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系列集

中国治水科技成果与案例分享(六)

水资源运行软件开发平台及其应用

中国水利水电科学研究院科研团队开发了“水资源运营软件开发平台”(DPWOS)可生成特定水资源运营软件(WOS)。水资源运营软件主要包括常规运营和应急运营两大业务功能。常规运行主要是指在正常情况下,在运行初期,根据流域年径流预测结果和水库蓄水变量,分析流域的供水量。根据本行政区域的用水申报方案或需水量预测方案进行供需分析。然后,以满足各行政区域用水需求为主要目标并综合考虑发电、防洪、防冰等其他需要,通过水库调度计算,制定多套常规水资源调度方案,最终实施方案经协商商议后确定。方案功能包括年/月/旬计划编制和运行计划管理运行计划比选。

应急调度主要是指分析项目突发性破坏、水污染、特殊干旱等事件的影响范围和程度,然后参考水文预报成果,利用增加水库下泄量,通过改变闸门的启闭状态和取水口等方式制定出多种应对方案,然后通过比较确定最终实施方案。具体功能包括:突发性水污染事件应急操作、工程事故事件应急操作、特殊干旱事件应急操作。各类事件的应急操作分为事件管理和预案制定两个细分功能。 

科研人员认为,在软件开发过程中,对于具有不确定性需求的软件,最大限度地提高通用性,提高其定制能力,是此类软件的开发关键所在。因此,在设计之初,科研人员就从数据、模型、应用等方面规范了水资源运行软件的设计,通过分析各流域水资源运行数据、模型和应用的共同特点,开发了中国通用版软件。此外,根据特定流域在数据、模型和应用等方面的定制需求,提出软件应能够提供定制接口,并承载相应定制需求。 

在具体研发中,科研人员开发了模型构建工具,可用于设置各种水实体,绘制水资源网络;开发了模型计算引擎,可以访问各类不同的专业模型计算文件,并将模型计算软件升级为模型计算Web服务;针对定期和应急水资源运行定义了标准业务步骤。针对每个业务步骤,科研人员开发了一个标准用户界面,包括多个组件。 

水资源运营软件创新性地提出了数据模型业务全流程水资源运营软件的设计方案,率先实现了实时水雨情数据库、五大水资源数据库和水文/水动力/运行模式和常规/应急运行业务的全链连接。同时,该软件还提供了全套配套性水资源运营软件部署、定制化和开发的二次开发框架,主要包括数据采集、定期/应急运行网络广义图的建立、定期/应急运行涉及的速率接入和模型组参数,默认模型库、通用分析、云计算服务和特殊组件库等支持功能。该软件可有效支持水利部、流域、省级水资源平稳运行,全面提高各级机构水资源运行管理、应急处置和突发事件处置能力。 

目前,国家水资源监测能力建设项目办公室向7个流域委员会和32个省级水务管理部门发布了V1.0和V2.0版本的水资源运行软件,完成了全国约20个流域的软件定制,供用户定制部署,并成功推广到全行业。

 

开发平台结构 

 

 

每个业务步骤的标准用户界面