趙 越 ，周大鵬 ，姜子南

（1. 遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110003；2. 遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110003；3. 遼寧省水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督中心站，遼寧 沈陽 110003）

0 引言

信息化在社會上的各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，市場需求迅猛，成為當(dāng)今發(fā)展最快的重點學(xué)科之一。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬化、搜索引擎等新興信息技術(shù)的成熟快速發(fā)展[1–2]，水利整體行業(yè)發(fā)展對信息化的需求在逐年加大，信息化系統(tǒng)建設(shè)在現(xiàn)代水利建設(shè)管理中有著舉足輕重的地位，具有實時性強、信息量大、跨度大、來源廣、種類多、關(guān)聯(lián)性強等特點，充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)、挖掘、利用各類資源信息，完成采集、通訊、存儲、處理、整編、發(fā)布等信息系統(tǒng)管理目標(biāo)。水利信息化系統(tǒng)建設(shè)過程中硬件產(chǎn)品的管理支撐是基礎(chǔ)，軟件開發(fā)和應(yīng)用是關(guān)鍵，在防汛抗旱、山洪災(zāi)害防治、水保監(jiān)測、移民評估、水資源監(jiān)控、水文預(yù)報與調(diào)度等多個方面發(fā)揮了重大作用，但軟件系統(tǒng)的開發(fā)費用的定價一直是供需雙方爭論的問題，由于不同人員智力成本和主觀因素的存在[3]，導(dǎo)致了不同知識背景和工作經(jīng)驗的人會有不同的觀點，難以形成普遍認(rèn)可的量化標(biāo)準(zhǔn)，因此亟需開展水利信息化軟件成本的測算研究。

1 軟件成本測算研究

1.1 水利信息化軟件的生命周期

水利信息化軟件緊密結(jié)合水利工作開展管家式的服務(wù)，從項目立項到運行直至驗收的整個周期，主要包括用戶需求分析、可行性分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計、代碼編寫、集成、測試、安裝、運行及驗收、維護等多個階段，軟件生命周期如圖 1 所示。一般每個項目都是一個單獨的訂單，根據(jù)不同水利用戶的需求進行軟件定制，體現(xiàn)在查詢、實時采集、動態(tài)分析、成果顯示、會商管理等諸多功能。

圖 1 軟件生命周期結(jié)構(gòu)圖

1.2 軟件成本估算

水利信息化軟件成本是指在生命周期內(nèi)各個階段所消耗資源的成本總和，即項目支出，包括直接成本、間接成本和毛利潤[4]，費用構(gòu)成如圖 2 所示。水利信息化軟件開發(fā)前，對水利項目規(guī)模和進度進行估算是十分必要的，但水利軟件自身的復(fù)雜性、估算工具缺乏、人員經(jīng)驗少等實際問題，通常會導(dǎo)致項目成本估算與實際相差加大。如果成本估算太高和工期太長，會嚴(yán)重浪費公司的人力資源和成本；如果成本估算太低和工期太短，會導(dǎo)致項目預(yù)算超支和工期超期等不良后果。成功的軟件開發(fā)意味著按時、按預(yù)算地交付符合用戶和組織需求的信息系統(tǒng)。從國內(nèi)外軟件項目的開發(fā)經(jīng)驗來看，軟件成本估算是軟件開發(fā)管理控制過程中的關(guān)鍵因素。

圖 2 軟件開發(fā)費用構(gòu)成

1.3 成本測算的方法

水利信息系統(tǒng)軟件受到業(yè)務(wù)需求、功能變化、開發(fā)時間、資源、網(wǎng)絡(luò)安全等因素影響。合理的軟件測算是軟件項目成功實施的基礎(chǔ)。軟件成本測算包括類比法、專家判斷法、功能點分析法、COCOMO 模型法、BP 算法等多種方法[5]，不同的測算方法對于軟件成本有著千差萬別的變化，針對不同的軟件開發(fā)需求實施不同的測算方案。

1）類比法。假設(shè)待開發(fā)與已開發(fā)軟件技術(shù)難度、團隊的開發(fā)能力、業(yè)務(wù)功能相似，前提條件是存在共同點或相似點，可運用類比推理形式進行成本測算。此種方法簡單易行，在項目初期信息量不足時使用。

2）專家判斷法。邀請專家對應(yīng)用領(lǐng)域、開發(fā)技術(shù)和環(huán)境進行軟件工程量的估算，確定項目成本[6]。計算的精確度取決于專家對軟件項目的理解能力和主觀性，摻雜了生產(chǎn)率的數(shù)據(jù)，易造成估算結(jié)果的差異較大，適用于準(zhǔn)備開發(fā)階段。

3）功能點法。功能點數(shù)是多個測量參數(shù)（用戶輸入數(shù)、用戶輸出數(shù)、用戶查詢數(shù)、文件數(shù)、外部接口數(shù)）的功能點之和，其好處在于實現(xiàn)對估算規(guī)模的定量分析。目前應(yīng)用比較廣泛的是國際功能點用戶組（IFPUG）發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)功能點法和荷蘭軟件度量協(xié)會（NESMA）發(fā)布的快速功能點法。

4）COCOMO 模型法。利用歷史和現(xiàn)狀中的某些特征參數(shù)，運用回歸分析，建立數(shù)學(xué)模型預(yù)測項目成本[7]。此種方法過分依賴于歷史項目的數(shù)據(jù)，如果有詳細的歷史數(shù)據(jù)和成本影響因子參數(shù)可以利用，估算結(jié)果相對準(zhǔn)確。

