气象装备保障信息管理系统的设计与实现

杨 涛，王 磊，张常亮

(1.四川省大气探测技术中心，四川成都610072;2.四川省气象信息中心，四川 成都610072)

0 引言

近几年中国加大了对气象事业的资金投入。在气象探测方面，各类自动气象站、雷达、土壤湿度、风能、太阳能等气象观测设备数量与日俱增[1－2]。传统的气象装备保障管理是采用的人工纸质化管理模式，通过人工填写纸质表单或人工填写纸质收发单据等方式完成气象装备的出库、入库及维修保障等流程。这种方法存在实时性差、易出错、缺乏智能化查询管理及不易后期维护等缺点。

目前中国31个省份的气象部门都陆续开始设计研发智能的装备保障管理系统[3－5]，改变以人工记录为主的装备管理模式，部分省份已经开发出单机版装备库存管理系统，功能较为简单，使用范围较为单一，主要为了满足以出入库为主的库存管理需求，对装备保障业务流程的功能考虑较少。

基于B/S架构的Web技术[6－7]通过数据库服务器智能化管理庞大的数据信息，用户可实时在客户端浏览器上查询、更新及管理数据信息[8－9]。采用该技术建立一个智能化气象装备信息管理系统能够加强气象装备保障的管理和监控预警，形成一套结构合理、技术先进、功能完备的气象装备保障信息管理系统[10－12]，并提高气象探测中心的保障供应能力。系统还能够以信息化手段做为支撑，强化内部协同作用，消除信息“孤岛”的影响，充分加强各级组织机构和台站的高度业务协作，作业流程更专业化分工更明确，保证信息共享及敏捷的反应，实现相关连的采购、库存、调拔、送修、报废和检定等工作流程的协调和平衡，从而达到整个装备供应管理的高效率、低成本和数据共享，实现最优化的气象装备保障管理和监控预警。

1 需求分析

1.1 功能需求

气象装备保障信息管理系统由7个功能模块组成:系统与日志管理、出入库管理[13－14]、需求管理、库存管理、通知预警、统计查询和文档管理。为适应大气探测技术中心业务工作的实际需求，系统权限分为大探中心领导、系统管理员、仓库管理员和业务人员4类。

大探中心领导的主要功能需求包括:需求管理中的审核与查阅;库存管理中的报废设备审批和查阅[15]、盘点计划审批;在用管理中的在用设备的统计查询;通知预警的全网通知、超检告警及库存告警查询;统计查询中的查询浏览;文档管理中的文档上传和系统管理中的个人信息修改。

系统管理员的主要功能需求包括:需求管理中的初审与计划汇总;库存管理中的库存告警、超检告警设置、报废设备初审及查询、盘点计划制定;在用管理中的统计查询;通知预警中的全网通知、超检告警及库存告警查阅;统计查询中的查询浏览;文档管理中的文档上传和管理，系统管理中的用户注册权限设置、个人信息修改和日志管理。

仓库管理员的主要功能需求包括:出入库管理;库存管理中的物资移库和仓库编码设置;通知预警中的全网通知、超检告警及库存告警查阅;统计查询中的查询浏览;文档管理的文档上传及系统管理中的个人信息修改。

业务人员的主要功能需求包括:需求管理中的需求申请与计划申请;库存管理中设备报废申请与查询;在用管理中的在用设备的撤换、撤下与统计;通知预警的全网通知、超检告警及库存告警查询;统计查询中的查询浏览;文档管理中的文档上传及系统管理中的个人信息修改。

1.2 性能需求

系统的性能需求主要有以下几个方面:

(1)完成一个流程发起工作传递到下一个节点时，系统自动生成事务通知，事务通知将逆序显示在首页的事务列表中，用户可通过点击事务打开处理节点，对事务进行处理，用户无需离开首页同样处理相关业务。

(2)通知与事务是不同的信息来源，通知不需要用户处理，通知只是一种信息反馈，将和本地相关的信息以通知的形式反馈到通知列表，通知信息有主动发布的和自动生成的两部分，用户可选择性的浏览。

(3)在数据库服务器端，利用连表查询、嵌套查询、存储过程、建立视图等技术，优化大数据量的查询与存储。用户的最大数据检索等待时间不超过2s(每万条)。采用适用于大数据量的分段查询检索技术，获取分段数据，用于前台界面列表的分页显示。

(4)在客户端，主界面的导航菜单是系统提供的快捷入口，用户通过快速点击可进入到常用的功能对话页面，增强了使用的便捷性，用户可以根据需要对快捷入口进行配置管理，大数据的前台校验采用AJAX技术。

2 系统设计

2.1 软件架构设计

系统的软件架构采用B/S 3层架构。最上层为表示层，为改善用户体验，提高B/S下用户使用的方便性，系统表示层拟使用现在流行的ASP.NET网页母板技术，采用HTML+DIV+CSS+JS综合技术将布局美观。中间为业务逻辑层，主要由逻辑控制器和具体的业务逻辑类组成，完成系统各种复杂的业务逻辑需求等核心功能。最底层为数据访问层，主要封装了对SQL数据库及XML配置文件的查询、修改、写入等操作。整个气象装备保障信息管理系统的软件架构如图1所示。

