（环境工程专业论文）西安市水务管理信息系统的研究与开发.pdf

摘要 论文题目：西安市水务管理信息系统的研究与开发 学科专业；环境工程 研究生：叶朝俐 导师姓名：党志良教授 摘要 签名； 签名： 把管理信息系统引入剑水务j 一作中，小仅可以改变传统的水务人j ：管理模式，提高【：作效率，而 且还可在整个区域内实现水务信息资源的共亨。曲安是我国曲部重要的经济文化城i h ，研究和建立西 安市的水务管理信息系统对于西安市水务管理工作的科学化、现代化建设具有重要的现实意义。 论文从西安市水务现状出发，分析了西安市的水务功能、服务用户和水资源状况，研究了水源调 度、水厂供水、污水资源化的流程及水务局的职能。在此基础上，根据西安市水务系统的总体建设同 标以及需要实现的功能，确定了系统的模块结构。在西安市水务管理信息系统的开发过程巾，重点对 数据库进行了设计：采用数据流程分析、数据一实体关系分析以及数据字典分析的方法进行了系统属 性数据库的设计；针对空间数据的特点，采用图层化的分析方法进行了空间数据库的设计；建立了水 务系统的模型方浊岸，对需水量预测模型、水源优化调度模型、污水回用量模型及水价核算模型进行 了研究。系统在结构上分为二个模块：为处理整个水务事务设计了业务子系统模块，为实现区域地图 直观化设计了地理信息子系统，为方便用户对各种资料进行报表打印设计了报表子系统。虽后，通过 v b 、l u a p l n f o 等技术甲台，实现了系统的功能，完成了两安市永务管理信息系统的开发。论文突出对 业务子系统中的来水水源进行了调度研究，通过建立模型求解，达到优化的目的，并对水源水价进行 了核算。 两安市水务管理信息系统的开发，使水务部门的水务事务管理实现了可视化的系统操作，实现了 信息的及时传递和其在区域间的资源共享，提高了t 作效率。研究成果对其他地区水务管理和系统开 发具有一定的参考价值。 关键字：水务管理信息系统；系统分析；优化调度 西安理工大学硕士学位论文 t i t l e ：r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fx i a nc i t yw a t e ra f f a l r m a n a g e m e n ti n f o r m a 刖o ns y s t e m m a j o r ：e n v i r o n m e n tp r o j e c t n a m e , z h a o l iy e s u p e r v i s o r = p r o f z h i l i a n gd a n g a b s t r a c t s i g n a t u r e a p p l y i n gt h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi nw a t e ra f f a i rw o r k ，i tc a nn o to n l yc h a n g e t h et r a d i t i o n a lm e t h o do fw a t e ra f f a i rm a n a g e m e n tt or a i s ew o r ke f f i c i e n c y , b u ta l s os h a r ew i t h t h ej n f o r m a t i o ni nt h ew h o l ea r e a x 1 a ni sa ni m p o r t a n te c o n o m i ca n dc u l t u r a lc i t yi nt h ew e s t a r e a ，s t u d y i n ga n de s t a b l i s h i n gt h ew a t e ra f f a i rm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( w a m i s ) i s s i g n i f i c a n tf o ri t sw a t e ra f f a i rm a n a g e m e n t t h ep a p e rs t a r t sw i t ht h ep r a c t i c eo fx i a nw a t e ra f f a i r , a n a l y z e st h es e r v i c ed i s t r i c t ， s e r v i c ec u s t o m e ra n dw a t e rr e s o u r c e ，s t u d i e st h ep r o c e s so fh e a d w a t e ro p e r a t i o n ，w a t e r p l a n t s u p p l y i n g , r e c y c l i n gw a t e ra n dt h ef o u n c t i o no fb u r e a u t h e n ，a c c o r d i n gt ot h eg e n e r a lo