水利水电工程质量管理系统总体设计与实现

宋建勤

【摘要】总体设计可为具体的系统结构化设计提供技术上的支持，使系统的设计能够顺利实现从系统逻辑模型到系统物理模型的转换。本文根据系统调查和系统分析进行相应的归纳总结形成系统所要达到的逻辑模型和功能要求，同时考虑到系统主要还是以水利工程质量评定应用为主，在设计上重点考虑了水利工程质量评定的技术规范和系统的实际需求。

【关键词】水利水电工程；质量管理系统；设计与实现

1系统业务需求分析

本系统主要应用于水利工程建设过程中，不同阶段的质量管理和控制。按照功能性需求来看，应主要具备：工程注册管理、目标管控、组织管理、过程控制、质量管理与监督、材料测试与检验、设备检测与检验、质量事故管理、检测工具、文档管理、管理规程等几个方面，图1为系统功能性需求组成图。

图1 系统功能性需求

（1）工程注册管理包括监理、施工、检测、设计单位在开工前的资料信息；（2）质量目标管理是遵循水利水电工程质量管理技术规范，建立工程质量目标控制与目标体系；（3）质量组织管理。本系统设计时建立了组织机构图和质量责任矩阵图功能，不同的操作权限，对应不同的责任矩阵图，权责分明。真正做到落实工程质量控制部门人员的岗位责任和完善工程质量组织管理机构，实现对工程质量的全面监督和管控；（4）工程质量的过程控制，质量控制与管理是工程质量过程控制中的重要内容，主要有以下几个方面：单元工程进场施工设备申报单、单元工程质量控制表、单元工程现场材料质量控制表、单元工程施工质量过程控制日报、施工准备阶段质量控制表、单元工程施工质量问题控制对策表、质量问题因果分析、单元工程主要材料检验表、单元工程施工设备质量控制表、质量事故管理等；（5）工程质量的成本控制，为了保证工程成本的最小化，达到节约工程总投入的目的。必须分阶段对工程成本進行控制，只要包括内部故障成本、外部故障成本、工程鉴别成本和工程质量预防成本等；（6）分析与检测工具，本次设计包括了一套全面的质量分析工具，如抽样检验、直方图、控制图、分层排列图、因果关系图和相关分析等质量图形分析工具；（7）文档归档，

在文档管理模块中，可提供优质、高效和系统的文档管理功能；（8）规程管理，通过综合查询的方式提供水利工程建设方面的质量管理标准规范和政策法规，供工程管理人员查询。资料来源见《水利工程质量管理文件选编》。单元工程划分表：按照《水利水电工程施工质量评定规程》划分工程项目，并建立项目的WBS图，形成项目结构图和单元工程质量控制目标树；（9）系统管理，系统管理模块中，管理员可以设置系统用户和系统权限，以及不同子功能模块的操作权限及分配工作，使系统的安全性和有效性得以保证。在该部分，还设有质量评定标准的管理模块，在系统管理员可实现管理所有的标准质量评定表，也可自行定义质量评定表。

2系统软硬件设计

通过综合分析和归纳各个子系统开发对软件环境的具体要求，并在广泛深入调研各个软件技术及开发工具的可用性、成熟性、先进性等方面的基础上，提出系统开发运行的环境。

本系统是用Visual C #语言进行程序设计的，Visual Studio是当今最先进的软件开发工具之一，它汇集了微软（Microsoft）公司的技术精华，不仅全面使用了面向对象的技术，而且在编译技术上也作了优化。

系统的硬件环境主要考虑满足决策支持系统对运行效率、数据容量、安全性等方面的实际要求，以及充分利用现有硬件资源。根据当前计算机软硬件技术的现状和发展趋势，以及决策支持系统软件运行管理的要求和用户的计算机操作管理需求。

系统监测管理系统总体上采用客户机/服务器体系结构，建立系统的网络支持环境。根据整个系统实时监控和调度系统的建设任务和建设范围，建设网络范围为决策信息中心、施工单位信息中心、和各个监理站点分中心三级网络结构。

