基于云服务的水库多层级管理移动应用系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，其特征在于包括数据采集层、数据转换层、云服务平台层和移动应用层；所述的数据采集层部署在水库现场，根据需要安装不同的仪器或设备获取水库大坝实时监测水库信息，水库信息的数据类别包括工程特性、水情、雨情、大坝安全监测、洪水预报调度、闸门监控、视频监控、人员物资、运行管理信息；数据采集层获取的水库运行原始数据存储在原始数据库中保存。本发明专利技术目的是提供一种基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，以提高各级水库管理部门对水库动态监管的时效性和便利性，打破水库管理在专业技术、时间空间上的限制，从根本上解决水库多层级实时动态监管等问题。

Mobile application system for multi-level reservoir management based on cloud service

【技术实现步骤摘要】
基于云服务的水库多层级管理移动应用系统
本专利技术涉及移动通信应用与水库管理技术的交叉
，具体涉及一种基于云服务的水库多层级管理移动应用系统。
技术介绍
据第一次水利普查统计，我国现有水库9.8万余座，随着水库建设期的完成，现阶段我国各级水库管理部门的主要任务已经由水库建设逐渐过渡到水库运行管理。水库及水库群的科学管理一直是各级水管部门关注的核心问题，业务部门虽然根据管理的需要建立了水雨情监测、大坝安全监测、视频监控和闸门监控等信息化系统，但是由于在信息化建设初期缺乏统一规划，导致各个系统的运行环境差别大、集成度低而造成的不兼容、不灵活、不集中、难以维护等现实问题，并且大多数水库管理单位均没有对工程运行数据进行深入应用，更没有将管理业务进行信息化，水库的运行管理还停留在原始状态。随着信息技术的发展，借助信息化手段及时准确地掌握水库运行状态，实时调配水利资源是解决运行管理的有效手段。目前部分水库管理单位虽然建立了PC客户端的信息化系统，但是存在信息交互实时性不够、管理层级有限、业务覆盖面不全、系统间相互独立等现实问题，仍然不能满足当前多级实时联动的运行管理新模式需求。移动互联网技术和云技术的发展促使以移动应用为核心的新型管理模式快速形成，由于移动应用系统打破了时间和空间的限制，开放的通信平台也给水库管理单位带来了非常便捷高效的体验，因此越来越多的管理单位更希望在移动客户端对水库进行管理，移动应用系统不仅实现水库内部信息和业务的集成，而且打通了水库管理单位和上级水管部门之间的信息壁垒，实现多层级管理业务的联动，硬件投资小维护成本低，从根本上解决水库管理的核心问题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，以提高各级水库管理部门对水库动态监管的时效性和便利性，打破水库管理在专业技术、时间空间上的限制，从根本上解决水库多层级实时动态监管等问题。本专利技术提供了一种基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，其特征在于包括数据采集层、数据转换层、云服务平台层和移动应用层；所述的数据采集层部署在水库现场，根据需要安装不同的仪器或设备获取水库大坝实时监测水库信息，水库信息的数据类别包括工程特性、水情、雨情、大坝安全监测、洪水预报调度、闸门监控、视频监控、人员物资、运行管理信息；数据采集层获取的水库运行原始数据存储在原始数据库中保存；所述的数据转换层用于原始数据的粗大误差筛查、中间成果计算、统计数据转换，将原始数据库中的水库运行监测数据通过ETL工具上传到云服务平台层，ETL工具安装在位于水库现场的原始数据存储服务器上，ETL工具远程调用发布在云服务平台层上的Web服务，将原始数据通过TCP/IP协议发送到云平台服务层的前置数据库中进行暂存，为下一步数据转换做准备；所述的云服务平台层采用KVM+Hadoop技术架构搭建的私有云，包括数据存储模块和数据调用服务发布模块；数据存储模块包括前置数据库和业务数据库两个部分，前置数据库接收并存储原始数据，业务数据库接收并存储经过数据处理模块处理和转化后的有效数据，可供移动应用层直接利用；数据调用服务发布模块以WebAPI的形式对外提供数据调用服务，为数据转换层和移动应用层的信息交互提供持续稳定的数据访问支持；移动应用层通过调用发布在云服务平台层上的WebAPI接口实现数据的远程上传和调取，用于接收外部命令并据此显示水库信息和运行状态，移动应用层安装于移动设备或者PC端上。