安溪縣山洪災害防范決策支持系統開發方案綜析

.福建省安溪縣水利局 .安溪縣國土資源局 吳偉成 卓萬生 張國明

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安溪縣山洪災害防范決策支持系統開發方案綜析

1.福建省安溪縣水利局 2.安溪縣國土資源局 吳偉成1卓萬生2張國明1

山洪災害是山地丘陵地區的重要災種，每年給廣大人民群眾生命財產安全和社會可持續發展構成嚴重威脅，已經成為山地丘陵地區防災減災中十分突出的問題。積極探索山洪災害防治的有效途徑和方法，尤其是防范管理決策系統的建設，已是十分迫切和必要。該文圍繞項目的建設任務、目標與內容、設計方法與流程、框架構建、應用系統結構關系以及庫表結構等方面對山洪災害防范決策支持系統的建設進行重點闡述。

山洪災害 防范決策系統 方案綜析

1 開發背景

安溪縣地處閩南金三角（廈、漳、泉）的結合部，是福建省東南沿海典型的山區縣份，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性河流。受暴雨和臺風影響，全縣山洪災害多發、頻發，是全省山洪災害的易發區和多發區。山洪災害給全縣人民生命財產安全和社會可持續發展構成嚴重威脅，已經成為全縣防災減災中的突出問題。因此，開展山洪災害防治試點工作，積極探索山洪災害防治的有效途徑和方法，十分迫切和必要。

2 任務、目標與內容

2.1 任務來源

國家和福建省山洪災害防治規劃的試點縣份。

2.2 工作任務(見表1)

表1 項目建設任務一覽表

續表1

4系統集成（1）完成監測預警平臺應用軟件與數據匯集平臺軟硬件設備集成； （2）完成監測預警平臺應用軟件與現有縣級洪水預警報系統軟件及數據庫系統的兼容與整合； （3）完成監測預警平臺的服務器、工作站等平臺的集成與配置，完成系統軟件平臺、監測預警平臺應用軟件及相關軟件的安裝調試，完成電話傳真預警發布系統（傳真服務器系統）軟硬件的安裝調試； （4）完成相關數據的整編錄入； （5）完成監測預警平臺應用軟件與本次采購的電話傳真預警發布系統、以及試點縣提供的短信信息機等軟硬件設備的整合； （6）完成監測預警平臺應用軟件與現有氣象信息資源的整合； （7）完成縣級監測預警平臺網絡軟硬件設備的集成與配置。

2.3 工作內容與目標

安溪縣山洪災害防范管理決策系統是福建省防汛系統的重要組成部分，是整體項目的核心工程，將接入專網平臺。系統將建立職責明確、結構完整、功能全面、反應靈敏、運轉協調、符合本縣實際情況的山洪災害試點管理軟件系統。提高山洪災害預警預報的準確性和科學性，增強災害事故的搶險救援能力，為建立山洪災害防治的安全長效機制打下基礎。

平臺上：要利用先進的計算機技術、網絡技術、GIS技術和系統集成技術，建立翔實、高效的山洪災害基礎數據庫，實現數據的管理、維護與更新，并實現與其他防汛信息的有機組合，最終實現省、市、縣領導能夠直接調用各試點單位的資源信息，輔助領導對災害應急事件的指揮。功能上：一方面要與前端信息采集系統相連接進行數據信息的采集、接收和存儲；另一方面又要將采集的信息進行智能加工，包括數據識別、數據過濾、數據糾錯、數據計算等程序，最后將處理后的數據信息通過直觀、有效的方式進行發布與預警。

從系統運行環境、資源信息、功能應用、新技術等多方面綜合考慮，將各部分融合成一個高效、統一的有機體。建立災害預警信息的內外網發布和管理系統，為災害預防、事故救護提供數據采集、處理、語音、通訊等諸多應用提供統一的信息傳輸通道，提高對突發事故快速反應的處理能力。建立網絡環境下的應急響應服務系統（具體的內容與實現目標見表2）。充分整合和強化專業部門救護資源，提高應急救援的時效性、準確性、有效性。

