基于时间序列的苏州城市河道管理综合信息化系统的研究与探索

夏悦玥,宋振华,何丹青（．苏州市河道管理处；.苏州市西塘河管理处）



基于时间序列的苏州城市河道管理综合信息化系统的研究与探索

夏悦玥1,宋振华1,何丹青2
（1．苏州市河道管理处；2.苏州市西塘河管理处）

摘要：基于时间序列管理技术开发了一套能应用于苏州城市河道管理、防汛等管理业务中的综合信息化系统，能自动收集各类水文气象、河道信息等海量数据，并对这些数据进行整理、分析处理及挖掘等深层次的加工，为运行调度决策和河道管理提供数据支持。

关键词：时间序列；河道管理；信息化；聚类算法；数据处理

0　引言

苏州地处太湖之边，“君到姑苏见，人家尽枕河。古宫闲地少，水巷小桥多。”因水而美的苏州城区河道星罗密布，现有大小河道177条，河网长度226公里。随着苏州经济、旅游行业的飞速发展，城市人口不断增多，向河道内任意排放污水、倾倒生活垃圾、侵占河道水域、违章搭建等现象频繁发生，而涉河违法违章行为具有普遍性的违法时间较短、影响范围大，且违法现象发生后后续的管理难度大等诸多难点。为进一步加强并规范城市河道管理，研究能自动收集违法等涉河的海量信息，加强信息的整理力度并提供调度和决策支持，服务苏州社会经济发展，笔者研发了基于时间序列的苏州城市河道管理综合信息化系统，利用该综合信息系统可有效加强河道管理效率。

1　河道管理综合信息化系统

1.1研究背景

笔者所在单位目前主要从事90平方公里范围内的河道水环境治理、防汛及抢险、泵闸设施运行及调度、主干道雨水管网疏挖及维护、下穿立交管理、河道保洁、水政执法及涉水审批等系列工作，近期还将增加苏州大市范围内的行业指导职责，管理范围广、任务重。在实际管理过程中，笔者发现河道管理信息在科室和部门间存在的共享交流难、更新周期长、处理效率低、后期查询分析困难，管理费时费力、易出错，易产生科室和部门间相关数据产生冲突和矛盾，一些重要的管理信息丢失严重，实际管理过程中管理人员缺乏全局总体性的考虑，因此，现行的传统管理方式已无法适应苏州城市河道现代化、信息化的管理需求。通过长时间的研究与探索，笔者立足于提效能、强管理的目标，尝试性的开发“基于时间序列的苏州城市河道管理综合信息系统”。该系统通过将苏州城市河道一系列关联的信息进行系统整合，利用基于时间序列的综合信息分析，实现涉河信息的自动化处理和现代化管理，为河道管理决策提供科学依据，提高河道管理部门的信息处理精度和工作效率。

1.2系统原理

苏州城市河道管理综合信息系统采用c语言编制，除网上办公等基本功能外，具有7大专业处理模块，可以实现河道数据的实时存储、录入、访问、查询、处理分析等功能。系统采用时间序列中最常用的K—means聚类算法，它以k为参数，把n个对象分为k个簇，以使簇内具有较高的相似度，而簇问的相似度最低。相似度的计算根据一个簇中所有对象的平均值（被看作簇的重心）来进行。

1.3系统专业管理功能

苏州城市河道管理综合信息系统需要收集的资料，主要包括河道基础信息（河道长、宽，驳岸情况，近期治理信息等）、河道管理蓝线、河道占用信息、涉河规划信息、河道长效管理信息、河道工程建设信息、排污和雨水口信息等系列管理信息。针对河道管理的具体业务情况进行系统功能设计，实现了河道信息管理的查询、处理、统计分析等各项功能要求，系统具有7大专业处理模块：

（1）河道基础信息模块：苏州城市河道基础数据库，涉及河道地理信息、河道占用信息、河道保洁管理信息、河道排水口信息、河道水质信息、河道水位及流速信息等维护与更新，需要管理员权限。

（2）运行调度信息模块：泵闸的调度运行信息库，涉及泵闸地理信息、运行状态、调度方案、设备设施状态、调度指令、外围水情等信息。根据苏州城市防洪大包围内的各个枢纽及泵闸设施（含立交泵站）的实际运行和开关情况进行统计，实时了解泵闸设施的所处的运行情况，及时进行调度运行，改善河道水环境，并根据气象部门信息，及时切换防汛和换水模式。

