水利管理与三防指挥系统的需求分析

刘辙

（新疆水利水电学校 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000）

随着人们生活水平的提高，经济发展而带来的环境问题愈发明显，从而洪涝灾害、干旱灾害、生态与环境关系等问题也愈演愈烈。如果能获取可用的水利数据，就能很好地预防这些灾害问题，水利数据已经成为国民经济建设和人们日常生活中不可缺少的数据资源，而获取水利数据也就成为人们的重要任务。

近年来，计算机技术有了飞跃性的进展，水利信息化也开始发展起来，并且在各地区实际应用中有着不可小觑的重要性。但是，我们不得不承认，目前的水利信息化还有巨大的改进空间，其存在的没有统一的发展计划、各地区之间较为独立，不能很好地沟通等问题，使得目前的水利信息化效率低下，目标单一。

我们需要重新认识水利信息发展程度，重视提高水利计算机水平，增强水利信息化应用程度，从而可以在更高层面上引领水利信息化的发展。

水利信息化是一个整体，而并非一个地区一个标准，水利信息化的发展应该以“整体化”为目标，共享各地区之间水利信息化的资源，为不同地区水利信息化制定统一的标准，打破各个地区水利信息化“信息孤岛”的现状，只有这样才能使水利信息化健康、快速的发展。因此，我们需要一个统一的平台对水利信息数据进行管理，建设水利管理与三防指挥系统的想法呼之欲出。统一的管理平台可以改变原有的水利信息管理模式的传统的水利数据管理方法，加快水利信息化健康发展，提高水利数据信息的管理与处理效率。同时，统一的水利信息管理平台在提高技术水平的同时，也能够解放工作人员，简化工作人员的任务，从而提高工作效率。

1 水利信息化的现状

与国内相比，国外水利信息化领域应用时间较早，水利信息化水平也比较完整和完善。与此同时，伴随科学手段与法律政策的进步，国外水利信息化的管理也日臻完善。国外对水利数据的维护应用不但早已开启数字化维护过程，而且还研究并应用了具体的水利和三防指挥方面的系统，合理的维护日常生活内的各类水利资源，完成对水利资源、指挥内容的统一有效操作，构造电子目录，用以预防洪涝灾害、干旱灾害、生态与环境关系等问题。

国内的水利信息化工作始于“七五”期间，迄今为止已有20多年的应用时间。在之前的系统内，不论硬件还是软件，距离标准要求都有一段距离，无法实现对大量的水利信息进行处理， “九五”期间，国家正式启动“金水工程”，全国水利系统初具雏形，取得了不小的成果。

国内水利信息化的发展时间短，因为缺少经验，还存在很多问题：首先，没有一致的开发标准，通常是一个地区一个标准，这就给信息的共享造成了巨大的困难，也影响了水利信息化的健康发展。开发平台在一个单位内部没有统一，造成信息难以交换，更不能共享；缺乏统一的安全保障措施，形成重复购置软、硬件资源，造成浪费；应用系统未能从全局出发，大多没有建设数据中心，或没有意识到其重要性。

与国内相比，国外水利信息化领域应用时间较早，虽然水利信息化在国外发展的十分顺利，国外也拥有非常成熟的水利管理与三防指挥系统，但国外与我国的国情存在太多差异，因此国外的系统并不可以直接用于国内水利信息管理。我们需要做的是取长补短，在学习国外先进技术和管理模式的基础上，在充分考虑我国国情的前提下，开发出健康、高效、实用的水利管理与三防指挥系统，从而对水利信息数据进行统一有效的管理。

2 需求分析

2.1 系统需求概述

水利管理与三防指挥系统能够将水利信息和三防业务结合起来，不仅能够提供水利数据信息，还能够为会商决策提供信息支持。系统的功能划分情况如图1所示。

图1：系统需求包图

实时信息监视功能主要是对汛情、工情进行动态监视，获取并分析监视获得的信息。涵盖水情、三防雨情、气象局雨情、风情、视频信息、工情信息、卫星云图和热带气旋等。综合信息管理功能可以实现对三防、水利信息的整合与统一展现。包括工程信息、防守力量、水雨风情信息、雨情信息和气象等。其中，水利管理与三防指挥工程信息设计了添加水利管理与三防指挥测站、修改测站、查看水（船）闸信息、查看电排站信息、查看险段信息和查看防洪堤围信息等操作。三防业务功能是维护水利管理与三防指挥三防日常办公事务，三防业务人员可以借助系统完成以下操作：水利管理与三防指挥汛前检查；水利管理与三防指挥汛期、险情、灾情、物资；水利管理与三防指挥工程项目；水利管理与三防指挥指挥人员。其中，灾情统计模块设计了添加灾情基本内容、修改灾情基本内容、查看灾情基本内容、查看洪涝基本灾害内容、查看农林牧渔业灾害内容、查看工业交通运输灾害内容、查看水毁工程基本信息、查看死亡人员统计信息、查看水利设施基本情况、查看城市受淹情况统计和查看实时洪涝灾害信息等操作。会商决策支持功能可以处理会商预案、完成洪水预报会商操作，方便在合理研究的过程中，构造最终决策，带来稳定的环境。系统运行维护功能是三防指挥系统的一个重要的、通用的功能，能够给水利管理与三防指挥系统以及外部应用操作的访问带来功能强大的集中式维护手段。其核心作用是维护不同操作员、对水利管理与三防指挥操作员的权限进行划分、维护水利管理与三防指挥系统日志。