3系统质量评定和规划

3.1 系统工程的划分

系统工程一般可分为若干个扩大单位工程。扩大单位工程系指由几个单位工程组成，并且这几个单位工程能够联合发挥出统一效益与作用或具有同一性质和用途。

单位工程是指能独立发挥作用或具有独立的施工条件的工程，通常是若干个分部工程完成后才能运行使用或发挥一种功能的工程。单位工程常常是一座独立建（构）筑物，特殊情况下也可以是独立建（构）筑物中的一部分或一个构成部分。

分部工程是指组成单位工程的各个部分。分部工程往往是建（构）筑物中的一个结构部位，或不能单独发挥一种功能的安装工程。

单元工程系指组成分部工程的、由一个或几个工种施工完成的最小综合体，是日常质量年检的基本单位。可依据设计结构、施工部署或质量考核要求把建筑物划分为层、块、区、段等来确定。

3.2单元工程质量评定分类

系统工程质量等级评定前，有必要了解单元工程质量评定是如何分类的。单元工程质量评定分类有多种，这里仅介绍最常用的两种。

（1）按工程性质分类

按工程性质可分为：①建筑工程质量检验评定；②机电设备安装工程质量检验评定；③金属结构制作及安装工程质量检验评定；④电气通讯工程质量检验评定；⑤其他工程质量检验评定。

（2）按工程划分分类

按工程划分可分为：①单元、分项工程质量检验评定；②分部工程质量检验评定；③单位工程质量检验评定；④扩大单位或整体工程质量检验评定；⑤单位或整体工程外观质量检验评定。本文在按照工程性质分类的基础上，加以工程划分分类，科学系统的实现水利工程建设质量评定等级的标准划分。

3.3 评定工程及内容

中小型水利工程质量等级仍按国家规定（国标）划分为“合格”和“优良”两个等级。不合格单元工程的质量不予评定等级，所在的分部工程、单位工程或扩大单位工程也不予评定等级。

单元工程一般由保证工程、基本工程和允许偏差工程三部分组成。

3.4系统质量评定的量化方法

层次分析法，简称AHP，是美国著名运筹学家T.L.Satty在20世纪70年代提出，是一种定性和定量分析相结合的多目标决策分析方法。水利工程建设质量管理系统实际上是将定性和定量相结合。

1.判断矩阵。判断矩阵是将层次结构模型中同一层次的要素相对于上层次的某个因素，相互间作成对比较而形成的矩阵。

2.单序权重计算。权重的计算方法有多种，主要包括方根法和特征向量法。考虑到用于水利工程建设的质量管理数据不会很多，不存在累积误差或累积误差可以忽略，系统就采用方根法。

3.组合权重。组合权重就是依据层次单排序得到的结果确定出层次总排序，然后。通过比较个要素集合权重大小，得到个因素的相对重要顺序，依次确定各个备选方案的优劣。

4程序结构设计及实现

本程序按模块化程序设计，从功能上可划分为一个主模块（工程评定模块）、三个子模块（工程报表管理模块、报表输出模块、标准数据管理模块）。主模块（工程评定模块）的功能是建立动态数组、输入信息、并通过层次分析的办法计算出各子工程检测点的打分权重，进行质量评定并输出结果。

工程报表管理模块的功能是通过查询、生成动态数组信息、把评定信息填入相应的word模板，生成word文档，输出报表。评价标准数据管理模块的功能是添加、修改、删除保证工程和基本工程的质量标准，把标准细化成可供选择的检测信息，它的程序框图如图5-7。

5 系统软件实现

5.1 C/S通信模式的实现

在Viual C#中，利用TCP/IP网络的API接口函数Socket，Socket将通过Bind方法绑定到特殊终端节点，并通过Connect方法绑定到该终端节点所建立连接。使用send或sendTo方法将数据发送到Scoket；使用Receive或ReceiveFrom方法从Scoket中读取数据。当使用完Scoket后，使用Shutdown方法禁用Scoket，并使用Close方法关闭Scoket。Microsoft .NET框架使用Scoket类来提供到TcpClient、UDPClient和WebRequest及子类的Internet连接。选择“组件类”，在“名称”文本框中输入“SocketUDP”，在Dispose（）函数后添加如下代码：

