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【摘要】 随着信息化技术的飞速发展，水利信息化发展势在必行。本文针对水利枢纽水闸目前运行的实际情况和存在问题，设计了一套更为完整、科学、合理并具有实际意义的闸站运行收费管理系统。不仅拥有原系统的功能，更可提高通航效率和提升管理效率，避免人为误差等经济效益。
【关键字】 白屈港 水闸 管理 系统 设计
江阴市白屈港水利枢纽工程，属太湖流域综合治理十大骨干工程之一的武澄锡引排工程的首要项目，承担着锡、澄低洼地区1822平方公里的防洪任务。是具有泄洪、排涝、灌溉、供水、航运和水环境保护等综合效益的水利枢纽工程。
一、白屈港水利枢纽水闸管理系统现状及存在问题
1.1水闸管理系统现状
白屈港水利枢纽管理处现管辖有13座水闸，2座抽水站，闸站位置遍布江阴城东、城南及多个乡镇。除抽水站不通航船只外，其余13座水闸均有船只通行，在防汛排涝的同时兼顾航运的任务，是集防洪、抗旱、排涝、通航于一体的多功能水利枢纽。白屈港河道现已成为江阴市经济建设中不可缺少的主运输航道之一，在周边城市中发挥的作用也越来越大。
其中以白屈港套闸过闸船只数量最大，因此1998年白屈港套闸就开始着手开发计算机收费系统，使用省内第一家采用网络技术进行设计的白屈港船闸MIS管理系统，并于2000年通过专家技术鉴定。随着时间的推移，现在除白屈港套闸仍旧使用MIS管理系统以外，其余12座水闸的船只过闸及数据统计工作只能采用人工操作、定时上报的传统管理方式。昔日的MIS收费管理系统也已无法满足经济发展和运行管理的需要。
1.2水闸管理系统存在问题
（1）软件系统已无法满足运行管理需求
目前套闸正在使用的MIS管理系统是基于Visual FoxPro 6.0平台设计开发的，这是一套由微软公司于1998年在推出 Windows 98操作系统的同时推出的一个集成化的系统开发环境，由于现在的数据库系统多为大型数据库应用系统，目前Visual FoxPro 6.0这种微型数据库平台已停止更新，仅适合新手用来学习SQL语言的语法用途等作用而已。
白屈港套闸年船舶流量1千万吨以上，2013年过闸船只接近4万条，年通航量更是接近2千万吨。这样庞大的数据库，对于VFP6.0这种微型数据库应用系统而言，实在是小马拉大车——力不从心了。由于数据库容量过小，无法处理更多的数据量，当数据量达到一定量时会造成数据库读取出错。目前情况下只能保存9个月左右的数据量，需手动清理部分数据，无法一次性进行全年的数据统计工作等。
（2）管理系统硬件陈旧老化
系统建设时期所架设的数据传输光缆线路经过十多年的使用，多处光纤已进行过溶芯补断处理。而且一般普通光缆的使用寿命通常为20年，10年以上老化程度即为高，造成维修困难，甚至难以维修。
由于整个网络就只用一个服务器（PDC），没有配置备份服务器（BDC），目前的管理系统的数据只能保存在运行服务器上，依靠人工将近期数据不断拷贝刻盘来保存，当服务器意外损毁时恢复数据存在问题，并且无法做到数据的及时上传，只能自动统计近阶段的数据，无法进行全部历史数据的自动检索工作，只能依靠人工统计和检索。服务器及客户端电脑UPS也已老化或损坏，续航及保障能力极低。
信息技术的软硬件更新换代频率很快，经过15年的运行这套系统的软硬件都已老化陈旧，整个系统已处于边缘状态。
（3）水利枢纽各闸缺乏数据共享
