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第1章 绪论1

1.1研究背景1

1.2研究目的2

1.3灌区用水管理信息化研究现状及存在问题2

1.3.1国外研究状况2

1.3.2国内研究状况4

1.3.3存在的主要问题6

1.4灌区用水管理信息化应用软件研究开发现状及存在问题8

1.4.1国外研究状况8

1.4.2国内研究状况9

1.4.3存在的主要问题10

1.5灌区用水管理信息化及应用软件发展趋势11

第2章 灌区用水管理信息化需求分析13

2.1需求分析方法13

2.2用水户的需求15

2.3用水户协会的需求17

2.4管理段（点）的需求19

2.5管理所（站）的需求21

2.6管理局（处）的需求22

2.7需求分析结论25

第3章 灌区用水管理信息化总体设计26

3.1灌区用水管理信息化总体架构26

3.2灌区信息化建设主要内容27

3.2.1灌区识别27

3.2.2水情监测27

3.2.3闸门控制28

3.2.4信息通信28

3.2.5水量调度28

3.3灌区信息化建设技术方案29

3.3.1灌区识别技术方案29

3.3.2水情监测技术方案30

3.3.3闸门控制技术方案31

3.3.4信息通信技术方案31

3.3.5水量调度技术方案32

第4章 灌区识别系统36

4.1概述36

4.2渠系及建筑物识别36

4.2.1水源识别37

4.2.2渠系设施识别37

4.2.3量水设施识别38

4.2.4控制设施识别39

4.3管理机构识别39

4.3.1管理局41

4.3.2管理所41

4.3.3管理段41

4.4用水户识别41

4.4.1农业用水单元41

4.4.2工业用水单元42

4.4.3生活用水单元42

4.4.4生态用水单元43

4.4.5综合用水单元43

4.5渠系与用户对应关系识别43

4.6识别方法44

4.6.1编码识别44

4.6.2自定义搭建识别45

4.6.3可视化创建识别45

4.6.4电子地图识别47

4.6.5地理信息系统识别47

4.6.6其他方法识别48

4.7关键技术与设备49

4.7.1识别对象确立49

4.7.2识别方法选择49

4.7.3识别软件与设备49

第5章 水情监测系统54

5.1概述54

5.2监测内容54

5.2.1水位监测55

5.2.2闸位监测55

5.2.3流速监测55

5.2.4流量监测57

5.2.5雨情监测58

5.2.6墒情监测58

5.2.7水质监测59

5.2.8现场视频监测60

5.2.9其他监测60

5.3信息点监测方式60

5.3.1实时影像可视化监测信息点61

5.3.2实时模拟可视化监测信息点61

5.3.3实时采集信息点61

5.3.4实时记录定期采集信息点61

5.3.5人工观测记录信息点62

5.4关键技术与设备62

5.4.1信息点配置62

5.4.2监测方式选择64

5.4.3监测记录设备66

第6章 信息通信系统70

6.1通信网络系统70

6.1.1概述70

6.1.2组网方式71

6.2计算机网络系统71

6.2.1概述72

6.2.2系统设计72

6.3通信方式73

6.3.1光纤通信73

6.3.2电话通信74

6.3.3无线移动通信74

6.3.4微波通信74

6.3.5超短波通信75

6.3.6扩频微波通信75

6.3.7有线电缆通信76

6.3.8媒介转储通信76

6.4关键技术与设备76

6.4.1通信网络的确立76

6.4.2通信方式选择77

6.4.3通信设备78

第7章 闸门控制系统85

7.1概述85

7.2控制方法85

7.2.1就地控制模式86

7.2.2远程控制模式86

7.2.3自动控制模式87

7.2.4分布式控制模式87

7.2.5集中式控制模式87

7.2.6 SCADA控制模式89

7.3控制对象90

7.3.1闸门90

7.3.2泵站94

7.4太阳能闸门控制系统94

7.4.1太阳能自控闸门选择及系统组成95

7.4.2太阳能自控系统关键设备96

7.4.3太阳能电源系统设计98

7.5长顶堰控制系统101

7.6测控一体闸控制系统103

7.6.1概述103

7.6.2全渠道控制系统工作原理104

7.6.3测控一体闸设备构成105

7.6.4测控一体闸特点分析106

7.7关键技术与设备107

7.7.1控制点确立107

7.7.2控制方式选择107

7.7.3控制设备108

第8章 水量调度系统109

8.1概述109

8.2灌区来水预报110

8.3灌区可供水预报111

8.4灌区需水预报111

8.5灌区水量调度112

8.5.1常规调度112

8.5.2优化调度116

8.5.3应急调度118

8.6协调决策模型120

8.7农户及水费管理等其他功能121

8.8关键技术122

8.8.1经济实用目标确立122

8.8.2调度模型与方式选择122

8.8.3调度软件123

第9章 应用软件开发设计125

9.1应用软件开发的原则125

9.2软件开发过程126

9.2.1初始阶段126

9.2.2细化阶段126

9.2.3构造阶段126

9.2.4交付阶段126

9.3软件开发中的文档127

9.3.1文档管理的重要性127

9.3.2文档计划127

9.3.3软件生命周期各种文档编制128

9.3.4文档编制的相关要求130

9.3.5需求分析阶段的文档编制131

9.3.6文档工作中应注意的问题131

9.4应用软件架构132

9.4.1单机应用与网络应用选择132

9.4.2三层架构选择132

9.4.3 B/S与C/S结构比较选择134

9.5开发环境136

9.5.1开发环境的分类136

9.5.2开发环境的选择137

第10章 数据库的设计144

10.1数据库设计概述144

10.2数据库的设计原则144

10.3数据库的设计步骤145

10.4灌区数据库需求分析146

10.4.1取水数据146

10.4.2输水数据147

10.4.3配水数据147

10.4.4用水数据147

10.4.5测控数据148

10.4.6管理数据148

10.5灌区数据库设计148

10.5.1灌区数据库概念设计148

10.5.2灌区数据库逻辑结构设计149

10.6数据表实例149

第11章 应用软件主要功能150

11.1灌区识别150

11.2水情监测151

11.2.1水情监测软件设计要点151

11.2.2水情监测软件结构的选择151

11.2.3监测方式与程序设计152

11.3闸门控制152

11.3.1控制系统设计要点153

11.3.2控制软件结构选择153

11.3.3控制方式与程序设计153

11.4信息通信154

11.4.1信息传输软件设计要点154

11.4.2通信协议154

11.5水量调度157

11.5.1调度决策软件设计要点157

11.5.2调度决策软件的结构选择158

11.5.3调度决策与程序设计158

11.6水费征收158

11.6.1水费征收软件设计要点158

11.6.2水费征收软件结构选择158

11.6.3水费征收软件主要功能设计158

11.7用户管理159

11.7.1用户管理159

11.7.2权限分类159

11.7.3角色与权限关系159

11.7.4用户管理功能设计159

附录A灌区用水管理信息化相关标准161

附录B灌区主要建筑物及用水户属性定义数据表项166

参考文献174