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论文指导

堤防信息管理系统架构与功能设计

  摘    要: 为解决堤防工程资料存储分散、信息共享程度低、基础数据不全面等问题,研发了基于J2EE平台、B/S架构的江西省堤防注册登记系统,并对系统架构、数据库结构和业务功能进行了设计。该系统已应用于江西省堤防注册登记工作,建立了江西省主要圩堤基础数据库,有助于提高堤防管理、防汛抗洪的科学决策水平。
  
  关键词 :     堤防;注册登记:系统设计:
  
  Abstract: In order to solve the problems of scattered data storage, low information sharing and incomplete basic data,the registration system of embankments in Jiangxi province based on J2 EE platform and B/S architecture is developed,and the system structure, database structure and business function are designed. The system has been applied to the registration of embankments in Jiangxi province, and the basic database of major embankments in Jiangxi province has been established, which can help improve the scientific decision-making level of embankment management, flood prevention and control.
  
  Keyword: Embankment; Registration; System design;
  
  0、前言
  
  经过历年的工程建设,江西省堤防工程已初具规模,设防标准进一步提高,防洪体系进一步完善。据不完全统计,全省保护耕地面积千亩以上的圩堤1 000多座,堤线长度达1 200km[1]。堤防工程类型多、分布广、管理形式多样、基础信息分散,堤防工程管理多停留在文件管理模式下,数据处理效率低且缺乏统一标准,数据传递滞缓、查找和分析困难,不利于堤防工程的管理[2],也给各级管理部门的监管和决策造成较大的困难[3,4]。江西省水系发达,洪涝灾害十分频繁[5],特别是2020年发生了鄱阳湖流域超历史大洪水[6],在防洪抢险过程中,不同程度的暴露出堤防管理存在工程特性掌握不精准、管理主体不明确、跨行政区域堤段责任不清晰等问题,难以满足日常管理及防汛抗洪的需求。
  
  为了全面掌握江西省堤防工程现状,2019年江西省率先开展堤防注册登记工作。通过注册登记[7],水行政主管部门不仅可以准确掌握堤防的数量、基本情况和安全状况,还可以为堤防运行管理提供准确可行的基础数据,为防汛抢险提供技术支撑。由于堤防注册登记工作目前国内无类似经验可借鉴,参考大坝注册登记制实施的经验[8],结合江西省堤防工程管理实际,制定《江西省堤防工程注册登记工作方案》,明确目标任务、职责分工、申报要求、工作程序、注册条件和工作措施等,同时研制开发了江西省堤防注册登记系统,建立了江西省主要堤防基础数据库,实现了堤防工程信息的在线浏览、查询、统计和动态更新等功能,为堤防运行管理、防汛抗洪、规划设计、除险加固、科研等工作提供基础资料,为全省堤防工程注册登记工作顺利开展提供了重要保障。
  
  1、 堤防信息管理现状与需求分析
  
  1.1 、现状分析
  
  江西省堤防工程类型多、分布广,基础信息分散。由于统计口径的差异和规划调整、除险加固等原因,堤防基础信息更新不及时,给各级管理部门的监管和决策造成困难。通过调查,当前堤防信息管理主要存在以下问题:一是工程资料存储分散,信息快速查找难度较大。堤防工程资料分散存储于管理单位,数据管理多停留在纸质文件或电子扫描件的模式下,项目信息查找不便捷,管理水平落后、信息化程度低[9]。二是信息共享程度低,水行政主管部门掌握信息不全面。堤防建设一般分多个阶段完成,建设周期长。如鄱阳湖区重点圩堤分两期建设,先后实施了六个单项工程,项目1986年开始实施,2020年全面完工[10]。随着堤防建设的不断推进,信息管理的工作量逐年增加,给各级水行政主管部门掌握行政区域内的堤防信息造成了较大的困难。三是跨行政区域的堤防管理责任不清晰。由于历史遗留等多方面的原因,跨行政区域堤防的管理工作存在管理范围不明确、管护责权不统一等问题。
  
  1.2 、需求分析
  
  以问题为导向,从堤防信息管理需求出发,需要从以下方面开展工作:一是数据标准化。通过规范的数据标准定义对登记的数据进行标准化,便于统计和汇总[11]。制定堤防数据库的表、字段名称、数据类型与长度等数据结构,实现堤防信息的快速交换和信息共享,提高数据处理和传输的效率。二是申报网络化。开发覆盖堤防管理单位、各级水行政主管部门等管理人员在内的多级用户的注册登记系统,实现堤防信息的网络申报、在线审核、信息查询、统计报表等功能。三是信息安全化。采用基于角色的权限控制机制,根据角色的不同匹配相应的操作权限,实现堤防管理单位、各级水行政主管部门等多角色的权限控制。四是数据分析智能化。根据管理者的不同需求,实现多种条件筛选并生成对应图表。
  
  2 、系统架构与功能设计
  
  2.1 、系统架构及数据结构
  
  通过研发江西省堤防注册登记管理系统,将堤防的注册登记信息纳入标准化、一体化管理,通过信息化手段实现堤防注册登记信息的精准化、规范化管理,为各级水行政主管部门的监督考核工作提供数据支撑。系统建设任务主要包括注册登记、信息管理、统计分析、系统管理等四大功能模块。江西省堤防注册登记系统为基于J2EE平台、B/S架构、SOA服务架构的web应用系统,采用MVC设计模式:hibernate技术实现模型层,由JSP实现视图层,Servlet实现控制层,系统架构见图1。
  
