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监控数据统一接收平台的研究与设计 摘 要：设计了一种能够适应多种类型的监测站、人工采集、外部系统等多种监测数据的统一数据接收平台。该方法对多种类型监控系统数据的接收过程进行了分析，采用面向接口的编程技术及数据库设计技巧，实现了多数据源监控信息的接收，对接收的数据统一进行修正及合法识别，为监测分析系统提供有效的数据。该监控数据统一接收平台的设计为开发通用监控系统数据伺服程序具有一定的借鉴意义。 关键词：监控数据；统一接收平台；研究与设计；伺服程序 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）04-00-04 0 引 言 远程监控系统广泛地应用于水文、国土、环保、道路交通等领域，在自然灾害、安全防护等方面发挥着举足轻重的作用。监控系统中的预测预警功能利用行业内研究分析模型，对采集的数据进行分析，以图表、仿真、动画演进等方式，展示监控对象的发展变化趋势，用于满足决策者的信息需求。数据采集负责远程监控系统数据来源，是整个系统的基础。目前数据采集主要有监测站采集、外部系统集成和人工报送三种方式。远程监控系统的网络结构示意图如图1所示。 1 远程监控系统的数据来源 1.1 自动监测站采集 随着无线网络及传感器技术的发展，自动监测站成为当前监控系统最主要的数据来源，对自动监测站数据的接收是统一数据接收平台的核心内容，需要能够兼容不同版本的传输规约。监测站数据采集系统由自动监测站、传输网络、监控中心三部分组成，自动监测站在数据传递前需对传送信息按照传输规约进行编报，监控中心数据接收则需完成对报文的收取、解译及解译后数据的容错、修正、存储操作。其工作流程如图2所示，具体如下所示： （1）监测站监测到定点报或加报的条件得到满足； （2）依据传输规约编制报文； （3）通过无线网络将编制好的报文发送至监测中心工控机上； （4）工控机上安装的数据接收程序对报文进行接收； （5）将接收到的报文按照传输规约进行解包，将其解译为人工可以识别的数字； （6）根据解译出报文中监测站的信息、修正信息和设定的阈值，按照一定的规则进行容错、修正处理； （7）对处理的结果进行存储。 1.2 外部系统数据集成 外部系统数据是远程监控系统数据的补充来源之一，具有成本低、数据量大、避免重复投资等特点。如水质监测分析系统需要集成固定实验室系统的检测数据；水雨情监测预警系统需要集成气象局雨量监测数据、水文局水位监测数据。其数据采集方式一般使用发布与订阅模式进行数据集成。具体步骤如下： （1）发布方将发送的数据写入到接收方可以操作的区域，通知接收方进行数据收取； （2）接收方读取文件，将数据存储到数据库中。 1.3 人工采集 人工采集模式通过人工观察，将观察结果通过移动终端App或基于PC端的Web应用系统进行上报，上报至监测中心。 2 传统数据接收平台存在的问题 传统的某一版本的数据接收程序仅完成使用特定传输规约自动监测站的数据采集，依赖于监控系统定义的传输规约及特定项目的数据容错、修正规则。外部数据集成及人工采集直接写入分析系统的数据库中，即默认了这两部分数据的有效性。对传统数据接收程序进行分析后，不难发现存在四点缺陷。 2.1 预警预报系统与数据接收系统耦合度高 预警预报系统的职责是使用相应的数据模型和采集到的数据对现场状况进行分析预测，提供告警服务和输出变化趋势分析结果，并不关心数据来源及数据正确与否。人工采集和外部数据集成的数据直接写入分析系统数据库中，预警预报系统除需完成分析预测，还需对这部分数据的合法性进行验证和修正。 2.2 维护成本高 自动监测站在不同时期的传输规约和业务规则会发生相应的变化，传统接收程序是基于具体业务规则开发的，而不是基于抽象接口，在业务规则发生变化时，程序维护工作量大，且容易出错。 2.3 可移植性差 不同项目由于监测对象及应用地区不同，其传输规约和数据处理不同。传统的数据接收程序无法进行移植，必须修改原有程序，成果的复用仅仅是基于代码级别的，无法实现可配置化的开发，程序移植性差，增加了单个项目的开发成本。 2.4 故障排查困难 监控系统中信息加工的环节很多，传感器、编报软件、解译程序、分析算法、安装工艺均有可能存在缺陷。在系统运行阶段，当发生不可预期的错误时，无法进行追溯，从而无法准确的预判系统出现问题的环节。没有保留处理过程数据，不易排查发生故障的原因。 3 概要设计 3.1 框架设计 数据统一接收平台为所有数据采集模式使用统一的数据输出接口。接收平台先将接收到的原始数据存入本地数据库原始数据表中，由数据处理模块统一完成数据的验证与修正，对于不能满足分析系统对采集频率有要求的监测项目，利用平台提供人机交互接口进行统一插补。平台将数据接收使用的数据库同分析使用的数据库进行隔离，分析系统仅转移接收数据库中的合