福建省水电站信息管理系统设计与实现

2013-07-31陈沐晨王象链

中国水能及电气化 2013年4期

陈沐晨王象链

(1.河海大学，江苏南京 211100;2.福建省水利厅，福建福州 350001)

1 引言

福建省历来重视水利非工程措施建设，其中工程信息系统建设是重要的非工程措施。自20 世纪90 年代起，为了防汛减灾工作，福建省先后建成洪水预警报系统、风情监测系统、灾害性天气预警系统和应急视频会商指挥系统等。但相对于这些已经建成的风情、雨情、水情和指挥系统，水工程信息化进度明显滞后，目前关于水系、河流、水资源、水工程的信息系统尚未统一建立，远远满足不了日常政务管理的要求。同时，随着经济社会发展，自然灾害造成的危害越来越严重，公众对政府应对公共安全的要求越来越高了。建设一个覆盖所有自然情况、资源情况和工程情况，提供决策指挥和应急响应的系统迫在眉睫。

福建省是著名的小水电之乡，水能资源蕴藏量居华东之首。水电站资源点多、面广、量大，全省已投产水电站6000 多处，装机容量达1000 多万kW，约占全省电力装机比重的1/3。 “福建省水电站信息管理系统”正是基于这样的省情和自然禀赋，运用最新信息和网络技术，实现水电站管理、防灾减灾和决策应急的目标，具有重要的意义和价值。

2 系统需求分析

2.1 业务要求

水电站信息管理系统是为管理服务的。系统收集全省所有水系情况、河流参数、流域综合规划和专业规划成果、水能资源调查成果、水工程特性、水电站基本特征、电站形象面貌等信息，实现水电站信息的数据化、网络化、可视化。

(1)河流与电站信息结合。福建省河流数量众多，共有独流入海水系47 条，50km2以上河流683条。大多数河流平均坡降大、落差较集中，有利于水电资源开发。水电站的开发利用离不开河流这个载体，收集水电站的信息必须了解相应河流的情况。

(2)规划成果与电站信息结合。流域综合规划和水能资源开发规划是水电站开发的依据，福建全省河流的综合规划编制工作已完成。只有将规划成果应用于水电站开发、利用、监管，才能达到依法行政、规范水能资源开发建设行为的目的。

(3)资源利用与管理要求相结合。水行政主管部门肩负着对水能资源监管职责，需要对资源调查评价，对项目立项、设计、建设等各个环节把关，这都需要运用先进技术手段，经济、快捷地达到要求。

2.2 工作模式

系统首先应用于水利部门内部，省、市、县三级水利部门之间，属于G2G 模式。省、市、县水利部门之间虽然没有隶属关系，但工作性质一样，工作目标一致。省级和市、县两级水利部门有工作指导关系，之间需要共享信息资源，减少管理上的死角;需要规范并简化信息的制作流程，提高信息的准确度;需要简化上下级信息交换环节，发挥高效协同办公等作用;需要信息资源整合，提高系统决策和指挥效率。

2.3 系统数据流分析

系统主要收集河流和水电站的信息，为了反映系统的主要功能、系统与外部环境的输入输出、系统内部的处理、数据传送、数据存储等情况，特绘制数据流程图(DFD)。数据流程图(DFD)是从数据传递与加工的角度，以图形的方式刻画数据流从输入到输出的移动变换过程。对于复杂的系统可按照系统的层次结构进行逐步分解，并以分层的DFD 来反映这种结构关系，从而能清楚地表达和理解整个系统。河流与水电站信息录入的数据流程如图1 所示，河流与水电站信息查询的数据流程如图2 所示，河流与水电站信息综合处理的数据流程如图3 所示。

图1 河流与水电站信息录入的数据流程

图2 河流与水电站信息查询的数据流程

图3 河流与水电站信息综合处理的数据流程

2.4 系统管理功能分析

在水电站信息管理系统中，分为两个流程:管理员流程和普通用户流程。权限上，管理员与普通用户都分为省、市、县三级。在管理员流程中，管理员根据密码进入水电站信息管理界面，登录以后，管理员可以进入数据管理模块录入本辖区水电站信息和河流信息。必要时进入浏览查询模块、报表分析和统计功能模块、系统管理模块进行相关操作，不同权限的管理员在进入后台维护时显示不同的界面形式，需要管理的内容有管理员账户管理、用户角色管理、用户管理、地区管理、数据字典、系统日志和数据备份等功能。普通用户流程中，用户根据密码进入水电站信息管理界面，此界面中可以进行数据查询、报表分析统计本辖区的信息。

3 主要建设内容

3.1 设计原则

(1)统一开发。信息管理系统开发建设统一由省级完成，市、县两级无需再次开发。通过网络，各用户做到只要有一台电脑上网就能工作，并实现零维护。

(2)协同建设。系统以省、市、县三级为基本框架，省、市、县三级用户登录后，拥有自己的权限，按各级各用户根据各自权限实现数据录入、修改、分析、管理等功能。

(3)分期实施。本系统目标分三步走:一是作业层面，建立完善信息数据库，实现数据信息的采集和整合，重点在基层市、县用户;二是战术层面，在网络上基本实现水电站信息浏览、查询、分析和管理等功能，重点在完善软件开发;三是战略层面，集成不同TPS、MIS 系统，为今后风情、雨情、水情、其他工情、GIS 系统的开发预留接口和位置，实现协同办公、指挥决策。

