水利数字孪生工程解决方案

水利数字挛生工程解决方案水利数字李生工程解决方案V3.0目录1建设背景......................................2项目概述..................................2.1项目背景.....................................2.2项目目标.....................................2.3需求概述.....................................3系统总体设计................................3.1基本设计理念.................................3.2软件总体结构.................................3.2.1软件体系结构..................................3.2.2系统逻辑视图...................................3.2.3系统接口设计..................................系统外部接口................................系统内部接口................................3.2.4系统整体应用模式..............................3.2.5子系统划分.....................................子系统清单..................................各子系统功能描述............................3.2.6硬件环境........................................3.3系统界面设计.................................3.3.1总体原则........................................3.3.2样式详述........................................3.3.3界面控件选择..................................3.3.4界而实现........................................系统登录.....................................系统主界面...................................3.4系统开发方案.................................3.4.1系统设计开发思路..............................水利数字李生工程解决方案V3.03.4.2系统功能设置..................................3.4.3系统体系架构..................................3.4.4系统工作流程..................................3.4.5系统开发技术..................................4子系统详细设计...............................4.1应用支撑平台.................................4.1.1用户与权限设计................................用户对象.....................................4.1.2用户角色.......................................4.2预报模型建模子系统详细设计.......................4.2.1子系统概述.....................................4.2.2子系统总体设计................................子系统设计..................................子系统模块..................................各模块关系..................................功能对照表..................................4.3洪水预报子系统...............................4.4专家交互子系统................................4.5水库调洪计算子系统............................4.6中长期预报子系统..............................4.7防洪形势分析子系统............................4.8会商子系统..................................4.8.1子系统概述.....................................4.8.2子系统总体设计................................子系统设计..................................4.8.2.1.1需求规定............................4.8.2.1.2功能结构图..........................4.8.2.1.3设计..................................................3.1功能描述..................................II水利数字李生工程解决方案V3.0.3.2UI设计......................................................子系统模块...................................1汛期监视.....................................4.821.1实施河道信息...........................2实时水库信息................................3实时堰闸信息...............................4实时雨情信息...............................5实时旱情信息模块..........................6实时咸情信息模块..........................7实时风情信息模块..........................8实时低温冰冻模块..........................9风暴潮警报展示模块........................10台风信息模块..............................11水资源（水质）信息展示模块................12工情信息模块..............