河南省防汛移动值班系统的设计与实现

赵天宇，李海洋，周卫龙，龙海强，王艳彬

（1. 中国科学院大学，北京 100043；2. 北京慧图科技股份有限公司，北京 100089）

河南省防汛移动值班系统的设计与实现

赵天宇1,2，李海洋2，周卫龙2，龙海强2，王艳彬2

（1. 中国科学院大学，北京 100043；2. 北京慧图科技股份有限公司，北京 100089）

研究旨在实验性地开发基于河南省 2016年度山洪灾害防治项目数据同步共享云平台设计的河南防汛移动值班系统 App，实现雨水情、山洪灾害信息的实时查询和展示。以 J2EE 为开发平台进行开发，在 Android 系统基础上，设计实现用户时刻掌握到防汛信息的目的，为山洪预警部署提供科学依据，为管理决策提供实时高效的信息平台。

防汛；移动值班系统；App；Android 系统；山洪灾害预警

0 引言

我国防汛抗旱信息化建设在国家防汛抗旱指挥系统一期工程建设引领下，在防汛抗旱减灾工作中发挥了巨大作用，产生了很好的经济和社会效益[1]。

防汛抗旱信息化是“互联网 +”防汛抗旱的产物，经历了数据化、智能化时代。应该说，以水雨情监测预警预报、防汛抗旱指挥系统一期工程建设等为代表的防汛抗旱信息化建设一度走在国内先进行列；防汛抗旱指挥系统二期工程、山洪灾害非工程措施防治和洪水风险图等业务系统建设也从数据化向智能化迈进，许多基于物联网、大数据、云平台的“互联网 +”的核心技术也应运而生。但是，很多的水利防汛抗旱信息系统多是通过计算机终端实现，采用 C/S 和 B/S 架构进行信息发布，因此需要用户通过 PC 端才能进行访问，然而大多数一线的防汛抗旱人员在现场时往往不方便使用计算机，缺乏一定的灵活性[2]。

研发的防汛移动值班系统 App（以下简称值班系统 App）以河南省水利厅防汛抗旱指挥部办公室的业务需求为出发点，依托无线移动网络、互联网和多媒体技术，基于基础的地理信息系统，使用户不受时间、地点、空间的限制，实现定位定时、随时随地获取防汛抗旱的雨水情和工情及其他山洪预警等相关信息，水利要素精准末端导航、山洪灾害及时预警、防汛指挥等功能，可服务于各级水利部门，具有重要的现实意义。

1 值班系统 App 开发技术

Java 2 开发平台，即 J2EE。J2EE 不同于传统的开发平台，其中包含了许多组件，可以简化并且规范应用系统的开发与部署，使系统具有较高的可移植性、安全性和再用价值，可以最大限度地满足值班系统展示图表较多的特殊性，除了左右、上下滑屏查看外，对雨量柱状图和水文过程线（含水位、流量或水库入出库流量）也可实现放大、缩小、查询、水量计算等诸多功能。

1.1 Eclipse 环境

考虑到移动展示平台工作的快速、及时，本系统使用 Eclipse 环境。

Eclipse 环境是跨平台的自由集成开发环境（IDE），虽然 Eclipse 本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持使得 Eclipse 拥有其他功能相对固定的 IDE 软件很难具有的灵活性，其设计思想是一切皆插件，其它所有功能都以插件的形式附加于 Eclipse 核心之上。Eclipse 基本内核包括图形 API（SWT/Jface），Java 开发环境插件（JDT）和插件开发环境 （PDE）等[3]。

1.2 Android 开发框架

Android[4]是为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件，依靠平台的标准化、源代码的开放、用户自定制及优秀第三方开放性 ，使得开发者在为其开发应用程序时拥有更大的自由度。

本研究依据 Android 平台，以现势性好的地理基础数据为工作底图，对水利地理数据进行加工整理，形成雨情、水情、工情和山洪预警数据。

2 值班系统 App 体系架构及环境配置

2.1 体系架构

值班系统 App 主要包括信息查询和分析、数据上传和更新、防汛指挥等组成部分，涵盖省、市、县、乡，统一开发，定制部署。基础设施建设主要面向调查数据采集及审核汇集，硬件设备兼顾山洪灾害监测预警信息管理及共享系统应用，体系架构如图1 所示。