b j e c t a n dt h ef u n c t i o nn e e d e dt ob ec a r r i e do u td e f i n e st h em o d u l eo fs t r u c t u r e i nt h ep r o c e s so f d e v e l o p i n gt h ew a m i so fx i a n ，d a t a b a s ed e s i g n i n gi st h ec o r ep h a s e ：a n dc o m p l e t i n gt h e d e s i g no ft h ea t t r i b u t ed a t a b a s et h r o u g ht h em e t h o do fd a t af l o wa n a l y s i s ，d a t ae n t i t y r e l a t i o n a n a l y s i sa n dd a t ad i c t i o n a r ya n a l y s i s ，a c c o m p l i s h i n gt h ed e s i g no fs p a t i a ld a t a b a s ei nt h ew a yo f l a y e r i n ga n a l y s i so ft h ef e a t u r eo fs p a t i a ld a t a ，e s t a b l i s h i n gt h em o d l ed a t a b a s ew h i c hi n c l u d s t h em o d l eo fw a t e rr e q u i r e m e n tf o r e c a s t i n g , o r i g i n a lw a t e ro p t i m a lo p e r a t i o n ，r e c y c l i n gw a t e r c a l c u l a t i o na n dt h ec h e k i n go fw a t e rp r i c e t h es y s t e mh a st h r e es u b - s y s t e mm o d u l e s ：t h e p r o f e s s i o n a lw o r ks u b - s y s t e mw h i c ht r a n s a c t st h ev o c a t i o n a lw o r k s ，t h eg e o g r a p h yi n f o r m a t i o n s u b s y s t e mm a k i n gt h er e g i o n a lm a pv i s u a l ，a n dt h er e p o r ts u b s y s t e mi no r d e rt ol e tu s e r sp r i n t t h e i rn e e d s f i n a l l y , t h i sp a p e rr e a l i z e st h es y s t e mf u n c t i o nb yt h ew a yo fv b ，m a p l n f o e t c t e c h n i q u et e r r a c e ，a c c o m p l i s h e st h ed e v e l o p i n go fw a m i so fx i a n i nt h ep r o c e s so f s t u d y , t h ec o r ew o r k sa r et h er e s e a r c ho nt h eo p t i m a lo p e r a t i o no ft h eo r i g i n a lw a t e ro fx i a n w h i c hg a i n st h eo p t i m a lg o a lb yd e r i v a t i n gt h em o d e l ，a n dt h ec h e c k i n go ft h ep r i c e so ft h e h e a d w a t e ra n dr e c y c l ew a t e r t h ed e v e l o p i n go fw a m i so fx i a nr e a l i z e st h ev i s u a lo p e r a t i o no ft h ew a t e ra f f a i r , t h e i n f o r m a t i o ns h a r i n gw i t hd i f f e r e n ta r e a si nt i m e ，i tr a i s e st h ew o r ke f f i c i e n c ye x t r a o r d i n a r y t h e 2 摘要 p r o d u c t i o no ft