劉轍

（新疆水利水電學校 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830000）

隨著人們生活水平的提高，經(jīng)濟發(fā)展而帶來的環(huán)境問題愈發(fā)明顯，從而洪澇災害、干旱災害、生態(tài)與環(huán)境關系等問題也愈演愈烈。如果能獲取可用的水利數(shù)據(jù)，就能很好地預防這些災害問題，水利數(shù)據(jù)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟建設和人們日常生活中不可缺少的數(shù)據(jù)資源，而獲取水利數(shù)據(jù)也就成為人們的重要任務。

近年來，計算機技術有了飛躍性的進展，水利信息化也開始發(fā)展起來，并且在各地區(qū)實際應用中有著不可小覷的重要性。但是，我們不得不承認，目前的水利信息化還有巨大的改進空間，其存在的沒有統(tǒng)一的發(fā)展計劃、各地區(qū)之間較為獨立，不能很好地溝通等問題，使得目前的水利信息化效率低下，目標單一。

我們需要重新認識水利信息發(fā)展程度，重視提高水利計算機水平，增強水利信息化應用程度，從而可以在更高層面上引領水利信息化的發(fā)展。

水利信息化是一個整體，而并非一個地區(qū)一個標準，水利信息化的發(fā)展應該以“整體化”為目標，共享各地區(qū)之間水利信息化的資源，為不同地區(qū)水利信息化制定統(tǒng)一的標準，打破各個地區(qū)水利信息化“信息孤島”的現(xiàn)狀，只有這樣才能使水利信息化健康、快速的發(fā)展。因此，我們需要一個統(tǒng)一的平臺對水利信息數(shù)據(jù)進行管理，建設水利管理與三防指揮系統(tǒng)的想法呼之欲出。統(tǒng)一的管理平臺可以改變原有的水利信息管理模式的傳統(tǒng)的水利數(shù)據(jù)管理方法，加快水利信息化健康發(fā)展，提高水利數(shù)據(jù)信息的管理與處理效率。同時，統(tǒng)一的水利信息管理平臺在提高技術水平的同時，也能夠解放工作人員，簡化工作人員的任務，從而提高工作效率。

1 水利信息化的現(xiàn)狀

與國內相比，國外水利信息化領域應用時間較早，水利信息化水平也比較完整和完善。與此同時，伴隨科學手段與法律政策的進步，國外水利信息化的管理也日臻完善。國外對水利數(shù)據(jù)的維護應用不但早已開啟數(shù)字化維護過程，而且還研究并應用了具體的水利和三防指揮方面的系統(tǒng)，合理的維護日常生活內的各類水利資源，完成對水利資源、指揮內容的統(tǒng)一有效操作，構造電子目錄，用以預防洪澇災害、干旱災害、生態(tài)與環(huán)境關系等問題。

國內的水利信息化工作始于“七五”期間，迄今為止已有20多年的應用時間。在之前的系統(tǒng)內，不論硬件還是軟件，距離標準要求都有一段距離，無法實現(xiàn)對大量的水利信息進行處理， “九五”期間，國家正式啟動“金水工程”，全國水利系統(tǒng)初具雛形，取得了不小的成果。

國內水利信息化的發(fā)展時間短，因為缺少經(jīng)驗，還存在很多問題：首先，沒有一致的開發(fā)標準，通常是一個地區(qū)一個標準，這就給信息的共享造成了巨大的困難，也影響了水利信息化的健康發(fā)展。開發(fā)平臺在一個單位內部沒有統(tǒng)一，造成信息難以交換，更不能共享；缺乏統(tǒng)一的安全保障措施，形成重復購置軟、硬件資源，造成浪費；應用系統(tǒng)未能從全局出發(fā)，大多沒有建設數(shù)據(jù)中心，或沒有意識到其重要性。

與國內相比，國外水利信息化領域應用時間較早，雖然水利信息化在國外發(fā)展的十分順利，國外也擁有非常成熟的水利管理與三防指揮系統(tǒng)，但國外與我國的國情存在太多差異，因此國外的系統(tǒng)并不可以直接用于國內水利信息管理。我們需要做的是取長補短，在學習國外先進技術和管理模式的基礎上，在充分考慮我國國情的前提下，開發(fā)出健康、高效、實用的水利管理與三防指揮系統(tǒng)，從而對水利信息數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一有效的管理。