................13视频监视模块..............................14三维展示模块..............................2査询统计.......................................2.1雨情信息....................................2.1.1雨情查询............................................49.2.1.2雨情报表...........................................58.2.1.3雨情统计...........................................61.2.2水情信息....................................2.2.1河道水情............................................64.2.2.2水库水情...........................................70.2.2.3堰闸水情过程........................75.2.2.4墙情信息...........................................78.2.2.5河道水情报表........................79.2.2.6水库水情报表........................84III水利数字李生工程解决方案V3.0.2.2.7堰闸旬月水情简报...................88.2.2.8数据对比...........................................92.2.2.9预报信息查询........................95.2.2.10水情统计........................................97.2.3气象资料査询..............................2.3.1气象灾害预警.......................108.2.3.2卫星云图..........................................109.2.3.3气象雷达..........................................110.2.3.4天气预报..........................................111.2.3.5雨量信息...........................................1124.8传真图......................................113.2.3.7欧洲形式场预报.....................114.2.3.8实况观测..........................................115.2.4综合资料查询..............................2.4.1综合汛情简报.......................117.2.4.2汇报材料查询........................118.2.4.3简报报材料查询.....................118.2.5基础资料査询..............................2.5.1测站基本属性.......................120.2.5.2测站报送任务........................122.2.5.3堰闸站关系........................................123.2.5.4河道站防洪指标.....................124.2.5.5库（湖）站防洪指标.................125.2.5.6库（湖）站汛限水位.................127.2.5.7土壤墙情特征值..................................127.2.5.8水位流量关系曲线...................1284.82125.9库（湖）容曲线.................129.3会商准备.......................................3.1会商列表...................................IV水利数字李生工程解决方案V3.0.3.2创建会商....................................3.3会商资料整理..............................4会商演示......................................5会商服务.......................................5.1水情预警发布服务.........................5.2预警指标....................................5.3产品制作....................................5.3.1雨情产品...........................................140.5.3.2水情产品..........................................141.5.4水情服务....................................5.4.1综合汛情简报管理...................143.5.4.2汇报材料管理........................144.5.4.3简报材料管理........................145.5.5会商管理....................................各模块关系..................................功能对照表..................................4.9遥测数据分析管理子系统..........................4.9.1子系统概述.....................................4.9.2子系统总体设计................................子系统设计..................................4.9.2.1.1需求规定............................4.9.2.1.2功能结构图..........................4.9.2.1.3设计..................................................3.1功能描述...................................3.2UI设计......................................................