h i sp a p e rh a s d e f i n i t er e f e r e n c ev a l u et od e v e l o p i n gw a t e ra f f a i rm a n a g e m e n ta n d d e s i g n i n gs y s t e mi no t h e ra r e a k e yw o r d s ：w a t e ra f f a i rm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ；s y s t e ma n a l y s i s ：o p t i m a l o p e r a t i o n 3 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名：蚌鲴盘3 凋年；月胆日 学位论文使用授权声明 本人吐蝥4 壹i 在导师的指导下创作完成毕业沧文。本人已通过论文的答辩，并 已经在西安理工大学申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索；2 ) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图啪馆、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名：邋导师签名丝鱼圭二气砰年；月腿日 绪论 1 绪论 1 1 问题的提出 1 1 1 城市水务管理的重要性 进入2 l 世纪，人类面临着许多挑战，其中最主要的是如何去满足众多入口所需的粮 食、饮用水、卫生和健康等方面的水问题。作为基础性的自然资源和战略性的经济资源， 水资源越来越成为经济社会发展的主要制约因素。由于地球上人口的急速膨胀，愈来愈需 要大量的水与之相适应，而城市的发展、生活水平的不断提高、水浪费严重和水污染严重 等原因，水资源短缺已经成为亟待解决的问题。 水务是指所有涉水事务的总称，包括水源保护、地下水开采及回灌、蓄水、防洪、除 涝、供水、用水、中水、节水、排水、污水处理及水资源回收利用等”1 。水务管理，即是 所有涉水事务的统一综合管理。有效地管理水务能起到合理利用水资源。在整个区域内合 理分配水资源以及对不同用水进行合理的利用，从而在最大范围内节省水资源，在此同时 也能让整个人类的环境问题得到较好的改善，从长期上来看，是解决水资源短缺及水环境 恶化的有力措施。因此更好的管理水务问题，更有效的利用水资源，具有极重大的意义。 1 1 2 城市水务现代化管理的迫切性 传统的水务管理多是人工管理，水源地不管供水、供水的不管排水、排水的不管治污、 治污的不管回用，工作交叉、责任不清、政企不分、效益不佳，这种分散的水务管理方式 已经逐渐被一体化的水务管理方式所替代，诸如深圳、上海等大型城市早就建立了一体化 的水务管理系统，来对整个城市的水务事务进行统一管理，极大地促进了水务事业的发展； 而随着计算机的使用越来越普及，以计算机网络技术和数据库技术为代表的计算机应用技 术的迅速发展推动了社会各行各业企业级的管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m s 简称m i s ) 的应用，结合计算机技术建立先进的水务管理信息系统已经成为水务 管理工作的潮流，而运用现代信息技术管理水务的各类信息，克服以往管理手段的各个缺 点，是适应信息系统发展的新趋势”1 。 1 2 城市水务管理的发展 1 2 - 1 国外的水务发展动态 国外的水务一体化管理实施较早，后来一体化管理逐渐向水务企业化、集团化发展， 目前大部分国家都成立了水务集团，中国称之为“洋水务”。例如德国的水务管理工作从 中央到地方都实行统一管理。联邦政府的职责是制定法律、法规，提出工作任务( 项目) ， 具体工作由地方政府负责。州环保局负责对全州水资源进行管理、分配，包括对水资源的 监测和保护，而地区环保局负责对全地区水资源的管理和分配。起初各州、地区和县都设 有思归资源协会，一般由管理单位和受益单位代表组成，后来逐步转化成水务股份有限责 西安理工夫学硕士学位论文 任公司，大部分股份属于政府，领导人员由政府领导和单位负责人及有关专家组成。再进 一步的改革中进行了大的结构调整，实行了开发与管理统一、供水与排水统一、监测与治 污统一、利用与保护统一的管理模式，更好的实现了水资源的统一管理和合理分配。 国外在发展水务业的同时，不断向外发展，进行跨国水务业的合作。在1 9 9 2 年，法 国苏伊士水务就投资我国广东省中山市坦洲自来水公司；之后，法国威望迪通用水务、英 国泰晤士水务以及安格利水务、汇津公司纷纷进入我国水务市场，目前已在国内投资了数 十亿美元，其中苏伊士里昂集团参与了我国1 0 0 多个水厂的建设，直接经营的水厂有1 3 个，投资额达2 1 亿美元；威望迪在上海签订2 4 5 亿美元、为期5 0 年的合同，在北京与 首创股份设立首创威水投资有限公司，逐渐形成跨区域资产重组、水务产业一体化的产业 集团”。 1 。2 2 国内城市水务发展动态 a 。国内水务管理发展过程 我国实施水务一体化管理体制，最先是从城乡供水开始的，最早是在广东深圳市和陕 西洛川县诞生的。 