何亮，李端有

（1.長(zhǎng)江科學(xué)院工程安全與災(zāi)害防治研究所，湖北武漢，430000；2.水利部水工程安全與病害防治工程技術(shù)研究中心，湖北武漢，430000）

多終端多平臺(tái)大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

何亮1，2，李端有1，2

（1.長(zhǎng)江科學(xué)院工程安全與災(zāi)害防治研究所，湖北武漢，430000；2.水利部水工程安全與病害防治工程技術(shù)研究中心，湖北武漢，430000）

近年來，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了移動(dòng)時(shí)代的到來。移動(dòng)應(yīng)用日益成為互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的一部分，傳統(tǒng)PC端的Web應(yīng)用向移動(dòng)終端的遷移已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的一種硬性需求，適用于智能設(shè)備的移動(dòng)網(wǎng)站和移動(dòng)應(yīng)用的數(shù)量也迅速增長(zhǎng)。一方面，傳統(tǒng)的PC端Web網(wǎng)站雖然能夠在移動(dòng)瀏覽器上瀏覽，但是存在兼容性、屏幕尺寸、設(shè)計(jì)風(fēng)格和網(wǎng)頁內(nèi)容等方面的問題，使用戶體驗(yàn)不佳。另一方面，原生移動(dòng)應(yīng)用存在開發(fā)、測(cè)試周期長(zhǎng)，開發(fā)成本高等問題，開發(fā)一種軟件的多個(gè)版本使得這一問題更為突出。面對(duì)移動(dòng)應(yīng)用軟件快速開發(fā)的需求與移動(dòng)平臺(tái)多樣化特征之間的矛盾，以及PC網(wǎng)站向移動(dòng)網(wǎng)站遷移的發(fā)展需求，設(shè)計(jì)一種跨平臺(tái)能適應(yīng)多種終端的軟件系統(tǒng)是很好的解決方法。采用HTML5、JavaScript和CSS來實(shí)現(xiàn)混合型的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在適應(yīng)PC端B/S架構(gòu)基礎(chǔ)上，將源代碼經(jīng)過打包編譯成適應(yīng)Android和IOS系統(tǒng)的移動(dòng)應(yīng)用，一次開發(fā)就能在多終端多平臺(tái)上應(yīng)用，降低了開發(fā)成本，取得了很好的效果。

大壩安全監(jiān)測(cè)；HTML5；移動(dòng)開發(fā)；跨平臺(tái)

0 引言

大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)大壩的安全管理信息系統(tǒng)，大壩安全管理信息的依據(jù)來自大壩安全監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，因此大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成效好壞直接取決于安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。首先，安全監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)能否充分、有效地反映大壩的安全狀態(tài)，主要取決于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置的合理性；其次，監(jiān)測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性和精度直接影響到安全監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。大壩安全監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)應(yīng)符合《大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》、《大壩安全監(jiān)測(cè)資料整編規(guī)程》等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求[1-3]，直接服務(wù)于大壩的相關(guān)管理單位。它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)大壩安全監(jiān)控管理的職能，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，以提高大壩安全管理質(zhì)量，及時(shí)、有效地指導(dǎo)大壩安全運(yùn)行。傳統(tǒng)PC端的Web信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大壩安全監(jiān)測(cè)信息的信息化管理，但在時(shí)效性和管理便捷性上還有不足，移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的快速發(fā)展使管理人員隨時(shí)掌握大壩安全監(jiān)測(cè)信息成為可能，運(yùn)行于移動(dòng)終端的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能更及時(shí)有效地保障大壩的安全運(yùn)行。

1 主要移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)方式

隨著智能手機(jī)的興起，移動(dòng)App也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，目前市場(chǎng)上主流的有三大移動(dòng)平臺(tái)，即三種移動(dòng)操作系統(tǒng)：Android、IOS和Windows Phone。要為不同平臺(tái)和不同終端開發(fā)不同的移動(dòng)應(yīng)用，有以下3種常見的開發(fā)方式。

1.1 基于Native App的開發(fā)方式

Native App是一種基于智能手機(jī)本地操作系統(tǒng)（如IOS、Android、Windows Phone）并使用原生程序編寫運(yùn)行的第三方應(yīng)用程序。Native App位于平臺(tái)層上方，兼容的能力較高。支持在線或離線，消息推送和本地資源訪問。它可以給用戶很好的體驗(yàn)，節(jié)約寬帶成本，針對(duì)不同平臺(tái)有不同體驗(yàn)。但是由于平臺(tái)和終端較碎片化，開發(fā)成本要高很多，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度也比較高。

1.2 基于Web App的開發(fā)方式

Web App是指基于Web的系統(tǒng)和應(yīng)用，一個(gè)站點(diǎn)就可以是Web App，它包括完整的網(wǎng)頁信息處理應(yīng)用。Web App框架是一種簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架，它提供一種簡(jiǎn)單的方式來開發(fā)應(yīng)用程序，一般運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器上，基于網(wǎng)頁技術(shù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)特定功能的應(yīng)用。因此它的用戶體驗(yàn)性與原生系統(tǒng)相比有一定差距。但因?yàn)樗_發(fā)門檻低，一般有網(wǎng)頁開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員借助好的開發(fā)工具可以快速實(shí)現(xiàn)Web App的開發(fā)。隨著硬件設(shè)備性能的提升，移動(dòng)設(shè)備上的瀏覽器功能更加完善，Web App在流暢性上也在不斷接近原生系統(tǒng)，Web App開發(fā)技術(shù)正逐步成為跨平臺(tái)開發(fā)的首選。

