一、產品概述

洪水預報調度系統是以實時雨水情信息的采集、存儲和管理為基礎，構建各類水文預報方案，運用水文業務模型和計算機技術并結合專家經驗進行預報和調度，服務于防汛抗旱的信息化服務平臺，系統能夠進一步提高洪水作業預報的精度、時效性和預見期，為防洪調度提供更加科學、快捷、有效的支撐服務。

二、系統架構

洪水預報調度系統總體架構

系統主要采用三層架構設計，層次和邏輯清晰，降低了系統開發和維護的成本，同時提高了系統的可擴展性。其中表示層向用戶提供豐富、靈活和交互的操作頁面，表示層采用插件的形式進行開發，能夠根據用戶的實際需求靈活配置用戶所需的功能模塊。業務邏輯層實現系統業務功能的核心層，業務邏輯層針對不同的業務功能以組件式的方式開發，如數據時段化處理組件、面雨量計算組件、預報計算組件、水庫調洪組件、預報模型組件等等，降低各個模塊之間的耦合度，提高業務模塊的復用性。數據訪問和存儲層通過使用腳本語言或編程語言提供對數據的簡化編程訪問。以接口的形式進行開發，通過配置文件進行配置使系統能夠兼容SQL Server、Oracle等多種數據庫。

三、產品功能

基礎信息

基礎信息模塊實現對洪水預報系統所需的基礎信息的查詢和維護，為系統運行提供數據支撐。該模塊由站點管理、水庫管理、未來降雨、水位流量關系四個部分組成。

圖 測站管理

數據處理

數據處理模塊實現從實時數據庫中提取雨水情資料，并按預報方案的時段長對數據進行時段化處理，并以圖形和表格的形式對數據進行展現和人工進行修正的功能。該模塊由實時數據子功能模塊組成。

圖 實時數據處理

方案管理

方案管理模塊實現創建預報方案、查詢修改預報方案、導入導出預報方案、歷史資料整理、洪水場次劃分、水文模型方案參數率定、降雨徑流相關圖和單位線的率定等功能。該模塊有方案查詢、單站方案、區域方案、歷史數據、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

預報作業

模型預報功能實現對水文模型和API方案的實時預報和模擬預報功能，實現對水庫站的調洪演算功能，實現對河道站的水位流量轉換功能。

圖 模型作業預報

預報成果

預報成果模塊實現對已保存的預報成果的查詢、刪除操作，實現對同一預報斷面不同預報方案或不同預報人員預報結果的對比，實現對預報結果的發布入庫功能，實現對預報成果的精度評定且可以查詢方案的各洪水場次的精度評定結果，實現預報成果的發布以及對發布成果的檢索和評定。該模塊由成果管理、精度評定、成果發布、成果檢索和成果評定組成。其中成果管理、精度評定的數據來源是預報專用庫，而成果發布、成果檢索和成果評定的數據來源是省局實時數據庫。

圖 成果管理

模型管理

模型管理模塊實現對預報模型的新增、刪除、查詢、導出操作。該模塊由模型管理、模型查詢兩個部分組成。對于常用的預報模型已經內置在系統中，所以該模塊基本上可以不用操作。當在現有模型接口的基礎上開發出新的預報模型時，可以通過此模塊導入到系統中共預報系統使用。

圖 模型管理

四、平臺特色/功能亮點

流域方案編制的簡易性：系統以概化圖的思想，將集水區間、入流單元、預報斷面、河道等節點以不同的圖形概化成相應的節點控件，通過拖拽各個節點控件，然后使用連接線對節點進行連接就可以構造出流域中各節點以及各節點之間的關系，通過設置各節點的屬性可以選擇各節點采用的預報模型和河道匯流方式。

兩個自動服務的簡便性：系統服務器端采用了預報數據自動處理服務和自動預報服務，預報數據自動處理服務能夠定時的將實時雨水情數據按預報方案所需的格式進行處理入庫，提高預報作業的響應速度；自動預報服務能夠對設定的預報方案按的時間間隔進行滾動預報，當預報結果超出預警值時能夠及時提醒值班人員注意，給值班人員帶來極大的便利。

預報作業的實用性：系統在預報作業時能夠一次性同時對多個預報方案進行計算，便于預報人員進行比較分析；在模擬預報時能夠一次性同時計算多種未來降雨的情況，能夠更好的為決策服務。

水庫群聯合調度時的簡便性：系統在多水庫聯調時上游水庫可以調用水庫默認的調度計劃進行自動的調洪演算；也可以人工在聯調時進行干預，可以在人工完成上游水庫調洪的情況下繼續下游水庫的調洪。

五、技術特點

1)基于DEM高程數據的洪水預報方案的編制：洪水預報系統中預報方案是基礎，所以如何能夠快速方便的構建預報方案是洪水預報系統中的關鍵環節之一。預報方案編制從業務內容上分為預報斷面流域邊界的確定、預報模型選擇、預報方案編制和模型參數率定。系統通過DEM高程數據提取河網、自動劃分流域邊界并計算該流域的面積；通過在地圖上點選雨量站并采用泰森多邊形法計算雨量站的權重；通過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函數對模型參數進行率定。

2)預報模型庫的建立：預報模型采用模塊化結構，實現預報模型與系統獨立，采用統一的接口進行模型的開發，并使用模型管理功能將預報模型導入系統中，便于預報模型的擴展和復用。

3)交互式的預報作業：交互式預報能把過去只能由預報員人工進行的洪水預報結果的綜合分析功能納入到系統中，作為系統的一個重要組成部分，能夠使預報員的專家經驗得到充分的發揮。系統在預報業務的各個環節都加入人工交互的操作，如降雨量數據交互、預見期降雨交互、模型參數交互、次洪單位線交互、水位流量關系線交互等，交互的方式采用表格、圖形等更加直觀、簡便的方式進行。

六、典型案例

1.安徽中小河流預警預報系統

圖 項目主界面圖

2.山東中小河流預警預報系統