省級防汛會商決策支持系統(tǒng)集成化方法及應(yīng)用研究.pdf

1、我國洪水災(zāi)害頻頻發(fā)生，每年的防汛任務(wù)十分艱巨。就當(dāng)前重點防洪地區(qū)的實際情況而言，在努力提高江河防汛能力的同時，應(yīng)加強防洪減災(zāi)的非工程措施建設(shè)，以防洪信息化建設(shè)為背景，在防汛指揮系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合高新技術(shù)建設(shè)一個高效、可靠、實用的防汛會商決策支持系統(tǒng)，這對防洪減災(zāi)具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文分析了我國防汛會商決策支持系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r和已取得的研究成果及在集成化管理方面的研究現(xiàn)狀，針對當(dāng)前防汛會商決策支持系統(tǒng)集成化應(yīng)用研究中存在的主要問題，

2、結(jié)合黑龍江省防汛決策支持系統(tǒng)的研究與開發(fā)實際工程背景，緊緊圍繞防汛會商決策支持系統(tǒng)集成化展開應(yīng)用研究工作。本文運用元數(shù)據(jù)、工作流、B/S網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、WebGIS，JAVA編程等先進(jìn)計算機信息技術(shù)和管理方法，研究了防洪信息元數(shù)據(jù)理論、防汛會商集成化方法、防汛搶險決策方法集成技術(shù)、防汛業(yè)務(wù)集成化方法以及技術(shù)方法的綜合應(yīng)用和推廣取得了如下成果： (1)根據(jù)省級防汛會商決策支持系統(tǒng)集成的總體目標(biāo)，分析歸納了

3、在系統(tǒng)集成化應(yīng)用研究過程將采用的技術(shù)和方法，包括元數(shù)據(jù)、工作流、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、WebGIS、JAVA編程等先進(jìn)的計算機信息技術(shù)和管理方法的基本概念、功能、特點以及在系統(tǒng)集成中應(yīng)用的原因和要求。通過對比分析，確定了系統(tǒng)總體集成方案，利用不同的技術(shù)與方法將解決不同的系統(tǒng)集成中出現(xiàn)的問題。 (2)針對防汛系統(tǒng)中資源信息開發(fā)利用所面臨的問題，從元數(shù)據(jù)的基本理論研究出發(fā)，研究了防洪信息元數(shù)據(jù)理論。首先，將元數(shù)據(jù)

4、的描述對象——“數(shù)拓”拓展到系統(tǒng)任意層次的資源對象，擴展了元數(shù)據(jù)的定義范圍。然后，通過對防洪信息元數(shù)據(jù)的內(nèi)容體系分析，參照有關(guān)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和防洪信息資源的應(yīng)用情況，重點研究防汛決策支持系統(tǒng)內(nèi)各個層次資源信息的元數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)、模型方法元數(shù)據(jù)和系統(tǒng)模塊元數(shù)據(jù)的定義及其描述的標(biāo)準(zhǔn)框架體系結(jié)構(gòu)。最后，以上述理論研究為基礎(chǔ)，分析元數(shù)據(jù)互操作的需求，應(yīng)用B/S網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和元數(shù)據(jù)應(yīng)用工程框架構(gòu)建了防洪信息元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的體系

5、結(jié)構(gòu)，用以對防汛決策支持系統(tǒng)中的各類元數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、檢查、轉(zhuǎn)換、存儲、處理和應(yīng)用等元數(shù)據(jù)生命周期的管理。 (3)針對目前防汛會商系統(tǒng)在集成管理及其應(yīng)用方面存在的主要問題，通過對防汛會商的特點和流程分析，提出了防汛會商系統(tǒng)集成化管理的設(shè)計思想極其實現(xiàn)方法。首先，根據(jù)該設(shè)計思想，應(yīng)用B/S網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)建立防汛會商集成化管理體系結(jié)構(gòu)，并對其中應(yīng)用的Web、模塊元數(shù)據(jù)、Java和WebGIS等新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行可行性分析，從而形成防汛會商

6、系統(tǒng)集成化管理的總體設(shè)計方案。然后，應(yīng)用模塊元數(shù)據(jù)的定義和描述標(biāo)準(zhǔn)分析會商集成信息的元數(shù)據(jù)項，設(shè)計相應(yīng)的元數(shù)據(jù)庫；以全省范圍內(nèi)防汛會商分析為基礎(chǔ)，以河流為會商主線，以控制站、水庫、堤防等為會商切入點，設(shè)計多種會商模板庫。最后，設(shè)計集成管理器用以對信息和模板的制作、管理和發(fā)布。以一次防汛會商為例，從會商熱點判斷、信息需求準(zhǔn)備、信息集成管理、信息輸出等幾個方面來說明防汛會商集成化管理的實現(xiàn)過程和應(yīng)用效果。 (4)堤防搶險決策需要綜合

7、考慮堤防標(biāo)準(zhǔn)、洪水險情、地形地勢、物資供應(yīng)、交通條件、人力資源乃至經(jīng)濟(jì)因素等各方面信息。以堤防搶險決策為主，研究如何將現(xiàn)代系統(tǒng)工程理論方法和分析計算工具有效集成，以提高防汛搶險臨陣現(xiàn)場分析判斷能力和制定搶險方案的速度及可靠度。從確定防汛搶險決策的主要影響因素入手分析防汛決策過程，確定需要集成的基礎(chǔ)模型與方法，主要包括數(shù)字高程模型、洪水淹沒分析模型、土石方計算方法、空間插值方法、最短路徑算法等。分析模型方法元數(shù)據(jù)在防汛搶險決策集成化中的作

8、用，并建立相應(yīng)的模型方法元數(shù)據(jù)庫。通過以上需求分析確立集成總體方案，研究其中的土石方計算集成模型、搶險物資調(diào)運集成模型、三維可視化集成方法，綜合以上三個中粒度集成模型建立最終的防汛搶險決策模型。設(shè)計基于WebGIS的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)以及以及相應(yīng)的專業(yè)數(shù)據(jù)庫，并輔之相應(yīng)的軟件系統(tǒng)得以實現(xiàn)。 (5)目前，防汛決策支持系統(tǒng)(FCDSS)缺少面向防汛決策和業(yè)務(wù)流程的綜合集成，本文提出了防汛業(yè)務(wù)集成管理模型。首先，從防汛業(yè)務(wù)工作

9、流、防汛組織模型、FCDSS模塊組織和FCDSS安全保障四個方面分析防汛業(yè)務(wù)集成管理的需求，得出在防汛系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)業(yè)務(wù)集成管理的必要性和重要性。然后，根據(jù)安全訪問控制、工作流、信息資源及信息系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，以工作流基本模型和RBAC模型為基礎(chǔ)，研究了防汛業(yè)務(wù)集成管理模型中各個要素及其相互關(guān)系的定義和形式化描述，并將模型的核心部分及其內(nèi)部相互關(guān)系存放于數(shù)據(jù)庫中，建立集成管理數(shù)據(jù)庫。最后，采用B/S網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用Java、Oracle