子系统模块..................................4.9.2.2.1遥测站管理.....................4.9.2.2.2实时报讯监控....................4.9.2.2.3数据质量监控....................水利数字李生工程解决方案V3.04.9.2.2.4数据处理维护....................4.9.2.2.5处理数据查看....................4.9.2.2.6数据统计分析.....................6.1特征值统计................................6.2统计值统计...............................4.9.2.2.7数据异常规则设置..................各模块关系..................................功能对照表..................................4.10降水资料三维图形显示模块.........................4.11系统运行状况监控子系统..........................4.12信息维护管理子系统.............................4.13考核评价子系统................................4.13.1子系统概述.....................................4.13.2子系统总体设计................................子系统设计..................................4.13.2.1.1需求规定............................4.13.2.1.2功能结构图..........................4.13.2.1.3设计...............................................................3.1功能描述.................................................3.2UI设计...................................................子系统模块..................................4.13.2.2.1考核评价.......................1.1单位考核..................................................1.2个人考核................................................4.13.2.2.2评价对象管理......................4.13.2.2.3评价指标管理........................各模块关系..................................功能对照表..................................4.14测站管理子系统................................VI水利数字李生工程解决方案V3.04.14.1子系统概述.....................................4.14.2子系统总体设计................................子系统设计...................................1需求规定................................4.14.2.1.2功能结构图........................4.14.2.1.3设计......................................................3.1功能描述..................................................3.2UI设计...................................................子系统模块...................................1单位基本信息...........................4.14.2.2.2人员管理.........................4.14.2.2.3测站基本信息管理...................4.站点规划...............................4.14.2.2.5站点管理.........................各模块关系..................................功能对照表..................................4.15水情值班子系统................................4.15.1子系统概述.....................................4.15.2子系统总体设计................................子系统设计..................................4.15.2.1.1需求规定............................4.15.2.1.2功能结构图..........................4.15.2.1.3设计...............................................................3.1功能描述..................................................3.2UI设计...................................................子系统模块..................................4.15.2.2.1主界面............................................................4.值班安排管理..........................4.15.2.2.3值班日志.........................VII水利数字李生工程解决方案V3.04.15.2.2.4传真管理.........................4.15.2.2.5邮件管理............................4.15.2.2.6短信管理.........................4.15.2.2.7防汛文档管理........................4.15.2.2.8单位信息管理........................4.15.2.2.9通讯录管理..........................4.15.2.2.10水情产品.......................