1 項目背景

北京城市河湖水系作為首都基礎設施的重要組成部分，為首都的工農業用水，園林綠化以及生活用水提供水源，為城市的可持續發展提供基礎保障，也是首都的重要景觀。然而隨著社會的不斷進步和經濟的不斷發展，北京河湖水系的富營養化程度日益嚴重，危害了水體生態平衡和周邊居民的身體健康情況。其中，玉淵潭是典型的北京湖泊水系，水質更換周期較長，流速緩慢，水位較淺，十分容易富集營養物質，形成重度富營養狀態，這樣極易爆發藍藻水華，造成更大的環境和生態危害。
為了最大限度地保護和利用北京環境用水、減少水環境治理周期、減低能源消耗、提高治理效果，準確預測水華發生，北京金控自動化技術有限公司與北京工商大學智能控制與測控網絡實驗室聯合研發出一套基于GPRS的水質無線遠程監測與水華智能預測系統，在玉淵潭的湖泊水系進行實地應用。該系統可以實現對水域水質參數的實時采集、傳輸與自動監測，同時還可以對水華是否暴發進行預測，為水環境保護提供一套輔助決策系統，得到政府的大力支持。

2系統組成

基于GPRS的水質無線遠程監測與水華智能預測系統由數據管理模塊、水華預測預警模塊及Web發布系統組成，可實現對河湖水質信息的監測，對水華爆發按預定周期進行預警，并根據不同水域水質信息更新升級預報模型。

·數據管理模塊
該模塊接收由GPRS無線傳輸過來的玉淵潭水質參數數據信息，把水質信息數據存儲到數據庫中。數據庫采用關系數據庫模型設計。其中，數據包編號、數據包時間標識和數據包源終端編號作為主要的查詢依據字段。將總磷，總氮，葉綠素濃度，溶解氧等多種信息分類建立相應的數據表。訪問和維護管理等工作由ADO技術結合SQL命令來實現。

·水華預測預警模塊
系統通過COM技術，將由Matlab建立的預測模型制作成COM組件，嵌入VC開發的系統，這種混合編程技術可充分發揮了MATLAB語言編程方便、對復雜算法編程的優勢，以及VC編程功能強大，運算速度快的特點，并且可根據需要隨時更新神經網絡組件，增強了軟件的實用性與可擴展性。

·Web發布系統
結果發布層與中心數據相連，可根據不同查詢條件檢索并顯示水華預報結果，Web發布系統具有實時數據顯示、歷史數據及曲線查詢、預報結果及曲線查詢等功能。由于Web發布系統采用了PHP與MySQL數據庫相結合動態網頁開發技術，使整個發布系統具有了維護簡單、易于擴展、數據庫操作簡便等特點。用戶只需一臺可以接入Internet的普通PC機便可隨時隨地登陸網站查看水質監測數據與水華預報結果。

3應用效果

該系統將自動遠程水質監測系統與水華預警模型相結合，通過GPRS無線通信技術進行水質信息的實時遠程傳輸，將不同地點的水域水質信息匯集到監測中心，利用VC++編程靈活搭建系統人機操作界面，可以直觀地顯示、查詢、統計和分析監測數據，并結合水環境的現狀進行實時預測。系統為了方便用戶查看監測預報數據，通過PHP技術進行Web發布，用戶可隨時登陸網站查看相關信息，為實現河湖水質實時監測及水華預警自動化提供了有價值的、有效的參考，為環保部門提供了水華防治的決策依據。