  图1 系统架构图
  
  系统采用oracle建立数据库,根据研制的注册登记表的结构,建立包括堤防基本信息、工程特性、工程效益、工程管理、工程运用、安全监测及险工险段的数据结构,利用堤防注册登记时填报的准确信息,形成堤防信息数据库,满足堤防信息管理需求。堤防注册登记信息结构见图2。
  
  2.2 、系统功能
  
  堤防注册登记系统业务流程为:申报→审核→注册→发证,由堤防管理单位根据实际情况,按照系统数据结构填报堤防信息并提交给本级水行政主管部门,经县、市级水行政主管部门逐级审核、省级水行政主管部门审核同意后,再办理注册登记和发证。在审核流程中若审核未通过,则需要堤防管理单位根据反馈意见进行修改完善后重新提交,必要时实地调查核实,以确保信息准确。结合堤防管理实际情况,堤防工程以管理单位为单元开展注册登记工作,没有管理单位的则由乡级人民政府负责申报。对跨行政区域的堤防,在堤防名称后加上所在县(市、区)的后缀进行区分,并注明各堤段的起始桩号。
  
  系统主要包括首页、注册登记、变更登记、信息统计和系统管理等五个功能模块。其中,首页主要包括填报数量统计、信息统计图表、业务流程和系统公告等;注册登记、变更登记两项工作均包含信息填报、信息审核、登记办理和变更办理等功能;信息统计模块主要实现已完成注册登记信息的分类统计、报表生成的展示功能;系统管理模块实现用户和管理单位的信息维护,具体见图3。
  
  图2 堤防注册登记信息结构
  
  图3 系统功能结构
  
  系统采用省级水行政主管部门、市级水行政主管部门、县级水行政主管部门、堤防管理单位等4级用户的设计。为保证系统安全,不同的功能模块按照角色匹配相应的审批权限,省级水行政主管部门具有最高权限,各级水行政主管部门分别具有对所辖行政区域内的堤防信息审核、查询、导出、统计等权限,以实现堤防信息快速查询和资源共享。
  
  2.3 、系统功能实现和应用
  
  江西省堤防注册登记系统基于Web前端框架和oracle数据库技术[13],兼具用户使用的便利性和强大的后台数据处理能力,为堤防注册登记申报和基础数据管理提供了便利。目前,江西省利用堤防注册登记系统完成了204座堤防的注册登记工作,其中鄱阳湖区重点圩堤46座(66段)、其它重要圩堤11座(39段)、保护耕地面积1~5万亩圩堤147座(171段)的数据填报、审核和注册登记工作,初步建立了包含堤防基本信息、工程特性、工程效益、工程管理、工程运用、安全监测及险工险段等内容的堤防信息基础数据库,并支持数据动态更新、统计查询,受到江西省各级水行政主管部门、堤防管理单位的好评。
  
  3、 结语
  
  江西省堤防注册登记系统不仅为开展堤防注册登记工作提供便捷和保障,顺利完成江西省204座堤防的注册登记工作,还初步建立了江西省主要圩堤基础数据库,有利于统一数据结构,实现数据传输、信息共享、统计分析,为堤防运行管理、防汛抗洪、规划设计、除险加固、科研等工作方便、快捷提供基础资料。江西省堤防注册登记系统成功运用也可为其它地区开展堤防注册登记工作提供借鉴和参考。
  
  参考文献
  
  [1]江西省水利厅:江西省圩堤图集[R],2021.
  
  [2]张清明,金锦,王荆,等基于J2EE平台的堤防工程信息管理系统设计与实现[J].人民黄河, 2021 ,43(S1):293-294.
  
  [3]汪自力,张清明,王荆,等新形势下堤防工程管理存在问题与对策探讨[J].人民黄河, 2021 ,43(1):45-47+66.
  
  [4]张清明,王荆,汪自力,等.我国典型堤防工程管理现状调查分析[J]中国水利, 2020(10):36-38.
  
  [5]欧阳千林,占承德.近30年江西省洪灾损失等级评估及对降雨响应研究[J].江西水利科技,2020,46(05):325-331.
  
  [6]李小强,饶亚文江西省应对鄱阳湖流域超历史大洪水的措施与思考[J]人民长江, 2020,51(12):48-51.
  
  [7]赵寿刚,常向前,汪自力.中国堤防信息管理系统的建设构想[J].水利科技与经济, 2009, 15(5):452-454.
  
  [8]傅琼华,平其俊江西省水库大坝注册登记管理的实践及其思考[J]中国水利, 2009(12):25-27.
  
  [9]任海文,刘永强,文杰基于BIM技术的堤防工程运维信息管理系统设计与实现[J].水电能源科学,2020,38(10):116-120.
  
  [10]黄浩智,李洪任鄱阳湖区圩堤建设回顾与思考[J].江西水利科技, 2014,40(1):67-69.
  
  [11]朱沁夏,蒋金平,葛从兵 基于Windows呈现基础的水库大坝注册登记申报系统[J].水利信息化, 2018(6):39-43.
  
  [12]许小华,李文晶鄱阳湖水利信息三维展示可视化系统设计与实现[J].人民长江,2020,51(4):226-231.
  
  [13]王笑,王海菁水利科技项目管理信息系统设计与实现[J.江西水利科技, 2017,43(2)-117-120.