Vorwort: Als informationsintensive Branche ist der Wasserwirtschaftssektor zunehmend auf Informationen angewiesen und kann ohne die Informationstechnologie-Revolution nicht existieren. Minister Wang Shucheng betonte auf der Nationalen Konferenz für Wasserwirtschaftswissenschaft und -technologie, dass eine optimale Wasserressourcenverteilung in der modernen Wasserwirtschaft mit manuellen Methoden grundsätzlich nicht zu erreichen ist. Sie kann und muss nur durch moderne Mittel erreicht werden, indem Informationstechnologie, Computertechnologie, künstliche Intelligenz und andere Technologien eingesetzt werden, um ein Echtzeit-Wasserressourcenüberwachungs- und -managementsystem zu etablieren und die Informatisierung des Wasserressourcenmanagements zu realisieren, um solche komplexen Probleme der Ressourcenverteilung zu lösen. Dieser historische Wandel – von einer ingenieurorientierten zu einer ressourcenorientierten Wasserwirtschaft, von einer traditionellen zu einer modernen und nachhaltigen Wasserwirtschaft; von der primären Fokussierung auf die Entwicklung, Nutzung und Bewirtschaftung von Wasserressourcen hin zur Betonung der Verteilung, Erhaltung und des Schutzes von Wasserressourcen neben Entwicklung, Nutzung und Bewirtschaftung – verdeutlicht die Bedeutung dieser Transformation. Die Umstellung von getrennter Verwaltung von Wasserqualität, -menge und -energie auf eine einheitliche Zuteilung, Planung und Bewirtschaftung der Wasserressourcen erfordert die Digitalisierung des Wassermanagements als entscheidende technologische Grundlage und Voraussetzung für diese Transformationen. Die rationale Zuteilung von Wasserressourcen durch moderne Managementmethoden ist ebenfalls ein wichtiger Indikator für die Modernisierung des Wassermanagements. Das Datenerfassungssystem für den Bewässerungsbezirk Mengkaige besteht aus neun Wasserstandsmessstationen und der Verwaltungsstelle des Bewässerungsbezirks Kaiyuan. Die entlang der Kanäle des Bewässerungsbezirks verteilten Messstationen übermitteln Informationen über das GPRS -Netzwerk an die Verwaltungsstelle. Dort werden Daten wie Wasserstand und Durchfluss zur Datenverarbeitung und -speicherung übertragen. Die Kommunikationsschnittstelle der Messstationen funktioniert wie folgt: Basierend auf dem GPRS-Netzwerk stehen drei Zugriffsmethoden zur Verfügung: dedizierte Leitung, öffentliches Netzwerk und drahtloser Zugriff. Dieses System ist mit dem ursprünglichen Erfassungssystem kompatibel und nutzt weiterhin die ursprüngliche GPRS-Modem-Zugriffsmethode. Das Zugriffsschema sieht wie folgt aus: Die GPRS-Kommunikationsmethode nutzt ein dediziertes VPN, wobei der Mobilfunkbetreiber dem Rechenzentrum eine feste IP-Adresse im Modemnetzwerk zuweist. Das Rechenzentrum stellt über ein drahtloses GPRS-Modem eine Mehrpunkt-zu-Zentrum-Datenkommunikation mit den Telemetriestationen her. Die entfernten Telemetriestationen bauen Datenkanäle zum Rechenzentrum auf, basierend auf ihren konfigurierten IP-Adressen im Netzwerk des Rechenzentrums. Mithilfe des VPN-Dienstes von China Mobile wird für die Nutzer ein GPRS-basiertes virtuelles privates Datennetzwerk (VPN) aufgebaut. Durch die Zuweisung eines festen IP-Adresssegments können diese Adressen nur innerhalb des VPN des Nutzers kommunizieren und nicht mit VPN-Knoten anderer Nutzer oder über das Internet zugreifenden Nutzerknoten. China Mobile kann jeder GPRS-DTU eine feste IP-Adresse auf ihrer SIM-Karte zuweisen, und das Rechenzentrum kommuniziert anhand der ID-Nummer oder IP-Adresse der jeweiligen DTU. Alternativ ist die Zuweisung einer festen IP-Adresse nicht erforderlich. Nach der Verbindung mit dem GPRS-Netzwerk erhält die DTU dynamisch eine IP-Adresse innerhalb eines festgelegten Netzwerksegments. In diesem Fall registriert und kommuniziert das Rechenzentrum anhand