各模块关系..................................功能对照表..................................4.16业务应用门户..................................4.17公众信息门户..................................4.18移动平台......................................4.19气象服务应用子系统.............................4.20水资源（水质）信息子系统.........................4.20.1子系统概述.....................................4.20.2子系统总体设计................................子系统设计..................................4.20.2.1.1需求规定............................4.20.2.1.2功能结构图..........................4.20.2.1.3设计............................................................3.1功能描述.................................................3.2UI设计...................................................子系统模块..................................4.20.2.2.1区域水质展示......................4.20.2.2.2实时监测......................4.20.2.2.3水资源分布与信息查询...............4.20.2.2.4取水口分布与信息査询.................4.20.2.2.5中长期预报关联查询................4.20.2.2.6统计分析......................VIII水利数字李生工程解决方案V3.04.20.2.2.7专题分析......................各模块关系..................................功能对照表..................................IX水利数字李生工程解决方案V3.01建设背景根据实际情况编制2项目概述2.1项目背景整合水利应用系统，建立数字李生水利工程建设一张图的具体需求进行了相关的探索和实践，结合自主研发实时实景数字李生引擎，打造水利解决方案。该方案的创新亮点是通过仿真技术对物理水利状况进行数字模拟，对水利工程规划、建设、运营、维护过程进行实时的监测、诊断、分析、决策和预测，进而实现水利工程的智能运行、精准管控和可靠运维。此外，通过G1S.视频融合、IOT等技术手段使管理者的决策在虚拟水利平台上得以展示，映射到物理水利中，结合各类水利业务数据，数字弯生水利工程构架智惹水利实景李生一张图，实现对水利业务的可视化管理，最终实现对水利管理者在建设、运营、管理、维护、安全等方面的技术赋能。构建一体化水利感知体系数字李生水利感知体系是一种智能感知系统，主要负责水事对象及其环境数据的采集。水利感知体系采用多种感知设备、技术手段和方法，动态监测和实时釆集三类主要水情感知对象的业务特征和事件信息，并对其进行动态监测和实时釆集，形成物联传感数据、导航定位、卫星和无人机遥感监测观测数据、视频解析数据和分析信息。经基础加工、分级分类,进入数字享生水利平台，为水利大脑提供内容全面、可靠的感知大数据。实时视频融合真实还原水利场景数字李生智惹水利实景享生一张图实现支姓水利预报、预警、预演、预案的模拟仿真体系。依托视频融合技术，可高效率、低成本、高真实还原不同复杂流域的现实全景，并在此基础上融合各类专业监测与对应算法，从而有利精确对水利流域泥石流、积水、洪游等不同灾害进行判断、模拟、推演、预测，为后续应对与完善措施做足准备。水域状态实时监测有效防御灾害智汇云舟数字弯生智惹水利解决方案可综合展示台风路径、气象信息、卫星云图、雷达1()水利数字李生工程解决方案V3.0图、雨情、水情等相关业务信息，辅助管理人员进行水旱灾害防御，实现预报、预警.预演、预案的"四预"治理。综合运用位置智能保障水利安全数字率生水利工程建设依托实时实景数字李生平台，利用三维视频融合技术与LI位置智能技术，在实景孳生水利一张图中直观展示视频监视点、皐兵设备、无人机、手机等视频资源，精准掌控现场实时态势。漂浮物监测、安全帽检测、智能水位识别等智能分析数据与三维场景联动，精准掌控各类告警数据，辅助管理人员快速发现并及时解决问题，保障水利安全。2.2项目目标2.3需求概述参照需求分析里面的内容3系统总体设计3.1基本设计理念3.2软件总体结构（把需求分析的系统运行架构合并进来）3.2.1软件体系结构3.2.2系统逻辑视图描述清楚系统的架构逻辑图3.2.3系统接口设计水利数字李生工程解决方案V3.03.2.3.1系统外部接口和其它系统的对接方式3.2.3.2系统内部接口模块直接的对接方式3.2.4系统整体应用模式描述清楚系统的架构，应用方式等3.2.5子系统划分3.2.5.1子系统清单系统名称系统描述预报模型建模子系统填写基本的描述内容洪水预报子系统填写基本的描述内容12水利数字李生工程解决方案V3.03.2.5.2各子系统功能描述序号项目主要开发内容说明1应用支撑平台总体架构平台基本框架、公共构件底层數据处理关系数据库建设，数据文件存放设置各类服务单点登录认证服务GIS服务（包括地图资料整理、地图服务、专题图的生成）水文预报模型服务资源管理服务数据资源读写服务、数据处理服务信息推送服务、短信服务、传真服务、邮件服务等公共支持软件包括通用水位流量、雨量过程絞绘制、通用报表生成等公共函数库系统日志生成系统出错处理2业务应用门户服务整合标准规范用户管理权限管理服务配置应用功能管理业务展现单点登录个性服务界面展示3信息维护管理数据库管理维护数据库表管理维护数据导入导出专题空问数据维护基础地理信息资料水文预报预警专题空冋数据、预报分区图、降雨频率分布劉13水利数字李生工程解决方案V3.04测站管理对象信息维护小流域基本信息等数据交换设置数据交换管理目录（文件）管目录（文件）管理维护理单位信息管理站网管理包括单位基本信息、人员信息包括流域概况、测站基本信息、测站水文特征信息、测站负责人信息、各类统计信息测验信息管理测站报汛任务、报汛方式、仪器设备等管理遥测数据监控实时报汛监控数据质量监控数据处理维护报汛质量统计处理数据查看数据异常規则设置5服务器及存储设备运行负载监控系统运行状况监控运行环境监控系统网络监控数据库运行状况监控服务运行状况监数据服务监控水文数据交换控气象数据交换GIS服务监控监控日志管理日志査看日志备份与导出考核评价对象考