氣象裝備保障信息管理系統的設計與實現

楊 濤，王 磊，張常亮

(1.四川省大氣探測技術中心，四川成都610072;2.四川省氣象信息中心，四川 成都610072)

0 引言

近幾年中國加大了對氣象事業的資金投入。在氣象探測方面，各類自動氣象站、雷達、土壤濕度、風能、太陽能等氣象觀測設備數量與日俱增[1－2]。傳統的氣象裝備保障管理是采用的人工紙質化管理模式，通過人工填寫紙質表單或人工填寫紙質收發單據等方式完成氣象裝備的出庫、入庫及維修保障等流程。這種方法存在實時性差、易出錯、缺乏智能化查詢管理及不易后期維護等缺點。

目前中國31個省份的氣象部門都陸續開始設計研發智能的裝備保障管理系統[3－5]，改變以人工記錄為主的裝備管理模式，部分省份已經開發出單機版裝備庫存管理系統，功能較為簡單，使用范圍較為單一，主要為了滿足以出入庫為主的庫存管理需求，對裝備保障業務流程的功能考慮較少。

基于B/S架構的Web技術[6－7]通過數據庫服務器智能化管理龐大的數據信息，用戶可實時在客戶端瀏覽器上查詢、更新及管理數據信息[8－9]。采用該技術建立一個智能化氣象裝備信息管理系統能夠加強氣象裝備保障的管理和監控預警，形成一套結構合理、技術先進、功能完備的氣象裝備保障信息管理系統[10－12]，并提高氣象探測中心的保障供應能力。系統還能夠以信息化手段做為支撐，強化內部協同作用，消除信息“孤島”的影響，充分加強各級組織機構和臺站的高度業務協作，作業流程更專業化分工更明確，保證信息共享及敏捷的反應，實現相關連的采購、庫存、調拔、送修、報廢和檢定等工作流程的協調和平衡，從而達到整個裝備供應管理的高效率、低成本和數據共享，實現最優化的氣象裝備保障管理和監控預警。

1 需求分析

1.1 功能需求

氣象裝備保障信息管理系統由7個功能模塊組成:系統與日志管理、出入庫管理[13－14]、需求管理、庫存管理、通知預警、統計查詢和文檔管理。為適應大氣探測技術中心業務工作的實際需求，系統權限分為大探中心領導、系統管理員、倉庫管理員和業務人員4類。

大探中心領導的主要功能需求包括:需求管理中的審核與查閱;庫存管理中的報廢設備審批和查閱[15]、盤點計劃審批;在用管理中的在用設備的統計查詢;通知預警的全網通知、超檢告警及庫存告警查詢;統計查詢中的查詢瀏覽;文檔管理中的文檔上傳和系統管理中的個人信息修改。

系統管理員的主要功能需求包括:需求管理中的初審與計劃匯總;庫存管理中的庫存告警、超檢告警設置、報廢設備初審及查詢、盤點計劃制定;在用管理中的統計查詢;通知預警中的全網通知、超檢告警及庫存告警查閱;統計查詢中的查詢瀏覽;文檔管理中的文檔上傳和管理，系統管理中的用戶注冊權限設置、個人信息修改和日志管理。

倉庫管理員的主要功能需求包括:出入庫管理;庫存管理中的物資移庫和倉庫編碼設置;通知預警中的全網通知、超檢告警及庫存告警查閱;統計查詢中的查詢瀏覽;文檔管理的文檔上傳及系統管理中的個人信息修改。

業務人員的主要功能需求包括:需求管理中的需求申請與計劃申請;庫存管理中設備報廢申請與查詢;在用管理中的在用設備的撤換、撤下與統計;通知預警的全網通知、超檢告警及庫存告警查詢;統計查詢中的查詢瀏覽;文檔管理中的文檔上傳及系統管理中的個人信息修改。

1.2 性能需求

系統的性能需求主要有以下幾個方面:

(1)完成一個流程發起工作傳遞到下一個節點時，系統自動生成事務通知，事務通知將逆序顯示在首頁的事務列表中，用戶可通過點擊事務打開處理節點，對事務進行處理，用戶無需離開首頁同樣處理相關業務。

(2)通知與事務是不同的信息來源，通知不需要用戶處理，通知只是一種信息反饋，將和本地相關的信息以通知的形式反饋到通知列表，通知信息有主動發布的和自動生成的兩部分，用戶可選擇性的瀏覽。

(3)在數據庫服務器端，利用連表查詢、嵌套查詢、存儲過程、建立視圖等技術，優化大數據量的查詢與存儲。用戶的最大數據檢索等待時間不超過2s(每萬條)。采用適用于大數據量的分段查詢檢索技術，獲取分段數據，用于前臺界面列表的分頁顯示。

(4)在客戶端，主界面的導航菜單是系統提供的快捷入口，用戶通過快速點擊可進入到常用的功能對話頁面，增強了使用的便捷性，用戶可以根據需要對快捷入口進行配置管理，大數據的前臺校驗采用AJAX技術。

2 系統設計

2.1 軟件架構設計

系統的軟件架構采用B/S 3層架構。最上層為表示層，為改善用戶體驗，提高B/S下用戶使用的方便性，系統表示層擬使用現在流行的ASP.NET網頁母板技術，采用HTML+DIV+CSS+JS綜合技術將布局美觀。中間為業務邏輯層，主要由邏輯控制器和具體的業務邏輯類組成，完成系統各種復雜的業務邏輯需求等核心功能。最底層為數據訪問層，主要封裝了對SQL數據庫及XML配置文件的查詢、修改、寫入等操作。整個氣象裝備保障信息管理系統的軟件架構如圖1所示。

