王向军，崔艳梅

（1. 水利部水利信息中心，北京 100053；2. 哈尔滨铁路局信息技术所，黑龙江 哈尔滨 021000）

组装业务建模在防汛抗旱指挥系统中的应用

王向军1，崔艳梅2

（1. 水利部水利信息中心，北京 100053；2. 哈尔滨铁路局信息技术所，黑龙江 哈尔滨 021000）

防汛抗旱指挥系统二期工程是在原有一期工程基础上，充分利用一期工程已有的成果如水情气象、防汛业务、抗旱管理等业务应用系统，进行数据集成与应用整合，实现统一的应用展示平台。在对已有系统的整合及系统之间的集成是本项目的重点和难点，通过组装业务建模构建方法的研究寻找一个科学可行的业务组件划分方法，为项目实施过程中，能够快速地响应用户需求的变化，提高开发效率、降低差错。

防汛抗旱；组装业务建模；应用整合方法

0 引言

水旱灾害是我国频发、面广、损失严重的自然灾害，治理和防御水旱灾害关系到我国社会、经济的可持续发展和生态环境的改善。国家防汛抗旱指挥系统是我国防汛抗旱体系的重要组成部分，该系统立足于及时、准确掌握全国防汛抗旱信息，着眼于提高国家防汛抗旱指挥系统决策水平，实现防汛抗旱信息化与现代化，发挥防洪抗旱减灾工程体系综合效能的大型信息化工程[1-2]。

国家防汛抗旱指挥系统二期工程规模庞大、结构复杂，由信息采集系统、通信与计算机网络系统、数据汇集与应用支撑平台、防汛抗旱综合数据库、业务应用系统、系统集成与应用整合 6个部分15个单项工程组成。并且由于领域知识复杂，相应带来软件功能与操作上面的复杂，给组件划分带来了巨大的困难。由于行业应用软件主要是面向领域、面向行业。范围要比通用软件大很多，所以也有着大量的个性化需求。总结来看，该项目具有如下特点：

1）面向的领域很复杂。由于领域知识复杂，相应带来软件功能与操作上面的复杂，给组件划分带来了巨大的困难。如图1所示的领域知识与行业应用软件的定位，可以看出行业应用软件在领域知识、过程管理、支撑技术 3个维度的交集。所以行业应用软件的组件划分本身存在复杂性。

图1 领域知识与行业应用软件定位

2）面向的用户很复杂。有计算机基础的和对计算机不了解的人员。

3）个性化需求很多。由于行业应用软件主要是面向领域和行业，范围要比通用软件大很多，所以也有着大量的个性化需求。

1 组装业务模型的构建

基于 SOA 架构体系，可以将诸多业务系统服务化为用户提供应用，但是结合目前防汛抗旱业务向更深层次、更多关联性挖掘，就需要提供更细粒度的对象耦合，引入领域模型（ABM）就是让面向对象的设计，得到更充分的利用。SOA 体系可以更专注于性能优先及对前端展现，ABM 是在大量业务组件的基础上，集成业务分析、设计方法，提供更多功能点、方法集，组装业务模型构造如图2所示。

图2 组装业务模型构造

在国家防汛抗旱指挥系统一期建设知识经验（即原型系统和样本程序）的基础上，二期工程深化研究 ABM 系统结构，在项目建设初期即开始构建，在需求分析阶段快速定位业务需求，在开发阶段通过修改样本程序骨架得到新程序的骨架，能够辅助开发人员快速实现业务需求，提高开发效率，降低差错率。从而在一定程度上解决防汛抗旱指挥系统信息化面临的问题，提高防汛抗旱核心业务系统对防汛抗旱指挥需求快速变化的应变能力。具体分为以下4个层次：

1）底层是环境层。集成各种各样通用的组件化功能模块作为支撑组件。

2）第2层是CBM层。组件业务模型，Component Business Modeling，即业务组件层，也是开发业务应用软件的组件层。

3）第3层是最佳实践层。这一层是已归纳的、领域应用的知识库，如相似性很大的样本性脚本集合等，可以涵盖整个领域的共性特征, 从而使得需求复用成为可能。在系统分析过程中,所建立的领域模型应能够根据需要进行不同的抽象和精化操作。在需要对某个对象的细节或内部结构进行详尽分析时，可以展开对这个类的精化分析；当分析需要从一个较为抽象的角度或更高的高度去观察系统时，可以进行某些相关类的抽象操作。

4）第4层是个性化组装层。开发人员编制的大量行业（领域）应用软件，实际上是基于领域背景的脚本组成的一个“外壳功能集”，简称功能集。在较高的抽象层次上提取领域需求的共性，而建立的需求模型，特点是可以涵盖某个领域的共性特征，从而使得需求复用成为可能[3]。

底层和第2层合起来构成平台层，平台层反映技术的稳定性，整个模型构成了一个“刚柔并济”的行业应用软件系统；第3 和 4层合起来构成 ABM层，ABM层贴近客户，反映出了灵活的一面。