核考核管理单位考核个人考核考核对象管理考核指标管理14水利数字李生工程解决方案V3.0水雨情监视与查询会商基本框架、公共构件实时监视各类信息（水情、雨情、旱情、成情、风情、低温冰冻信息）实时监视工情信息水资源（水质）信息展示台风信息视频监视水位流量超变幅信息超警警报水雨情、风暴潮汛早情麗警信息自动生成（报警事件的数据触发与定时处理触发相姑合）、指定生成水雨情、风暴潮警报展示雨情查询统计雨虽分布图、雨量等值线、等值面时段、日、旬、月、年雨虽查询统计雨量极值统计雨量距平图、表雨情报表日、旬、月雨情简报最大雨情站简报毎日雨情统计行政区时段、日、旬、月、年雨量统计单站实时水情过程线、断面图、洪量统计单站旬月均值统计、距平统计图表雨洪图河道水情查询多站、站组水情对比、来水组成统计河道特征值、极值系列与历史对比分析河道水面线水库水情查询单站实时水情过程絞、断面图多日均值雨洪图15水利数字李生工程解决方案V3.0水库特征值、极值系列堪闸水情查询单站、多站实时水情过程线对比分析极值系列堰闸特征值风暴潮查询单站、多站实时水情过程线对比分析极值系列特征值堵情信息墻情信息查看河道水情报表水情简报洪峰简报旬月水情简报水情年简报水情极值表水库水情报表水库水情简报水库旬月水情简报水库年均值简报水库水情极值简报堪闸水情报表堰闸水情简报堰闸旬月水情简报堰闸年均值简报堰闸水情极值表河道題警信息统计水库距离汛限、正常高水位信息统计水雨情监视水情统计水库纳雨能力统计与查询会商水库蓄水量统计旬月来水蛍统计、距平统计、最大洪量统计水位K线图16水利数字李生工程解决方案V3.017水情多日均值统计水情专题洪水频率查询洪水传播时间数据对比河道水位流量对比分析衣《与历史对比、与历史同期对比〉雨量累计对比水情预报查询重要站最新水情预报表单站、多站预报查询傢合资料查询综合汛情简报汇报材料简报材料基础资料查询测站基本属性测站报送任务堰闸站关系河道站防洪指标库（湖）站防洪指标库（湖）站汛限水位土壤堵情特征水位流量关系曲线库（湖）容曲线会商准备会商列表创建会商会商资料整理会商演示会商服务水情预警发布预警指标设置产品制作（雨情产品、水情产品）材料管理综合汛情简报管理汇报材料管理水利数字李生工程解决方案V3.0会商管理简报材料管理气象灾害预警卫星云图气象雷达9气象服务应用短期降水预报欧洲中心模式日本模式德国模式气象局中国模式中期预报中期降水预报中期来水预报传真图欧洲形式场预报气象热点台风信息台风实时信息台风历史信息台风演变示意单个台风演示图多个台风演示10水资源管理对象监测信息服务查询统计水资源分布及信息查询统计取水口分布及查询水资源（水区域水质展示质）信息中长期预报关联查询水情、雨情距平查询专題信息水资源质量状况报告（年报、季报）、水功能区水资源质量状况报告、重点水源地水质报告等防洪形势分基本框架、公共构件、分析计算功能库11析水雨情分析雨情分析、水情分析、工情分析功能链接18水利数字李生工程解决方案V3.012洪水预报13水库调洪计算淹没分析流域淹没计算通用工具淹没计算灾情查询灾情分布图、报告查询分析报告报告模版定制水雨情分析水利工程防洪形势淹没情况防洪形势分析简报基本框架、公共构件、分析计算功能库、函数库预报模型库参数管理预报模型管理、预报方案构建、预报方案管理、预报河系管理、关系曲絞维护等。作业预报包括自动预报、河系预报、预见期降雨设置、单站交互预报、预报成果比较等交互分析包括多模型预报结果比较、历史相似洪水对比、交互修正等预报成果分析包括无资料地区洪水频率计算、预报成果表生成、预报查询、预报精度评定、预报数据管理、专用报表生成、通用报表等基本框架、公共构件、分析计算功能库防洪调度橈化图水库调洪模型设置防洪调度方案生成水庫运行参数输入水库调洪计算水库运行参数、洪水调度规则、历史洪水调度过程、洪水调度预案等信息调看调度方案仿真调度方案演进计算调度方案可视化调度方案比较评工程运用情况比较运用效果比较价19方案可行性比较水利数字李生工程解决方案V3.0141516数据维护管理模型参数管理调度资料管理调度方案管理中长期预报基本框架、预报模型库中长期资料管理而量资料流量资料中长期预报月尺度平均流量预报输入信息查询统计降雨愛、海平面气压、高度场、海温场等信息预报姑果查询展示预报结果查询展示专家交互基本框架、分析计算功能库子系统框架、公水情值班系统主界面集成水情产品、值班安排、传系、邮件、雨洪分析台风暴雨分析暴雨洪水分析实时及历史雨洪对比分析历史比较与历史对比分析相关分析涨差分析涨率分析历史洪水资料管历史洪水管理查阅理历史风暴潮管理查阅关系线分析水位流量关系曲线分析水位库容关系曲线分析共构件通讯录、防汛文档等功能水情值班子水雨情信息监控链接实时水雨情信息监视、故新预警信息值班安排值班安排查看、管理值班日志值班日志编辑查询传真图传真管理邮件邮件管理2()水利数字李生工程解决方案V3.0文档防汛文档管理单位信息单位信息管理通讯录通讯录管理水情产品水情产品展示降水资料二17降水资料统计图三维图形显示维困形显示建立统一管理平栏目配置、信息审核发布、专题定制、历史数据迁移、预报公共信息门户（省局、10个分局）台预警系统链接等18门户网站和WAP网站公众门户、信息检索、图片新闻等信息公开系统公众互动系统移动平台19(Androir.IOS)移动端APP服务端管理数据库水雨情信息查询统计等用户管理、信息维护等数据库建设框架、公共构件公共框架、数据处理20预报模型建模及参数率模型参数率定API模型綜合单位线、等流时单位线、地貌单位线NAM模型、新安江模型、水箱模型合成流量、马斯京根相关图模型Urbs模型TOPMODEL模型HBV模型水力学模型DEM、遥感影像等奏料购买三维展示21建立XXX市县省流域三维展示，可与二维结合，并选择北江作为示范，建立主要水文站三维模型22系统集成预报方案集成21水利数字李生工程解决方案V3.0xxx市县现有系统集成、各子系统、数据集成及测试3.2.6硬件环境3.3系统界面设计3.3.1总体原则XXX水利数字李生工程是面向不同层级、不同类型用户的，系统在界面展示时需体现不同用户的个性化差异。主要从以下三方面来体现：(1)用户类别性差异。从系统的管理应用角度，可以分为系统管理员、系统应用用户，从用户职责角度，有领导用户、职能部门用户，从用户的专业性角度,有专业用户和公众用户。对于不同类别的用户，系统权限管理控制应赋予不同的权限，这个差异主要体现在功能模块的配置方面。(2)用户层级性差异：系统用户，除了xxx市县省省级用户，还包括各地市、各工程管理单位的用户。不同层级用户，进入系统，所能看到的数据内容也有所差异，例如洪水作业预报、汛期监视等功能模块，用户只需要看到自己权限范围内的数据就行，包括空间信息、预报断面、监视站点等。这个差异主要体现在数据权限的授予方面。(3)用户个性化差异：系统提供了个性化定制的功能，用户可以根据自己的审美观、操作习惯、工作职责的主体内容，结合系统提供的个性化定制功能模块对权限范围内的功能模块、系统界面进行个性化定制，系统展示的结果就是用户个性化定制的结果。这个差异主要体现在系统界面的展示方面。