1 9 9 3 年7 月，深圳市组建了全国第一个城市水务局，率先实现了地上水、地下水、 天上水、自来水的统管理，即水资源、水工程、水环境的统一管理，揭开了对水资源统 一管理的序幕，它主要负责全市的水资源规划、建设、防洪排涝、水土保持及城市配水等 工作。水务局成立多年来，初步建立了现代化的城市供水与城市防洪排涝保障体系，基本 改变了深圳严重缺水和“逢雨必涝”的被动局面，实现了由农田水利向现代化城市水务的 转轨变型，为特区的经济和社会发展创造了良好的环境”。 1 9 9 3 年6 月，陕西洛川县将水利局改为水务局，建立了全国第一家县级水务局。将 由水利、城建两部门管的城乡供水改为由水务局一家统一供水，不仅满足了城镇供水需求， 还利用城镇供水管道发展农田节水，促进了洛川县城乡经济的共同发展。 1 9 9 9 年开始，国家出台了有关改革水务管理体制，建立合理的水价格机制、加强社 会节水、防治水污染、合理利用水资源等多项建议和政策，为全国水务管理的改革指明了 方向，提供了法律保障，促进了水务系统的迅速发展。 2 0 0 0 年5 月1 3 日，继1 9 9 3 年深圳市成立水务局之后，全国第一家省级水务局 上海市水务局挂牌成立，结束了上海水资源“多龙管水，政出多门”的历史，实现了水务 统一管理，这对全国水资源管理体制改革起到了巨大的推动作用。从此，水资源管理体制 改革，在华夏大地迅速展开。 截止到2 0 0 0 年底，全国已有6 0 0 多个市、县、区成立了水务局，标志着水务管理体 制的建立已由星星之火，发展成了燎原之势。 5 国内水务发展现状 据2 0 0 2 年召丌的水务管理体制改革研讨会上报告，截至2 0 0 2 年1 2 月底，全国除北 京、西藏以外的2 9 个省、自治区、直辖市，成立水务局及出水利系统实施水务统一的单 2 绪论 位共计1 0 9 7 个，占全国县级以上行政区总数的4 6 。其中成立直辖市水务局1 个，即上 海市，占全国直辖市总数的2 5 ；副省级城市水务局5 个，分别为深圳市、武汉市、西安 市、哈尔滨市和大连市，占全国副省级城市总数的3 3 ；地级水务局1 0 0 个，占全国地级 行政区总数的3 0 9 6 ；县级水务局8 0 6 个，占全国县级行政区总数的3 9 。全国共计成立各 级水务局9 1 2 个，占全国县级以上行政区总数的3 8 。水利系统实施水务统一管理的单位 共计1 8 5 个，占全国县级以上行政区总数的8 。 在2 9 个省、自治区、直辖市中，上海市、黑龙江省已在辖区范围内全部实现了城乡 水务一体化管理，河北省9 8 以上的县、市实现了城乡水务一体化管理，陕西、山东、江 苏、内蒙古、甘肃、云南、河南、青海等省、自治区有5 0 左右的县、市实现了城乡水务 一体化管理，在全国6 6 3 个建制市中，成立水务局或实施水务统一管理的市达2 0 8 个，占 建制市总数的3 1 4 。全国各地水务局的建立和对水资源的统一管理标志着我国水务管理 体制进入了一个全新的局面”“。 1 2 3 水务发展所产生的问题 在各地区水务的发展过程中，现时的水务管理方式虽有了较大的改进，但是在具体的 实行过程中导致了很多问题，主要表现在以下几个方面”1 ： ( 1 ) 无法订出合理水价。大多数城市并不是单一水源供水，在多水源的复杂供水系统 中，由于水资源在调配上无法统一管理，水务部门无法制定合理的多水成本水价，以及系 统中的污水水价，从而也无法对水价进行核算。 ( 2 ) 没有形成完整的体系。大多数地区建立了相应的水务管理系统及水务机构，但是 在真正实行的时候，由于水务事务涉及到水源、供水、用水、排水、中水、污水处理及回 用、灌溉等各个方面，因而也相应涉及到很多部门，在整个体系中，各个部门并没有达到 统一的调令，因此对于水资源来说也没有达到实际上的统一分配。 ( 3 ) 信息资源无法达到真正共享。在水务改革的进程中，数据繁多且易于变化，不方 便管理，而且多数水务机构局域网建设不够，大部分都为单机或局部运行，信息管理中所 使用的软件无法实现信息共享来指导工作，系统解决综合水务问题的能力就比较差，就导 致了数据管理和系统应用两个方面的问题。 总之，传统的管理体制难以科学合理地利用和保护水资源，影响了水资源综合利用的 最大发挥；而从国内外众多城市的水务改革来看，对水资源实施统一管理和配置，是理想 的区域性管理模式。确定了合理的管理模式，在各地区具体落实该管理模式时，实现整个 水务区域内的联网，以达到水务资源在整个区域内的共享，也是现阶段急需解决的问题。 1 2 4 城市水务的发展趋势 今后水务发展有两个主要趋势一信息化和企业化”。 成立水务局，使得水务管理改革迈出了一大步，确立有效的管理方法会令管理者更快 捷准确地做出决策判断，建立完整的水务管理信息系统是2 1 世纪全新的水务管理方法与 3 西安理工大学硕士学位论文 手段，它符合我国社会主义市场经济发展的要求，是历史发展的必然。建立起科学的、先 进的、合理的水务管理体制，实现水资源的可持续利用，是各级领导和社会各界人士已一 致达成的共识。 我国的行政区域有三十多个省、市、自治区，而各个地区往往有各自独立的水资源管 理系统，这些地区因其业务关系的需要，往往需要建立区域性，甚至覆盖全国的大型管理 信息系统，使地区信息能及时协调、及时传递到上级主管部门。