張鳳翔，王 磊，馬 瑩，侯婷婷

（1. 沂沭泗水利管理局，江蘇 徐州 221009；

2. 沂沭泗水利管理局水文局（信息中心），江蘇 徐州 221009）

沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)建設與應用

張鳳翔1，王 磊2，馬 瑩1，侯婷婷1

（1. 沂沭泗水利管理局，江蘇 徐州 221009；

2. 沂沭泗水利管理局水文局（信息中心），江蘇 徐州 221009）

為提高沂沭泗流域防汛會商決策的時效性與科學性，建設沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)。在已建相關業(yè)務應用系統(tǒng)及多種結構化和非結構化信息的基礎上，對已建相關系統(tǒng)進行有效集成，構建相關業(yè)務組件，以 Web 方式開發(fā)滿足目前汛期防汛會商所需的各種功能模塊，達到信息、數(shù)據(jù)與應用資源的共享及服務的便捷應用。防汛會商系統(tǒng)能夠快速收集準備相關汛情具體情況、工程詳細信息等資料，為防汛會商決策提供支撐，確保防汛會商決策科學、及時、高效。

流域；防汛會商；防汛決策；會商系統(tǒng)；資源共享；建設應用

0 引言

沂沭泗流域地處我國南北氣候過渡地帶，屬暖溫帶、半濕潤季風氣候區(qū)，降水年內(nèi)分布不均，多集中于汛期，降水年際變化較大。由于流域地理位置特殊、天氣形勢復雜多變、洪澇災害多發(fā)易發(fā)，沂沭泗流域洪水具有來驟去緩的特性，上游河道洪水來勢迅猛，中下游河道、湖泊及水庫的洪水則由交錯的水系和控制性涵閘調(diào)度運用后組合形成，洪水調(diào)度中某一控制點的動作往往會對全局產(chǎn)生一連串的反應。因此對流域防洪調(diào)度的及時性和實效性要求很高，洪水調(diào)度的科學決策需要第一時間掌握防洪工程運行管理情況，及時收集、整理、會商各類防汛信息。

沂沭泗防汛經(jīng)過多年的信息化建設，已經(jīng)基本構建了水情信息服務、防汛信息服務、水閘工情監(jiān)控、沂沭泗防汛抗旱指揮等多個業(yè)務應用系統(tǒng)[1-2]。但這些系統(tǒng)的開發(fā)平臺和操作系統(tǒng)不盡相同，特別是部分業(yè)務功能應用和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)差異較大，形成信息孤島，難以實現(xiàn)信息資源的有效共享。如何在保證信息安全的前提下，實現(xiàn)局域、異構操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫環(huán)境下的信息集成，已成為當前沂沭泗流域防汛技術創(chuàng)新急需思考與解決的問題。因此，為加快防汛抗旱指揮決策和業(yè)務工作的現(xiàn)代化水平，在充分繼承已建相關業(yè)務系統(tǒng)的基礎上，開發(fā)沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)可以提供及時、全面、準確的防汛動態(tài)信息，提高防汛會商決策的實效性和科學性。

1 防汛會商系統(tǒng)總體方案

1.1 總體結構

防汛會商系統(tǒng)通過集成已建相關業(yè)務應用系統(tǒng)及多種結構化和非結構化信息，在數(shù)據(jù)、應用共享的基礎上，采用 Web 方式開發(fā)構建相關業(yè)務組件。數(shù)據(jù)中心除負責將相關業(yè)務應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行抽取、轉(zhuǎn)換、入庫外，還負責收集氣象、水情、工情和災情等信息，通過數(shù)據(jù)共享組件完成數(shù)據(jù)入庫。基于 GIS 信息查詢、會商準備等業(yè)務模塊將以數(shù)據(jù)中心為基礎，對各方面防汛信息以圖片、文字、過程線、表格、聲音、視頻等進行展示。各級用戶可通過 Internet 網(wǎng)絡進行業(yè)務應用系統(tǒng)的訪問、數(shù)據(jù)查詢和業(yè)務操作。沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)總體結構如圖 1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體結構圖

1.2 數(shù)據(jù)庫來源

防汛會商系統(tǒng)涉及到的數(shù)據(jù)庫主要包括氣象、實時水雨情、歷史水雨情、基礎工程、實時工情等數(shù)據(jù)庫。基礎數(shù)據(jù)主要來源于已建立的相關數(shù)據(jù)庫，其中，水雨情數(shù)據(jù)來源于水雨情數(shù)據(jù)庫，基礎工情數(shù)據(jù)則需對目前沂沭泗直管工程的基本信息進行整理后入庫，實時工情數(shù)據(jù)可通過相關檢測設備及工情監(jiān)控系統(tǒng)進行集成。最終，基于應用層加工后的數(shù)據(jù)將同步更新到防汛會商系統(tǒng)的新建數(shù)據(jù)庫中。