綜上分析，如何將軟件開發(fā)過程從定性分析轉(zhuǎn)到定量分析，結(jié)合功能點進行規(guī)模的估算，基于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)引入調(diào)整因子，功能點規(guī)模與業(yè)務(wù)復(fù)雜度相關(guān)，與技術(shù)實現(xiàn)的方式無關(guān)，采用基準(zhǔn)比對進行成本和工期的測算，是國內(nèi)軟件造價管理中普遍采用功能點法的原因。

2 水利信息化系統(tǒng)案例分析

2.1 項目背景

洪旱災(zāi)害每年給社會帶來巨大的生命財產(chǎn)損失，各級政府高度重視防汛抗旱工作。近年來，各級水利部門逐步建設(shè)的一批非工程措施在實際應(yīng)用工作中發(fā)揮了重要作用，但相對獨立的管理系統(tǒng)構(gòu)建的信息孤島，難以滿足在信息系統(tǒng)集成、業(yè)務(wù)銜接、預(yù)報調(diào)度、成果展示等方面的應(yīng)用，難以形成工作合力。而防汛會商平臺系統(tǒng)的開發(fā)將實現(xiàn)對各類信息管理系統(tǒng)的資源整合，適應(yīng)于新時代智慧水利的建設(shè)要求，將防汛抗旱信息和形勢直接呈現(xiàn)在會商現(xiàn)場，包括河流、山洪、水庫、田間等信息，為科學(xué)決策提供直觀、準(zhǔn)確的參考，增強地區(qū)的防汛抗旱管理水平。

2.2 業(yè)務(wù)需求

針對某地級市的防汛會商平臺建設(shè)進行業(yè)務(wù)需求分析，主要項目包括：1）全面掌握全市基礎(chǔ)水利信息，通過矢量化地圖顯示水庫、河道、渠道、堤防等工情的靜態(tài)信息；2）實時顯示各雨量站、水位站、視頻站、水文站等監(jiān)測的動態(tài)信息；3）對轄區(qū)內(nèi)的重點水庫、水文站進行洪水預(yù)報分析及科學(xué)調(diào)度；4）將氣象部門信息納入平臺中，針對衛(wèi)星云圖的短期和中長期進行超前預(yù)報；5）整合山洪災(zāi)害、水資源管理等現(xiàn)有防汛抗旱的業(yè)務(wù)信息；6）將水文部門數(shù)據(jù)納入平臺管理中，包括降雨量、河道水位等信息；7）建立防汛抗旱的保障機制，將防洪抗旱預(yù)案、應(yīng)急轉(zhuǎn)移安置預(yù)案等納入平臺管理；8）通過實時、直觀、高效的運行管理模式，實現(xiàn)成果的界面化顯示，為防汛抗旱決策提供依據(jù)。

防汛會商平臺將為各級防汛抗旱指揮部門提供高效、便捷的查詢與管理功能，通過平臺展示實時、在線的數(shù)據(jù)信息及預(yù)測成果，為會商決策提供科學(xué)、系統(tǒng)的安全保障。

2.3 成本測算分析

以某地級市的防汛會商平臺進行項目成本測算，針對業(yè)務(wù)需求的功能結(jié)構(gòu)進行細部劃分，提供科學(xué)、準(zhǔn)確的測算價格。1）識別業(yè)務(wù)需求中的內(nèi)部邏輯文件（ILF，ILF′）和外部接口文件（EIF，EIF′），該防汛會商平臺的文件識別信息如表 1 所示，其中內(nèi)部邏輯文件包括地圖信息、雨量站、水情站、視頻站、水文預(yù)報、防洪調(diào)度、樞紐建筑等內(nèi)容，外部接口文件包括雨情、水情和視頻等信息，以及衛(wèi)星云圖等內(nèi)容；2）預(yù)估功能點的規(guī)模度量已在國際上廣泛應(yīng)用，并取代代碼行成為最主流的軟件規(guī)模度量方法，通過預(yù)估功能點方法測算軟件規(guī)模公式對未調(diào)整的功能點數(shù)進行計算，并根據(jù)規(guī)模變更因子調(diào)整后的功能點數(shù)計算未調(diào)整的工作量；3）根據(jù)軟件及開發(fā)因素中的應(yīng)用類型、質(zhì)量特性、開發(fā)語言、開發(fā)團隊背景等疊加因子計算調(diào)整后的工作量；4）將人力成本費率、折算系數(shù)、調(diào)整后的工程量乘積和直接非人力成本進行累加，從而確定軟件開發(fā)費用，指導(dǎo)軟件定價。通過合理測算對該案例的項目成本進行評估，軟件開發(fā)費用計算過程如表 2 所示，測算價格結(jié)果在 108.53 萬～327.67 萬元之間，通過分析計算，最為合理的估算價格在 193.14 萬元。

表 1 某市防汛會商平臺文件識別信息表

表 2 某市防汛會商平臺的軟件開發(fā)費用測算表

3 結(jié)語

水利信息化系統(tǒng)軟件的成本測算工作需要測算人員對水利專業(yè)知識的了解和對軟件開發(fā)周期各個復(fù)雜環(huán)節(jié)的宏觀掌控，要求項目造價管理人員結(jié)合不同模型和測算方法進行成本的測算管理，而使用國際統(tǒng)一功能點的方法進行軟件規(guī)模的度量，估算信息系統(tǒng)的項目工程量，使度量結(jié)果具有可比性，從而能夠使成本和工期的估算更為合理，指導(dǎo)水利信息化系統(tǒng)的造價管理工作科學(xué)化和高效化。