论水利工程造价系统的设计与实现

2014-03-15

中国水能及电气化 2014年10期

(贵州省麻江县水利局，贵州麻江 557600)

应用软件和电子技术的开发应用，使人们从繁复的工作中解脱出来。大量工程造价系统软件在民用、工业建筑中得到了有效的运用，人们可以对建筑物的外形、结构、室内等进行参数化设计，并根据设计的结果，利用系统将工程的造价自动计算出来。水利工程建设对造价系统通用性、计算实时性的要求越来越高，传统的水利工程造价系统已难以充分满足其应用要求。本文对水利工程造价系统的功能、业务流程、编制方法等方面进行深入分析，基于C/S结构体系，设计了新型水利工程造价系统，并采用面对对象的方法对系统的实现进行了验证。

1 水利工程造价系统概述

水利工程造价系统是指能对水利工程各项目进行收集、整理、加工、分析、运算、辅助决策、传递、储存、使用等的一项计算机系统。该系统以计算机网络技术为工作基础，采用系统思维方法，处理并利用采集到的多项工程数据信息，向水利工程造价的管理者提供准确、可靠的决策依据[1]。

由于水利工程造价需要将材料价格、价格指数等指标灵敏反映出来，因而需对工程造价的系统业务进行详细分析。水利工程造价由工程、移民与环境两部分组成。其中，工程部分主要由建筑工程、机电设备及安装工程、金属结构及安装工程、施工临时工程、独立费用五个不同的单项工程组成，这些工程的内容决定着工程的费用。根据有关水利工程的概算标准，工程造价系统计算的费用包括建筑安装费、设备费、独立费用、生产预备费以及建设期的还贷利息等。在水利工程造价系统中，输出的报表为由工程概算表、概算附件和工程汇总表三部分组成的水利工程造价文件。水利工程造价系统的业务流程如图1所示。

图1 水利工程造价系统业务流程

2 水利工程造价系统设计

2.1 总体结构设计

水利工程造价系统由工程编辑、文件管理、工程造价、造价报表、工具包及帮助六部分组成。整个系统分为两部分，分别为服务器端与客户端。数据库放在服务器上，为确保数据库能安全地向用户提供服务，还将一道防火墙加设在了服务器的前端[2]。

在此次研究中，系统采用C/S体系结构进行设计，原因如下：

a.基于已确定的需求。目前，水利工程造价系统为单机使用。每个水利工程为完整的个体，之间不会存在过多的联系，也无需多人一起完成一个水利工程的造价。

b.基于将来可能的需求。对定额体系进行修改和扩充为将来用户最可能的需求。在基于C/S体系结构设计的水利工程造价系统中，当用户修改或扩充定额体系时，只需增设一个数据库即可满足需求。

c.基于安装发布。采用C/S体系结构的程序能简单进行安装发布。

d.基于系统的运行与维护。采用C/S体系结构的数据库系统建立在通用平台上，SQL等通用技术得到了有效的应用和支持，在促进数据库的维护工作朝着专业化方向发展的同时，也变得更为开放，同时也大大降低了维护工作及与进一步开发工作对系统原设计者的依赖性[3]。

2.2 数据库设计

考虑到水利工程具有很强的系统性和综合性、工作条件复杂、影响面广、规模庞大、投资多、技术工艺复杂、工期较长等特点，同时也为了将工程造价系统适应性不强的问题予以有效解决，此次研究扩展了传统的C/S结构。根据水利工程项目、定额标准存在的差异性，在定义造价系统数据库的过程中，对多个不同的工程数据库以及标准定额数据库均进行了定义。客户端的运行由用户根据实际情况决定。用户在明确了计算需求后，选择对应的数据库计算工程造价。水利工程造价系统的体系结构如图2所示。

图2 水利工程造价系统的体系结构

2.2.1 标准定额数据库

由于一个水利工程应用到的定额体系只能有一种，且不同定额体系具有不同的费用组成、定额材料组成以及费用计算方式等，因此在水利工程造价系统的设计过程中，进行定义的每一个定额体系即为一个标准的定额数据库。此种做法的优势表现在以下几个方面：

a.各定额体系之间不发生影响。当系统某个标准定额数据库在录入数据过程中发生失误时，只需将此标准定额数据更新即可，大大减少了需要更新的数据量，有效降低了工作强度。

b.标准定额数据库中的数据比较多，通过采取分开处理方式，有效避免了数据查询效率因数据量过大而较低的问题。

c.标准定额库中已具备费用计算标准，不同的定额体系通过调用对应数据库中的费用计算存储过程，即可完成不同标准下的费用计算工作。当标准定额体系变更计算方式时，只需将此数据库的存储过程进行更新即可，有效避免了因修改程序带来的困难。