3.3.2样式详述3.3.3界面控件选择3.3.4界面实现XXX水利数字李生工程采用工作平台的形式进行系统功能组织，考虑已建和22水利数字李生工程解决方案V3.0将来建设系统界面集成要求，按照子系统的分类展示、关联系统的集中展示、常用功能定制、用户的个性化定制、流程化的功能组织的思路和方式，构建统一界面下不同功能应用主题和模块。3.3.4.1系统登录系统的登录，可以通过系统公众信息门户的系统链接进入，也可以通过在网页地址栏直接输入系统业务应用门户地址进行访问。系统业务应用门户提供单点登录功能，系统登录界面与单点登录系统对接,用户以有效身份认证，登录成功后其它子系统使用时不用再次登录，一次登录系统，根据用户角色所属权限，访问系统资源。3.3.4.2系统主界面系统主界面是用户登录系统后进入的系统功能管理和应用窗口。系统总体釆用扁平式设计风格，简约大方，内容灵活可扩展，除本项目的所有子系统外，用户可将既有的一些业务应用系统也链接到主框架中，实现统一调用。系统主界面自动根据用户的所属单位，具备的权限加载用户可使用的各类子系统和功能，用户可以自定义各子系统的排布方式、显示模式。另外对于一些独立的功能模块，用户也可以将其拖拽到主界面中单独使用。系统工作界面组成如下：(1)界面顶部为系统不同工作桌面切换、全视图操作区，以及系统内容全文搜索区。(2)界面左侧为快捷操作区，内容既可以是用户个人PC机上相关应用的连接，也可以是系统软件的某个子系统、子功能，具体由用户自行定制，还包括系统退出操作、系统设置等内容。(3)系统主页面分区域显示系统软件的各关联子系统。打开某个子系统，以文件夹的形式对子系统的功能进行组织用户可以通过系统设置功能，对工作桌面展现风格进行个性化定制，内容包23水利数字弯生工程解决方案V3.0括个性主题、分屏设置、系统还原和个人资料等在用户工作界面上展示的子系统、功能模块、功能界面、用户流程等内容，可以由用户自行定制。工作桌面以文件夹的形式实现对子系统‘windows操作系统文件夹的管理。系统常用功能定制，既可以是一个功能模块连接，也可以是一个功能界面展示还可以根据某一工作主题，对不同子系统中的功能模块进行组织其中，工作主题与子系统一样，釆用文件夹形式进行管理，各功能模块相当于是工作主题的子功能。系统工作桌面也运行用户将自己关注的文件添加到工作桌面各子系统的功能模块，用户不一定要将所有的功能模块都展示出来，一方面通过用户权限对用户能够使用的功能模块进行划分，另一方面用户也可以通过工作桌面提供的功能模块定制功能定制自己关注的功能模块。各功能模块打开后，以独立窗口弹出，同时在工作桌面上的右下角显示各已打开的功能模块的按钮，用户可以通过这些按钮快速回退到已打开的功能模块界面。3.4系统开发方案3.4.1系统设计开发思路(1)基于层次分解的设计XXX水利数字弯生工程将釆用基于层次分解的系统模型，系统釆用这种方式进行层次划分后，整个系统的结构以及层级之间的关系十分清晰，在整个系统设计时，可以做到应用处理、用户操作与具体策略和实际数据的分布无关，极大地理顺复杂的业务关系，保证系统的适用性。(2)基于面向对象的分析和设计方法在系统的分析和设计方面，我们在项目的开始阶段主要采用原型法来快速搭建系统原型，在充分了解需求的基础上，结合传统的结构化生命周期法进行设计。24水利数字李生工程解决方案V3.0在具体的应用功能设计和开发过程中，将广泛地釆用面向对象的分析和设计方法来提高系统分析和设计。如在本系统的用户需求阶段通过面向对象的分析和设计绘制出业务用例图，分析不同用户在系统中所使用的功能。在系统的开发分析阶段通过面向对象的分析设计方法绘制出对应的框图等。（3）面向服务的系统架构（SOA）xxx水利数字弯生工程将采用先进的分布式面向服务的架构（SOA）进行软件系统的设计，以体现系统平台与各子系统间的紧密和松散耦合的要求，并配以合理的网络结构及硬件部署，大大提高系统的可扩展性和灵活性。通过SOA架构不仅可以实现外部资源的接入，也能够简化与将来新上线系统的对接整合、极大地提高系统的实用性、可扩展性。（4）分类开发技术通过多方比较分析，釆用C/S.B/S结合模式构建系统，系统开发平台为.net和J2EE两种，其中预报模型建模子系统、洪水预报子系统、交互分析子系统、水库调度计算子系统、中长期预报子系统采用C/S模式、基于.net平台开发，其余均采用B/S模式、基于J2EE平台开发。系统平台和各子系统均基于统一的数据服务和地图服务。系统集成釆用数据集成和功能集成相结合模式。3.4.2系统功能设置系统总体功能包括：具有水雨情监视、信息查询统计、防洪形势分析、会商支持功能；能方便地构建预报作业体系，以水雨情、工情信息为依据，可任意选择多模型、多方法制作预报，具有专家交互功能；具有水库调度计算、调洪方案生成功能；具有系统管理、综合信息管理、信息维护等功能。根据业务需求将系统功能按子系统划分为：洪水预报子系统、水库调洪计算子系统、中长期预报子系统、防洪形势分析子系统、专家交互分析子系统、会商子系统、气象服务应用子系统、水资源（水质）信息子系统、遥测数据分析管理子系统、測站管理子系统、考核评价子系统、系统运行状况监控子系统、水情值班子系统、信息维护管理子系统、业务应用门户和公众信息门户等。25水利数字李生工程解决方案V3.03.4.3系统体系架构XXX水利数字李生工程总体逻辑结构主要由数据釆集层、网络层、数据资源层、应用服务层（包括应用支撑层、业务应用层）和应用层，以及信息安全保障体系、运行管理保障体系、标准规蘇保障体系等三套体系构成，其整体架构如图3.6-1所示。（1）数据釆集层在网络允许的条件下，系统可与数据采集终端连接，获取实时监测信息，如视频监控、召测等。（2）网络层充分利用广域网、专线链路、无线通信为本项目建设提供基础网络传输平台。（3）数据资源层数据资源层是本项目的核心建设内容之一，本项目将构建系统数据中心框架,为系统提供数据支持，主要包括数据备份、数据管理以及汇集水雨情信息、工情信息、历史数据、地理空间数据、图形数据、系统业务数据的数据库、数据文件等。其中，实时水雨情数据库、历史数据库等直接利用现有资源，不重复建设。数据备份防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，并且能够在数据出现丢失时快速恢复数据。数据管理主要是对综合数据库和元数据库进行管理，保证上层各应用系统对数据库的正常使用，从根本上实现系统应用与数据分离。（4）应用服务层应用服务层包括既有业务应用层、应用支撑层和业务应用层。应用支撑层是接数据资源和应用系统的桥梁。通过单点登录认证服务、中间件、Web服务、GIS服务、水文预报模型服务、应用服务总线、工作流管理平台和资源管理类服务、消息总线等技术来实现数据的共享、处理与分析，并向上层的各个应用提供业务功能的Web服务接口。（5）应用层应用层是面对用户的统一服务窗口，主要包括门户网站（对内、对外）、信息定制和移动终端（手机、个人电脑）等。26水利数字季生工程解决方案V3.0信息安全保障体系门户网站（对内、对外）信息定制移动终端数据资源层广域网网络传输层专线链路数据釆集层标准规范保障体系运行管理保障体系图3.46-lxxx水利数字李生工程总体框架27水利数字季生工程解决方案V3.03.4.4系统工作流程本系统工作流程如图3.6-2所示。图3.46-2xxx水利数字季生工程工作流程（1）