依据组装业务模型，将系统总体结构划分为4个层次，分别为环境与数据资源层、业务组件模型层、最佳实践层和个性化组装层[4-5]。

基于组装业务模型的总体框架图设计如图3所示。

2 应用效果

国家防汛抗旱指挥系统二期工程基于组装业务模型实现整合的业务应用系统包括防洪工程数据库系统、地理空间库系统、数据汇集平台、应用支撑平台、洪水预报系统、洪灾评估系统、抗旱业务应用系统、防洪调度系统、综合信息服务系统等。在2016年进入全面实施和应用阶段，成效显著，主要表现在以下2个方面：

1）注重一数一源，夯实数据基础。系统在顶层设计和系统建设中始终坚守“一数一源”方针不动摇，着力夯实防汛抗旱基础数据。防洪工程库系统作为防洪工程名录的唯一来源，负责数据更新维护和防洪工程库标准制定，地理空间库负责地理信息数据更新维护和表结构及标识符标准制定。

2）共享地理信息服务，搭建水利一张图。地理信息服务已经实现全国水利范围内服务共享，同时针对地理空间信息各地建设基础不一致，通过WMTS 服务实现地图在不同地区显示不同级别的地图，真正实现水利一张图。

长江水利委员会防洪预报调度系统以洪水预报方案编制成果为基础，整合现有长江洪水预报、调度系统功能，开发完善满足长江流域预报调度需求的相关功能模块，包括预报调度模型与方案分析制作等功能，实现预报调度一体化。系统在2016年汛前投入测试运行，实现日常洪水预报作业系统升级，完成防汛会商汇报展示60余次，在防洪调度中发挥了重要作用。

洪水预报系统的预报方案在2016年海河南系7.20 洪水预报中发挥了重要作用：部分断面新建方案填补了预报空白，如宁晋泊、大陆泽蓄滞洪区上游各小支流断面；所有构建方案的预报时段从原来的 3 h 提高到 1 h，实现了精细化预报，提高了预报时效性与精度，如安阳河安阳站洪峰预报误差 11%（实测峰值 1 550 m3/s，预报峰值 1 727 m3/s），远高于老方案（3 h 时段，预报峰值 1 014 m3/s）的预报精度，为防汛决策提供了有效的技术支撑。

综合信息服务系统在2016年汛期海河流域的几次强降水期间，信息监控提供了实时的动态监视与分析功能，起到了各系统平台集成的作用，提高了汛期工作的效率。

图3 基于组装业务模型的总体功能框架图

3 结语

通过组装业务模型的构建方法的应用，国家防汛抗旱指挥系统二期工程在系统集成与应用整合方面取得了突破性进展，通过领域模型的构建，形成了领域模型库。为各系统之间的集成确定了需求复用单元，保证数据来源的一致性和完整性，实现水情、雨情、灾情、工情等的实时监测、信息发布、应急指挥、决策支持，提高空间数据使用效率。通过业务组装模型的建立，实现了智能制图、协同共享等应用，使系统具备了快速搭建应用的能力，对政府决策、灾害防御、群众转移等工作起到辅助决策作用，为防汛抗旱业务提供更好的理论支撑。

[1] 赵琛，许明家. 国家防汛抗旱指挥系统应用支撑平台的设计与实现[J]. 水文，2011，31 (6): 53-57.

[2] 水利部水利信息中心，河海大学. 全国水利信息化发展“十二五”规划[M]. 北京：水利部水利信息中心，2012: 35-48.

[3] 程学生，王聪. 基于领域模型的需求获取方法[J]. 计算机应用研究，2006，23 (12): 74-76.

[4] 王银平. 3S 技术在防汛抗旱中的应用[J]. 中国防汛抗旱，2011，21 (增刊 1): 74-76.

[5] 黄诗峰，李纪人. GIS 支持下的防汛指挥决策支持系统的系统分析与设计[J]. 中国管理科学，2001，9 (6): 73-79.

Application of assembly business modeling in flood control and drought relief command system

WANG Xiangjun1, CUI Yanmei2
(1.Water Resources Information Center, the Ministry of Water Resources, Beijing 100053, China; 2. Information Technology Institute of Harbin Railway Administration, Harbin 021000, China)

The second phase of the flood control and drought relief command system project is on the basis of the first phase of the project, which makes full use of the results of the first phase of the project, such as business application system of meteorology and hydrology, flood control business, and drought management, makes data integration and applications, and unifies the application platform for the display. The integration of existing systems and the integration between systems are the keys and difficult points of the project. By the research on the construction method of assembly business modeling, it makes study to explore a business component division method, which is scientific and feasible, and can quickly response to users’ changing demand, and can improve the development efficiency and reduce the errors during the implementation of the project process.

flood control and drought relief; assembly business modeling; application integration method

TV87

A

1674-9405(2017)01-0001-04

10.19364/j.1674-9405.2017.01.001

2016-05-25

王向军（1970-），男，北京人，高级工程师，长期从事水利信息化和通信管理工作。