因而，建立这种大型的管 理信息系统已成为各个地区在信息建设中需要解决的重要问题。 随着i n t e r n e t 技术的普及和i n t e r n e t 网在全国大多数地区的开通，人们越来越清醒 地认识到，i n t e r n e t 网比公用电话交换网、分组数据交换网具有更大的优越性，因而。 利用i n t e r n e t 网的各种优点，在网上建立大型管理信息系统，实现水务资源共享将成为 今后水务管理的重点。 随着越来越多的国外水务集团进驻中国，我国水务企业也向着集团化、规模化发展， 企业上市融资、跨国跨区域、跨行业资产重组、产业一体化将成为水务行业发展的又一趋 势。 1 3 城市水务管理信息系统的研究与进展 由于管理信息系统的快速发展及其在企业中的广泛应用，采用管理信息系统的先进技 术建立的水务管理信息系统对水务工作的开展和实施提供了极大的方便。水务管理信息系 统可归结为由和计算机组成，能对水务信息进行收集、传递、存储、加工、维护和使用的 人机系统。它能将水务管理中的数据和信息集中起来，进行快速处理，统一使用；能改变 水务局的管理状况，利用定量化的科学管理方法，通过预测、管理和控制等手段来支持决 策。水务管理信息系统的发展直接影响着整个水务事务的运行及整个水务市场的良性运 作，其重要性可现一斑。 1 3 1 管理信息系统的发展 管理信息系统( m i s ) 是随着系统科学、计算机科学、通讯科学及现代管理学的发展而 形成的- - 1 3 边缘科学。它是一个被人们所熟悉的概念，从银行、医院到工厂、商店到处都 可以看到管理信息系统，随着整个社会的网络化、信息化，企业管理活动离不开信息系统 的支持1 。 上半个世纪来，随着管理理念的不断创新和计算机、通讯技术为代表的信息技术的飞 速发展，管理信息系统的概念在不断发展。管理信息系统的内容与作用在深度与广度上都 有了很大的发展，出现了许多新的概念。上个世纪五十年代，当计算机应用刚开始时，管 理信息系统主要用于会计领域，继而在生产方向上发展为m r p l i 、f r p 和供应链信息系统； 在商务方面发展为a t m 、网络订票和电子商务。目前信息系统正在进一步向家庭、教育和 娱乐方而渗透。 a 管理信息系统在国外的发展“2 4 绪论 上世纪6 0 年代，信息系统开始形成理论。美国戴维斯等人在明尼苏达大学管理学院 首先设置了管理信息系统科学，开始了对管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ， m i s ) 领域的深入研究。 上世纪七十年代初期，美国学者莫顿( s c o t tm o r t o n ) 提出了“管理决策系统”的思 想，以后奥特尔( a l t e r ) ，斯帕莱格( s p r a g u e ，r h ) ，米勒( m i l l e r ) 等许多学者进行 深入研究后，确定了决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ，d s s ) 的体系结构。他 们认为：管理方面应用的新的信息系统模式应注重于对于决策的支持，因而管理信息系统 的发展方向，应是一种能够对于组织的决策者提供决策支持信息的、具有友好的用户界面 的系统。在一个d s s 中主要的成分是可以互相通信的、有机关联起来的数据库子系统、模 型库子系统和会话管理子系统，这三个子系统的关系如下： 一 会话生模型库管理 成和管子系统 理子系 数据库管理 统 了系统 图1 一ld s s 的核心成分 f jg 1 一lt h ec 0 ec o m p o n e n to f d s s 基于d s s 的理论研究成果，许多新型的应用系统也开发成功。d s s 更适合于管理人员使用， 面向某些管理部门的特定活动，如用于解决生产计划、市场预测、销售结果分析等方面的 问题。随着管理信息系统理论的不断发展，其实践也得到了应用。在此期问，i b m 公司开 发了一个“面向通信的产品和信息控制系统”( c o m m u n i c a t i o no r i e n t e dp r o d u c t i o na n d i n f o r m a t i o nc o n t r o ls y s t e m s ，c o p i c s ) ，其包括了产品设计和生产数据管理予系统、用 户订货子系统、预测子系统、主生产计划子系统、成本及会计予系统、库存管理子系统以 及生产计划子系统等1 0 多个子系统，将计算机技术与企业各种管理活动紧密结合起来， 使整个企业形成了一个高度计算机化、高度信息化的组织，c o p i c s 极大地改善了企业的 运作效率，成为第一个全面实现了m i s 理论工作者提出的许多基本设想的信息系统。 土世纪8 0 年代中期，专家系统( e x p e r ts y s t e m ，e s ) 、t l 然语言处理等一系列人工 智能的研究成果推动了管理信息系统的发展。人们将人工智能理论应用于企业管理，并试 图将专家系统与决策支持系统相结合，从而得到了应用于企业管理方面的专家系统。