2 需求分析

2.1 系統(tǒng)需求概述

水利管理與三防指揮系統(tǒng)能夠將水利信息和三防業(yè)務結合起來，不僅能夠提供水利數(shù)據(jù)信息，還能夠為會商決策提供信息支持。系統(tǒng)的功能劃分情況如圖1所示。

圖1：系統(tǒng)需求包圖

實時信息監(jiān)視功能主要是對汛情、工情進行動態(tài)監(jiān)視，獲取并分析監(jiān)視獲得的信息。涵蓋水情、三防雨情、氣象局雨情、風情、視頻信息、工情信息、衛(wèi)星云圖和熱帶氣旋等。綜合信息管理功能可以實現(xiàn)對三防、水利信息的整合與統(tǒng)一展現(xiàn)。包括工程信息、防守力量、水雨風情信息、雨情信息和氣象等。其中，水利管理與三防指揮工程信息設計了添加水利管理與三防指揮測站、修改測站、查看水（船）閘信息、查看電排站信息、查看險段信息和查看防洪堤圍信息等操作。三防業(yè)務功能是維護水利管理與三防指揮三防日常辦公事務，三防業(yè)務人員可以借助系統(tǒng)完成以下操作：水利管理與三防指揮汛前檢查；水利管理與三防指揮汛期、險情、災情、物資；水利管理與三防指揮工程項目；水利管理與三防指揮指揮人員。其中，災情統(tǒng)計模塊設計了添加災情基本內容、修改災情基本內容、查看災情基本內容、查看洪澇基本災害內容、查看農(nóng)林牧漁業(yè)災害內容、查看工業(yè)交通運輸災害內容、查看水毀工程基本信息、查看死亡人員統(tǒng)計信息、查看水利設施基本情況、查看城市受淹情況統(tǒng)計和查看實時洪澇災害信息等操作。會商決策支持功能可以處理會商預案、完成洪水預報會商操作，方便在合理研究的過程中，構造最終決策，帶來穩(wěn)定的環(huán)境。系統(tǒng)運行維護功能是三防指揮系統(tǒng)的一個重要的、通用的功能，能夠給水利管理與三防指揮系統(tǒng)以及外部應用操作的訪問帶來功能強大的集中式維護手段。其核心作用是維護不同操作員、對水利管理與三防指揮操作員的權限進行劃分、維護水利管理與三防指揮系統(tǒng)日志。

2.2 業(yè)務流程分析

2.2.1 實時信息監(jiān)視流程分析

實時信息監(jiān)視用于處理水情、三防雨量、氣象局雨情、風情、視頻、工情、衛(wèi)星云圖、熱帶氣旋這八個子功能。視頻信息的業(yè)務流程圖如圖2所示。

圖2：視頻信息流程活動圖

在查看視頻信息時，首先進入視頻信息模塊，然后選擇視頻信息節(jié)點，然后選取某一視頻點，顯示出視頻圖像。同時系統(tǒng)也支持詳細查詢，可進行站點攝像頭的選取和攝像頭控制。

2.2.2 綜合信息管理流程分析

水文洪水預報的業(yè)務流程圖如圖3所示。

圖3：水文洪水預報流程活動圖

綜合信息管理功能包括工程信息、防守力量、水雨風情信息、雨情信息和氣象信息這五項基本功能。以水雨風情信息功能中的水文洪水預報為例，水文洪水預報負責處理水文洪水預報資料，可提供水文洪水預報查詢、水文洪水預報增加、水文洪水預報刪除、水文洪水預報修改和水文洪水預報導出。

2.3 系統(tǒng)角色分析

水利管理與三防指揮系統(tǒng)的使用者主要有水利信息監(jiān)控人員、信息管理人員、三防業(yè)務管理人員、會商決策人員和系統(tǒng)運行維護人員。不同的用戶角色管理不同的功能模塊，方便對系統(tǒng)進行統(tǒng)一有序的管理。水利信息監(jiān)控人員負責監(jiān)控并獲取水利信息數(shù)據(jù)；信息管理人員則可維護三防與各類水利工程資料，處理水利管理與三防指揮數(shù)據(jù)分析階段內出現(xiàn)的所有內容；三防業(yè)務管理人員主要負責三防日程辦公事務的管理；會商決策人員主要負責為最終決策提供相應的信息；系統(tǒng)運行維護人員主要負責系統(tǒng)運行維護功能，保證系統(tǒng)可以穩(wěn)定操作，涵蓋系統(tǒng)管理員添加、系統(tǒng)管理員刪除、系統(tǒng)管理員授權，提供水利管理與三防指揮數(shù)據(jù)庫處理，確保系統(tǒng)內對應的操作均能映射存儲在水利管理與三防指揮數(shù)據(jù)庫，確保水利管理與三防指揮系統(tǒng)和水利管理與三防指揮數(shù)據(jù)庫兩者的一致程度。

