基于 ASP.Net的白石大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)

許小華

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

基于 ASP.Net的白石大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)

許小華

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

本文結(jié)合白石水庫大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的需 要， 介紹了基于 ASP.Net構(gòu)架下C/S 和 B/S 雙模式大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)軟件的開發(fā)，并詳細(xì)介紹了安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)軟件的主要功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和開發(fā)中應(yīng)用的主要技術(shù)。 此系統(tǒng)能夠有效完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和初步分析，提高了工作效率，相關(guān)圖表的繪制、調(diào)用非常方便，人機(jī)訪問友好。 其特有的可視化面板便于工作中及時(shí)了解大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證了大壩的安全運(yùn)行。

ASP.Net；大壩安全監(jiān)測；信息管理；白石水庫

1 安全監(jiān)測概述

白石水庫位于遼寧省北票市上園鎮(zhèn)，攔河壩為混凝土重力壩，部分采用 RCD 碾壓混凝土技術(shù)。最大壩高 49.3m，壩頂長 513m，水庫總庫容16.45 億 m3。壩體分為 32 個(gè)壩段：12 個(gè)溢流壩段、11 個(gè)擋水壩段、6 個(gè)底孔壩段、2 個(gè)廠房壩段和 1個(gè)取水壩段。水庫于 1999 年 9 月下閘蓄水，2000年 12月基本建成。

大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測采用 DG 型分布式，它由 1 個(gè)中央控制系統(tǒng)（監(jiān)測工控機(jī) CCU）控制 14個(gè)通用測控單元（MCU），共有自動(dòng)化觀測測點(diǎn)281 個(gè)，人工觀測測點(diǎn) 37 個(gè)。壩基觀測項(xiàng)目（包括壩體內(nèi)觀） 于 1999 年 9 月下閘蓄水前投入運(yùn)行，壩頂及中央控制系統(tǒng)于 2000 年 12 月投入運(yùn)行[1]。

2 安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)功能

根據(jù)白石水庫大壩安全監(jiān)測的工作需求，信息管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能：

1）用戶管理。系統(tǒng)設(shè)置三類用戶，通過身份驗(yàn)證后才能進(jìn)行相關(guān)權(quán)限的操作和管理工作。

2）數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。自動(dòng)提取自動(dòng)化監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及人工監(jiān)測和人工比測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)前臺和后臺管理。

3）數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)。進(jìn)行各監(jiān)測項(xiàng)目物理量和最終成果的計(jì)算后，生成和管理各種分析和監(jiān)控模型，進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和報(bào)警。

4）表格圖形制作子系統(tǒng)。表格針對所有自動(dòng)化采集或人工觀測數(shù)據(jù)，分為旬報(bào)、月報(bào)和年報(bào)，具有特征值統(tǒng)計(jì)等通用功能，并將報(bào)表方便地轉(zhuǎn)換成 Excel和 Word 文件，以便用戶二次開發(fā)和處理。繪制報(bào)表、報(bào)告中使用的各種類型過程線、成果圖、分布圖、等值線圖和相關(guān)圖等圖形。

5）文檔照片管理子系統(tǒng)。提供了有關(guān)大壩安全監(jiān)測工作的文檔、工程照片等信息資料的存檔、共享、瀏覽。電子文檔格式為：Word，Excel，TXT，PDF，JPG，BMP 等。

6）可視化面板。該子系統(tǒng)針對自動(dòng)化監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工監(jiān)測數(shù)據(jù)，在儀器設(shè)備布置圖的各傳感器（或設(shè)備）位置，實(shí)時(shí)顯示各個(gè)傳感器的最終監(jiān)測成果，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測成果的可視化。

圖1 白石大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

7）遠(yuǎn)程輔助服務(wù)系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Web 服 務(wù) 器 使 用 MicrosoftWindowsServer 2003 操作系統(tǒng)，InternetInformationServer(IIS)5.0因特網(wǎng)信息服務(wù)軟件，MSSQLSERVER2005 數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4 系統(tǒng)研發(fā)中應(yīng)用的若干關(guān)鍵技術(shù)

4.1 多線程技術(shù)

多線程程序設(shè)計(jì)，就是使單個(gè)程序中包含并發(fā)執(zhí)行的多個(gè)線程。大多數(shù)進(jìn)程只有一個(gè)執(zhí)行路徑，這種進(jìn)程稱為單線程的進(jìn)程，包含多個(gè)路徑的進(jìn)程被稱為多線程的進(jìn)程。采用了多線程技術(shù)的應(yīng)用程序可以更好地利用系統(tǒng)資源，為程序賦予了并行特性，因而可以執(zhí)行某些實(shí)時(shí)性或隨機(jī)性很強(qiáng)的操作，提高對 CPU 的利用率，加快信息處理速度。Delphi有一整套線程同步方法，很方便地實(shí)現(xiàn)多線程程序設(shè)計(jì)。

4.2 動(dòng)態(tài)鏈接庫技術(shù)

