.福建省安溪縣水利局 .安溪縣國(guó)土資源局 吳偉成 卓萬(wàn)生 張國(guó)明

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安溪縣山洪災(zāi)害防范決策支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案綜析

1.福建省安溪縣水利局 2.安溪縣國(guó)土資源局 吳偉成1卓萬(wàn)生2張國(guó)明1

山洪災(zāi)害是山地丘陵地區(qū)的重要災(zāi)種，每年給廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅，已經(jīng)成為山地丘陵地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)中十分突出的問(wèn)題。積極探索山洪災(zāi)害防治的有效途徑和方法，尤其是防范管理決策系統(tǒng)的建設(shè)，已是十分迫切和必要。該文圍繞項(xiàng)目的建設(shè)任務(wù)、目標(biāo)與內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法與流程、框架構(gòu)建、應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系以及庫(kù)表結(jié)構(gòu)等方面對(duì)山洪災(zāi)害防范決策支持系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行重點(diǎn)闡述。

山洪災(zāi)害 防范決策系統(tǒng) 方案綜析

1 開(kāi)發(fā)背景

安溪縣地處閩南金三角（廈、漳、泉）的結(jié)合部，是福建省東南沿海典型的山區(qū)縣份，山地丘陵多，山丘面積占全縣面積85%以上；河流眾多、水系密布、源短流急，多屬暴漲暴落的山區(qū)性河流。受暴雨和臺(tái)風(fēng)影響，全縣山洪災(zāi)害多發(fā)、頻發(fā)，是全省山洪災(zāi)害的易發(fā)區(qū)和多發(fā)區(qū)。山洪災(zāi)害給全縣人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅，已經(jīng)成為全縣防災(zāi)減災(zāi)中的突出問(wèn)題。因此，開(kāi)展山洪災(zāi)害防治試點(diǎn)工作，積極探索山洪災(zāi)害防治的有效途徑和方法，十分迫切和必要。

2 任務(wù)、目標(biāo)與內(nèi)容

2.1 任務(wù)來(lái)源

國(guó)家和福建省山洪災(zāi)害防治規(guī)劃的試點(diǎn)縣份。

2.2 工作任務(wù)(見(jiàn)表1)

表1 項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)一覽表

續(xù)表1

4系統(tǒng)集成（1）完成監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)匯集平臺(tái)軟硬件設(shè)備集成； （2）完成監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)應(yīng)用軟件與現(xiàn)有縣級(jí)洪水預(yù)警報(bào)系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兼容與整合； （3）完成監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的服務(wù)器、工作站等平臺(tái)的集成與配置，完成系統(tǒng)軟件平臺(tái)、監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)應(yīng)用軟件及相關(guān)軟件的安裝調(diào)試，完成電話傳真預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)（傳真服務(wù)器系統(tǒng)）軟硬件的安裝調(diào)試； （4）完成相關(guān)數(shù)據(jù)的整編錄入； （5）完成監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)應(yīng)用軟件與本次采購(gòu)的電話傳真預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)、以及試點(diǎn)縣提供的短信信息機(jī)等軟硬件設(shè)備的整合； （6）完成監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)應(yīng)用軟件與現(xiàn)有氣象信息資源的整合； （7）完成縣級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備的集成與配置。

2.3 工作內(nèi)容與目標(biāo)

安溪縣山洪災(zāi)害防范管理決策系統(tǒng)是福建省防汛系統(tǒng)的重要組成部分，是整體項(xiàng)目的核心工程，將接入專網(wǎng)平臺(tái)。系統(tǒng)將建立職責(zé)明確、結(jié)構(gòu)完整、功能全面、反應(yīng)靈敏、運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)、符合本縣實(shí)際情況的山洪災(zāi)害試點(diǎn)管理軟件系統(tǒng)。提高山洪災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，增強(qiáng)災(zāi)害事故的搶險(xiǎn)救援能力，為建立山洪災(zāi)害防治的安全長(zhǎng)效機(jī)制打下基礎(chǔ)。