表2 項目建設內容與目標

3 設計方法與流程

3.1 設計方法

本項目是一個龐大復雜的系統，應按系統工程的方法從組織、過程、技術三個方面進行精心規劃和實施，充分考慮要有良好的擴展支持，建立可持續可擴展體系結構，為以后更加深入、更加廣泛地開發新的應用打下了堅實的基礎。另外，采用業界標準的Web Service方式提供對外接口，其開放性、標準性和跨平臺特性都須充分保證本系統具有靈活而強大的可擴展性。圖1就是在技術方面所采用的系統設計方法。

圖1 項目技術方面所采用的系統設計方法流程圖

3.2 設計流程（見圖2）

圖2 設計流程示意圖

4 框架構建

4.1 系統架構

隨著當前各行業業務內容及流程的轉變，相應的信息化系統也逐漸從滿足內部的日常辦公和業務處理轉向快速為內部和外部提供信息服務。為此，采用了基于SOA的系統架構為核心的設計方法來滿足上述的業務要求。

通過以架構為中心，采取以下幾方面措施以實現系統的穩定性：

4.1.1架構設計上的分層和單向依賴

對整個設計采用基于組件的分層（Layer）方法，把系統分為應用層（Application Layer）、領域層（Domain Layer）、體系層（Infrastructure Layer）或更多層，盡可能地擴大系統的重用性（Reusability），同時關注系統的實施設計（Tier）以解決其它問題。不同層次之間是單向依賴的，只能夠由上層調用下層，或者由下層返回一些消息和錯誤信息給上層。通過制定嚴格的層次間的關系，來保證處于軟件架構的越低層次，組件的重用度越高。

4.1.2形成架構模式實現架構級別的重用

架構框架（Architecture Framework）或基礎架構（Infrastructure Architecture）是輔助實現某種架構的一個子集。許多在架構方面很困難的問題可通過架構框架和基礎架構解決。這些架構框架和基礎架構具有很高重用度的部分，它是對很多個性化的問題的精練和總結，是在很多項目上的逐漸積累。如果能對特定領域的問題，開發出相應的架構框架。那么這個框架就有了廣泛的重用性（重用范圍從項目范圍擴大到領域范圍）。

4.1.3統一的架構設計流程幫助實現重用

本項目采用了統一過程中定義的4+1架構視圖（用例視圖、邏輯視圖、進程視圖、部署視圖、實施視圖和數據視圖），并配合用例驅動的開發方法。約束架構的設計和描述，為實現清晰的界定和找到重用部分在方法學上打下堅實的基礎。

4.2 SOA架構概述

面對龐大復雜的系統，如何便于各系統快速開發和易于擴展，充分考慮現有的成果與未來的建設相互銜接，是項目必須要處理的兩個問題。SOA（Services Oriented Architecture ，面向服務的架構）技術正是在這樣的需求下產生的，其最大的特色無疑是通過業務驅動的開發（Business-Driven Development，BDD）。

4.2.1基于SOA的可擴展系統架構

整個系統架構設計的出發點是幫助用戶使用某種技術手段來完成業務流程，其本質是“業務流程”，而不是一個計算機系統或計算機應用。在這一原則下，設計工作就圍繞著“業務流程”（見圖3）展開的，整個業務功能的設計和實現采用SOA（面向服務的體系架構），充分保證系統功能和流程實現的靈活性和擴展性。

圖3 可擴展的以服務為核心的系統架構

4.2.2系統在NET下的部署

本項目基于NET多層分布式架構(見圖4)。

圖4 基于NET多層分布式架構圖

4.3 總體框架(見圖5)

圖5 項目開發的總體框架圖

5 應用系統結構關系

項目的應用系統結構關系見圖6。

圖6 應用系統結構關系示意圖

6 庫表結構

在遵循國家水利部頒布的行業標準和國家防汛抗旱指揮系統綜合數據庫設計規范的基礎上，結合建設業務系統和我省的實際需要和建庫技術需要而進行構建的，其庫表結構見圖7。

圖7 項目的庫表結構圖