1.3 開發(fā)技術

防汛會商系統(tǒng)主要采用以下幾種開發(fā)技術：

1）三層架構。三層架構是一種標準模式的模塊劃分方法，防汛會商系統(tǒng)充分利用三層架構技術，基于模塊化程序設計思想，采用分層式結構設計，實現(xiàn)分解應用程序的需求。

2）WebGIS 技術。WebGIS 是利用 Web 技術擴展和完善地理信息系統(tǒng)的一項技術。防汛會商系統(tǒng)通過搭建統(tǒng)一的 WebGIS 平臺，完成氣象、雨情、水情、基礎工情、災情和實時工情等實時和非實時信息的快速查詢，統(tǒng)計，分析和判斷。

3）Ajax 技術。Ajax 是一種創(chuàng)建交互式網(wǎng)頁應用的網(wǎng)頁開發(fā)技術，防汛會商系統(tǒng)使用 JavaScript 開發(fā)的 Ajax 組件，使得系統(tǒng)應用僅由少量頁面組成，且不需要打斷用戶的操作，不刷新整個頁面，使用異步方式與服務器通信。

4）Web Service 安全技術。Web Service 安全規(guī)范提供一個機制集合幫助 Web Service 開發(fā)者保護SOAP 消息交換。防汛會商系統(tǒng)利用 Web Service 安全技術進行安全設計，會商平臺提供用戶使用 CA 證書的登錄入口和基于用戶名及密碼的用戶身份認證方式，通過角色管理實現(xiàn)應用系統(tǒng)的安全訪問管理控制，通過集成數(shù)字簽名技術保證數(shù)據(jù)的安全，同時，會商平臺應用軟件支持使用 CA 證書，基于 SSL協(xié)議實現(xiàn)信息傳輸安全。

5）SOA 架構。SOA 是一種面向服務的體系結構模式，防汛會商系統(tǒng)在規(guī)劃和設計時應充分加以考慮，將應用程序的不同功能單元通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。

6）.NET 平臺。防汛會商系統(tǒng)開發(fā)采用 .NET 平臺技術，C# 能夠在 .NET 平臺上快速有效地創(chuàng)建應用程序，是一種簡單、現(xiàn)代和類型安全的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，同時，在 .NET 平臺的支持下，開發(fā)人員還能夠使用 C# 語言創(chuàng)建功能強大而靈活的 Web應用程序。

7）EXT2.0 框架。防汛會商系統(tǒng)開發(fā)運用EXT2.0 框架，開發(fā) Array，Data，Widget，F(xiàn)orm，Grid 等常用組件，編程思想都是基于面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）的，擴展性相當好。

8）軟件集成技術。防汛會商系統(tǒng)包含多種類型的數(shù)據(jù)來源、信息表現(xiàn)方式及知識與經(jīng)驗處理，還要適應開放網(wǎng)絡應用環(huán)境，結構呈現(xiàn)多層次松散耦合的基本特征。通過對集成技術及防汛會商系統(tǒng)集成分析，特別是考慮到系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)涉及范圍廣、功能模塊關系復雜、集成系統(tǒng)技術架構多樣和時間跨度大等因素，系統(tǒng)集成的技術選定 MVC（Model-View-Controller）集成模式，按照 3 層 Web 結構劃分為表示層、業(yè)務層和數(shù)據(jù)層。表示層由 Web 窗體組成，實現(xiàn) View 和 Controller 的功能；業(yè)務層通過運行支持環(huán)境完成系統(tǒng)的業(yè)務邏輯；數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)對象、訪問組件等，由業(yè)務層和數(shù)據(jù)層共同實現(xiàn) Model 的功能。通過映射 MVC 模式 3 個部分到.NET 體系結構中的相應組件，構建基于 MVC 模式在 .NET 框架下的分析系統(tǒng)應用模型。

2 防汛會商系統(tǒng)建設方案

2.1 業(yè)務系統(tǒng)集成

防汛會商系統(tǒng)通過建立底層結構聯(lián)系橫貫整個組織內(nèi)外的異構系統(tǒng)、應用、數(shù)據(jù)源等，包括與通用的 Office 文檔集成，與常用通用平臺工具集成，以及通過界面、數(shù)據(jù)和功能等集成的方式，將水情信息服務、防汛信息服務、閘壩工情監(jiān)控和防汛指揮等系統(tǒng)進行連接與集成。