2.2 业务流程分析

2.2.1 实时信息监视流程分析

实时信息监视用于处理水情、三防雨量、气象局雨情、风情、视频、工情、卫星云图、热带气旋这八个子功能。视频信息的业务流程图如图2所示。

图2：视频信息流程活动图

在查看视频信息时，首先进入视频信息模块，然后选择视频信息节点，然后选取某一视频点，显示出视频图像。同时系统也支持详细查询，可进行站点摄像头的选取和摄像头控制。

2.2.2 综合信息管理流程分析

水文洪水预报的业务流程图如图3所示。

图3：水文洪水预报流程活动图

综合信息管理功能包括工程信息、防守力量、水雨风情信息、雨情信息和气象信息这五项基本功能。以水雨风情信息功能中的水文洪水预报为例，水文洪水预报负责处理水文洪水预报资料，可提供水文洪水预报查询、水文洪水预报增加、水文洪水预报删除、水文洪水预报修改和水文洪水预报导出。

2.3 系统角色分析

水利管理与三防指挥系统的使用者主要有水利信息监控人员、信息管理人员、三防业务管理人员、会商决策人员和系统运行维护人员。不同的用户角色管理不同的功能模块，方便对系统进行统一有序的管理。水利信息监控人员负责监控并获取水利信息数据；信息管理人员则可维护三防与各类水利工程资料，处理水利管理与三防指挥数据分析阶段内出现的所有内容；三防业务管理人员主要负责三防日程办公事务的管理；会商决策人员主要负责为最终决策提供相应的信息；系统运行维护人员主要负责系统运行维护功能，保证系统可以稳定操作，涵盖系统管理员添加、系统管理员删除、系统管理员授权，提供水利管理与三防指挥数据库处理，确保系统内对应的操作均能映射存储在水利管理与三防指挥数据库，确保水利管理与三防指挥系统和水利管理与三防指挥数据库两者的一致程度。

2.4 功能性需求分析

2.4.1 实时信息监视功能分析

实时信息监视功能主要负责对各种汛情、工情进行实时监视，向信息监控人员提供实时监控信息，具体监视水情、三防雨情、气象局雨情、风情、视频、工情、卫星云图与热带气旋等。

水利信息监控人员在进行水情信息管理时，可以在通过单击目标站点来查询水位和流量信息的24H过程线。在进行三防雨情和气象局雨情管理时，通过单击站点来显示雨情信息24H过程线及其详细信息。在卫星云图管理时，可通过选择分别来查询不同类别、不同日期、不同时段的云图。

2.4.2 综合信息管理功能分析

综合信息管理功能用于维护三防资料，其他水利工程资料、数据分析阶段内形成的其他资料，确保信息得到高效、有序、及时的管理。其主要包括工请信息、防守力量、水雨风情信息、雨情信息和气象信息等基本模块。

工情信息包括对测站信息、水（船）闸信息、电排站信息、险段信息、和排区信息的查询、增加、修改、删除；防守力量包括对堤段防守力量、上堤通道、庇护中心、物料仓库、三防指挥机构、防守分工、物料种类与物料储存资料查询、物料储存资料增加、物料储存资料修改、物料储存资料删除；雨情信息包括对雨情信息中、时段雨情信息和雨情资料的检索；气象资料涵盖气象局风情资料、气象局雨情资料和风情信息的数据查询。

2.4.3 三防业务功能分析

系统的三防业务用于处理水利管理与三防指挥的三防日常办公事务，负责使用的用户是三防业务人员，分析了水利管理与三防指挥的汛前检查、水利管理与三防指挥汛期管理、险情、指挥人员、灾情、物资的统计和水利管理与三防指挥工程项目等七个基本功能。

在汛前检查模块中，主要对汛期安全隐患的排查，以便做到安全度汛。汛前检查功能主要包括江海堤围险段信息、险闸信息、堤围险段信息、应急度汛工程、防汛队伍组织和防汛综合汇总。在汛期管理模块中，主要对汛期信息的管理，能够最大限度的了解对汛期情况。