2.4 功能性需求分析

2.4.1 實時信息監(jiān)視功能分析

實時信息監(jiān)視功能主要負責對各種汛情、工情進行實時監(jiān)視，向信息監(jiān)控人員提供實時監(jiān)控信息，具體監(jiān)視水情、三防雨情、氣象局雨情、風情、視頻、工情、衛(wèi)星云圖與熱帶氣旋等。

水利信息監(jiān)控人員在進行水情信息管理時，可以在通過單擊目標站點來查詢水位和流量信息的24H過程線。在進行三防雨情和氣象局雨情管理時，通過單擊站點來顯示雨情信息24H過程線及其詳細信息。在衛(wèi)星云圖管理時，可通過選擇分別來查詢不同類別、不同日期、不同時段的云圖。

2.4.2 綜合信息管理功能分析

綜合信息管理功能用于維護三防資料，其他水利工程資料、數(shù)據(jù)分析階段內形成的其他資料，確保信息得到高效、有序、及時的管理。其主要包括工請信息、防守力量、水雨風情信息、雨情信息和氣象信息等基本模塊。

工情信息包括對測站信息、水（船）閘信息、電排站信息、險段信息、和排區(qū)信息的查詢、增加、修改、刪除；防守力量包括對堤段防守力量、上堤通道、庇護中心、物料倉庫、三防指揮機構、防守分工、物料種類與物料儲存資料查詢、物料儲存資料增加、物料儲存資料修改、物料儲存資料刪除；雨情信息包括對雨情信息中、時段雨情信息和雨情資料的檢索；氣象資料涵蓋氣象局風情資料、氣象局雨情資料和風情信息的數(shù)據(jù)查詢。

2.4.3 三防業(yè)務功能分析

系統(tǒng)的三防業(yè)務用于處理水利管理與三防指揮的三防日常辦公事務，負責使用的用戶是三防業(yè)務人員，分析了水利管理與三防指揮的汛前檢查、水利管理與三防指揮汛期管理、險情、指揮人員、災情、物資的統(tǒng)計和水利管理與三防指揮工程項目等七個基本功能。

在汛前檢查模塊中，主要對汛期安全隱患的排查，以便做到安全度汛。汛前檢查功能主要包括江海堤圍險段信息、險閘信息、堤圍險段信息、應急度汛工程、防汛隊伍組織和防汛綜合匯總。在汛期管理模塊中，主要對汛期信息的管理，能夠最大限度的了解對汛期情況。

汛期管理功能主要包括上堤人數(shù)和汛期簡報。其中，上堤人數(shù)中，能夠完成對上堤人數(shù)信息的增、刪、改、查操作。

在險情統(tǒng)計模塊中，主要對險情信息的統(tǒng)計，以便更好的管理險情信息。險情統(tǒng)計功能主要包括閘竇險情和堤圍險情。

指揮人員功能主要包括防守分工、鎮(zhèn)街三防指揮所負責人、萬畝以上防汛負責人、主要聯(lián)圍段負責人和順大圍段負責人。

在災情統(tǒng)計操作時，主要是分類別的統(tǒng)計災情信息。災情統(tǒng)計功能主要包括基本災情統(tǒng)計、洪澇基本災害、農(nóng)林牧漁業(yè)災害信息、工業(yè)交通運輸災害信息、水毀工程基本信息、死亡人員統(tǒng)計、水利設施基本情況、城市受淹情況統(tǒng)計和實時洪澇災害資料。

工程項目功能主要包括水利建設計劃、重點工程計劃、重點工程進度、防汛抗旱工作安排與防汛經(jīng)費使用情況。

2.4.4 會商決策支持功能分析

會商決策支持功能主要負責為確定最終方案決策提供必要的信息支持。包括三防預案和洪水預報等基本模塊。

三防預案包括對防汛應急預案、防風應急預案、防暴雨應急預案、地質災害應急預案和預警信息管理，在每個模塊都可以用動畫的形式顯示防汛應急預案。洪水預報包括測站特征水位、潮位預報信息、洪峰傳播時間、洪水預報計算、洪峰水位對照、歷年最高水位、洪水預報信息和洪峰級別顯示，其中的每個模塊都能實現(xiàn)相應信息的查詢、修改等操作。