1.3 基于Hybrid App的開發(fā)方式

Hybrid App是指介于上述兩者之間的App，表面像Native App，內(nèi)部嵌入了UI Web View控件，訪問的是Web App，在體驗(yàn)上像客戶端。Hybrid App同時(shí)包括Native App良好用戶交互體驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)和Web App跨平臺(tái)開發(fā)的優(yōu)勢(shì)[4]?？傮w特性更接近Native App，但它同時(shí)使用了程序設(shè)計(jì)語言和網(wǎng)頁設(shè)計(jì)語言編碼，系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，本地框架內(nèi)嵌入了網(wǎng)頁，所以開發(fā)成本和難度相對(duì)要低。因此Hybrid App具備Native App的部分優(yōu)勢(shì)，也兼具Web App使用HTML5跨平臺(tái)開發(fā)低成本的優(yōu)勢(shì)。

表1是三種應(yīng)用開發(fā)方式的比較。

表1 三種移動(dòng)開發(fā)方式比較Table 1 Comparison of three mobile development methods

2 大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行對(duì)及時(shí)掌控大壩安全運(yùn)行性態(tài)有著舉足輕重的作用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)保證系統(tǒng)的可靠性和高效性[5]。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，重點(diǎn)考慮系統(tǒng)跨平臺(tái)性和多終端環(huán)境下的系統(tǒng)兼容性，“一次開發(fā)，處處適用”有效保證了數(shù)據(jù)的一致性，節(jié)約了開發(fā)成本，方便了后期系統(tǒng)維護(hù)。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)是一個(gè)集安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理及綜合分析功能于一體的綜合性系統(tǒng)，除了具有基礎(chǔ)信息管理功能外，還具備專業(yè)數(shù)據(jù)分析功能，利用這些分析功能可從大量看似毫無規(guī)律的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)對(duì)大壩安全具有重要價(jià)值的信息。同時(shí)根據(jù)不同的終端特點(diǎn)設(shè)置不同的功能組合，以提升用戶的操作體驗(yàn)。功能模塊如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫是管理信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分。大壩安全監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)和管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是未經(jīng)過人工處理的原始數(shù)據(jù)，因此需要單獨(dú)建庫存儲(chǔ)；管理信息系統(tǒng)需要存儲(chǔ)系統(tǒng)的整編數(shù)據(jù)、模型分析數(shù)據(jù)、工程基本信息以及圖紙信息等。根據(jù)項(xiàng)目的要求以及存放數(shù)據(jù)的內(nèi)容不同，本系統(tǒng)建立四個(gè)數(shù)據(jù)庫：工程資料數(shù)據(jù)庫、原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫、整編數(shù)據(jù)庫和生成數(shù)據(jù)庫。

3 跨平臺(tái)大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 跨平臺(tái)開發(fā)技術(shù)方案選型

上文對(duì)三種移動(dòng)開發(fā)方式進(jìn)行了比較介紹，筆者選用開發(fā)成本較低的Web App的開發(fā)方式來實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)移動(dòng)應(yīng)用。由于已有PC端B/S架構(gòu)的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，后臺(tái)通用的JSON格式數(shù)據(jù)服務(wù)接口可以直接調(diào)用，只需要實(shí)現(xiàn)跨移動(dòng)端的前端顯示和接近原生的性能體驗(yàn)。目前針對(duì)這種跨平臺(tái)的前端開發(fā)有不同的技術(shù)方案，比較常見的有jQuery Mobile、Bootstrap、DCloud MUI以及React Native等，每種技術(shù)各有優(yōu)劣。在充分考慮技術(shù)難度、用戶體驗(yàn)、開發(fā)成本等因素后，選用國(guó)內(nèi)的DCloud MUI框架來實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)。與其他技術(shù)相比，MUI的主要優(yōu)勢(shì)見表2。

3.2 跨平臺(tái)大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

跨平臺(tái)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要分為PC端和移動(dòng)端，移動(dòng)端目前主要針對(duì)Android和IOS智能手機(jī)設(shè)備，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見圖2。

圖1 大壩安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)功能模塊Fig.1 Function module of dam safety monitoring management system

表2 MUI用于跨平臺(tái)開發(fā)的優(yōu)勢(shì)Table 2 Advantages of MUI for cross platform development

圖2 跨平臺(tái)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架Fig.2 Frameworkofcrossplatformdamsafetymonitoringsystem

3.3 跨平臺(tái)大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)展示

不同終端的功能各有側(cè)重，PC端屏幕較大，輸入方便，具備完整的數(shù)據(jù)管理和資料分析功能；移動(dòng)端屏幕有限，不便于大量數(shù)據(jù)輸入，主要側(cè)重實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查看和簡(jiǎn)單圖表查閱功能。PC端和移動(dòng)端界面示例分別見圖3和圖4。