所述的云服务平台层由4台服务器组成，一台为Master节点，三台为Slave节点，这4台服务器组成Hadoop完全分布式环境，Master节点操作系统为Centos，通过Virt-Manager虚拟化出4个虚拟机，按照需要分配CPU、内存和存储空间，操作系统均为WindowsServer2012，四个虚拟机分别是应用服务器、前置数据库服务器、内部数据库服务器和Web服务器，其中应用服务器用于收集水库运行监测数据，前置数据库服务器用于存储原始数据，内部数据库服务器用于存储经过转换后的监测数据，Web服务器用于向移动客户端提供WebAPI数据服务，四台服务器对应固定IP地址，并在路由器上将前置数据库服务器和Web服务器映射到互联网络，使移动客户端能够通过移动网络访问移动应用层，用于接收位于外部的数据信息并对外提供数据上传和访问服务。所述的WebAPI的服务接口分为三类，分别是水库数据上传服务、公网数据整合服务和移动应用业务服务；第一类服务被水库现场部署的ETL工具调用，用于将水库现场采集的水雨情数据、闸门监控数据和工程管理信息上传到前置数据服务器中；第二类服务被发布在应用服务器上的通讯程序所调用，用来采集位于云端的大坝安全监测数据；第三类服务被移动应用层上的应用系统所调用，用来申请数据资源和上传数据信息。所述移动应用层包括一张图模块；一张图模块接受来自外部的打开一张图模块的命令后，调用云服务平台中前置数据库的水库信息，并且通过一张地图的形式展示水库水位站、雨量站站点分布，通过颜色区分站点状态，一张图上显示内容包括水库名称、规模、所属行政区划、所属流域、水库所在地区的影像地图、水位站、雨量站、大坝安全监测点、图像站、闸门监控点，地图右侧显示放大、缩小、水库定位按钮。一张图的信息分类在系统初始化的时候完成。所述移动应用层包括工程特性模块，工程特性模块接受来自外部的打开工程特性模块的命令后，调用云服务平台中的水库信息，所述水库信息包括名称、所在地区、主管单位、运行管理单位、设计建造信息、总库容、正常蓄水位、汛限水位、调洪库容、防洪库容、兴利库容、校核洪水位、设计洪水位和死水位，根据水库信息计算获得水位库容对应关系并通过曲线展示出来，所述曲线显示与其中横坐标表示水位，单位为米，纵坐标表示库容，单位为亿立方米，通过曲线上的绿点标记当前的实时水位和库容。所述移动应用层包括水雨情监测模块，水雨情监测模块接受来自外部的打开水雨情监测模块的命令，调用云服务平台中的降雨信息与水位信息，水雨情监测模块按照今日雨量的数值区间将降雨等级划分为特大暴雨(>250mm)、大暴雨(>100～250mm)、暴雨(50～100mm)、大雨(25～50mm)、中雨(10～25mm)、小雨(0～10mm)，统计属于每个等级的雨量站数量，以表格的形式展示，表格中包含两列，第一列为以上的统计标准，第二列为数量；水雨情监测模块接收表格中的数量值的查阅命令后，列出所有具体的雨量站点降雨量列表，按照今日雨量从大到小排列，列表的内容包括水库名称、水库所属区县、测站名称、今日降雨量、降雨等级；水雨情监测模块接收测站信息的查阅命令后，显示指定的测站编码、测站类型、所属地区、上次报送雨量及报送时间，并且以柱状图的方式展示近24小时内的降雨量情况。所述移动应用层包括安全监测模块，安全监测模块从云服务平台获取水库信息并按照建筑物、监测断面和安全监测类别进行分类；建筑物类别包括主坝、溢洪道、防空洞；安全监测类别包括环境量监测、变形监测、渗流监测和应力应变监测；安全监测监测断面通过列表显示，包含测量仪器、测点编号、测点名称、当前测值、最新测量时间；安全监测模块接受来自外部的查询命令后显示指定测点的近3个月测值变化过程线，横坐标为时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，其特征在于包括数据采集层、数据转换层、云服务平台层和移动应用层；所述的数据采集层部署在水库现场，根据需要安装不同的仪器或设备获取水库大坝实时监测水库信息，水库信息的数据类别包括工程特性、水情、雨情、大坝安全监测、洪水预报调度、闸门监控、视频监控、人员物资、运行管理信息；数据采集层获取的水库运行原始数据存储在原始数据库中保存；所述的数据转换层用于原始数据的粗大误差筛查、中间成果计算、统计数据转换，将原始数据库中的水库运行监测数据通过ETL工具上传到云服务平台层，ETL工具安装在位于水库现场的原始数据存储服务器上，ETL工具远程调用发布在云服务平台层上的Web服务，将原始数据通过TCP/IP协议发送到云平台服务层的前置数据库中进行暂存，为下一步数据转换做准备；所述的云服务平台层采用KVM+Hadoop技术架构搭建的私有云，包括数据存储模块和数据调用服务发布模块；数据存储模块包括前置数据库和业务数据库两个部分，前置数据库接收并存储原始数据，业务数据库接收并存储经过数据处理模块处理和转化后的有效数据，可供移动应用层直接利用；数据调用服务发布模块以Web API的形式对外提供数据调用服务，为数据转换层和移动应用层的信息交互提供持续稳定的数据访问支持；移动应用层通过调用发布在云服务平台层上的Web API接口实现数据的远程上传和调取，用于接收外部命令并据此显示水库信息和运行状态，移动应用层安装于移动设备或者PC端上。...

