某城市节水管理信息系统的设计与实现

张君++陈天放++张颖

摘要：该文旨在模拟分析和设计某城市节水管理信息系统，使其实现节水数据的录入、处理、储存和输出，完成节水用户管理、计划管理、收费管理、统计与决策分析等；在外部以网站和微信查询等形式实现单位节水信息浏览、节水资料报送、节水计划下载、水平衡测试查询和管理人员的协同办公等。信息系统设计以B/S模式、采用J2EE进行程序开发，以My SQL数据库进行数据库管理，采用的技术较为成熟，应用于此系统的开发，系统的功能目标得以完全实现。

关键词：节水管理；软件设计；计划管理；微信；协同办公

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）29-0049-02

当今社会已进入信息时代，信息充斥着整个世界，是人类活动的重要组成部分。随着城市节约用水管理工作的全市化、精细化、高效化要求的提出，传统的PC版节水管理软件已无法满足日常工作的需求，其存在诸多缺陷，且已逐步显露：一是下达方式单一，无法实现用水信息的网络浏览、下载，用户的领取也只能通过开会、上门签收、邮寄、传真等方式，无法实时查询本单位每月用水计划和实际每月历史用水量；二是交互性差，用户填写的节水报表仅仅是书面备案，无法实现网络申报及数据的自动统计功能；三是稳定性不高，现有的节水管理系统仅仅是一个数据库的查询和简单运算、比对，而且数据之间的调用经常会出错，需要手工复核、修改，无法实现信息的高效管理和运用，无法实现与管理人员及用户的互动；四是先进性弱，无法适应现有的移动办公的要求，无法实现外网登陆及手机平台登陆、运用，无法与现在流行的微博、微信交互共享。因此进行全新的城市节水管理信息系统的设计，用自动化替代传统节水管理模式中的手工管理方式，用信息化手段实现科学化、定量化管理，已是迫在眉睫，且具有重要的现实意义。

系统开发并投入使用后，将使现有分散、孤立、异构的水资源管理信息全面集成，将复杂、重复的内容信息化，大大改善管理部门和用水户传统的人事工作方式，降低人为因素导致的错误事故的发生率，提高节水管理整体能力，从而更好地提供全方位的优质服务。

1 节水管理信息系统的设计

城市节水管理信息系统与城市经济、环境保护、规划建设和可持续发展息息相关。系统服务的对象不仅包括各级水行政主管部门，还包括用水单位、科研及规划部门、政府相关职能部门和社会公众。初期主要是对已纳入管理的5000户非居民用水企业和单位进行有效的节水服务和管理，远期将达到对全市主城和郊区2万节水管理用户的全覆盖效果，为全面、高效、有序地管理该市节约用水工作提供坚强的保障。

该城市节水管理信息系统采用可扩展的硬件和软件架构，硬件主要通过数据库和应用服务器集群进行扩展，软件通过N-Tier的模块化进行架构的可扩展性设计，并且通过二次开发平台进行业务的扩展，各子系统之间通过接口进行松耦合连接，各个子系统的内部修改不影响其他子系统的运行。

1.1 研究重点

1）研究基于J2EE技术架构的城市节水管理信息系统，用于节水业务的日常管理。

2）研究一种灵活的流程定制系统，实现数据模型、流程配置、页面配置、字典配置、策略的灵活配置，研究流程和数据的融合，实现流程中业务系统数据的查询和修改。

3）研究节水管理信息系统和网站的结合，实现用水单位网站上的数据查询和数据上传。

4）研究微信服务号在节水工作中的使用，实现用水户和管理人员在微信平台上进行数据的查询和操作。

1.2 系统设计

该城市节水管理信息系统采用可扩展的硬件和软件架构，硬件主要通过数据库和应用服务器集群进行扩展，软件通过N-Tier的模块化进行架构的可扩展性设计，并且通过二次开发平台进行业务的扩展，各子系统之间通过接口进行松耦合连接，各个子系统的内部修改不影响其他子系统的运行。

1.2.1系统总体架构

办公微信、节水微管家、网站等通过数据接口与该城市节水管理信息系统模块交互操作。管理人员通过办公微信实现协同办公；用水户通过节水微管家查看用水情况，通过网站提取水量数据、提交月报数据。所有存储和收集到的大量用水户信息，应将其保存起来并供后续的进一步查询，以便系统管理人员的加工处理，以获取所需的信息。现今人们已经改变过去把数据存放在文件柜里过量积累也不易于查找和管理的不足，借助计算机和数据库技术科学地把大量复杂的数据保存和管理，大大提高节水管理工作效率，降低管理成本。存储在数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享[1]。