获取数据各监测中心通过自动遥测等方式采集测站信息，并转发到相应部门。（2）使用系统XXX水利数字李生工程釆用B/S架构为主、C/S架构为辅的模式建设，系统部署在省局。其中C/S架构包括洪水预报子系统、专家交互子系统、水库调洪计算子系统、防洪形势分析子系统和中长期预报子系统，B/S架构包括会商子系统、综合管理应用子系统、信息展示子系统、气象服务应用子系统和水资源（水质）子系统。系统分为内部用户和外部用户，前者包括省厅、省水文局、各分局及监测中心，后者包括公众用户等。内部用户省局、各分局和各监测中心通过网页浏览器操作B/S架构系统，通过直接安装或者网页下载安装C/S客户端操作C/S架构系统。同时，内部用户可以通过内外网门户访问系统。而外部用户则只能通28水利数字李生工程解决方案V3.0过外网的门户访问系统，享有实时监测信息、预警信息和水雨情分析成果等信息；政府用户享有协议推送服务。（3）调用数据实时数据主要通过上报的形式汇集到省局数据库，会商子系统通过网络调用视频传感器获得实时视频数据。3.4.5系统开发技术明确开发时所釆用的一些支撑环境，软件，技术基于系统设计思路，从项目建设的全局角度出发，兼并考虑系统的整体性与可扩充性，系统开发的技术路线简单地归纳为：釆用面向对象的分析和设计方法来进行业务分析和设计，整体系统架构采用多层架构体系，以SOA思想设计应用服务层，以中间件技术来实现部分应用服务功能，釆用J2EE与.net技术标准进行系统开发，洪水预报模型计算采用面向对象的高级语言编程。4子系统详细设计4.1应用支撑平台是否把数据库，公共函数库，单点登录，数据服务等等等部分都集中在这里4.1.1用户与权限设计4.1.1.1用户对象XXX市县省中小河流预报预警系统的服务对象（即系统用户），根据服务层次可分为专业服务对象和公众服务对象。1、专业服务对象（1）省、市水文部门。通过系统实现洪水预报方案管理、洪水预报实施、会商汇报演示、测站相关信息管理，并向各级防汛抗旱指挥办公室等业务部门提供水文预警预报信息。29（2）省、市、县和重点乡镇防汛部门。根据系统提供的预警预报信息，做出防汛抗旱指挥决策，并决定或者授权向社会公众发布预警信息。2、公众服务对象（1）

政府相关职能部门，包括国土资源、城建、环保、农业、气象、电力等与中小河流管理相关的政府职能部门。提供中小河流基础信息，为中小河流的综合治理提供依据。（2）社会公众。对灾害影响地区的民众提供实时的水文预警服务，对涉水企事业单位及科研部门提供中小河流基础信息服务。4.1.2用户角色根据用户对象的类型，我们将系统用户划分内部用户及外部用户两部分，其体系结构如图。用户角色分类内部用户主要包括系统的直接用户，由全局用户和区域用户两大类型构成。全局用户主要包括XXX市县省水利厅、水文局、防办等，全局用户能够对全省范围内的与洪水预警预报相关的信息进行浏览、查询、计算分析和管理；区域用户主要包括4个流域管理局、10个水文分局、水情测报中心、测站等，区域用户主要对所属区域内的信息进行浏览、查询和管理。水利数字享生工程解决方案V3.03()水利数字李生工程解决方案V3.0外部用户主要包括全省各级政府机构以及社会公众，政府机构主要通过数据共享和交换的方式获取水雨情实况数据及预报数据，为本部门的业务工作提供支持。社会公众主要通过门户网站的方式获取水雨情信息及预报信息。按照用户对象类别将用户进行用户角色划分，如表4.1-1所示。表4.1-1用户角色表用户分类用户角色角色说明内部用户全局用户领导决策层用户全面了解全省水雨情实况及预报信息，能够查询专业用户形成的预报预测分析结果及方案，能够进行会商决策。专业用户全面了解全省水雨情实况信息，能够利用专业模型进行交互分析、计算及预报预测，形成预报分析方案，提交给领导决策层使用。一般用户查询全省的实时水雨情实况信息。运维用户运行环境（硬件、网络、数据库等）的监控与维护；数据的管理、更新与备份恢复；用户权限的分配等。区域用户领导决策层用户全面了解本区域水雨情实况及预报信息，能够查询专业用户形成的预报预测分析结果及.方案，能够进行会商决策。专业用户全面了解本区域水雨情实况信息，能够利用专业模型进行交互分析、计算及预报预测，形成预报分析方案，提交给领导决策层使用。一般用户查询全区域的实时水雨情实况信息。系统管理员能够对本区域内的用户数据、预报模型、方案、操作功能等进行配置和管理。外部用户政府机构能够通过数据共享及交互的方式，了解所需区域的水雨情信息及预报信息。社会公众能够通过公众门户网站，了解所需区域的水雨情信息及预报信息。31水利数字李生工程解决方案V3.0注：每个大类角色，可以管理员进行扩展，形成对应的子角色，以便进行权限的细化分配。4.2预报模型建模子系统详细设计4.2.1子系统概述资料处理主要实现原始资料导入、已有资料统计（按水位流量、雨量分别统计资料库中已有资料的站年）及信息查询。对存于数据库中的历史水文资料进行检索、导入、导出、关联检查等。历史资料主要来源于历史水文数据库，将指定时间，指定站点序号或者范围内的雨量、水位、流量、水库等资料从系统能够连接的国家水文数据库中自动检索出来，导入到系统专用历史数据库对应的表中，也能够提供从指定格式的txt文件导入到专用历史水文数据库中的功能。4.2.2子系统总体设计4.2.2.1子系统设计要讲清楚子系统与主系统的关系，和子系统的界面设计4.2.2.2子系统模块从原始数据库获取或外部导入建模所需要的相关资料，包括预报对象站、来水站或区间雨量资料，并针对建模资料库开发水雨情信息查询功能模块。资料处理根据功能需求划分为资料导入、资料统计查询、水雨情信息查询及水雨情统计分析共四大功能，具体见下表，各功能模块又包含多个子功能模块,从方便直观的角度考虑，各子功能模块釆用Tab页方式集成，详情见后续功能模块描述。模块名称描述资料导入模块XXXXX资料统计查询模块XXXXX32水利数字李生工程解决方案V3.0水雨情信息查询模块XXXXX水雨情统计分析模块XXXXX4.2.2.3各模块关系4.2.2.4功能对照表4.3洪水预报子系统4.4专家交互子系统4.5水库调洪计算子系统4.6中长期预报子系统4.7防洪形势分析子系统4.8会商子系统4.8.1子系统概述会商子系统以GIS平台为基础，实现水雨情信息查询与监视、水雨情分析统计应用,水雨情会商支持、水文预警发布服务和水情服务等功能于一体的综合分析应用系统。以图表结合、二三维结合模式实现水雨情信息的综合展示，展示内容包括以下部分：（1）

