智慧水库灌区信息系统建设技术研究及应用——以石头河水库灌区为例

摘要

针对互联网、物联网、云计算等技术的快速发展，借鉴“智慧地球”的理念提出了“智慧水库”。本文以石头河水库管理信息化系统为课题背景，对数据中心的云计算调度、智慧水库感知网架构和中间件设计两个方面的关键技术进行分析研究。在分析了智慧水库信息系统的需求基础上，釆用基于多目标优化算法进行云计算虚拟机分配，设计水库感知网体系与中间架构。并最终结合石头河水库灌区信息化建设现状，构建石头河智慧水库信息系统，验证方法的可行性。通过分析研究，本文的结论主要如下：
　　（1）基于数据中心的云计算资源调度模型方法，采用基于多目标优化算法进行虚拟机资源分配与自适应动态调度，虚拟机在分配和动态调度过程根据综合负载能力评估、历史负载数据触发迁移策略、迁移开销定位的策略，实现最佳匹配的迁移物理机目标选择策略。从而达到节能、提高资源利用率的效果；
　　（2）由于在智慧水库信息系统中汇集多维、多时效的海量信息，因此需要数据入口与汇集机制统一并且一致。文中基于物联网计算框架以及满足智慧水库感知网的技术体系和物联网的网关功能需求，提出智慧水库信息系统软件和硬件构建方法，实现动态管理感知资源和HTTP协议提供泛在服务；
　　（3）在对石头河水库灌区概况介绍的基础上，分析石头河水库灌区管理运行信息化建设发展现状和存在的问题，提出建立石头河智慧水库信息系统思路以及分析其功能需求，给出石头河智慧水库的体系架构，最后描述桌面云在水库信息化管理中的应用实践、物联网技术在水库信息系统的中应用。为石头河水库灌区实现现代化智能管理、高效运行提供相应服务。
　　总体来说，水库工程作为水资源重新分配的顶端工程，建立智慧水库信息系统将为水库的防洪、抗旱、水资源分配、环境保护以及推动水库管理信息化、现代化、智能化、可持续发展提供全新的综合管理模式。由于智慧水库信息系统的建设目前尚处在建设和发展的初期阶段，因此研究智慧水库信息系统建设过程中所涉及的关键性技术，对智慧水库信息系统的建设有着重要的实用价值和意义。

目录

声明

1 绪论

1.1选题背景及研究目的

1.2水库信息化系统建设的发展现状

1.3研究内容及技术路线

2 智慧水库数据中心云计算处理过程资源调度问题分析

2.1云计算资源虚拟化

2.2云计算资源调度模型

2.3云计算的资源调度策略和目标

2.4云计算虚拟机分配、调度算法

2.5小结

3 水库感知网系统架构

3.1水库感知中心与水库感知网

3.2 物联网网关功能分析及设计

3.3 水库感知网的中间件功能定义与设计

3.4小结

4 智慧水库应用服务实例分析

4.1 石头河水库及灌区概况

4.2 石头河水库运行管理信息系统建设现状分析

4.3 石头河智慧水库信息系统设计

4.4 石头河智慧水库信息系统的功能需求

4.5 石头河智慧水库信息系统的体系架构

4.6 石头河智慧水库信息系统应用

4.7 小结

5 结论及展望

致谢

参考文献