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PDA防汛系統


  在防汛搶險中,水、雨情的變化,防汛物資狀況,搶險隊伍調集,災區人員安置轉移等信息直接影響著防汛指揮的決策。正確的決策是防汛指揮管理中的中心環節,其往往依賴于對有關信息的準確判斷,所以必須全面、及時、準確地掌握有關信息。近年來,各級防汛部門十分重視防汛信息化建設,基于桌面應用的防汛指揮決策支持系統已陸續建設。然而,當汛、險情事件發生或可能發生時,防汛工作人員常常需要深入第一線,到現場去實地勘測災情,并將災情上報到指揮中心;而指揮決策者通常身兼數職,無法時時坐鎮指揮中心,也就無法全面及時地主動獲取實時汛情信息,勢必會影響防汛指揮調度的響應速度和效率。因此在PDA (Personal  Digital Assistant)上開發基于移動技術的防汛指揮支持系統,運用了語音、數據、視頻等多種信息處理技術,實現了海量異構數據的多源信息融合和數據同步。系統具有技術領先而實用、跨區域性強、建設和使用成本低、易于擴充等優點。不僅能滿足流域機構或省市防汛指揮部在汛期防汛指揮調度的需要,實現對防汛信息的查詢、分析、統計、預警、通訊,以及防汛指揮移動辦公,勢必大大提高防汛指揮決策的時效性和準確性,而且可以直接為水利工程的日常管理和控制服務,大大提高防汛指揮調度和工程日常管理工作效率,節約大量的運行管理費用。
  1、系統設計要求
  基于智能手機PDA的防汛指揮支持系統以預裝Windows  Mobile操作系統的PDA為載體,利用移動無線網絡為數據傳輸渠道,將基于桌面操作系統的防汛指揮決策支持系統的應用,擴展到基于各種操作系統中去,在智能手機PDA上實現對防汛信息的查詢、分析、統計、預警、通信,以及防汛指揮移動辦公。基于智能手機PDA的防汛指揮支持系統后臺數據庫設計,實現系統相對模塊化,接口開放化,為以后的技術更新與功能升級留出接口,實現利用高新技術建成穩定、可靠、實用、快速的防汛指揮支持系統,其作用是確保指揮決策者不受時間、空間的限制,及時獲取汛情資料和預警信息,大大提高防汛指揮決策的反應能力,從而最大限度地避免或減少災害損失。
  2 系統設計與實現
  2.1 系統設計原則
  2.1.1 先進性和實用性:系統應符合計算機軟件技術發展潮流,產品具有技術領先和強大的可拓展性。
  2.1.2 穩定性:應用系統必須具有高可靠性和高容錯能力,保證局部出錯不會影響全系統的正常工作,對異常性成果提供交互提示。應用系統對用戶的操作順序、輸入的數據進行正確性、合理性檢查,并以明顯方式提供錯誤信息。
  2.1.3 安全性:應用系統具有多級安全控制和監控措施,保證系統的安全性。
  2.1.4 界面友好:系統用戶界面友好,采用交互式人機對話操作,顯示畫面清晰明了,操作簡單,提供完善的聯機幫助。
  2.2 系統模式設計
  系統模式設計主要取決于系統功能需求和應用程序方案的設計。主要考慮以下幾個方面:
  (1)用戶體驗。客戶端應用程序普遍能夠提供較好的用戶體驗,因為它們在設備上運行,并且獨立于所有與之進行互操作的基礎結構。
  (2)數據安全性。客戶端應用程序必須確保設備上敏感數據的安全性。Windows Mobile軟件提供的一系列Cryptographic Service Provider,有助于實現此目的。服務器端應用程序必須確保可以使用SSL等技術安全地傳輸數據。
  (3)可支持性。對客戶端應用程序的更新必須能下載并安裝到設備上。
  (4)脫機功能。如果需要脫機數據訪問和具有其他脫機功能,客戶端應用程序是最佳選擇。
  在有足夠數據帶寬的網絡下可大量使用服務端代碼進行開發,這樣可適應多種PDA設備。由于在防汛指揮支持系統中多數要利用移動網絡,鑒于目前移動網絡的帶寬和資費標準,以及PDA防汛指揮支持系統的功能需求,建議采用服務端和客戶端兩種代碼并存的開發模式,分別開發PDA端應用和PC端服務程序。
  2.3 系統模塊設計
  防汛指揮支持系統是為了滿足防汛工作人員隨時隨地對水情、雨情、氣象、衛星云圖等實時汛情信息的查詢需要,交互式地完成個人在移動時對防汛信息的各種操作,為防汛工作者提供真正的全方位的第一手資料贏得時間,同時實現現場各種圖文資料與指揮中心的數據交換。本系統主要包括的功能模塊如圖l所示。