2.2 基礎數(shù)據(jù)整理

基礎數(shù)據(jù)整理主要是防汛會商專用數(shù)據(jù)庫的建庫和對防汛會商所需的基礎數(shù)據(jù)庫、地圖數(shù)據(jù)、文件信息等內(nèi)容進行集成整理，具體整理內(nèi)容如下：

1）防汛會商專用數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫建設包括防汛值班會商所要用到的基礎表，及按所要集成業(yè)務系統(tǒng)的相關表結構補充的相關基礎表，以滿足部分信息的數(shù)據(jù)同步功能要求。

2）基礎數(shù)據(jù)庫。對實時水雨情、工情、氣象信息等數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換接口，進行數(shù)據(jù)同步組件的開發(fā)，保證防汛會商系統(tǒng)獲取的相關信息為最新實時信息。

3）基礎地圖數(shù)據(jù)。對 GIS 基礎地圖進行轉(zhuǎn)換，以適應新的 GIS 平臺的要求，同時增加相應動態(tài)監(jiān)控圖層，在地圖中可在線查詢相應工程的實時數(shù)據(jù)和工情監(jiān)控視頻。

4）基礎文件信息。標準化相關防汛文件信息，統(tǒng)一錄入到值班會商系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫中，完成在線查詢。

2.3 防汛會商系統(tǒng)設計

2.3.1 功能結構

防汛會商系統(tǒng)采用功能、界面集成方式，集成水情信息服務、防汛信息服務、防汛指揮、閘壩工情監(jiān)控等 B/S 系統(tǒng)的相關信息及功能應用，展示防汛值班和會商的信息，并通過地圖、標繪等功能將信息組織聯(lián)系起來提供給客戶，達到信息、數(shù)據(jù)與應用資源的共享及服務的便捷應用。系統(tǒng)功能結構如圖 2 所示。

圖2 系統(tǒng)功能結構圖

2.3.2 功能模塊

1）文件檢索模塊。文件檢索是指對數(shù)據(jù)庫或文件中存儲的數(shù)據(jù)、文檔、圖片等信息進行檢索，檢索方式包括普通檢索、全詞匹配、排序方式、排列方式、發(fā)布日期、返回記錄、常用搜索詞列表等多種搜索方式。

2）會商管理模塊。主要包括以下 3 個功能：

a. 會商信息準備。包含模板定制、信息編輯、信息預覽等功能，會商和值班人員能夠按照模板預先定制，迅速制作合適的會商信息，滿足防汛會商業(yè)務所需。

b. 會商信息展示。包括 HTML 文本信息展示、關聯(lián)文檔在線展示、地圖標繪材料展示、歷史會商信息查詢、快速切換等功能，在基于 WebGIS 應用統(tǒng)一管理平臺上，通過系統(tǒng)提供的查詢方式快速定位到水庫、蓄滯洪區(qū)、城市和閘壩，通過不同的視圖View 即可訪問相關業(yè)務信息，具體包括非結構化數(shù)據(jù)、結構化數(shù)據(jù)和應用系統(tǒng)在內(nèi)的全部授權信息資源，支持聲音、文字、數(shù)字、圖形、圖像的顯示，以各種先進手段展現(xiàn)需要的信息，把防洪形勢迅速展現(xiàn)到會商現(xiàn)場。

c. 會商后信息處理。主要對已完成的會商信息進行鎖定，對會商內(nèi)容按照時間、主題進行分類存儲，并對關鍵詞進行索引以便查詢，對會商會議中相關領導專家提出的具體意見和決策增加在線記錄、決議發(fā)布等功能。

3）值班管理模塊。值班管理模塊涉及到所有參與防汛值班的處室和人員，對應內(nèi)容包括值班室監(jiān)視、值班登記、值班記錄生成及查詢等模塊。值班監(jiān)視模塊用于實時水情、雨情、工情、氣象等汛情信息監(jiān)視；值班記錄查詢可以根據(jù)條件查詢相關值班登記信息；值班登記主要用于登記值班的人員信息、記錄及處理、報告文檔；值班安排生成及查詢用于按照指定規(guī)則生成“值班安排”，包括調(diào)整值班人員增加、刪除、查詢、修改，及值班人員順序的維護，并可查詢值班安排的時間、計劃值班領導和人員等已經(jīng)生成的“值班安排”信息。