1.2.2 系统技术体系结构

本系统在选择系统结构时，重点考虑系统的开发效率、界面个性化、系统兼容性和易维护性，决定采用目前主流的J2EE架构技术和B/S结构。

J2EE[2]（JAVA 2 Enterprise Edition）是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。J2EE技术的基础便是JAVA 2平台，不但有J2SE平台的所有功能，同时还提供了对EJB，Servlet，JSP，XML等技术的全面支持，其最终目标是成为一个支持企业级应用开发的体系结构，简化企业解决方案的开发，部署和管理等复杂问题。为了适应节水信息化管理业务发展，如进行个性化页面开发、灵活配置业务流程、根据业务变化进行模型配置、报表配置等，而采用具有极佳伸缩性、良好兼容性、较高稳定性的J2EE架构是最优选择[3-5]。

B/S结构，即Browser/Server（浏览器/服务器）。客户机上只要安装一个浏览器（Browser），服务器安装MYSQL、SQL Server、ORACLE等数据库。浏览器通过Web server同数据库进行数据交互，用户界面完全通过WWW浏览器实现。基于B/S的软件架构技术，系统安装、修改和维护全在服务器端解决，这为节水管理带来了便利，也节省了管理部门自身对系统技术和维护的成本。管理人员在使用系统时，仅仅需要一个浏览器就可以运行全部的模块，真正达到了“零客户端”的功能，很容易在运行时自动升级。同时，B/S 的软件架构技术还提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网等，这正好与计算机无线接入网技术相结合，在更大程度上满足不同人员在不同地点使用不同设备进行操作。

节水管理信息系统的技术体系结构分为四个层，分别是网络硬件支撑层、应用支撑层、应用层和应用安全支撑层。四层结构具体含义如下：

1）网络硬件支撑层：主要由网络、服务器、网络设备等组成，是整个应用系统的硬件基础。

2）应用支撑层：主要由操作系统、数据库、应用服务软件等系统软件和应用开发平台、流程二次开发平台等开发支撑软件构成，是整个应用系统的软件支撑。

3）应用层：主要由组成系统的子系统构成，为本次开发的主要内容。

4）应用安全支撑层：为整个系统运行提供安全保障。其中的应用标准是为接入系统制定接口标准，并且为数据库设计提供相应的数据标准。

1.2.3 系统物理架构

节水管理信息系统在节水内网部署1台应用服务器、1台数据库服务器和1台数据交换服务器（先期，可扩展），在互联网部署1台网站应用服务器和一台微信网关[6]。

1.2.4 系统逻辑架构

该城市节水管理信息系统架构在J2EE的平台上，具有完善的功能定位，分为节水管理信息模块、办公微信模块、节水微管家模块和网站模块，管理人员和用水户均可以方便地通过IE浏览器对其进行操作。

1.2.5 系统数据库选型

目前流行的数据库包括SQL Server、MYSQL、ORACLE。每一种数据库都有其不同的特点及应用领域。

1）SQL Server 数据库

SQL Server是由Microsoft公司推出的关系型数据库管理系统（DBMS）。具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点，可跨越从运行Microsoft Windows 98 的膝上型电脑到运行Microsoft Windows 2012的大型多处理器的服务器等多种平台使用。Microsoft SQL Server数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。

2）MYSQL 数据库

My SQL是瑞典My SQL AB公司开发的关系型数据库管理系统，目前属于Oracle公司。MySQL是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性，My SQL[7]具有体积小、速度快、总体拥有成本低，以及开放源码等特点，其SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。

3）ORACLE 数据库

ORACLE数据库系统是美国ORACLE公司（甲骨文）提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品，是目前最流行的C/S或B/S体系结构的数据库之一。

根据以上对各数据库的分析，考虑到该城市节水管理信息系统目前属于中小型系统，并综合系统开发成本、知识产权成本考虑，最终选择MYSQL数据库实现快速开发，其数据结构满足WEB和WAP应用需求。

2 总结

本系统开发在前人研究成果的基础上，搭建自己的实验环境，满足该城市节水高效化、精细化管理等方面的要求；促使城市节水管理更加科学、高效；保护生态环境，凸显城市形象，改善投资环境；为该城市经济和社会等各方面协调、可持续发展的需要奠定坚实基础。该节水管理信息系统建设符合国家相关政策，具有良好的社会和经济效益。

参考文献：

[1] 吕岭.嵌入式数据库存储管理软件模型研究[D]. 南京： 南京航空航天大学，2009.

[2] 曹鸣鹏，赵伟，许林英等.J2EE技术及其实现[J].计算机应用，2001，21（10）：20-23.

[3] 钟雁.管理信息系统开发案例分析[M].北京：清华大学出版社，2006.

[4] 张晓龙.现代软件工程[M].北京：清华大学出版社，2011.

[5] 萨师煊，王数据库系统概述[M]. 3版.北京：高等教育出版社，2000.

[6] 微信公众平台开发者文档（2012—2015） [EB/OL]. http：//mp.weixin.qq.com/wiki/home/index.html.

[7] 李君.巧用Jsp和Java连接Mysql数据库[J].中国电子商务，2010（9）：93-93.