圖1 系統功能模塊說明


圖2、主要的功能模塊

  2.3.1 PDA模塊
  實時雨情:實現對降雨情況的實時監控,并生成各種雨量報表、圖形,輔助防汛部門的領導對降雨信息進行從宏觀到微觀的全面把握。
  雨量等值面:該模塊綜合雨量站點數據,按照雨量等級劃分,處理生成降雨分布圖,幫助用戶對降雨情況進行從點到面的全局掌握。
  實時水情:本模塊主要完成水情信息的查詢,并生成河道水位、水庫水位、主要潮位、河道超警戒水位、水庫超汛限水位等報表,以及各種圖形。當水位超限時,系統自動發出警報,這樣,用戶就能夠實時掌握水位漲落動態,以便及時做好防御措施。

 
      圖3實時水情雨情                            圖4、防汛地圖

  實時氣象信息:本模塊主要完成對監測范圍內氣象信息的實時監控,包括風情、溫度、濕度、大氣壓等,并生成相應的統計報表。通過該模塊,用戶可以實時掌握氣象動態信息,及時部署防范措施。
  天氣預報:此模塊主要用于自動采集并顯示當地氣象臺提供的天氣預報信息和一周的天氣變化情況,供終端用戶分析使用。
  預報信息:預報信息包括水情預報的查詢。可實時查詢流域內各控制站的水位、流量預報信息及降雨趨勢預報內容。
  工情信息:該模塊主要實現對水庫、水閘等各種防洪工程的基礎信息和險工險點的查詢。防汛工作人員也可以利用信息上傳模塊將防汛現場采集的圖文資料上傳至防汛指揮中心,及時更新工情數據庫。
  衛星云圖:該模塊可自動采集多個衛星拍攝的實時云圖,并在移動終端上實現查詢、對比與分析,同時支持云圖的放大、縮小和漫游等功能。系統通過服務端的云圖信息采集模塊, 自動按設定的數據源進行采集、更新和優化,供PDA用戶訪問。可通過刷新功能從服務器提取最新的云圖信息。

  
圖5.站點信息                     圖6、氣象信息

  防汛物資:查詢當前防汛物資儲備情況。
  防汛文件:包括防汛資料檔案、防汛名詞和法規、搶險知識、防汛通訊錄等的查詢,可實時與服務器保持同步。
  信息上傳:將工作人員采集的防汛現場信息及時上傳至防汛指揮中心,輔助防汛指揮決策。
  2.3.2 PC模塊
  數據通訊:包括數據上傳和下載。數據下載是將指揮中心主機上的數據信息發送到PDA終端上,數據上傳是將PDA采集的數據信息上傳至指揮中心主機上。本功能是在指揮中心主機上開發的數據通訊中間件上完成的。
管理主機:用來設置PDA的通訊方式,驗證數據的合法性,管理PDA與服務端的通訊,組織數據源及數據庫的維護。
  2.4 系統通訊設計
  PDA與PC之間的通信是整個系統的關鍵,是無線應用系統與一般應用系統的區別,因此設計一個穩定的通信方式有重要的意義。本系統PDA與PC之間的通信采用GPRS無線方式,通過WinSock實現PDA與PC 機之間的通信。在客戶端和服務器端都使用WinSock控件,服務器端采用TCP/IP方式接受客戶端的連入。為實現多客戶端的連接,采用動態控件數組的方式,使用TCP協議來建立連線,客戶端和服務器端有不同的處理功能。
  防汛工作人員對信息的查詢實際上就完成了一次PDA與PC間的通訊,PDA端首先發起數據查詢請求,PC端通訊中間件接收PDA端的請求,進行驗證,授權用戶和合法數據請求傳遞給PC端數據處理進程,通訊中間件接收數據處理進程返回的處理結果,并發送到指定的PDA終端。
  2.5 技術實現平臺和運行環境
  基于PDA開發的傳統工具是用于Pocket PC2000和2002的eMbedded Visual Tools 3.0、用于Smartphone 2002的eMbedded Visual C++3.0, 以及用于Pocket PC和Smartphone 2003的eMbedded VisualC++4.0。現在Visual Studio.NET及其提供的SmartDeviceProgrammability(SDP)功能將成為所有基于Windows Mobile設備的開發平臺。Visual Studio.NET的Smart DeviceProgrammability(SDP1功能可以幫助開發人員利用Microsoft.NET Compact Framewo 編寫移動應用程序,從而在連接或斷開的情況下啟用分布式的移動計算。使用.NET Compact Framework中提供的大量類庫,開發人員編寫應用程序的速度可以比使用傳統工具快得多。本系統利用SDP進行防汛綜合系統的技術開發和實現。
  系統適用于Internet廣域網和Intranet局域網,操作系統選用Windows CE和Windows 2000/2003,通訊協議選用TCP/IP協議,通訊中間件的開發選用VB6.0,數據庫平臺選用Microsoft Sqlserver 2005。系統整體結構圖如圖2所示。


圖2 系統整體結構圖

  3 結語
  PDA防汛指揮支持系統的開發使用,為防汛人員,特別是有關領導在防汛抗洪現場及時了解流域內各控制站的水位、流量、雨情及水情氣象預報等信息,發揮了重要作用;為領導掌握汛情,進行防洪水利工程調度決策提供了最新信息技術支持。

 

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