除白屈港套闸外，白屈港水利枢纽各闸站通过船舶的数据还是由人工操作完成，如船舶的装载吨位、装载情况等信息的手工操作显得尤为为麻烦，对于限时通过的“一票制”船舶，由于没有网络数据共享，仅仅依靠一张一票制过闸等级单来核对，大量的重复信息都需要工作人员逐一核查，重复工作量大，工作效率低，容易出差错。由于对各种资料不能及时的进行分析、汇总，管理者无法及时得到准确的信息。在管理工作过程中，存在工作滞后现象，对出现的问题无法及时解决，政策无法及时贯彻实施，给管理带来众多不利因素。
二、白屈港水利枢纽水闸管理系统构思及设计
针对现状和存在问题，我们建议在现有流程的基础上优化变革，重点在功能上从涉水企业接收水情数据，到船户快捷过闸等便民服务；数据上实现各闸的信息联网和船舶过闸计算机网络化管理，由此实现向计算机统计汇总方式的转变。改造后的管理系统是一个可扩充的综合业务平台，充分挖掘现有数据的潜力，充分发挥工程调度效益，降低设备运行费用。
2.1系统设计原则
（1）继承实用性。把满足管理作为第一要素进行系统设计，要求操作简便实用、提高效率。
（2）科学先进性。系统应采用先进和成熟的硬件、软件、协议和平台，不但要满足当前的应用需要，还应满足将来应用发展的需要。
（3）可靠稳定性。应从各方面考虑系统的可靠性，且必须具有足够的安全性能。
（4）兼容可维护性。要求系统的可扩充性及前后兼容一致性应较好，硬件和软件应能最大程度地满足用户需求主。
（5）经济合理性。在系统配置方案中应充分考虑性能价格比的因素，采用开放式技术的产品，提供的产品应具有足够的潜力、安全可靠的数据访问能力。
2.2系统结构及组成
（1）软件系统架构
该管理系统以白屈港管理处为中心，13个水闸为终端，整个水闸管理系统系统均运用C/S模式，分为闸站子系统和中心管理系统两大部分组成。
闸站子系统以现在套闸管理系统原有的工作流程为模式，根据实际情况进行优化设计，主要包括：船舶登记、过闸卡办理、收费管理、船舶校验、数据检索、汇总统计、系统维护七大模块。每个闸站子系统可单独运行又与中心管理系统共享数据，运用了模块化设计，参数驱动等来确保系统扩展及功能继承等特性。系统在数据的整顿方面可以采用microsoft access数据库，每个闸站子系统数据实时输出数据到中心管理系统并且及时获取相应信息。 中心管理系统任务是完成闸站子系统的数据分析处理和发布指令信息等功能。系统同样运用C/S模式，数据库服务器运用双机热备运行体系来达到系统持续、有效的目的。应用系统开发、模块化设计同样需要确保系统扩展及功能继承的特性，另外，可发布水情水文信息至过闸船户和涉水企业，也可传达调度指令到每个水闸。
（2）硬件网络架构
由于水闸特殊的工作环境，使各个工作站点之间距离较远，站与站之间较为分散，再通过对软件架构模式的分析，考虑到设备系统的稳定性，决定采用以光纤传输为主，双绞线传输为辅的主从式网络。考虑到光纤布设成本较大，除白屈港套闸各工作点较远需重新布置光纤线路外，其余各闸工作点之间可采用双绞线数据传输，水闸与数据中心的数据传输可依托江阴市智慧水利一期工程的现有光纤基础布线。白屈港套闸光纤布设应通过空中架设和地沟敷设相结合的方式，分别敷设至上、下行登记处、售票房、验票房、所长办公室、计算机中心机房，而距离较近的工作点之间来则采用双绞线来传输信号。中心数据库服务器运用双机热备运行体系，中心机房配备8小时UPS，各工作点配备1小时UPS。
三、系统实现的功能
白屈港水利枢纽水闸管理系统基于实用、先进和可靠的原则构思、设计，改造完成以后实现的主要功能有：
（1） 船舶登记。由登记员将IC智能卡扫描或手动输入船舶信息卡号码，从系统中调出船舶基本数据情况，经核查后再选择所载货物种类，进行登记划价。