图1 体系架构图

2.2 环境配置

基于河南省 2016年度山洪灾害防治项目的值班系统 App 部署在支持安卓操作系统的智能手机上，手机环境配置要求：安卓操作系统需要 2.3 版本以上；手机运行内存为 1 GB，同时带有 GPS 定位功能。

3 值班系统 App 设计

3.1 系统部署的设计

一般情况下，只会在机关内或外部通过 VPN 使用体系，因此相关的信息必须部署在内部网络中。考虑到值班系统的实际使用情况，大多数是在机关外使用体系，因此需要开发基于互联网的使用功能。考虑到数据的安全性和机密性，仍需要将实际业务数据部署在内网内部。

为了满足值班系统体系基于互联网访问的需求，在系统部署时，要预留出一个 DMZ 区域作为移动数据终端体系服务器的应用部署环境，以方便所有的数据操作可以通过防火墙安全对内网数据库进行访问，保证数据的完全性。

3.2 系统平台的设计

按照组件的调用标准，值班系统 App 由数据层、服务端支撑层、业务层与表现层组成。在数据层面上通过统一的数据交换与接口整合，整合有效的业务信息体系数据，最后得到符合移动终端应用体系的数据并独立储存。业务层接受服务端支撑层的调用请求，调用或启动相关的业务，也可通用模块进行处理，进而将结果返回给表现层。对于服务端支撑层而言，在服务端研究开发支撑体系，作为数据层面与移动端体系的桥梁搭建，为移动体系提供数据支持。为保证信息的安全，对外的所有信息与数据都要经过授权与认证进行安全检查，以防止信息数据泄露到移动数据的应用层面，满足 iOS 和Android 移动端应用程序的研发。

值班系统 App 主要由信息查询和分析模块组成，信息查询功能由雨情、水情、工情查询及山洪预警组成，即值班系统 App 的核心，包括数据、空间和属性查询 3 个方面；信息分析功能主要包括雨情、水情、工情的数据分析及山洪预警等辅助功能。

3.3 系统数据的传输

传统的移动通讯方式以短信为起点进行数据的传输，不仅容易造成数据的延迟传送，还容易丢失，同时管理费用较高。河南省防汛移动值班系统App，将 Wi-Fi，3G，4G 技术与数据传输相结合，基于 SaaS 架构，保证了数据传输的准确性，打破了传统移动通讯的局限性。同时考虑到客户使用的便捷性和实用性，预留了接口，方便进行二次开发，傻瓜式操作，使得用户使用起来更为方便、准确。

4 值班系统 App 的实现

值班系统 App 以智能终端作为载体，综合展示了河南省防汛的基本功能，各级用户可根据自己的需求进行查询，随时随地了解水利要素的相关信息。

4.1 信息查询与分析

用户主要通过选择政区、流域、测站的名称和查询时间对各个测站的雨情等信息进行查询，查询结果包括总体和详细情况介绍，同时可以在地图上进行空间定位，具体查询如下：

1）雨情信息。系统在地图中展现了各测站的空间地理位置，通过实时在线技术获取各站点的实时水雨情信息，并可以动态绘制各测站的雨量柱状图。

2）山洪预警。默认最近 24 h 发生的用户所在县各乡镇的预警统计列表，点击数字可查看具体预警信息，进行政区预警等级、时间、信息、响应及其地图/卫星地理位置的查询；向上滑动底部信息栏，可查看预警地图分布。