汛期管理功能主要包括上堤人数和汛期简报。其中，上堤人数中，能够完成对上堤人数信息的增、删、改、查操作。

在险情统计模块中，主要对险情信息的统计，以便更好的管理险情信息。险情统计功能主要包括闸窦险情和堤围险情。

指挥人员功能主要包括防守分工、镇街三防指挥所负责人、万亩以上防汛负责人、主要联围段负责人和顺大围段负责人。

在灾情统计操作时，主要是分类别的统计灾情信息。灾情统计功能主要包括基本灾情统计、洪涝基本灾害、农林牧渔业灾害信息、工业交通运输灾害信息、水毁工程基本信息、死亡人员统计、水利设施基本情况、城市受淹情况统计和实时洪涝灾害资料。

工程项目功能主要包括水利建设计划、重点工程计划、重点工程进度、防汛抗旱工作安排与防汛经费使用情况。

2.4.4 会商决策支持功能分析

会商决策支持功能主要负责为确定最终方案决策提供必要的信息支持。包括三防预案和洪水预报等基本模块。

三防预案包括对防汛应急预案、防风应急预案、防暴雨应急预案、地质灾害应急预案和预警信息管理，在每个模块都可以用动画的形式显示防汛应急预案。洪水预报包括测站特征水位、潮位预报信息、洪峰传播时间、洪水预报计算、洪峰水位对照、历年最高水位、洪水预报信息和洪峰级别显示，其中的每个模块都能实现相应信息的查询、修改等操作。

2.4.5 系统维护管理功能分析

系统运行维护管理功能是一个辅助功能，它与其他操作共同完成。分析的业务是：水利管理与三防指挥用户、角色、角色成员、日志、水利管理与三防指挥系统链接、视频的管理等基本模块。

系统运行维护管理的用例图如图4所示。

图4：系统运行维护管理功能用例图

用户管理能够展示水利管理与三防指挥系统的用户资料；角色管理能够处理角色资料；角色成员维护显示系统的用户所处的角色；日志管理记录水利管理与三防指挥系统登录与操作日志，提供水利管理与三防指挥日志查询、水利管理与三防指挥日志删除；水利管理与三防指挥系统链接管理可以维护系统的友情链接；视频管理能够记录水利管理与三防指挥登录界面存在的视频资料。

2.5 非功能性需求分析

水利管理与三防指挥系统非功能性涵盖很多方面，例如系统操作的响应速度、系统的运行环境、系统的效率等。

通常认为在一个软件系统中，非功能性需求和软件系统的质量密切相关。不同的系统对应的非功能性需求也会有所不同。其中，在对水利管理与三防指挥系统的非功能性需求阶段，则围绕水利管理与三防指挥系统安全性、可靠性、可维护性与可移植性展开分析。

系统的可靠性作为水利管理与三防指挥系统性能中关系系统质量的指标，用于描述水利管理与三防指挥系统在特定时间中、特定条件中、保证没有任何故障运行的具体能力。对水利管理与三防指挥系统而言，其可靠性的指标及其目标为：可靠度达到98%；失效率不超过3%；平均无故障间隔至多为1年。

系统的可维护性则描述在具体环境内，水利管理与三防指挥系统可以保持或者能够保持特定操作需要的性能。具体能够提供更改性、适应性、完善性及预防性处理，水利管理与三防指挥系统采用面向对象的Java语言编写实现，这种编程模式提高了软件的可理解性、可测试性和可修改性。

系统的安全性是很重要的一个非功能性需求，尤其是对于我们的水利管理与三防指挥系统更加重要。假设水利管理与三防指挥系统存在安全隐患，轻则影响系统的正常使用，重则能够阻碍防汛、防旱的工作大局。

通过需求分析后，我们可以开始着手系统设计，最终完成水利管理与三防指挥系统。水利管理与三防指挥系统可以实现实时信息监视、综合信息管理、三防业务、会商决策支持和系统运行维护管理五个功能。其中，实时信息监视实现的功能包括水情信息、三防雨情、气象局雨情、风情、视频、工情、卫星云图和热带气旋。综合信息管理实现了工程、防守力量、水雨风情、雨情和气象信息。三防业务实现水利管理与三防指挥汛前检查、管理，实现水利管理与三防指挥险情、指挥人员、灾情、物资和水利管理与三防指挥工程项目的统计。会商决策支持包括三防预案和洪水预报。系统运行维护管理实现水利管理与三防指挥用户、角色、角色成员、日志、水利管理与三防指挥系统链接、视频的管理等基本模块。使用本系统能够提高水利信息化程度，简化水利数据信息管理。