2.4.5 系統(tǒng)維護管理功能分析

系統(tǒng)運行維護管理功能是一個輔助功能，它與其他操作共同完成。分析的業(yè)務是：水利管理與三防指揮用戶、角色、角色成員、日志、水利管理與三防指揮系統(tǒng)鏈接、視頻的管理等基本模塊。

系統(tǒng)運行維護管理的用例圖如圖4所示。

圖4：系統(tǒng)運行維護管理功能用例圖

用戶管理能夠展示水利管理與三防指揮系統(tǒng)的用戶資料；角色管理能夠處理角色資料；角色成員維護顯示系統(tǒng)的用戶所處的角色；日志管理記錄水利管理與三防指揮系統(tǒng)登錄與操作日志，提供水利管理與三防指揮日志查詢、水利管理與三防指揮日志刪除；水利管理與三防指揮系統(tǒng)鏈接管理可以維護系統(tǒng)的友情鏈接；視頻管理能夠記錄水利管理與三防指揮登錄界面存在的視頻資料。

2.5 非功能性需求分析

水利管理與三防指揮系統(tǒng)非功能性涵蓋很多方面，例如系統(tǒng)操作的響應速度、系統(tǒng)的運行環(huán)境、系統(tǒng)的效率等。

通常認為在一個軟件系統(tǒng)中，非功能性需求和軟件系統(tǒng)的質量密切相關。不同的系統(tǒng)對應的非功能性需求也會有所不同。其中，在對水利管理與三防指揮系統(tǒng)的非功能性需求階段，則圍繞水利管理與三防指揮系統(tǒng)安全性、可靠性、可維護性與可移植性展開分析。

系統(tǒng)的可靠性作為水利管理與三防指揮系統(tǒng)性能中關系系統(tǒng)質量的指標，用于描述水利管理與三防指揮系統(tǒng)在特定時間中、特定條件中、保證沒有任何故障運行的具體能力。對水利管理與三防指揮系統(tǒng)而言，其可靠性的指標及其目標為：可靠度達到98%；失效率不超過3%；平均無故障間隔至多為1年。

系統(tǒng)的可維護性則描述在具體環(huán)境內，水利管理與三防指揮系統(tǒng)可以保持或者能夠保持特定操作需要的性能。具體能夠提供更改性、適應性、完善性及預防性處理，水利管理與三防指揮系統(tǒng)采用面向對象的Java語言編寫實現(xiàn)，這種編程模式提高了軟件的可理解性、可測試性和可修改性。

系統(tǒng)的安全性是很重要的一個非功能性需求，尤其是對于我們的水利管理與三防指揮系統(tǒng)更加重要。假設水利管理與三防指揮系統(tǒng)存在安全隱患，輕則影響系統(tǒng)的正常使用，重則能夠阻礙防汛、防旱的工作大局。

通過需求分析后，我們可以開始著手系統(tǒng)設計，最終完成水利管理與三防指揮系統(tǒng)。水利管理與三防指揮系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時信息監(jiān)視、綜合信息管理、三防業(yè)務、會商決策支持和系統(tǒng)運行維護管理五個功能。其中，實時信息監(jiān)視實現(xiàn)的功能包括水情信息、三防雨情、氣象局雨情、風情、視頻、工情、衛(wèi)星云圖和熱帶氣旋。綜合信息管理實現(xiàn)了工程、防守力量、水雨風情、雨情和氣象信息。三防業(yè)務實現(xiàn)水利管理與三防指揮汛前檢查、管理，實現(xiàn)水利管理與三防指揮險情、指揮人員、災情、物資和水利管理與三防指揮工程項目的統(tǒng)計。會商決策支持包括三防預案和洪水預報。系統(tǒng)運行維護管理實現(xiàn)水利管理與三防指揮用戶、角色、角色成員、日志、水利管理與三防指揮系統(tǒng)鏈接、視頻的管理等基本模塊。使用本系統(tǒng)能夠提高水利信息化程度，簡化水利數(shù)據(jù)信息管理。