Private int UDP_Server_port；

Private System.Threading.Thread thdudp；

Private IPEndPoint_Server = new IPEndPoint（IPAddress.Any，0）；

Public delegate void DateArrivalEventHandler（byte[] Date，IPAddress IP，int Port）；

5.2数据库接口的实现

为了实现客户机与服务器之间的数据连接，可以通过访问数据库系统的标准接口或开发工具自带的专用数据接口来实现。

Power Builder提供了DIR Direct Connect、INI9 Infomix v9.x、JDB JDBC、MSS Microsoft SQL Server、O84 Orache 8.x，Orcale8i、ODB ODBC、SYC Sybase ASE和SYJ Sybase ASE for EAserver等专用数据接口。

水利工程建设质量管理系统采用Power Builder9.0作为开发工具，SQL Server 2005作为后台数据库，在数据库连接上采用了ODBC和MSS Microsoft SQL Server两种数据接口方式作为实现数据连接的工具。

5.3数据库连接的设计与实现

要实现水利工程建设质量管理系统的各个子系统功能，数据库的连接是第一道关口。首先在确保所使用的数据库SQL Server服务管理器处于开启状态，通过客户端应用程序的登陆连接窗口输入相应的数据源（库）名称、服务器名称和用户密码，若系统获取的数据源（库）名称、服务器名称和用户密码同数据库中的操作员表中的某条记录相符，通过密码验证身份以后，才能进入系统登陆界面，否则，提示数据无法连接数据引擎。

水利工程建设质量管理系统采用的是ODBC和SQL Server两种方式进行数据库的连接，各个用户可以根据自己的需求进行相应的设定选取所需的数据库连接方式[32]。

5.4用户登录的设计与实现

用户选择了相应的数据库连接方式和实现了数据连接以后，就需要通过系统界面来实现自己的管理信息系统需要从事的各项工作。客户端应用程序作为管理。信息系统的一个桥梁，它本省需要有具有一定的安全保护措施，能够对用户的身份进行验证，从而保证数据库中的数据不受破坏。所以，在连接上服务器和相应的数据以后，用户准备运行系统时，还要先进入用户登陆模块。若系统获取的用户名与密码同数据库中的操作员表中的某条记录相符，通过密码验证身份以后，则进入主程序，否则，系统提示用户名或密码错误。为了确保保密和安全，系统设计为在输入用户名时要求输入的是3位数字或数字与英文字母组合的用户代号以及8位以上的位数字或数字与英文字母组合的密码。

打开水利工程建设质量管理系统，进入“系统登陆”界面。用户必须拥有合法的个人账户和密码通过验证后方可以进入系统。第一次使用的用户，需要向系统提交使用申请，建立一项新工程，输入本项工程的管理密码，同时系统管理项也会对新用户定义身份，如普通用户、高级用户、管理员等。 “系统登陆”界面，系统允许每个用户有多个身份。每个用户拥有三次输入密码的机会，连续三次密码错误，将弹出提示框警告用户确认个人用户信息后再进行登陆，同时，软件平台将自动关闭。

6小结

系统采用模块化设计方案，本章节将根据系统整体分层架构，进行各个子系统的划分、设计和功能归类。系统功能的模块化设计过程，采用OO设计模型，依据高内聚、低耦合的设计原则，将系统需求确定的各项功能，按层次在不同的子系统中实现。

由于系统规模较大，在研发设计中，采用了从粗到细、逐层深入的设计方式，进行两次設计。即首先根据需求，确定系统各个组成子系统，并确定各个子系统的功能和通讯协议。然后对各个子系统进行深入分析和设计，确定各个子系统的组成组件及其功能，并进一步划分模块功能以及模块间的通信方式和调用关系。其中，数据访问引擎等重要组成部分进行更深一步的细化设计。以保证本项目开发工作能够顺利开展。

参考文献：

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