平臺(tái)上：要利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)，建立翔實(shí)、高效的山洪災(zāi)害基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理、維護(hù)與更新，并實(shí)現(xiàn)與其他防汛信息的有機(jī)組合，最終實(shí)現(xiàn)省、市、縣領(lǐng)導(dǎo)能夠直接調(diào)用各試點(diǎn)單位的資源信息，輔助領(lǐng)導(dǎo)對(duì)災(zāi)害應(yīng)急事件的指揮。功能上：一方面要與前端信息采集系統(tǒng)相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、接收和存儲(chǔ)；另一方面又要將采集的信息進(jìn)行智能加工，包括數(shù)據(jù)識(shí)別、數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、數(shù)據(jù)計(jì)算等程序，最后將處理后的數(shù)據(jù)信息通過(guò)直觀、有效的方式進(jìn)行發(fā)布與預(yù)警。

從系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、資源信息、功能應(yīng)用、新技術(shù)等多方面綜合考慮，將各部分融合成一個(gè)高效、統(tǒng)一的有機(jī)體。建立災(zāi)害預(yù)警信息的內(nèi)外網(wǎng)發(fā)布和管理系統(tǒng)，為災(zāi)害預(yù)防、事故救護(hù)提供數(shù)據(jù)采集、處理、語(yǔ)音、通訊等諸多應(yīng)用提供統(tǒng)一的信息傳輸通道，提高對(duì)突發(fā)事故快速反應(yīng)的處理能力。建立網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)系統(tǒng)（具體的內(nèi)容與實(shí)現(xiàn)目標(biāo)見(jiàn)表2）。充分整合和強(qiáng)化專業(yè)部門(mén)救護(hù)資源，提高應(yīng)急救援的時(shí)效性、準(zhǔn)確性、有效性。

表2 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容與目標(biāo)

3 設(shè)計(jì)方法與流程

3.1 設(shè)計(jì)方法

本項(xiàng)目是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)按系統(tǒng)工程的方法從組織、過(guò)程、技術(shù)三個(gè)方面進(jìn)行精心規(guī)劃和實(shí)施，充分考慮要有良好的擴(kuò)展支持，建立可持續(xù)可擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)，為以后更加深入、更加廣泛地開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的Web Service方式提供對(duì)外接口，其開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)性和跨平臺(tái)特性都須充分保證本系統(tǒng)具有靈活而強(qiáng)大的可擴(kuò)展性。圖1就是在技術(shù)方面所采用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

圖1 項(xiàng)目技術(shù)方面所采用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法流程圖

3.2 設(shè)計(jì)流程（見(jiàn)圖2）

圖2 設(shè)計(jì)流程示意圖

4 框架構(gòu)建

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

隨著當(dāng)前各行業(yè)業(yè)務(wù)內(nèi)容及流程的轉(zhuǎn)變，相應(yīng)的信息化系統(tǒng)也逐漸從滿足內(nèi)部的日常辦公和業(yè)務(wù)處理轉(zhuǎn)向快速為內(nèi)部和外部提供信息服務(wù)。為此，采用了基于SOA的系統(tǒng)架構(gòu)為核心的設(shè)計(jì)方法來(lái)滿足上述的業(yè)務(wù)要求。

通過(guò)以架構(gòu)為中心，采取以下幾方面措施以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性：

4.1.1架構(gòu)設(shè)計(jì)上的分層和單向依賴

對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)采用基于組件的分層（Layer）方法，把系統(tǒng)分為應(yīng)用層（Application Layer）、領(lǐng)域?qū)樱―omain Layer）、體系層（Infrastructure Layer）或更多層，盡可能地?cái)U(kuò)大系統(tǒng)的重用性（Reusability），同時(shí)關(guān)注系統(tǒng)的實(shí)施設(shè)計(jì)（Tier）以解決其它問(wèn)題。不同層次之間是單向依賴的，只能夠由上層調(diào)用下層，或者由下層返回一些消息和錯(cuò)誤信息給上層。通過(guò)制定嚴(yán)格的層次間的關(guān)系，來(lái)保證處于軟件架構(gòu)的越低層次，組件的重用度越高。