動(dòng)態(tài)鏈接是相對于靜態(tài)連接而言的，它在運(yùn)行期間被動(dòng)態(tài)的調(diào)入，當(dāng)退出動(dòng)態(tài)鏈接庫時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接代碼同時(shí)也被釋放，大大降低了系統(tǒng)的消耗。同時(shí)，動(dòng)態(tài)鏈接還為不同語言間代碼共享提供了一條方便的途徑。

很多基于 Fortran 編寫的壩體有限元分析的程序和數(shù)值計(jì)算分析程序，通過上述方法編譯成。NET 調(diào)用的 DLL（動(dòng)態(tài)連接庫縮寫）文件均可被本文采用，同樣，這些 DLL文件構(gòu)成了系統(tǒng)方法庫的一部分。

4.3 負(fù)載均衡與容錯(cuò)技術(shù)

1）MIDAS 的負(fù)載均衡與容錯(cuò)技術(shù)。負(fù)載平衡和容錯(cuò)能力是開發(fā)多層應(yīng)用系統(tǒng)不可或缺的功能，在本系統(tǒng)的開發(fā)中所用的 MIDAS 利用對象代理技術(shù)對這兩種功能提供了很好的支持。

2）負(fù)載平衡。MIDAS 能夠把客戶端應(yīng)用程序的需求分配到不同的應(yīng)用程序服務(wù)器之中執(zhí)行，以提升客戶端應(yīng)用程序和應(yīng)用程序服務(wù)器的執(zhí)行效率。

3）容錯(cuò)能力。Delphi7 中的 TsimpleObjectBroker組件實(shí)現(xiàn)了基于偽隨機(jī)數(shù)算法的簡單對象代理，利用它可以實(shí)現(xiàn)偽隨機(jī)意義下的負(fù)載均衡和容錯(cuò)能力[3]。

4.4 Ajax 技術(shù)的應(yīng)用

Ajax 是一種創(chuàng)建交互式網(wǎng)頁應(yīng)用的網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)，是在瀏覽器中通過 JavaScript腳本使用的所有技術(shù)的集合，它的核心技術(shù)是XMLHttpRequest，它為運(yùn)行于瀏覽器中的 JavaScript腳本提供了一種在頁面之內(nèi)與服務(wù)器通信的手段，使用 Ajax 的最大優(yōu)點(diǎn)，就是能在不更新整個(gè)頁面的前提下維護(hù)數(shù)據(jù)，這使得 Web 應(yīng)用程序更為迅捷地回應(yīng)用戶動(dòng)作，并避免了在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送那些沒有改變過的信息。

在系統(tǒng)中，根據(jù)用戶對某個(gè)選項(xiàng)操作，將頁面的其它內(nèi)容進(jìn)行更新，也可將服務(wù)器處理數(shù)據(jù)的過程顯示在頁面上，縮短頁面的響應(yīng)時(shí)間或讓用戶及時(shí)掌握運(yùn)行情況。

4.5 第三方控件的應(yīng)用

系統(tǒng)開發(fā)中使用的第三方控件主要是繪圖控件，繪制各種曲線是安全監(jiān)測信息管理的主要功能之一，如果采用 GDI+實(shí)現(xiàn)非常麻煩，并且開發(fā)周期長，ASP.Net環(huán)境下的商業(yè)圖形控件較多。在 VS. Net環(huán)境中，添加 Infragistics.WebUI.UltraWebChart. v5.1.dll的引用，就可從 工 具箱中 將 UltraChart 控件直接拖到 Web 頁面，將控件的外觀設(shè)置為所需的樣式，在該 Web 頁面的.cs文件中設(shè)置數(shù)據(jù)源為從數(shù)據(jù)庫中查詢得到或用戶動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的 DataTable實(shí)例，就可以實(shí)現(xiàn)在 Web 下繪圖功能。

4.6 內(nèi)存優(yōu)化

內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配與安全釋放，對于應(yīng)用程序的高效、穩(wěn)定運(yùn)行是非常重要的，.NETframework提供了垃圾回收器，由它負(fù)責(zé)進(jìn)行內(nèi)存管理，由此減少了開發(fā)人員的工作量。內(nèi)存安全管理是高質(zhì)量運(yùn)行穩(wěn)定的應(yīng)用程序的重要標(biāo)志之一。

5 結(jié)語

基于 ASP.Net下的 C/S 和 B/S 雙模式大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，能夠有效完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和初步分析，大大提高了工作效率，相關(guān)圖表的繪制、調(diào)用非常方便，人機(jī)訪問友好?？梢暬姘灞阌诠ぷ魅藛T及時(shí)了解大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，有效地保證了大壩的安全運(yùn)行。

［1］韓衛(wèi).基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大壩變形智能監(jiān)控模型研究［D］.大連：大連理工大學(xué)，2009.

［2］夏致晰，朱貴良，DLL 在 VisualBasic 程序中的應(yīng)用［J］.河南科學(xué)，2001（3）：79-82.

［3］毛涎熙.滲流計(jì)算分析與控制［M］.北京：中國水利水電出版社.2003：94-95.

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2013-07-17