水库洪水调度系统数据库管理子系统的设计与开发
彭伟斌
（深圳市深水水务咨询有限公司，广东深圳518036）
摘要 :简要介绍了水库洪水调度系统数据库管理子系统设计开发步骤、基本构成和内容，系统运行的软硬件环境。
关键词:水库洪水调度；数据库；设计；开发
数据库管理子系统是水库洪水调度系统的核心部分，是联系各子系统间的纽带，同时也是上下级部门和同级部门之间进行数据传输、实现信息共享的基础。
1 数据库设计开发步骤
主要有以下相关步骤：①设计应用系统结构；②根据应用程序使用的环境平台，选择适宜的DBMS和开发工具；③设计数据库，包括需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、库表结构设计，编写定义数据库模式SQL程序；④编写确保数据正确录入的用户接口应用程序；⑤录入数据库数据；
⑥运行与数据库相关的应用程序，以确认和修正数据库的内容；⑦数据库系统测试；⑧数据库系统运行及维护。
2 数据信息分类
2.1 水库相关信息
水库相关信息主要描述水库基本概况、设计、运行统计数据等，主要包括：水库概况，大坝概况及设计，溢流设备概况及设计，发电机组概况及设计，水库调度日常业务相关数据；水库相关的设计或多年统计相关曲线数据（如：库容曲线、溢流曲线、机组效率曲线、平均耗水率曲线等）；水库综合运行统计数据，内容包括上下游水位、库容、入库流量、出库流量、发电流量、耗水率等；统计类型包括：时段、旬、月、年及多年等。
2.2 水文测站相关信息
主要包括：水文测站（包括遥测站）基本概况信息，主要测项，主要报汛内容，洪水要素摘录，降水量摘录，逐日降雨量、水位、流量、蒸发量、含沙量等，上述各项统计值等。
2.3 流域及水系相关信息
流域下垫面情况、地质特性、河道特性等是流域产汇流的主要影响因素。
其数据内容主要包括：流域、水系、河道基本概况；流域内水利工程分布和人类活动影响情况等。
2.4 洪水相关信息
洪水相关信息主要是以历史场次洪水为实体，分析阐述其发生的天气条件，以及暴雨时空分布和洪水过程等特征。
2.5 文档信息
主要包括：各种相关规范、规程、历史重要的会议纪要、命令、设计、技术文摘等。
2.6 图形图像信息
主要包括：水库坝前区鸟瞰彩色图片；水库上下游流域内的水系、交通、市县、堤防、库闸桥坝平面图；雨量、水位、水文站网和水文实时数据遥测系统与通信系统布置图；水库枢纽、泄洪建筑物、水电站平面布置图及主要断面立视图和立体彩色图片；泄洪建筑物闸门启闭电源系统布置图；水库和下游堤防抢险路线图；水库下游河道（或蓄、滞洪区）平面图，下游主要防护河堤段纵断面图、横断面图和立体彩色图片；潮水位及江河回水顶托纵断面图。
不同风险频率的下游淹没图（包括蓄、滞洪区淹没图）；溃坝淹没图；撤退路线图。
水库洪水调度系统使用说明和水库流域及工程
概况介绍录像；重要防洪调度会商决策及实施过程会议录像；气象卫星云图（与历史洪水相对应）；下游洪灾及水库上游回水淹没灾害卫星遥感图像；水库泄洪现场录像；水库及下游抢险与撤退现场录像；抗洪抢险表彰总结大会录像等。
3 数据库的概念设计和物理设计
通过对现行系统的需求分析，导出准确严格的数据项定义、数据项之间的关系和数据操作任务，为数据库的概念设计、逻辑设计、物理设计和分布设计建立坚实的基础，为优化数据库的结构提供可靠的依据。
现行系统分析可分为两个阶段，一是分析现行系统的组织结构、业务流程和数据流程，明确认识现行系统的功能和所需信息；二是在第一阶段的基础上，抽象出现行系统的逻辑模型。
3.1 概念设计
概念设计的具体任务包括：识别水库调度开发系统中的实体，识别实体的属性，识别实体的关键字，识别实体间的联系，采用实体关系建模技术、实体关系图（E-R图）来描述水库调度相关实体、属性及关系，从而达到为水库调度信息系统建立良好的数据模型的目的。
3.2 物理设计