这类 系统提供给了用户大型的模型库，还提供了专家系统的推理机构和知识库编辑工具。在此 之后，还实现了支持高层管理人员个人决策活动的高层主管信息系统( e x e c u t i r e i n f o r m a t i o ns y s t e m s ，e i s 或e x e c u t i v es u p p o r ts y s t e m s ，e s s ) ，e i s 是一种面向组织 曰曰 西安理工大学硕士学位论文 中高层管理人员的d s s 。这种系统具有友好的界面，能够快速获取组织内部的、概略性的、 对决策有影响的信息，诸如对当前组织所存在问题进行描述的数据，提示高层管理人员应 注意的倾向性事项，对影响组织成功的关键因素进行评估的数据等。 上世纪8 0 年代末和9 0 年代初，计算机网络的普及导致了信息管理系统发生了重大改 变。在此期间，学术界提出了战略性信息系统的概念，企业级的信息系统业不断发展，人 们尝试了各种信息系统模式。在制造业企业中采用了物料需求计划( m a t e r i a lr e q u i r m e n t p l a n n i n g ，m r p ) 软件后，可以对库存物料以及采购或生产活动进行计划和控制；由物料 需求计划( m a t e r i a lr e q u i r e m e n t sp l a n n i n g ，m r p ) 系统和制造业资源计划( m a n u f a c t u r i n g r e s o u r c e sp l a n n i n g ，m r pi i ) 系统发展而来的企业资源计划系统( e n t e r p r i s er e s o u r c e s p l a n n i n gs y s t e m s ，e r p ) 是企业级信息系统，采用先进的信息技术，与业务流程重组紧 密相关，它体现了供应链思想，适合作为跨国企业信息系统。通过资源计划系统 ( e n t e r p r i s er e s o u r c e sp l a n n i n gs y s t e m s ，e r p ) ，使得企业的财务会计、生产管理、 采购计訇j 和材料管理等得以优化；通过决策支持系统可以进行对市场的预测和分析。发展 起来的办公自动化( o f f i c ea u t o m a t i o n ，o a ) 系统是面向办公室工作人员的信息系统， 由于办公人员在办公室中的角色基本有四类：决策者、管理工作者、知识性工作者和事务 人员，办公自动化系统可以根据组织的需要，将办公室中的信息处理集成起来，对办公室 中的信息收集、信息加工、信息传递、信息存储、信息利用、信息反馈等进行整合的处理。 在硬件上，0 a s 包括各种数字化的办公设备，如电话、电传、打印机、复印机等；而其软 件则包括文字处理、群件、文档处理系统、办公日程管理系统、电子邮件等。办公自动化 软件包括个用o a 软件包、公文处理系统和电子由口件三种典型的软件。办公自动化( o f f i c e a u t o m a t i o n ，o a ) 系统加快了办公室信息处理的效率。这些导致了9 0 年代中企业再造 ( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，b p r ) 思想的提出。 在年代后期，互联网的出现极大地影响了管理信息系统的发展。企业开展了电子 商务( e b u s i n e s s 或e - c o m m e r c e ) ，通过电子商务，可以将传统的信息发布方式改变成网 上信息发布，通过数据挖掘技术可以对顾客、商品、库存、市场需求等进行有效的分析。 其中出现了诸如事务处理系统、办公自动化系统、决策支持系统、企业资源计划系统等新 的模式m 1 。 b 管理信息系统在国内的发展 我国管理信息系统的发展和应用起步比发达国家要晚得多。近几年，国策的导向和经 济发展的需求，管理信息系统行业作为信息技术产业的关键组成部分，在各方面的建设都 取得了显著的成绩，有些领域特别是公用网络和通讯线路的建设已实现了后来居上的跨越 式发展。在我国，管理信息系统主要应用于各企业之中，其应用按时间分为三个阶段”“： ( 1 ) 起步阶段：2 0 世纪8 0 年代是管理信息系统在我国企业应用的起步阶段。其主要 特点是立足于m r p i i 的引进、实施以及部分应用。一些企业如沈阳第一机床上、沈阳鼓风 机厂、北京第一机床厂等先后从国外引进了m r p i i 软件。在该阶段，管理信息系统主要是 6 绪论 面向事务处理，此阶段主要特点是：企业在某些部门如财务部门、销售部门等利用管理信 息系统实现业务的自动化和半自动化。管理信息系统的目标是提高业务处理的工作效率， 同时，在业务处理的基础上，对业务数据进行事后分析，向个别部门提供些管理和决策 的信息。不同的业务系统之间形成相互独立的“信息孤岛”，这是面向事务处理阶段的管 理信息系统的固有特征。如果缺乏长期和统一的管理信息系统发展规划，在建立不同业务 系统时不考虑将来可能的集成，对于这些“信息孤岛”的消除是相当困难的。 ( 2 ) 成长阶段：1 9 9 0 年至1 9 9 6 年。