（3）河道长效管理模块：根据河道管理日常工作安排，负责河道保洁、河道巡查、河道清淤、河道违法信息、河道护栏驳岸、排污占河信息等事件的巡查和处理。

（4）涉水审批信息模块：涉及河道地形数据、河道整治规划、蓝线管理、涉河建设审批、雨水管网接入、违法信息查处等信息的处理。实现河道整治规划信息查询、河道地形数据管理、河道地形查询与显示、工程建设对河道功能影响监控管理等。实现对河道管理范围内进行查询、信息统计，并形成统计报表，提高分析查询能力。

（5）雨水管网信息模块：涉及主干道雨水管网GIS、管道疏通、管网建设、管网巡查、出水口信息、管道接入执法等信息。基于雨水管网图，明确标示管网疏通、冲洗、开挖建设、接入等信息，对城市主干道雨水管网的变化及时进行更新，及时了解管网现状。

（6）便民投诉信息模块：涉及来信来函、12345工单、寒山闻钟、名城苏州、社区街道联动、义务巡查反馈等信息的收集和处理，加强科室与部门间的信息共享和分发处理功能，大幅度提高处理效率。

（7）防汛防台信息模块：涉及苏州气象信息、水情工情信息、应对措施、防汛预案、部门联动、抢险队伍等信息，加强应对极端天气的处理效率，确保不出现大面积积水和淹水。

通过对上述7个模块的综合利用可有效实现苏州城市河道的高效管理。

1.4系统界面开发

结合系统各项功能，综合分析管理人员的使用要求和使用便捷性，开发并优化了系统相关界面。

图2　系统登录界面

图3　系统运行界面

图1　苏州城市河道管理综合信息系统

1.5统计分析功能的开发

为使系统采集到的水位等水情信息及时得到处理分析，笔者开发了基本数据的统计分析模块。通过小波及小波包的使用，使得系统具备信号的分析处理功能。

系统支持图形信息查询模式下按照给定属性（区域范围、河道长度、驳岸形式等）查询得到的一条或多条河道的“表格／图形输出”功能，可通过简单筛选条件自动定位。在管理员权限下可支持能对各条河道的各种属性进行编辑、更新，支持EXCEL／文本／二进制的批量录入与更新。可对堆泥场位置、保洁巡查点、沿河违章等进行手动位置标注，同时支持相片展示功能。

图4　信号采集分析功能示意图

系统支持相关信息的分发和转交功能，根据采集信息的范围、属性等特性，自动将相关待处理信息分发至相应的科室和部门，并将处理结果和处理情况实时无缝对接，提高河道信息的处理效率。

2　存在问题

针对目前河道管理职能的增加，系统需要增加全市河道信息的相关内容，加强农村河道的管理。同时，系统的功能目标设计都具有很强的专业性，需要配套相应的管理制度，才能保证其正常运行：

（1）健全工作机制，建立一套全面、完善、严格的系统管理和使用制度，使信息化系统在河道管理过程中规范运行。

（2）提高管理人员素养，加强培训，不断对系统进行更新和维护，开发更实用和高效的功能，使河道信息化系统持续有效的运行。

苏州城市河道管理综合信息化系统具有了信息化、网络化及数字化的功能，实现了河道信息的采集录入、信息存储和分发、数据分析查询、管理信息反馈，为河道管理和关键信息处理分析提供准确的数据支撑，同时也为各科室和部门的管理决策、分析研究及时提供可靠依据，有助于提高专业部门的管理效率，优化管理效能，对促进苏州城市河道的管理现代化有着非常重要的意义。

参考文献

[1] 徐义峰,徐云青,刘晓平.一种基于时间序列性的推荐算法[J] .计算机软件及计算机应用,2006(10):25-27

[2] 陶红,袁金荣;MATLAB与C/Visual C++混合编程的实现[J] ;计算机工程与应用;2000年10期

[3] 宋振华，夏悦玥，汤方平，周济人.基于LABVIEW的贯流泵压力脉动测试系统。商2014(48):292-294

[4] 宋振华,周济人,汤方平,袁家博.贯流泵压力脉动测试信号的采集及处理分析[J] . 扬州大学学报(自然科学版).2009(02)

Research and Exploration on the integrated information system of urban river management in Suzhou based on time series

Xia Yueyue1,Song Zhenhua1,He Danqing2
(1 Suzhou River Management Office;2 Xitang Suzhou River Management Office)

Abstract：Based on time series management technology developed a can be used in Suzhou urban river management and flood control management integrated information system,can automatically collect all kinds of meteorological and hydrological,channel information and other data,and carries on the collation, analysis and mining of deep processing of these data,for operation scheduling decisions and river management provide data support.

Keywords：time series;river management;information;clustering algorithm;data processing