4.1.2形成架構(gòu)模式實(shí)現(xiàn)架構(gòu)級(jí)別的重用

架構(gòu)框架（Architecture Framework）或基礎(chǔ)架構(gòu)（Infrastructure Architecture）是輔助實(shí)現(xiàn)某種架構(gòu)的一個(gè)子集。許多在架構(gòu)方面很困難的問(wèn)題可通過(guò)架構(gòu)框架和基礎(chǔ)架構(gòu)解決。這些架構(gòu)框架和基礎(chǔ)架構(gòu)具有很高重用度的部分，它是對(duì)很多個(gè)性化的問(wèn)題的精練和總結(jié)，是在很多項(xiàng)目上的逐漸積累。如果能對(duì)特定領(lǐng)域的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的架構(gòu)框架。那么這個(gè)框架就有了廣泛的重用性（重用范圍從項(xiàng)目范圍擴(kuò)大到領(lǐng)域范圍）。

4.1.3統(tǒng)一的架構(gòu)設(shè)計(jì)流程幫助實(shí)現(xiàn)重用

本項(xiàng)目采用了統(tǒng)一過(guò)程中定義的4+1架構(gòu)視圖（用例視圖、邏輯視圖、進(jìn)程視圖、部署視圖、實(shí)施視圖和數(shù)據(jù)視圖），并配合用例驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)方法。約束架構(gòu)的設(shè)計(jì)和描述，為實(shí)現(xiàn)清晰的界定和找到重用部分在方法學(xué)上打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2 SOA架構(gòu)概述

面對(duì)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，如何便于各系統(tǒng)快速開(kāi)發(fā)和易于擴(kuò)展，充分考慮現(xiàn)有的成果與未來(lái)的建設(shè)相互銜接，是項(xiàng)目必須要處理的兩個(gè)問(wèn)題。SOA（Services Oriented Architecture ，面向服務(wù)的架構(gòu)）技術(shù)正是在這樣的需求下產(chǎn)生的，其最大的特色無(wú)疑是通過(guò)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)（Business-Driven Development，BDD）。

4.2.1基于SOA的可擴(kuò)展系統(tǒng)架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是幫助用戶使用某種技術(shù)手段來(lái)完成業(yè)務(wù)流程，其本質(zhì)是“業(yè)務(wù)流程”，而不是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)應(yīng)用。在這一原則下，設(shè)計(jì)工作就圍繞著“業(yè)務(wù)流程”（見(jiàn)圖3）展開(kāi)的，整個(gè)業(yè)務(wù)功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)采用SOA（面向服務(wù)的體系架構(gòu)），充分保證系統(tǒng)功能和流程實(shí)現(xiàn)的靈活性和擴(kuò)展性。

圖3 可擴(kuò)展的以服務(wù)為核心的系統(tǒng)架構(gòu)

4.2.2系統(tǒng)在NET下的部署

本項(xiàng)目基于NET多層分布式架構(gòu)(見(jiàn)圖4)。

圖4 基于NET多層分布式架構(gòu)圖

4.3 總體框架(見(jiàn)圖5)

圖5 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的總體框架圖

5 應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系

項(xiàng)目的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系見(jiàn)圖6。

圖6 應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖

6 庫(kù)表結(jié)構(gòu)

在遵循國(guó)家水利部頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合建設(shè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和我省的實(shí)際需要和建庫(kù)技術(shù)需要而進(jìn)行構(gòu)建的，其庫(kù)表結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7。

圖7 項(xiàng)目的庫(kù)表結(jié)構(gòu)圖