4 結(jié)論與展望

建立大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保障大壩安全運(yùn)行的重要一環(huán)，借助信息化技術(shù)開發(fā)一套跨平臺(tái)的大壩安全監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)，不僅可以在PC端查看大壩安全狀態(tài)，在移動(dòng)端也可實(shí)時(shí)掌握大壩安全監(jiān)測(cè)信息，能夠有效降低大壩安全風(fēng)險(xiǎn)。文章介紹了使用MUI實(shí)現(xiàn)Android和IOS平臺(tái)的App應(yīng)用，今后還可以開發(fā)出適用于微信平臺(tái)App和更快捷的流應(yīng)用。■

圖3 PC端大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面示例Fig.3 Interface example of dam safety monitoring system on PC terminal

圖4 移動(dòng)端系統(tǒng)界面示例Fig.4 Interface example of dam safety monitoring system on mobile terminal

[1]DL/T 5259-2010,土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DL/T 5256-2010,土石壩安全監(jiān)測(cè)資料整編規(guī)程[S].

[3]李彥軍,郭秀蘭.大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)[M].西安：西安地圖出版社,2000：5-7.

[4]楊若男.基于用戶體驗(yàn)的智能手機(jī)交互設(shè)計(jì)研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué),2007.

[5]李永江.土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)及安全監(jiān)控理論研究進(jìn)展[J].水利水電科技進(jìn)展,2006,26(5)：73-77.

作者郵箱：holyboyhe@gmail.com

國(guó)內(nèi)首家大型流域梯級(jí)電站EDC正式投運(yùn)

據(jù)中國(guó)能源網(wǎng)4月10日，國(guó)內(nèi)首家大型梯級(jí)電站EDC項(xiàng)目——瀑深枕三站EDC在大渡河公司集控中心正式投入運(yùn)行，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)大型流域梯級(jí)電站聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制新模式。

EDC（Economic Dispatch Control），即經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制，是以廠站為主要控制對(duì)象的廠間負(fù)荷實(shí)時(shí)分配控制模型，通過策略控制實(shí)時(shí)分配廠間負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度。瀑深枕三站EDC總控制裝機(jī)容量4 980 MW，通過選擇不同的控制分配策略，實(shí)現(xiàn)三站負(fù)荷的實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分配，以滿足不同時(shí)段的梯級(jí)調(diào)度需求。

瀑布溝水電站位于大渡河流域中游，是大渡河流域最大的控制性電站，具有不完全年調(diào)節(jié)能力。下游深溪溝、枕頭壩一級(jí)電站是瀑布溝電站的反調(diào)節(jié)電站，其水庫同為徑流式水庫，調(diào)節(jié)能力弱，平枯期發(fā)電水位受瀑布溝負(fù)荷影響較大，同時(shí)瀑深枕三站共用一個(gè)500 kV布坡線路送出通道，具備聯(lián)合調(diào)度控制的先天條件。

EDC投運(yùn)后，一方面可減少集控中心負(fù)荷調(diào)整操作頻率和實(shí)時(shí)調(diào)度協(xié)調(diào)壓力，另一方面能有效提高瀑深枕三站的水能利用率、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平和調(diào)度聯(lián)系控制的人工智能水平，為智慧調(diào)度建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

In recent years,the development of mobile Internet and mobile technology has promoted the arrival of mobile era.As mobile application is becoming an integral part of the Internet,the migration of Web application based on traditional PC terminal to mobile terminal has become a rigid demand for enterprise development strategies,and the number of mobile sites and mobile applications for smart devices has also increased rapidly.Although Web site based on traditional PC terminal can browse in the mobile terminal,there are issues in compatibility,screen size,design style,content and other aspects,resulting in the poor user experience.On the other hand,native mobile applications have many problems, such as long development and testing cycle,and high development cost,and it makes this issue even more prominent to develop multiple versions of software.Facing the contradiction between requirement for rapid development of mobile application and mobile platform diversity,and the need of the migration of the PC website to the mobile site,it is a good solution to design a cross platform software system which can accommodate many terminals.In this paper,HTML5,JavaScript and CSS are used to realize the hybrid dam safety monitoring system.On the basis of adapting the PC end B/S architecture,the source code is packaged and compiled into mobile application adapted to Android and IOS systems.As the development at a time can be applied in multi-terminal and multi-platform,the development cost is reduced,and good results are obtained.

dam safety monitoring;HTML5;mobile development;cross platform

TV698.1

A

1671-1092（2017）02-0051-05

2017-02-26

長(zhǎng)江科學(xué)院中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)項(xiàng)目（CKSF2016033/GC）

何亮（1988-），男，湖北十堰人，助理工程師，主要從事水利信息化應(yīng)用研究工作。

Title:Design and implementation of dam safety monitoring software system adapted to multi-terminal and multi-platform//by HE Liang and LI Duan-you//Engineering Safety and Disaster Prevention Institute,Changjiang River Scientific Research Institute