2.2.2 工程数据库

由于各个水利工程之间不会发生相互影响，因而设计出的一个水利工程即为一个完整的工程数据库。在对工程进行新建时，从工程模板数据中拷贝一个文件，便生成了新的数据。此外，工程模板随着系统定额体系的不同可能会产生差异，因而一个工程数据库模板对应一个或多个标准定额数据库。此种设计方法的优势如下：

a.各工程数据库之间不发生影响，其中一个工程出现错误数据时，对其他的工程不会造成任何影响，对文件进行拷贝即完成了工程数据的备份。

b.新工程的建设速度快。由于采用了工程模板数据库，对新工程模板文件进行拷贝便完成了工程的新建，操作非常简便。

c.模板的维护操作简便。当新建工程的需求发生变化时，只需更新工程模板即可满足需求[4]。

3 水利工程造价系统功能实现

3.1 水利工程造价系统部署

通过以上对水利系统需求的分析，依照面对对象的程序设计原则，将水利工程造价系统设计为系统表现层、业务逻辑层、数据访问层三个层次。其中，系统表现层用来处理与用户的交互，接收用户的输入，同时向用户展现数据；业务逻辑层用来实现系统的业务逻辑；数据访问层用来访问数据库中的数据。水利工程造价系统的部署如图3所示。

图3 水利工程造价系统部署

3.2 系统表现层实现

水利工程造价系统的界面表现层通过应用典型的MVC架构得到实现。在这种系统结构中，一个应用由三部分组成，分别为Model、View、Controller，且三部分分别起到了不同的作用。Model指的是处理工程各项业务数据及信息的版块，具有数据收集、存储、加工等功能；View指的是用户的使用界面，即面向用户的一些数据表示；Controller发挥着控制Model与View之间流程的作用，完成的动作包括以下两个方向：一是将用户使用界面上的操作具体映射到Model上，从而将各项具体的业务逻辑完成；二是将Model处理完毕的数据在用户使用界面上及时反映出来[5]。

3.3 系统业务逻辑层实现

系统的业务逻辑处理在业务逻辑层予以实现。水利工程造价系统的核心即为业务逻辑层，该层对表现层的各用户请求进行接收，并以业务逻辑为基础，将数据请求按照一定的顺序发送至数据层，并对数据层返回来的数据信息进行解释和组合，再将这些数据整合成对用户有帮助的信息，再次返回给造价系统的展现层。

通过分析国家有关水利工程造价规范标准可知，水利工程的整体费用由第一部分至第五部分组成，第一部分至第四部分均由对应的各级子项目构成，第五部分则为费用表的表现形式。根据水利工程的项目，可以划分为第一级至第三级项目。在第三级项目中，录入了对应的定额。在定额的材料中，包含着一些特殊的材料，以混凝土最为典型。在定额中，缓凝土以一种材料的形式表现，但实际上是由砂、水、水泥、石子及各种添加剂共同组成的。造价系统在实际计算过程中，每一级的单价均由所有子节点的金额合计而成，工程的总金额即为单价与工程量的乘积。

在对水利工程的造价计算规则进行了全面了解后，可以将整个工程看作是一棵非常标准的树。与数据的存储相结合，树的节点与每条记录相对应。根据分析可知，每个节点的工程量与单价的乘积为节点的金额，所有子节点的金额相加即为节点的单价。在对工程数据的抽象进行确定后，即可完成系统的实现。

3.4 系统数据访问层实现

造价系统在打开一个水利工程时，便会连接工程数据，并找出对应的标准数据库，再与其进行连接。为实现造价系统投资成本的降低，设计并建立了一个标准数据库的连接池。当系统连接标准数据库时，要先进行数据池查询操作，如果显示系统与标准数据库的连接已成功，便返回到连接对象一层；如果未能成功进行连接，便与标准数据库建立一个新的连接，并放入数据库连接池中。

当关闭一个工程时，系统就要断开数据库。由于系统的标准数据库与工程数据库为分离状态，因此需要将两者同时断开。考虑到标准数据库的特殊性，在断开它之前，需要对此数据库的引用计数进行判断。只有当标准数据库的引用计数为零时，才可将其连接真正断开，从而实现相应资源的释放[6]。