der ID-Nummer jeder DTU. Das Datenüberwachungszentrum des Nutzers verbindet sich über ein drahtloses GPRS-Modem mit dem GGSN-Server von China Mobile. Die Merkmale dieser Zugriffsmethode sind: (1) Die Datenübertragung erfolgt innerhalb eines eigenen VPN-Netzwerks, sodass externe Endgeräte oder Knoten keinen Zugriff haben und somit eine hohe Datensicherheit gewährleistet ist. (2) Die Datenübertragung innerhalb des eigenen VPN-Netzwerks gewährleistet zudem die Echtzeitfähigkeit. (3) Die Zugriffskosten betragen nur ein Drittel der Kosten für einen DDN-Standleitungszugang. Die Kosten werden reduziert, die Bandbreite liegt zwischen 40 und 80 kbit/s, und die Kommunikationsleistung erfüllt die Anforderungen an die Übertragung von Wasserinformationen für Bewässerungsgebiete vollumfänglich. (4) Hohes Datenübertragungsvolumen. Beim Herunterladen von Daten aus der Ferne kann das maximale Datenübertragungsvolumen einem halben Jahr an Daten entsprechen, die in der RTU der Station gespeichert sind. (5) Der zentrale Zugriffspunkt oder die Telemetriestation kann an eine feste IP-Adresse im Intranet gebunden werden. Bei Verbindungsabbrüchen kann die Verbindung automatisch wiederhergestellt werden, ohne dass die Adresse verloren geht. Unter geeigneten Bedingungen bietet China Mobile auch eine Lösung für den Zugang über eine dedizierte Glasfaserleitung (Zentrale) an. Die Bandbreite der Zentrale ist mit bis zu 2 Mbit/s deutlich höher, und die IP-Adresse ist fest. Die Datenübertragung erfolgt über ein privates VPN-Netzwerk, das sich für große Datenmengen eignet. Nachdem die Daten der Telemetriestation über das GPRS-Funknetz an das Managementzentrum übertragen wurden, durchlaufen sie zunächst die Firewall. Das Kommunikationsdienstprogramm führt eine Fehlererkennung und Datenformatnormalisierung durch und sendet die Daten anschließend im TCP/IP-Modus an den Datenbankserver. Die Datenbanksoftware analysiert, markiert und synthetisiert die Daten und speichert sie anschließend in der entsprechenden Datenbank. Die Yong-Web-Dienstsoftware liest die Telemetriedaten aus der Datenbank und stellt Echtzeit-Telemetriedaten sowie statistische Analyseberichte in einer grafischen Benutzeroberfläche auf einer Webseite dar. Die Netzwerkarchitektur zwischen den Datenerfassungspunkten des Managementzentrums und der Verwaltungsabteilung basierte auf dem GPRS-Kommunikationsnetz, das von den vier bestehenden Datenerfassungsstationen in der ersten Phase des IT-Ausbauprojekts im Jahr 2003 eingerichtet wurde. Auch die im Umsetzungsplan von 2004 vorgesehenen Überwachungsstationen nutzten GPRS. Da die Kommunikationsbedingungen der neu errichteten Stationen ähnlich sind, wird für die neun Datenerfassungspunkte in diesem Entwurf ebenfalls das GPRS-Kommunikationsnetz verwendet, um die vollständige Kompatibilität zwischen den Datenerfassungssystemen der neuen Stationen und den Kommunikationsmethoden der bestehenden Stationen und des Datenzentrums zu gewährleisten. Das Gesamtkonzept des IT-Pilotprojekts des Bewässerungsgebiets Kaiyuan ist eine dreistufige Netzwerkstruktur, die dem Managementzentrum Mengkai, der Verwaltungsabteilung des Bewässerungsgebiets Kaiyuan und den lokalen Datenerfassungsstationen entspricht. Die Netzwerkstruktur ist relativ einfach, und die Hauptaufgabe besteht darin, die Datenübertragung zwischen den neun Wasserstandsmessstationen und der Verwaltungsabteilung Kaiyuan über das GPRS-Netz zu realisieren. Systemnetzwerktopologiediagramm; Gesamtkonzept des Systems ; Lösungsdesign; Vorteile: Große Reichweite; Uneingeschränkte Nutzung durch Entfernung und Gelände; Geringe Nutzungsgebühren. Geringer Stromverbrauch, einfache Wartung und leichte Erweiterbarkeit; Hohe Geschwindigkeit; Ausgereifte Technologie, gute Gerätekompatibilität und eine breite Palette an Geräteoptionen.