3）河道水情。提供用户所在县当前时间的河道站信息，对超警戒数据进行重点标识，实现对各河道站河流、时间、水位、过程线、详细信息及其地图/卫星地理位置的查询。

4）水库水情。提供用户所在县当前时间的水库站信息，重点标识超汛限数据，实现对各水库站库水位、超汛限水位、过程线、详细信息及其地图/卫星地理位置的查询。

5）工情信息。查看用户所在县现有的河流、水库信息，并以列表形式进行展示，点击要查看的河流、水库名称，即可查看当前河流、水库的详细信息。

6）移动巡查。提供当前用户的地图定位信息和照片、音频、视频采集上传功能，用户可查看已上传的影像数据。

4.2 数据上传

借助智能移动终端的多媒体功能，结合WLAN，3G，4G 通讯技术，实现数据采集、无线上报等功能。同时为了保证手机客户端与网页客户端数据的一致性，手机端编辑的数据需要即时上传到网页端，同时网页端的更新也要下载到手机端。

4.3 数据更新

数据更新是在用户登录系统后，以新数据项或记录替换数据文件或数据库中与之相对应的旧数据项或记录的过程。通过删除 — 修改 — 再插入的操作实现，更好地保证数据更新的实效性及工作效率。

4.4 防汛指挥

值班系统提供防汛人员的位置查询，一键显示所关注的防汛人员的空间位置、巡查路线、历史轨迹等，提供领导指示、调度方案等决策信息的实时传送，实现现场和指挥中心的信息交互。

4.5 系统应用

系统界面友好，结构清晰，流程合理，功能一目了然，菜单操作以充分满足用户的视觉流程和使用习惯为出发点，保证系统易理解、学习、使用、维护、升级。系统在设计思想、系统架构、采用技术上，均采用国内外已经成熟的技术、方法、软件、硬件设备等，确保系统有一定的先进性、前瞻性、扩充性，符合技术发展方向，延长系统的生命周期，保证建成的系统具有良好的稳定性、可扩展性和安全性，为基层值班人员及时了解当地实时雨水情、山洪预警信息提供强有力的参考。

5 结语

全面落实河南省水利信息化发展“十三五”规划，建立完善的防汛值班体系，除了在机构、资金、政策等方面投入外，还要着力通过现代化的手段，提升水利相关工作人员的管理和服务能力。河南省在防汛值班方面，通过值班系统 App，解决了传统的人工摇铃、喇叭等防汛非工程措施，实现了科学防汛，有效提高了值班人员的工作能力，探索出了河南防汛值班的新模式。今后，计划结合河南省云平台，全面研发水利管理其他 App 软件，用现代化、信息化的技术手段实现防汛，为水利信息的管理决策提供实时高效的信息平台，促进水利信息的现代化发展。

[1] 万海斌，杨昆，杨名亮.“互联网+”背景下我国防汛抗旱信息化的发展方向[J]. 特别关注，2016，26 （3）: 1-4.

[2] 黄康，虞开森，俞志强，等. 面向服务的防汛 GIS 支撑平台设计与实现[J]. 浙江大学学报（理学版），2011，38 （4）: 456-460.

[3] 王嵩. 基于辽宁省基础水信息平台的手机 App 设计与实现[J]. 黑龙江水利，2016，6 （2）: 48-50.

[4] 董袁泉，徐李. 基于 Android 平台的移动应用的研究与开发[J]. 科技视界，2015 （7）: 21-24.

Design and implementate of Henan flood control on duty mobile system

ZHAO Tianyu1,2, LI Haiyang2, ZHOU Weilong2, LONG Haiqiang2, WANG Yanbin2
（1. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100043, China; 2. Beijing Huitu Techonology Co. Ltd, Beijing 100089, China）

It is a study on experimentally development of the App of Henan flood control on duty mobile system based on the data synchronization cloud platform design of 2016 annual mountain torrents disaster prevention and control project in Henan Province, which is used to query and display the information of wind, water and mountain torrents disaster at all times. The App is developed with J2EE, on the foundation of Android system, and the aim for user always to master the flood control and information comes true. The App provides an scientific basis for mountain torrents warning and an efficient information platform for management and decision-making.

flood control; move on duty system; App; android system; mountain torrents disaster warning

TV87

A

1674-9405（2017）03-0065-03

2016-12-23

赵天宇（1990-），男，安徽亳州人，硕士，主要从事地面水文、水利信息化研究工作。

10.19364/j.1674-9405.2017.03.015