4）GIS 模塊。GIS 模塊是防汛會商系統(tǒng)核心功能模塊之一，通過 WebGIS 平臺可以直觀展示會商系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)，快速準確定位到地圖上地理要素位置及其要素信息，并以圖片、文字、動畫等形式展示，從而實現(xiàn)圖文一體的數(shù)據(jù)交互平臺，對應 GIS基礎和擴展 2 部分功能開發(fā) ?；A功能包括放大、縮小、漫游、測距、點選擇、矩形選擇、多邊形選擇、圓形選擇、導航圖等操作；擴展功能主要包括在電子地圖上，用戶可以進行要素查詢、上下文業(yè)務信息查詢、當前區(qū)域業(yè)務要素查找定位、圖層控制、文本貼面信息、貼面監(jiān)視等操作。

5）地圖標繪模塊。標繪模塊是防汛會商系統(tǒng)的重點建設任務之一，主要包括標繪系統(tǒng)用戶交互、標繪 GIS 和地圖編輯。標繪模塊與 GIS 平臺實現(xiàn)無縫結合，在 GIS 地圖展示的任何時刻可以對其進行標繪，實現(xiàn)地圖狀態(tài)改變后標繪信息的隨之改變，如地圖狀態(tài)的縮放、漫游、切換流域等。標繪操作中，用戶可以通過常規(guī)、圖形、基本圖形和水利工程符號等 4 類工具在地圖上繪制圖形，添加工程符號和標注信息。地圖在縮放漫游等操作時，標繪信息仍保留在地圖上并進行相應的縮放和漫游。標繪信息中掛接的文檔、圖片等內(nèi)容在地圖上實時更新，標繪庫信息管理中對標繪內(nèi)容實時預覽和維護。

6）系統(tǒng)管理模塊。主要包括用戶管理、權限管理、安全和備份、日志管理、系統(tǒng)配置管理等功能。用戶管理用于用戶信息的查詢維護、用戶的分組管理及對集成系統(tǒng)具體訪問規(guī)則的維護管理；權限管理用于系統(tǒng)訪問權限設定和功能權限分配管理，系統(tǒng)必須登錄后才能被賦予訪問權限，且不同的用戶有不同的訪問權限，保證不同的用戶只能訪問不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容；安全和備份采用固定時間備份與智能日志的形式；日志管理用于將訪問系統(tǒng)的用戶、嘗試登錄的用戶、模塊訪問記錄、基礎數(shù)據(jù)和功能修改的相關信息存儲到專用數(shù)據(jù)庫中，方便對系統(tǒng)使用情況進行監(jiān)控，保證數(shù)據(jù)安全；系統(tǒng)配置管理包括對系統(tǒng)運行環(huán)境進行維護，對相關業(yè)務數(shù)據(jù)庫連接方式進行管理，對文件傳輸環(huán)境和權限設置進行管理。

3 防汛會商系統(tǒng)應用效果

3.1 功能逐步增強

沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)投入運行 5 年來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，設備運行正常。在系統(tǒng)運行過程中，注意加強系統(tǒng)的運行維護管理，逐步建立健全了系統(tǒng)的常態(tài)管理，不斷充實完善系統(tǒng)內(nèi)容，經(jīng)過 5 年的不斷升級和完善，系統(tǒng)功能逐步增強，逐步向多層次、全方位、綜合性應用系統(tǒng)發(fā)展。目前，沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)涵蓋防汛值班、會商、資料查詢等，為沂沭泗流域防汛抗旱工作提供了實時、可靠的信息服務，不僅具有社會（防汛）效益，而且對沂沭泗直管防洪工程的維護、運行及管理發(fā)揮了重要作用。

3.2 功能模塊性能大幅度提升

沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)各模塊較好地體現(xiàn)了人機界面友好、采集技術先進、展現(xiàn)內(nèi)容直觀簡單明了、手段形式多樣的特點。系統(tǒng)架構不僅符合當前技術需求，且在可擴展性和兼容性上都達到較高水平，為今后系統(tǒng)升級維護打下了堅實基礎。系統(tǒng)對現(xiàn)有模塊升級改造后，各模塊性能都得到較大提升，尤其是 GIS 模塊功能和性能的提高最為顯著，標繪模塊的易用性和可用性提高較大，其余業(yè)務模塊的更改也在不同程度上提高了防汛日常工作效率。