实时水情、实时雨情（点和面平均雨量柱状图或过程线图）、实时旱情、实时成情、实时风情、实时低温冰冻、水位流量过程线、站点分布、水雨会商；（2）台风路径、卫星云图、气象雷达；（3）降雨预警、水情预警；（4）三维展示；实现水庫库区、重点河段在不同来水情形下，河道区域水面线及流量沿程变化过程比较和模拟仿真展示；不同水位下，区域淹没情况或水库蓄水量情况。33水利数字季生工程解决方案V3.0査询统计会商准备<5）风暴潮警报展示：（6）实时超警信息综合展示、区域降雨量展示；（7）工情信息，基于GIS的全省各类水利工程的综合查询和展示，包括水库、堤防、海堤、水闸、穿堤、电排、河流、灌区、避风港和測站十类工程；（8）水资源（水质）信息展示.<9）视频监控，基于GIS平台上，管理集合各类水利工程现场视频监控。4.8.2子系统总体设计4.8.2.1子系统设计4.8.2.1.1需求规定根据需求规定，该系统由汛情监视，查询统计，会商准备，会商演示，会商服务五大业务功能组成。业务功能具体功能划分详见功能结构图和子系统模块。4.8.2.1.2功能结构图首§首会商服务汛情監视会商子系统会商资料会商创»,鶏资料嫁合资科n象子蛟计分析预报信息台风值息展示风«潮«报展示实时低温冰冻实时风情18息报«査询斌慣信息水情信息雨情信息三堆界面展示視頻监視展示展示水资a水ffiffl息实时H-Mffi息实时水库信息实时间道信息34水利数字李生工程解决方案V3.04.8.2.1.3设计4.8.2.1.3.1功能描述汛情监视：实时监视河道，水库，堰闸，旱情，风情，低温，台风等气候信息，和水资源水质，工情信息。为会商提供数据支撑和环境支持。查询统计：对雨情，水情，舆情信息进行科学统计，为会商提供决策依据。会商准备：会商前的管理工作，包括会商创建，会商资料的收集整理等功能。会商演示：根据会商支持功能中准备的资料进行演示，以时间轴和场景切换的综合展示方式。会商服务：会商事后的服务管理性功能，包括水情预报发布，预警指标设置，地图产品制作，水情服务，会商管理等内容。4.8.2.1.3.2UI设计以gis地图为背景，内容展示以窗口方式进行展示并结合地图进行交互联动的风格。4.8.2.2子系统模块4.8.2.1.1汛期监視模块名称描述实时河道信息根据不同测站类型的国家标准图例，在GIS地图平台上进行展示，并对重点站（可设置）的实时最新的水位值进行标注。实时水库信息根据不同测站类型的国家标准图例，在GIS地图平台上进行展示，可以根据预先设定的不同级别（汛限水位、正常水位、历史最高水位）的预警值进行自动预警实时堰闸信息根据不同测站类型的国家标准图例，在GIS地图平台上进行展示，可以根据预先设定的不同级别（警戒水位、保证水位、历史最高水位）的预警值进行自动预警。实时雨情信息根据不同测站类型的国家标准图例，在GIS地图平台上进行展示，可以根据预先设定的各类阀值雨量进行自动预警35水利数字李生工程解决方案V3.0实时旱情信息根据不同测站类型的国家标准图例，在GIS地图平台上进行展示，河道站、水库站、堰闸站可以根据预先设定的不同级别（旱限水位、枯井水位）的预警值进行自动预警实时成情信息釆用埔情综合站的实时数据与各类指标阀值对比，自动产生预警，警方式包括地图上的图标高亮闪烁和预警声音。实时风情信息采用风情站的实时数据与各类指标阀值对比，自动产生预警。实时低温冰冻信息釆用站点的实时数据与阀值对比，自动产生预警，警方式包括地图上的图标高亮闪烁和预警声音。风暴潮警报展示根据不同测站类型的国家标准图例，在GIS地图平台上进行展示，根据预先设定的不同的预警值进行自动预警。台风信息展示监视台风最新路径，查询台风位置、中心最大风力等台风信息，并支持台风移动路径轨迹播放水资源（水质）信息展示监视水功能区的水质信息，根据预先设定的水质控制指标值进行自动预警，预警方式包括地图上的图标高亮闪烁和预警声音工情信息实现水庫、堤防、海堤、水闸、穿堤、电排、河流、漫区、避风港和测站十类工程的综合查询和展示视频监视实现对有视频监控设备的水文站或水库、堤防、涵闸等防洪工程站的视频监控查询、播放功能三维展示基于三维地图的实时、预报调度信息和气象信息查询快及水库库区、重点河段在不同来水情形下，河道区域水面线及流量沿程变化过程比较和模拟仿真展示4.8.2.1.1实施河道信息1、功能描述采用河道站的实时水位与预警阀值（警戒水位、保证水位、历史最高水位）对比，自动产生预警。预警等级包括接近警戒、超警戒、超保证、超历史最高四级，分别用蓝色、黄色、橙色、红色。定时（时间可设置）刷新，预警站点在地图上高亮闪烁显示，同时伴随预警声音；不同的告警类型显示不同的颜色。对重点站（可设置）的实时最新的水位值进行标注，标注信息包括：测站名称、时间、水位、流量；其他测站鼠标浮动到站点位置上，则显示标注信36水利数字季生工程解决方案V3.0息；地图放大到最大后，默认显示标注信息。标注可控制。定时（时间可设置）刷新，预警站点在地图上高亮闪烁显示，同时伴随预警声音；不同的告警类型显示不同的颜色。2、功能流程图叫出測站信息详情测站信恩洋情操作3、UI设计输入操作：查询时段内最新一条数据与各阀值进行对比，阀值包括警戒水位、保证水位、历史最高水位。输入监测时冋；默认为今日8时到当前，提供今日8时到当前、昨日8时到当前、昨日8时到今日8时三种时间快捷选择方式，还提供自定义时冋范围选择功能；输出效果：地图、水情站点、预警站点、统计信息表单：监视开始时间||监视结束时间提交列表：序号丨测站|水位|时间|超警|超警|水势丨測站编|所属政所属流37水利数字季生工程解决方案V3.0名称債类型码区域4.8.2.1.2实时水库信息1、功能描述采用水库站的实时水位与预警阀值（汛限水位、正常水位、历史最高水位）对比，自动产生预警。预警等级包括超汛限水位、超正常水位、超历史最高水位三级，分别用黄色、橙色、红色表示。定时（时间可设置）刷新，预警站点在地图上闪烁显示并弹出预警信息说明，同时伴随预警声音；不同的告警类型显示不同的颜色。3、UI设计输入操作：査询时段内最新的数据与各阀值进行对比，阀值包括汛限水位、正常水位、历史最高水位。选择监视时间：包括今日8点一当前、昨日8点一当前、最近24小时、自定义时间；默认开始时间为今日8点，结束时间为当前时间；输岀效果：数据列表，包括：序号、测站名称、水位、超警值、超警类型，数据表放大后增加显示时间、测站编码、所属政区、所属流域。序号测站名称水位时间超警值超警类型水势測站编码所属政区所属流域4.8.2.1.3实时堰闸信息38水利数字季生工程解决方案V3.01、功能描述根据堰闸站的实时水位与预警阀值（警戒水位、保证水位、历史最高水位）对比，自动产生预警。预警类型包括警戒水位、保证水位、历史最高水位。定时（时间可设置）刷新，预警站点在地图上闪烁显示并弹出预警信息说明，同时伴随预警声音；不同的吿瞥类型显示不同的颜色。提excel表格数据导出功能。li2、功能流程图3、UI设计输入操作：查询时段内最新的数据与各阀值进行对比，阀值包括警戒水位、保证水位、历史最高水位。选择监视时间：包括今日8点一当前、昨日8点一当前、最近24小时、自定义时间；默认开始时间为今日8点，结束时间为当前时间；输出效果：统计列表显示：序号、测站名称、水位、超警值、超警类型，数据表放大后増加显示时间、测站编码、所属政区、所属流域。表单:监视开始时间监视结束时间提交列表:序号測站名称水位时间超警值超警类型水势测站编码所属政区所属流域4.8.2.1.4实时雨情信息39水利数字季生工程解决方案V3.01、功能描述用雨量站的雨量超过阀值（阀值分1、3、6、12、24小时），自动产生预警，在GIS地图平台上进行展示，预警方式包括地图上的图标高亮闪烁和预警声音。地图上预警站点的图标颜色根据雨量的级别进行变化并闪烁；地图上未预警站点的图标颜色根据不同雨量级别，用不同颜色显示