，从而引起了水文情势的变化，产生了排水、防洪等许多亟待研究和解决的城市水文问题，因此，从城市水文学的角度，研究这种变化和城市发展的关系，是首都经济发展和城市建设的需要。

3.增加省界县界水资源量的计量工作，开展围绕水资源信息精细测量，为水资源优化调度、水权水市场的建立服务。

从时段上讲，北京市的水务发展大概分为三个阶段，第一个是初级阶段，资金和技术力量都很薄弱，水务还停留在基本的水利初级阶段。第二阶段是水利向水务过渡的阶段，在这一阶段，水利工程建设频繁，工程投资大，短期效益明显。第三阶段，也就是真正意义上的水务建设阶段，硬件工

程建设已经基本结束，软件管理居于更重要的地位。北京市的水务建设即将迈入这一阶段，今后的水文信息化工作也将围绕这一主题展开。

4.加强水文现代化建设和已有水文信息化系统的运行维护管理工作。

水文信息化建设就像自行车的两个齿轮，管理和维护就像链条，没有链条的衔接，再好的自行车也无法前行，一个好的系统离开了长期细致的系统维护也不会成为健康的系统。所以，北京市的水文信息化在完善的过程中，科学的维护是更实际的内容，只有这样才能保证系统的良好运行。