3.3 查詢信息快速準確

以前，要了解沂沭泗防洪工程、防汛實時動態(tài)、險工水毀情況等信息，必須打電話到防汛值班室或到檔案室查詢才能獲取信息。如今，各級領導尤其是參加防汛會商或直接從事防汛工作的領導和相關人員，在辦公電腦上進入該系統(tǒng)進行查詢，便可了解沂沭泗防汛工作的實時動態(tài)，大幅度提高了防汛決策的實效性、可靠性和科學性。

3.4 作用和效益得到充分發(fā)揮

防汛會商系統(tǒng)運行以來，經(jīng)歷了幾十次惡劣天氣的考驗（如超強臺風、強臺風、臺風、熱帶風暴），如 2011 年第 9 號臺風“梅花”、2012 年第 9 號臺風“蘇拉”和第 10 號強熱帶風暴“達維”，2014 年第 10 號臺風“麥德姆”，特別是 2012 年沂河、沭河分別出現(xiàn) 1993 和 1991 年以來最大洪水[3]。在抗洪救災中，防汛會商系統(tǒng)以水雨情實時傳輸、查詢、分析能力和強大的防汛會商功能，大大提高了洪水預報的分析能力和洪水調(diào)度決策的科學性與實效性，在防汛抗洪救災工作中發(fā)揮了顯著作用[4]。

4 結語

沂沭泗流域防汛會商系統(tǒng)已成為沂沭泗防汛抗旱工作中不可或缺的非工程措施，擺脫了已有相關業(yè)務系統(tǒng)之間信息無法有效溝通的局面，實現(xiàn)局域、異構操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫環(huán)境下的信息集成，將分散的信息資源更好地統(tǒng)一、整合、管理，在統(tǒng)一的 WebGIS 平臺中實現(xiàn)值班信息、氣象、水情、基礎工情、災情和實時工情的在線查詢，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息交互展示模塊完成資料收集、會商準備、信息關聯(lián)應用、會商信息展示、會商后信息處理、數(shù)據(jù)共享、汛情監(jiān)視、值班管理等業(yè)務，為沂沭泗流域防汛決策提供了強大的科技支撐，有力地促進了沂沭泗流域防汛抗旱信息化、現(xiàn)代化和數(shù)字化發(fā)展[5]。防汛會商系統(tǒng)除了頂層的防汛會商決策運用外，通過延伸和擴展系統(tǒng)的功能和作用，在沂沭泗直管防洪工程運行、管理和維護中也發(fā)揮了重要作用，取得了較好的實際應用效果和經(jīng)濟效益。在今后的使用、維護過程中，可進一步充分利用系統(tǒng)的擴展性，盡可能開發(fā)系統(tǒng)其它各項擴展功能，使系統(tǒng)更好地滿足防汛工作的需要。

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[2] 楊殿亮，洪為. 信息化技術在沂沭泗水利信息系統(tǒng)中的應用[J]. 治淮，2006 (12): 35-37.

[3] 鄭大鵬. 精心調(diào)度 嚴密防控 沂沭泗流域安全防御“12?7”暴雨洪水[J]. 中國水利，2012 (14): 16-17.

[4] 張鳳翔. 沂沭泗流域“12?7”暴雨洪水防御措施分析與思考[J]. 治淮，2013 (2): 9-10.

[5] 吳恒清，錢名開. 以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化對策探討[J]. 水利信息化，2012 (2): 17-18.

Construction and Application of Flood Control Consultation System in Yi-Shu-Si River Basin

ZHANG Fengxiang1, WANG Lei2, MA Ying1, HOU Tingting1
(1. Water Conservancy Administration of Yi-Shu-Si River Basin, Xuzhou 221009, China;
2. Yi-Shu-Si River Basin Administrator Bureau (information center), Xuzhou 221009, China)

In order to improve the effectiveness and scientificalness of the flood control decision, flood Control Consultation System of the Yi-Shu-Si River Basin is constructed on the basis of the existing related application system and a variety of structured and unstructured information. It integrates the existing related system effectively, structures the relevant business components, and develops various functional modules in the way of web, for the current flood control consultation in flood season. It achieves the convenient application of information, data and application resources sharing and service, collects and prepares materials such as the basic situation of the relevant flood, detailed engineering information, etc, to provide support for flood control decisions and ensure the flood control decisions to be scientific, timely, efficient.

river basin; flood control consultation; flood control decision; consultation system; resource sharing; construction apply

TP391；TV697

A

1674-9405(2015)02-0063-05

2015-01-12

張鳳翔（1981－），男，江蘇邳州人，高級工程師，主要從事防汛抗洪、水利管理等工作。