（2） 过闸卡办理。由于现在使用的为条形码封塑卡，通过多年的使用后，发现其容易磨损和损坏，换发频率高，因此更换为IC智能卡采集过闸船舶数据填单，如船户姓名、船体尺寸、船检登记号、所有人身份证信息、联系电话、船舶照片等，办卡后数据传至数据中心，实现过闸船舶数据联网。
（3） 收费管理。系统按照船舶登记情况，自动计算收费金额，打印票据，并同步打印船舶过闸纸质号牌，免去船户去中墩验票处更换木质号牌的程序，提高过闸效率。购票后IC卡自动录入过闸时间，方便船只当天通过其他水闸时检验“一票制”所带来的繁琐。在手续完成之后船户可对服务满意度进行评价，实现人性化服务。
（4） 船舶校验。船舶入闸后由船舶校验员对船户的“二维码”号牌校验，根据联网船舶数据信息和号牌信息再次核对并校验，免去过去调换木质号牌等程序，提高校验效率。
（5）数据检索、汇总统计。系统具有强大的报表功能，可以使管理人员进行各类查询和统计工作。其中包含：单只船舶过闸情况汇总、收费日志、交接班日志、过闸吨位、过闸数量、收费情况的统计等实时和历史报表满足日常运用需求。
（6） 便民和指令功能。中心管理系统可向船户或涉水企业发布当日天气情况、闸站运行状态、水位水情等信息，服务涉水企业。即时获取闸站水位情况、限高情况、通航情况等，方便船户提前准备快捷过闸。
改造建设该系统可使白屈港各水闸管理方面得到完善，效率倍增，加强了调度管理，实现了统一核算、查询、控制，又树立良好的水闸服务窗口社会形象。落实了“加快推进水利现代化建设”的总体要求，更为推进全市水闸管理工作朝着水利现代化方向迈出了重要的一步，其经济效益和社会效益是实实在在的，长远应用前景是可预见的，它的建成具有参考和推广价值。
参 考 文 献
[1] 2012年5月《江阴市水利农机信息化建设项目一期工程可行性研究报告》江苏省工程咨询中心。
[2] 邹明忠，《江阴水利信息化建设实践》，2014年4月《中国水利》杂志。
[3] 唐开胜，《过船港船闸计算机收费系统的运用研究》，2012年6月《科技与生活》杂志。
【关键字】 白屈港 水闸 管理 系统 设计
江阴市白屈港水利枢纽工程，属太湖流域综合治理十大骨干工程之一的武澄锡引排工程的首要项目，承担着锡、澄低洼地区1822平方公里的防洪任务。是具有泄洪、排涝、灌溉、供水、航运和水环境保护等综合效益的水利枢纽工程。
一、白屈港水利枢纽水闸管理系统现状及存在问题
1.1水闸管理系统现状
白屈港水利枢纽管理处现管辖有13座水闸，2座抽水站，闸站位置遍布江阴城东、城南及多个乡镇。除抽水站不通航船只外，其余13座水闸均有船只通行，在防汛排涝的同时兼顾航运的任务，是集防洪、抗旱、排涝、通航于一体的多功能水利枢纽。白屈港河道现已成为江阴市经济建设中不可缺少的主运输航道之一，在周边城市中发挥的作用也越来越大。
其中以白屈港套闸过闸船只数量最大，因此1998年白屈港套闸就开始着手开发计算机收费系统，使用省内第一家采用网络技术进行设计的白屈港船闸MIS管理系统，并于2000年通过专家技术鉴定。随着时间的推移，现在除白屈港套闸仍旧使用MIS管理系统以外，其余12座水闸的船只过闸及数据统计工作只能采用人工操作、定时上报的传统管理方式。昔日的MIS收费管理系统也已无法满足经济发展和运行管理的需要。
1.2水闸管理系统存在问题
（1）软件系统已无法满足运行管理需求
目前套闸正在使用的MIS管理系统是基于Visual FoxPro 6.0平台设计开发的，这是一套由微软公司于1998年在推出 Windows 98操作系统的同时推出的一个集成化的系统开发环境，由于现在的数据库系统多为大型数据库应用系统，目前Visual FoxPro 6.0这种微型数据库平台已停止更新，仅适合新手用来学习SQL语言的语法用途等作用而已。