该阶段管理信息系统涉及的领域已超出了机械行 业而扩展到航天航空、电子与家电、制药、化工等行业。典型的企业有成都飞机制造工业 公司、广东科龙冰箱、一汽大众汽车集团等。此时管理信息系统应用范围的广度不够( 基 本上是局限在制造业中) ，管理的范围和功能只限于企业的内部，尚未将供应链上的所有 环节都纳入到企业的管理范围之内。此时，由于企业外部竞争环境的发展变化，企业对管 理信息系统中的信息的实时性和集成性提出了更高的要求。同时由于网络技术的发展，管 理信息系统得到了长足的发展，开始了大规模的联网，实现了许多过去分离的管理信息系 统无法实现的功能，例如，财务系统与供应链系统全面集成。管理信息系统的目标是提高 信息处理的实时程度，为企业提供战术决策的相关信息。 ( 3 ) 应用阶段：1 9 9 7 年至今。在此阶段，管理信息系统应用范围从制造业扩展到第 二、第三产业，并且由于不断的实践探索，其发展得到了很大的提高。在管理信息系统的 应用企业中，成功企业中大多是三资企业。从国内企业信息化的整体情况来看，单功能运 用信息技术的企业比例高达6 0 ，真正实施管理信息系统的企业却很少，主要集中在沿海 经济发达的地区。此时，管理信息系统的应用，随着社会经济的发展和竞争程度的只益激 烈，全社会的信息化建设水平也逐渐提高，社会公共通讯设施发达，分布式计算等网络技 术得到飞速的发展。于是企业的供应链开始向外扩展，管理信息系统集成了各种外部实体， 如企业、客户、统计部门、税务部门和海关等的信息。这个阶段管理信息系统的目标是为 企业提供战略决策的相关信息。管理信息系统从纯粹的手工系统过渡到人机交互系统，再 从系统升级甚至是重生或者整合为新系统的系列过程的实现。 随着遥感( r e m o t es e n s i n g ，r s ) 、卫星定位系统( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m , ， g p s ) 、数字摄影测录( d i g i t a lp h o t o g r a m m e t r y ) 和计算机等技术的发展，以及地理信息 系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，g i s ) 的出现，管理信息系统的更新和发展融合 了大量的新技术。从技术上说，信息的存储技术、数据结构的多样化、网络g i s 的兴起和 信息的共享等，不但是管理信息系统所关心的核心问题，也为空间信息系统的发展起着促 进作用。 c 管理信息系统的发展趋势 管理信息系统发展的总的趋势是：系统发展的网络化、开发方法的理性统一化以及决 策辅助的智能化”。 管理信息系统发展的网络化，一方面是管理系统发展本身的需要，在客观上，管理信 7 西安理工大学硕士学位论文 息系统要求信息有机集成；另一方面是计算机和通讯技术的发展，特别是i n t e r n e t 的发 展为网络化与管理应用的结合创造了前所未有的条件。管理信息系统的网络化会为企业营 销方式发展提供新的机遇，密切上、下游企业之间，企业与客户之间的关系，为企业与企 业、企业与消费者之间提供更广泛的商业交流机会，提供企业与企业之间信息共享的机会。 系统开发方法的理性统一化，表现为在系统实施阶段的从结构化程序设计方法转向面 向对象的程序设计方法，并在此基础上发展了统一建模语言( u n i f i e dm o d e l i n g l a n g u a g e ，u m t ) ，它是为面向对象开发方法设计的一种通用的可视化建模语言。由于u m l 的图不必手工绘制，可直接利用可视化建模工具( 如r a t i o n a lr o s e ，p r o s a 等) 在计算 机上生成，并将u m l 模型转换为多神程序设计语言代码( c + + ，v i s u a lc + + ，v i s u a lb a s i c ， c o b r a ，j a v a ) ，因而可以大大提高系统开发的效率。更突出的是理性统一化开发方法不仅 可以运用前向工程从模型生成程序源代码和关系数据库中的表，而且可以使用反向生成器 工具实现反向工程，将程序源代码转换为u m l 模型的图。这就为反复修改、采用迭代式系 统丌发过程和实现业务流程优化创造了条件，可以明显地提高系统的适应性和可维护性。 系统运行的智能化，一是表现在出现了智能化决策支持系统，它是将人工智能技术引 入决策支持系统而形成的一种信息系统，在管理方面应用于产品选择、定价、信贷风险顾 问、作业计划、仓库管理、成品发运路线的确定等方面。二是表现为数据挖掘，数据挖掘 作为数据库技术与人工智能技术相结合的产物，目的是从大量数据中提取事前未知的、对 任务有用的信息，从中发现隐含在数据中对决策有帮助的规律和知识。三是智能体概念的 出现。智能体是一种在特定环境下能在感知环境后自动地工作去实现预定目标的程序。在 管理中，它能对问题进行查询、决策、与其他智能体协作或控制其他智能体的行为。智能 体能根据环境因素决定下一步要执行的动作，也就是说它能与环境进行交互活动，而且它 具有完全自治的能力，不仅封装了内部状态，而且还封装了行为，也就是说智能体对自己 的行为具有控制权。