【技术特征摘要】
1.一种基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，其特征在于包括数据采集层、数据转换层、云服务平台层和移动应用层；所述的数据采集层部署在水库现场，根据需要安装不同的仪器或设备获取水库大坝实时监测水库信息，水库信息的数据类别包括工程特性、水情、雨情、大坝安全监测、洪水预报调度、闸门监控、视频监控、人员物资、运行管理信息；数据采集层获取的水库运行原始数据存储在原始数据库中保存；所述的数据转换层用于原始数据的粗大误差筛查、中间成果计算、统计数据转换，将原始数据库中的水库运行监测数据通过ETL工具上传到云服务平台层，ETL工具安装在位于水库现场的原始数据存储服务器上，ETL工具远程调用发布在云服务平台层上的Web服务，将原始数据通过TCP/IP协议发送到云平台服务层的前置数据库中进行暂存，为下一步数据转换做准备；所述的云服务平台层采用KVM+Hadoop技术架构搭建的私有云，包括数据存储模块和数据调用服务发布模块；数据存储模块包括前置数据库和业务数据库两个部分，前置数据库接收并存储原始数据，业务数据库接收并存储经过数据处理模块处理和转化后的有效数据，可供移动应用层直接利用；数据调用服务发布模块以WebAPI的形式对外提供数据调用服务，为数据转换层和移动应用层的信息交互提供持续稳定的数据访问支持；移动应用层通过调用发布在云服务平台层上的WebAPI接口实现数据的远程上传和调取，用于接收外部命令并据此显示水库信息和运行状态，移动应用层安装于移动设备或者PC端上。2.根据权利要求1所述的基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，其特征在于所述的云服务平台层由4台服务器组成，一台为Master节点，三台为Slave节点，这4台服务器组成Hadoop完全分布式环境，Master节点操作系统为Centos，通过Virt-Manager虚拟化出4个虚拟机，按照需要分配CPU、内存和存储空间，操作系统均为WindowsServer2012，四个虚拟机分别是应用服务器、前置数据库服务器、内部数据库服务器和Web服务器，其中应用服务器用于收集水库运行监测数据，前置数据库服务器用于存储原始数据，内部数据库服务器用于存储经过转换后的监测数据，Web服务器用于向移动客户端提供WebAPI数据服务，四台服务器对应固定IP地址，并在路由器上将前置数据库服务器和Web服务器映射到互联网络，使移动客户端能够通过移动网络访问移动应用层，用于接收位于外部的数据信息并对外提供数据上传和访问服务。3.根据权利要求2所述的基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，其特征在于所述的WebAPI的服务接口分为三类，分别是水库数据上传服务、公网数据整合服务和移动应用业务服务；第一类服务被水库现场部署的ETL工具调用，用于将水库现场采集的水雨情数据、闸门监控数据和工程管理信息上传到前置数据服务器中；第二类服务被发布在应用服务器上的通讯程序所调用，用来采集位于云端的大坝安全监测数据；第三类服务被移动应用层上的应用系统所调用，用来申请数据资源和上传数据信息。4.根据权利要求3所述的基于云服务的水库多层级管理移动应用系统，其特征在于移动应用层包括一张图模块；一张图模块接受来自外部的打开一张图模块的命令后，调用云服务平台中前置数据库的水库信息，并且通过一张地图的形式展示水库水位站、雨量站站点分布，通过颜色区分站点状态，一张图上显示内容包括水库名称、规模、所属行政区划、所属流域、水库所在地区的影像地图、水位站、雨量站、大坝安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：高大全，谭界雄，卢建华，张玉炳，杨明化，何向阳，高全，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42