白屈港套闸年船舶流量1千万吨以上，2013年过闸船只接近4万条，年通航量更是接近2千万吨。这样庞大的数据库，对于VFP6.0这种微型数据库应用系统而言，实在是小马拉大车——力不从心了。由于数据库容量过小，无法处理更多的数据量，当数据量达到一定量时会造成数据库读取出错。目前情况下只能保存9个月左右的数据量，需手动清理部分数据，无法一次性进行全年的数据统计工作等。
（2）管理系统硬件陈旧老化
系统建设时期所架设的数据传输光缆线路经过十多年的使用，多处光纤已进行过溶芯补断处理。而且一般普通光缆的使用寿命通常为20年，10年以上老化程度即为高，造成维修困难，甚至难以维修。
由于整个网络就只用一个服务器（PDC），没有配置备份服务器（BDC），目前的管理系统的数据只能保存在运行服务器上，依靠人工将近期数据不断拷贝刻盘来保存，当服务器意外损毁时恢复数据存在问题，并且无法做到数据的及时上传，只能自动统计近阶段的数据，无法进行全部历史数据的自动检索工作，只能依靠人工统计和检索。服务器及客户端电脑UPS也已老化或损坏，续航及保障能力极低。
信息技术的软硬件更新换代频率很快，经过15年的运行这套系统的软硬件都已老化陈旧，整个系统已处于边缘状态。
（3）水利枢纽各闸缺乏数据共享
除白屈港套闸外，白屈港水利枢纽各闸站通过船舶的数据还是由人工操作完成，如船舶的装载吨位、装载情况等信息的手工操作显得尤为为麻烦，对于限时通过的“一票制”船舶，由于没有网络数据共享，仅仅依靠一张一票制过闸等级单来核对，大量的重复信息都需要工作人员逐一核查，重复工作量大，工作效率低，容易出差错。由于对各种资料不能及时的进行分析、汇总，管理者无法及时得到准确的信息。在管理工作过程中，存在工作滞后现象，对出现的问题无法及时解决，政策无法及时贯彻实施，给管理带来众多不利因素。
二、白屈港水利枢纽水闸管理系统构思及设计
针对现状和存在问题，我们建议在现有流程的基础上优化变革，重点在功能上从涉水企业接收水情数据，到船户快捷过闸等便民服务；数据上实现各闸的信息联网和船舶过闸计算机网络化管理，由此实现向计算机统计汇总方式的转变。改造后的管理系统是一个可扩充的综合业务平台，充分挖掘现有数据的潜力，充分发挥工程调度效益，降低设备运行费用。
2.1系统设计原则
（1）继承实用性。把满足管理作为第一要素进行系统设计，要求操作简便实用、提高效率。
（2）科学先进性。系统应采用先进和成熟的硬件、软件、协议和平台，不但要满足当前的应用需要，还应满足将来应用发展的需要。
（3）可靠稳定性。应从各方面考虑系统的可靠性，且必须具有足够的安全性能。
（4）兼容可维护性。要求系统的可扩充性及前后兼容一致性应较好，硬件和软件应能最大程度地满足用户需求主。
（5）经济合理性。在系统配置方案中应充分考虑性能价格比的因素，采用开放式技术的产品，提供的产品应具有足够的潜力、安全可靠的数据访问能力。
2.2系统结构及组成
（1）软件系统架构
该管理系统以白屈港管理处为中心，13个水闸为终端，整个水闸管理系统系统均运用C/S模式，分为闸站子系统和中心管理系统两大部分组成。