以关系模式为对象，以操作任务要求为准则，在给定的数据库管理系统、操作系统和硬件环境下，确定每个关系的存取方法和存储结构。
物理设计的目标是以最小化系统的时间和空间复杂性为目标，进行数据库的优化设计，合理地选择关系的存取方法，科学地为关系、索引和聚集设计物理存储结构，减少I/O时间和磁盘竞争，以提高系统的总体性能。
4 数据库系统功能设计
依据数据库结构及用户具体业务需求和查询需求，系统功能设计有用户权限管理、数据库系统维护、数据维护、数据查询、数据通信、报表生成等。
4.1 用户权限管理
用户权限管理是数据库系统安全的保证，这一模块包括两部分内容。
其一为数据库服务器端的权限设定和管理，这是要由数据库系统管理员根据用户情况，用人工设定的，具体的权限管理机制是由数据库DBMS本身来完成的；其二为客户端用户权限的管理，客户端的用户权限管理是基于服务器端的权限管理的，客户端编写的权限管理代码是以服务器端为依据的。
其主要实现功能包括：用户账户创建（由有权限的系统管理员创建）、账户权限修改及删除（由有权限的系统管理员创建）、账户名称及密码修改（用户自行修改）、用户查询等。
4.2 数据库系统维护
数据库系统的维护主要包括：数据库及数据卸载，或者叫数据库备份和恢复，以及数据库运行状况监视等。
数据库卸载主要是通过DBMS提供的专用工具来完成的，客户端也只是在主窗囗中加入相应的专用工具的调用触发。
数据库及数据的备份应当包括：数据库整体备份、部分或全部库表的备份，库表备份同时包括带数据和不带数据的空表等多种备份模式。
数据库运行状况监视模块，是对数据库运行情况、用户访问情况、数据库数据变化情况等进行监视，也就是对数据库运行日志的查询。
4.3 数据维护
数据维护主要有数据插入、修改、删除等功能。
数据维护看起来简单，但要注意几项要点：保证对数据库中所有库表建立数据维护模块；各数据维护模块间应条理清晰；注意建立各库表间的关联机制，在数据维护过程中系统自动保证数据的完整性；对有限度值的数据项，应建立相应的合理性约束。
4.4 数据查询
数据查询功能设计避免了仅仅对所建立库表进行机械查询，而是立足于应用，立足于用户的业
务特点和工作习惯，综合数据库查询、统计计算、窗囗显示、图表输出多项技术或功能，建立方便、实用的查询模块。
例如：水库的生产日报、发电计划月报等都是有固定模块的，而且其中大部分数据都是需要再生成的。
4.5 报表生成
报表生成其实大部分应当包含在数据查询模块中，但在具体业务工作中经常出现一些不确定性的文档或图表查询需求，所以需要建立相应的带有SQL语句，相对较为随机的查询及图表生成模块，当然生成的图表可能不够美观，可以把查询出的数据传入MS-OFFICE中，再作人工修饰。
5 系统运行环境
有关预报调度模型采用VC++语言开发了标准的Windows动态链接库DLL，系统提供了有关的标准接口，在PowerBuilder开发环境中通过声明外部函数调用即可。
水库洪水调度系统采用客户/服务器结构体系，考虑到用户的需求、级别和计算机应用知识水平的差异，系统提供了两种运行方式的版本，单机版和网络版。
对单机版，软件环境需要Win98或WinNT4.0以上操作系统，SybaseAnyWhere5.0以上数据库系统，IE4.0以上或NetScape3.0以上浏览器；对网络版，服务器端则需要安装WinNT4.0以上操作系统，Microsoft SQLServer6.5以上或Sybase11以上数据库系统，客户端同单机版并需要相应数据库系统的客户端软件。
作者简介:彭伟斌（1972－），男，大学本科，工程师。
从事水利工程建设和咨询工作。
参考文献:[1] 郭生练.水库调度综合自动化系统[M].武汉：武汉水利水电大学出版社，2000
[2] 王立林，许武燕.于桥水库洪水调度系统[J].水利水电技术，2001，（8）.
作者通讯地址：深圳市宝安区新安街道29区文汇花园19栋204＃，518000.。