新一代的生产力是智能生产力，新一代的生产力系统是人机智能系统。 管理信息系统和决策支持系统运行的智能化符合新时代对系统发展的迫切要求。 1 3 2 城市水务管理信息系统的研究与进展 ， 水务管理信息系统的建设目标是：搭建水务一体化信息平台，建立一整套计量、计划、 指标和科学管理的严格水资源管理体系，实现防汛、抗旱、水资源、供水、排水、水土保 持等信息的资源共享，对相关信息实现自动采集、实时传输，对数据进行综合管理、分析 处理和决策支持应用，实现水环境保护的科学性、准确性、及时性，提供现代化的防洪抗 旱及水资源管理、决策手段。 将信息系统应用到水务事务中，是水务事务发展的一个里程碑。随着管理信息系统的 发展和完善，以及多种新的信息技术的应用，水务管理信息系统由早期的局部管理、单机 管理，逐渐发展到信息化和网络化的管理轨道上来，并且其管理功能逐渐完善。 早期，当水务m i s 系统的研究与应用尚处于起步阶段时，多数城市仍然沿用人工管理 的模式，虽然已有少数城市将计算机应用于水务系统中部分信息的管理，但水务管理的信 8 绪论 息化也只停留在局部的、单机版上，在一个有限的局部区域内对水务的所有信息进行管理， 且缺少综合性强、通用性好的水务管理信息系统，尤其缺少建立在信息系统基础之上的规 划、规制的决策支持系统。在该阶段，从水务系统的总体状况来看，不论在进行城市水务 规划设计、建设，还是在系统运行管理的各个方面，以及调度、决策执行过程中，普遍存 在着不同程度的盲目性。这主要是对第一手材料掌握不够，或对大量统计报表的基础数据 缺乏科学的分析手段。因此，早期的水务管理信息系统虽然在理论和实践上迈出关键的一 步，但并没有实现管理信息系统的优越性。 随着网络技术的发展，水务管理信息系统利用数据采集与传输、计算机网络、数据库 建设及查询等技术建立一个水务管理平台，并在平台的基础上搭建了业务管理系统，实现 各业务系统之间的数据共享和模块共享，从而实现了管理的全面信息化。此时，水务管理 信息系统可以对区域内的地下水进行动态监测、对用水户自备井进行无线遥测，并对区域 内的雨情、水情进行自动监测，实现监测数据的及时采集和准确传输，可对各类水资源信 息和防汛抗旱信息进行快速、准确的查询、分析和处理，支持w e b 网络查询和信息发布， 对区域内的水资源进行实时评价、实时预测和实时管理，实现重点工程图像实时监控，从 而实现政务公开，同时通过水务管理信息系统，还可进行水资源相关业务的网上申批，实 现水利部门日常管理办公自动化。在我国，各地水务部门就相应建立了自己的水务网，如 深圳水务网，上海水务网等，对水务部分事务进行网上办公，各种水情汛情也在网上进行 发布，实现了各种水务数据的实时更新“。 新技术的出现，使得水务管理信息系统的功能逐渐强大并完善起来，在水务的自动化 工作中展示了强大的优势。 g p s 、r s 、g i $ 技术的发展，水务领域中许多问题诸如空间数据的形象化存储、将空 间数据和非空间数据有效结合起来等得到了解决。由于g p s 、r s 、g i s 能有效的实现具有 空间属性的水务信息如水源分布、污染源位置等数据的可视化集成，管理各种水资源数据 并有效的组织这类信息进行统计、规划等，而且可以将水务管理的一维信息利用空间分析 等功能拓展成二维、三维的地理信息。此外综合应用地理信息系统( g i s ) 、全球定位系统 ( g p s ) 、遥感( r s ) 集成的快速反应能力，可以对紧急事故处理提供及时的决策支持“”。 由于数字线路技术的发展，水务管理信息系统的建立就引用了x d s l 技术。x d s l 技术 是一种点对点的接入技术，实施灵活方便，速度可达几个m b p s ，它利用电话网络的用户 线路提供高速数据传输手段，可以解决在水务信息自动化系统中流域或防区内的水情、雨 情、汛情、工情发布，可以解决水务局办公自动化系统要求的公文审批应用、视频点播、 会议电视及其他管理和查询。按此原理，建立了广东深圳水务管理信息系统，并于1 9 9 9 年投运，至今运行稳定，维护管理也非常方便。上海也进行了利用数据通讯管理部门提供 的a d s i ，技术建立水务管理信息自动化网络。 v b 、v c 及面向对象技术的发展，将水务管理信息系统的功能实现到可视化的层面上； 和宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术的结合，水务管理信息系统的建设以数据平台、网 9 西安理工大学硕士学位论文 络平台和应用平台三个平台为框架，面向河道、水闸、提防、泵站、管网、水厂、污水处 理厂、取( 排) 水口等水务设施对象，水文、水质、水压等水体对象，社会个人和企业等 服务对象，进行了数字化表述、电子化传输、自动化监测、实时化调度、网络化办事、系 统化管理、规范化服务的技术系统，从而使水务管理系统实现了数字化再现。 1 3 3g i s 在水务管理研究中的进展 地理信息系统( g i s ) 出现于上世纪5 0 年代，至今已成为一门涉及测绘学科、环境科 学、计算机技术等多学科的交叉学科。 我国地理信息系统从1 9 8 0 年开始发展以来，它经历了四个阶段，即起步( 1 9 7 0 1 9 8 0 ) 、 准备(