图1 系统软件架构图

图2 总体功能框架图

2.2 功能模块设计

系统由7个子功能模块组成，系统总体功能框架如图2所示。

其中，出入库管理、需求管理和库存管理为系统核心功能模块。出入库管理模块可分别设计为4类:库存类“WareHouse”、入库操作类“EnterWareHouse”、出库操作类“RemoveWareHouse”、非库存类“NotWareHouse”。入库操作包含归还入库、撤换入库、送修入库和调拨入库等几种类型;出库操作包含借用出库、送修出库和调拨出库等几种类型。每个仓库管理员完成各自省市级所属的出入库管理。模块的系统设计框图如图3、4所示。

图3 入库操作流程图

图4 出库操作流程图

需求管理模块可分别设计为需求申请类“Required”和计划申请类“AnnualPlane”两类。业务用户提出需求申请和计划申请，交由管理员进行初审或汇总，通过初审的，交由省局领导终审。终审通过的需求申请交由仓库管理员进行相关的出库操作。模块的系统设计框图如图5所示。

图5 需求管理流程图

库存管理模块可分别设计为4类:移库类“Remove”、报废设备申请类“Scrap”、告警设置类“Alarm”、盘点计划类“Plane”。仓库管理员可以进行归属地的物资移库。业务用户提出报废设备申请，交由系统管理员初审，初审通过的交由省局领导审批。审批通过的报废设备交由仓库管理员进行设备报废。系统管理员还可以进行告警设置，包括最低库存量的设置和超检时间的设置。系统设计框图如图6所示。

图6 库存管理流程图

2.3 数据库设计

为把用户的数据要求清楚、准确地描述出来，采用E-R图的方法进行数据库概念结构设计。E-R图中包含了实体(既数据对象)、关系和属性等3种基本成分，通常用矩形框代表实体，用连接相关实体的菱形框表示关系，用椭圆形或圆角矩形表示表示实体(或关系)的属性，并用直线把实体(或关系)与其属性连接起来。系统的E-R图如图7所示。

图7 数据模型E-R图

数据表是进行数据访问与存取的工具。对于任何一个数据库应用系统，数据处理工具和对象均是二维关系数据表。系统需要设计多种关系型数据表，以下是几个主要功能模块的数据表结构(表1～4，表中的PKID表示该表的主键，关联键用*号标出)。

表1 用户注册信息表

表2 出库单表

表3 需求申请表

表4 库存表

3 系统实现

3.1 系统与日志管理

系统管理员实现用户信息的初始注册与权限分配。各级用户可以对个人基本注册信息，如用户名、密码、工作单位等进行修改。系统定期自动生成登录日志和操作日志，系统管理员可实时查询日志信息。模块主要涉及到数据库校验及日志生成操作。关键代码及运行效果如下。

图8 系统登录界面

图9 系统主界面

图10 系统注册界面

3.2 需求管理

需求申请由业务人员提出，满足谁需求谁申请的原则。业务人员提出本级的设备需求，交由系统管理员进行初审，初审后系统管理员再将此需求申请提交大探中心领导进行终审，并将审批意见反馈给相应的人员。需求申请包括借用申请、调拨申请、送修申请和领用申请。模块主要涉及到数据库查询及更新操作。关键代码及运行效果如下。

图11 需求申请界面

图12 需求查询界面

3.3 库存管理

图13 设备查询与导出界面

业务人员提出设备报废申请，交由系统管理员及省局领导审批。审批通过的，由仓库管理员进行报废操作。各权限用户可实时查看归属地的库存情况。另外，系统管理员还可进行库存告警和超检告警设置，主要设置参数包括物资编码、设备名称、设备型号、最小库存量、超检时间及告警级别等。模块主要涉及到数据库查询及更新操作，EXCEL报表导出操作。关键代码及运行效果如下。

3.4 出入库管理

图14 设备入库界面

仓库管理员根据业务人员提交的需求申请，进行出库操作，包括出库单的填写及设备出库。当业务人员归还设备或采购新设备时，则需要进行入库操作，包括入库单填写及设备入库。模块主要涉及到数据库查询及更新操作。关键代码及运行效果如下。

4 系统对气象装备保障管理的提升

采用气象装备保障信息管理系统，与原来的管理模式比较，整体有了较为明显的提升。首先，系统的使用提高了装备管理的效率，极大的减少了人工记录出错的概率。其次，管理人员可以轻松的在海量数据中查询出需要的设备，并可参照系统全面的统计方式调整后期装备保障的重点任务。此外，系统严格的规范了装备保障的工作流程，使所有的借用、调拨、维修、检定、报废等业务有据可查。气象装备保障信息管理系统，提升了气象装备保障的现代化管理水平，符合中国气象局实现气象现代化的发展方向。

5 结束语

主要阐述了基于B/S架构的气象装备保障信息管理系统的设计方法。在需求分析中详细给出了系统的主要功能和性能需求;在系统设计中给出了详细的功能和数据设计流程以及数据库表的设计方案;在系统实现部分，通过一个实例给出了该系统的各主要模块的运行过程。气象装备保障信息管理系统的建立能实时、准确的完成各类气象装备的需求、库存、预警、统计及系统管理等功能，极大的提高了气象装备保障能力和水平。系统必将得到越来越广泛的推广和应用。

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