圖1 系統軟件架構圖

圖2 總體功能框架圖

2.2 功能模塊設計

系統由7個子功能模塊組成，系統總體功能框架如圖2所示。

其中，出入庫管理、需求管理和庫存管理為系統核心功能模塊。出入庫管理模塊可分別設計為4類:庫存類“WareHouse”、入庫操作類“EnterWareHouse”、出庫操作類“RemoveWareHouse”、非庫存類“NotWareHouse”。入庫操作包含歸還入庫、撤換入庫、送修入庫和調撥入庫等幾種類型;出庫操作包含借用出庫、送修出庫和調撥出庫等幾種類型。每個倉庫管理員完成各自省市級所屬的出入庫管理。模塊的系統設計框圖如圖3、4所示。

圖3 入庫操作流程圖

圖4 出庫操作流程圖

需求管理模塊可分別設計為需求申請類“Required”和計劃申請類“AnnualPlane”兩類。業務用戶提出需求申請和計劃申請，交由管理員進行初審或匯總，通過初審的，交由省局領導終審。終審通過的需求申請交由倉庫管理員進行相關的出庫操作。模塊的系統設計框圖如圖5所示。

圖5 需求管理流程圖

庫存管理模塊可分別設計為4類:移庫類“Remove”、報廢設備申請類“Scrap”、告警設置類“Alarm”、盤點計劃類“Plane”。倉庫管理員可以進行歸屬地的物資移庫。業務用戶提出報廢設備申請，交由系統管理員初審，初審通過的交由省局領導審批。審批通過的報廢設備交由倉庫管理員進行設備報廢。系統管理員還可以進行告警設置，包括最低庫存量的設置和超檢時間的設置。系統設計框圖如圖6所示。

圖6 庫存管理流程圖

2.3 數據庫設計

為把用戶的數據要求清楚、準確地描述出來，采用E-R圖的方法進行數據庫概念結構設計。E-R圖中包含了實體(既數據對象)、關系和屬性等3種基本成分，通常用矩形框代表實體，用連接相關實體的菱形框表示關系，用橢圓形或圓角矩形表示表示實體(或關系)的屬性，并用直線把實體(或關系)與其屬性連接起來。系統的E-R圖如圖7所示。

圖7 數據模型E-R圖

數據表是進行數據訪問與存取的工具。對于任何一個數據庫應用系統，數據處理工具和對象均是二維關系數據表。系統需要設計多種關系型數據表，以下是幾個主要功能模塊的數據表結構(表1～4，表中的PKID表示該表的主鍵，關聯鍵用*號標出)。

表1 用戶注冊信息表

表2 出庫單表

表3 需求申請表

表4 庫存表

3 系統實現

3.1 系統與日志管理

系統管理員實現用戶信息的初始注冊與權限分配。各級用戶可以對個人基本注冊信息，如用戶名、密碼、工作單位等進行修改。系統定期自動生成登錄日志和操作日志，系統管理員可實時查詢日志信息。模塊主要涉及到數據庫校驗及日志生成操作。關鍵代碼及運行效果如下。

圖8 系統登錄界面

圖9 系統主界面

圖10 系統注冊界面

3.2 需求管理

需求申請由業務人員提出，滿足誰需求誰申請的原則。業務人員提出本級的設備需求，交由系統管理員進行初審，初審后系統管理員再將此需求申請提交大探中心領導進行終審，并將審批意見反饋給相應的人員。需求申請包括借用申請、調撥申請、送修申請和領用申請。模塊主要涉及到數據庫查詢及更新操作。關鍵代碼及運行效果如下。

圖11 需求申請界面

圖12 需求查詢界面

3.3 庫存管理

圖13 設備查詢與導出界面

業務人員提出設備報廢申請，交由系統管理員及省局領導審批。審批通過的，由倉庫管理員進行報廢操作。各權限用戶可實時查看歸屬地的庫存情況。另外，系統管理員還可進行庫存告警和超檢告警設置，主要設置參數包括物資編碼、設備名稱、設備型號、最小庫存量、超檢時間及告警級別等。模塊主要涉及到數據庫查詢及更新操作，EXCEL報表導出操作。關鍵代碼及運行效果如下。

3.4 出入庫管理

圖14 設備入庫界面

倉庫管理員根據業務人員提交的需求申請，進行出庫操作，包括出庫單的填寫及設備出庫。當業務人員歸還設備或采購新設備時，則需要進行入庫操作，包括入庫單填寫及設備入庫。模塊主要涉及到數據庫查詢及更新操作。關鍵代碼及運行效果如下。

4 系統對氣象裝備保障管理的提升

采用氣象裝備保障信息管理系統，與原來的管理模式比較，整體有了較為明顯的提升。首先，系統的使用提高了裝備管理的效率，極大的減少了人工記錄出錯的概率。其次，管理人員可以輕松的在海量數據中查詢出需要的設備，并可參照系統全面的統計方式調整后期裝備保障的重點任務。此外，系統嚴格的規范了裝備保障的工作流程，使所有的借用、調撥、維修、檢定、報廢等業務有據可查。氣象裝備保障信息管理系統，提升了氣象裝備保障的現代化管理水平，符合中國氣象局實現氣象現代化的發展方向。

5 結束語

主要闡述了基于B/S架構的氣象裝備保障信息管理系統的設計方法。在需求分析中詳細給出了系統的主要功能和性能需求;在系統設計中給出了詳細的功能和數據設計流程以及數據庫表的設計方案;在系統實現部分，通過一個實例給出了該系統的各主要模塊的運行過程。氣象裝備保障信息管理系統的建立能實時、準確的完成各類氣象裝備的需求、庫存、預警、統計及系統管理等功能，極大的提高了氣象裝備保障能力和水平。系統必將得到越來越廣泛的推廣和應用。

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