闸站子系统以现在套闸管理系统原有的工作流程为模式，根据实际情况进行优化设计，主要包括：船舶登记、过闸卡办理、收费管理、船舶校验、数据检索、汇总统计、系统维护七大模块。每个闸站子系统可单独运行又与中心管理系统共享数据，运用了模块化设计，参数驱动等来确保系统扩展及功能继承等特性。系统在数据的整顿方面可以采用microsoft access数据库，每个闸站子系统数据实时输出数据到中心管理系统并且及时获取相应信息。 中心管理系统任务是完成闸站子系统的数据分析处理和发布指令信息等功能。系统同样运用C/S模式，数据库服务器运用双机热备运行体系来达到系统持续、有效的目的。应用系统开发、模块化设计同样需要确保系统扩展及功能继承的特性，另外，可发布水情水文信息至过闸船户和涉水企业，也可传达调度指令到每个水闸。
（2）硬件网络架构
由于水闸特殊的工作环境，使各个工作站点之间距离较远，站与站之间较为分散，再通过对软件架构模式的分析，考虑到设备系统的稳定性，决定采用以光纤传输为主，双绞线传输为辅的主从式网络。考虑到光纤布设成本较大，除白屈港套闸各工作点较远需重新布置光纤线路外，其余各闸工作点之间可采用双绞线数据传输，水闸与数据中心的数据传输可依托江阴市智慧水利一期工程的现有光纤基础布线。白屈港套闸光纤布设应通过空中架设和地沟敷设相结合的方式，分别敷设至上、下行登记处、售票房、验票房、所长办公室、计算机中心机房，而距离较近的工作点之间来则采用双绞线来传输信号。中心数据库服务器运用双机热备运行体系，中心机房配备8小时UPS，各工作点配备1小时UPS。
三、系统实现的功能
白屈港水利枢纽水闸管理系统基于实用、先进和可靠的原则构思、设计，改造完成以后实现的主要功能有：
（1） 船舶登记。由登记员将IC智能卡扫描或手动输入船舶信息卡号码，从系统中调出船舶基本数据情况，经核查后再选择所载货物种类，进行登记划价。
（2） 过闸卡办理。由于现在使用的为条形码封塑卡，通过多年的使用后，发现其容易磨损和损坏，换发频率高，因此更换为IC智能卡采集过闸船舶数据填单，如船户姓名、船体尺寸、船检登记号、所有人身份证信息、联系电话、船舶照片等，办卡后数据传至数据中心，实现过闸船舶数据联网。
（3） 收费管理。系统按照船舶登记情况，自动计算收费金额，打印票据，并同步打印船舶过闸纸质号牌，免去船户去中墩验票处更换木质号牌的程序，提高过闸效率。购票后IC卡自动录入过闸时间，方便船只当天通过其他水闸时检验“一票制”所带来的繁琐。在手续完成之后船户可对服务满意度进行评价，实现人性化服务。
（4） 船舶校验。船舶入闸后由船舶校验员对船户的“二维码”号牌校验，根据联网船舶数据信息和号牌信息再次核对并校验，免去过去调换木质号牌等程序，提高校验效率。
（5）数据检索、汇总统计。系统具有强大的报表功能，可以使管理人员进行各类查询和统计工作。其中包含：单只船舶过闸情况汇总、收费日志、交接班日志、过闸吨位、过闸数量、收费情况的统计等实时和历史报表满足日常运用需求。
（6） 便民和指令功能。中心管理系统可向船户或涉水企业发布当日天气情况、闸站运行状态、水位水情等信息，服务涉水企业。即时获取闸站水位情况、限高情况、通航情况等，方便船户提前准备快捷过闸。
改造建设该系统可使白屈港各水闸管理方面得到完善，效率倍增，加强了调度管理，实现了统一核算、查询、控制，又树立良好的水闸服务窗口社会形象。落实了“加快推进水利现代化建设”的总体要求，更为推进全市水闸管理工作朝着水利现代化方向迈出了重要的一步，其经济效益和社会效益是实实在在的，长远应用前景是可预见的，它的建成具有参考和推广价值。
参 考 文 献
[1] 2012年5月《江阴市水利农机信息化建设项目一期工程可行性研究报告》江苏省工程咨询中心。
[2] 邹明忠，《江阴水利信息化建设实践》，2014年4月《中国水利》杂志。
[3] 唐开胜，《过船港船闸计算机收费系统的运用研究》，2012年6月《科技与生活》杂志。