3.2 开发平台

该系统选用B/S 结构开发，采用ASP.NET 技术。

3.2.1 ASP.NET 技术选择

与以前的Web 开发模型相比，ASP.NET 有如下优点:

在性能上，ASP.NET 可利用早期绑定、实时编译、本机优化和外缓存服务。在工具支持上，补充了Visual Studio 集成开发环境中的大量工具箱和设计器。在威力和灵活性上，ASP.NET 框架类库、消息处理和数据访问解决方案都可从Web 无缝访问，可以选择最适合应用程序的语言，或跨多种语言分割应用程序。此外，公共语言运行库的交互性保证在迁移到ASP.NET 时保留基于COM 的开发中的现有投资。在简易性方面，ASP.NET 使执行常见任务变得容易，从简单的窗体提交和客户端身份验证到部署和站点配置。公共语言运行库利用托管代码服务简化了开发。在可管理性上，ASP.NET 采用基于文本的分层配置系统，简化了设置应用服务器环境和Web 应用程序，可以在没有本地管理工具帮助的情况下应用新设置。在可缩放性和可用性方面，ASP.NET 增加了专门用于在聚集环境和多处理器环境中提高性能的功能。密切监视和管理进程，当进程行为不正常(泄漏、死锁)时，可就地创建新进程，以帮助保持应用程序始终可用于处理请求。在自定义性和扩展性上，ASP.NET 随附结构，可使开发人员在适当的级别“插入”代码，可用自定义组件扩展或替换ASP.NET运行库的任何子组件。在安全性上，借助内置的Windows 身份验证和基于每个应用程序的配置，可以保证应用程序是安全的。

3.2.2 B/S 结构特点

B/S 结构(Browser/Server 模式)是WEB 兴起后的一种网络结构模式，WEB 浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器(Browser)，服务器安装Oracle、Sybase、Informix 或SQL Server 等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。这样就简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。B/S 结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。系统的扩展非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。

3.2.3 体系结构

系统开发结构和技术的选择，满足设计原则。如图4 所示，软件采用B/S 结构开发，利用互联网，在省水利信息中心建立信息管理系统的数据库、web 服务器等，各级用户利用IE 浏览器等客户端工具，通过用户名和密码远程登录“福建省水电站信息管理系统”。

3.3 功能介绍

软件系统的核心是数据库，其功能模块主要分为五个:包括用户登录模块;信息管理模块;浏览查询模块;信息统计、分析模块;信息管理系统管理模块。如图5 所示。

(1)用户登录。用户分管理员和普通用户二类。管理员用户分省、市、县三级，按照各自权限实现数据录入、修改、分析、管理等功能。普通用户仅可使用浏览、查询、分析等功能，不能修改信息。省、市、县三级用户登录后，只能管理用户所辖行政区域的系统信息。

图4 系统结构

图5 系统模块

(2)数据管理。省级管理员可以设定市县级管理员的权限;可增删、修改所有数据。市县级管理员只可管理本级站点信息，只能增加、修改其行政区划范围内的站点信息，不能删除整条电站信息。信息录入是指单个信息的录入以及批量数据导入。信息修改是指河流、水电站信息的修改。可实现单条信息的修改和批量修改。信息审核是指按照数据之间的内部约束关系，进行信息审核，形成不合理信息提示。

(3)数据查询。查询条件尽量简单方便。简单查询，按照装机容量、库容、水电站名称、水电站代码等进行;自定义组合查询，按照给定的条件选择查询。

(4)数据分析。利用数据库内数据，可以完成电站上下游关系、河流纵剖面、电站属性饼状图、各设区市电站装机容量比例、各设区市电站数量比例、历年装机容量柱状图等数据及表报的分析。

(5)系统管理。主要是管理用户密码、用户信息、名词字典、安全规定、日志等内容。

4 应用效果分析

(1)提高信息化水平。在日常管理中，省、市、县各级政府都积累了大量的信息资源，从拥有资料角度出发，纸质文件和图纸可谓是汗牛充栋，同时掌握在不同人手中;但从应用角度出发，却难以发挥应有作用，资料信息查找困难，信息间相互打架、矛盾的地方比比皆是，需要进一步甄别。经过系统的统一信息处理，筛选、分类、归纳和整合信息资源，减少手工性和重复劳动，转化成日常工作的重要信息源。

(2)提高协同办公能力。通过省级统一系统建设，各级共同建设、共同使用、共享成果，更全面地了解相关资料，增强政府的指导功能，全面提升工作效率，发挥信息资源的社会效益和经济效益。

(3)提高应急决策水平。依靠数据，优化政务流程，及时应对突发事件，减少和规避决策风险。如在应对2010 年“6·10”暴雨洪水过程中，对电站应急处置发挥了重要作用。

(4)加强行业管理水平。规范数据信息的生成，及时收集和更新数据，动态了解行业发展状况，为管理者决策提供最新、完整且准确的依据。