多终端多平台大坝安全监测软件系统的设计与实现

何亮，李端有

（1.长江科学院工程安全与灾害防治研究所，湖北武汉，430000；2.水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉，430000）

多终端多平台大坝安全监测软件系统的设计与实现

何亮1，2，李端有1，2

（1.长江科学院工程安全与灾害防治研究所，湖北武汉，430000；2.水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉，430000）

近年来，移动互联网与移动技术的发展促进了移动时代的到来。移动应用日益成为互联网不可或缺的一部分，传统PC端的Web应用向移动终端的迁移已经成为企业发展战略的一种硬性需求，适用于智能设备的移动网站和移动应用的数量也迅速增长。一方面，传统的PC端Web网站虽然能够在移动浏览器上浏览，但是存在兼容性、屏幕尺寸、设计风格和网页内容等方面的问题，使用户体验不佳。另一方面，原生移动应用存在开发、测试周期长，开发成本高等问题，开发一种软件的多个版本使得这一问题更为突出。面对移动应用软件快速开发的需求与移动平台多样化特征之间的矛盾，以及PC网站向移动网站迁移的发展需求，设计一种跨平台能适应多种终端的软件系统是很好的解决方法。采用HTML5、JavaScript和CSS来实现混合型的大坝安全监测系统，在适应PC端B/S架构基础上，将源代码经过打包编译成适应Android和IOS系统的移动应用，一次开发就能在多终端多平台上应用，降低了开发成本，取得了很好的效果。

大坝安全监测；HTML5；移动开发；跨平台

0 引言

大坝安全监测系统是针对大坝的安全管理信息系统，大坝安全管理信息的依据来自大坝安全监测的数据，因此大坝安全监测系统的成效好坏直接取决于安全监测数据。首先，安全监测实测数据能否充分、有效地反映大坝的安全状态，主要取决于监测系统布置的合理性；其次，监测设备的稳定性和精度直接影响到安全监测实测数据的可靠性。大坝安全监测管理信息系统应符合《大坝安全监测技术规范》、《大坝安全监测资料整编规程》等标准的相关要求[1-3]，直接服务于大坝的相关管理单位。它应能实现大坝安全监控管理的职能，并实现自动化管理，以提高大坝安全管理质量，及时、有效地指导大坝安全运行。传统PC端的Web信息系统实现了大坝安全监测信息的信息化管理，但在时效性和管理便捷性上还有不足，移动互联技术的快速发展使管理人员随时掌握大坝安全监测信息成为可能，运行于移动终端的大坝安全监测系统能更及时有效地保障大坝的安全运行。

1 主要移动应用开发方式

随着智能手机的兴起，移动App也呈现出爆发式增长态势，目前市场上主流的有三大移动平台，即三种移动操作系统：Android、IOS和Windows Phone。要为不同平台和不同终端开发不同的移动应用，有以下3种常见的开发方式。

1.1 基于Native App的开发方式

Native App是一种基于智能手机本地操作系统（如IOS、Android、Windows Phone）并使用原生程序编写运行的第三方应用程序。Native App位于平台层上方，兼容的能力较高。支持在线或离线，消息推送和本地资源访问。它可以给用户很好的体验，节约宽带成本，针对不同平台有不同体验。但是由于平台和终端较碎片化，开发成本要高很多，技术实现难度也比较高。

1.2 基于Web App的开发方式

Web App是指基于Web的系统和应用，一个站点就可以是Web App，它包括完整的网页信息处理应用。Web App框架是一种简单网络应用程序框架，它提供一种简单的方式来开发应用程序，一般运行于标准浏览器上，基于网页技术开发实现特定功能的应用。因此它的用户体验性与原生系统相比有一定差距。但因为它开发门槛低，一般有网页开发经验的开发人员借助好的开发工具可以快速实现Web App的开发。随着硬件设备性能的提升，移动设备上的浏览器功能更加完善，Web App在流畅性上也在不断接近原生系统，Web App开发技术正逐步成为跨平台开发的首选。

1.3 基于Hybrid App的开发方式

Hybrid App是指介于上述两者之间的App，表面像Native App，内部嵌入了UI Web View控件，访问的是Web App，在体验上像客户端。Hybrid App同时包括Native App良好用户交互体验的优势和Web App跨平台开发的优势[4]。总体特性更接近Native App，但它同时使用了程序设计语言和网页设计语言编码，系统架构时，本地框架内嵌入了网页，所以开发成本和难度相对要低。因此Hybrid App具备Native App的部分优势，也兼具Web App使用HTML5跨平台开发低成本的优势。

表1是三种应用开发方式的比较。

表1 三种移动开发方式比较Table 1 Comparison of three mobile development methods

2 大坝安全监测软件系统设计

2.1 系统设计原则

大坝安全监测软件系统的正常、高效运行对及时掌控大坝安全运行性态有着举足轻重的作用，系统设计时应重点保证系统的可靠性和高效性[5]。在保证系统稳定运行的前提下，重点考虑系统跨平台性和多终端环境下的系统兼容性，“一次开发，处处适用”有效保证了数据的一致性，节约了开发成本，方便了后期系统维护。

2.2 系统功能设计

大坝安全监测软件系统是一个集安全监测数据采集、存储、管理及综合分析功能于一体的综合性系统，除了具有基础信息管理功能外，还具备专业数据分析功能，利用这些分析功能可从大量看似毫无规律的监测数据中发现对大坝安全具有重要价值的信息。同时根据不同的终端特点设置不同的功能组合，以提升用户的操作体验。功能模块如图1所示。

2.3 系统数据库设计

数据库是管理信息系统的核心和基础，数据库设计是系统开发的重要组成部分。大坝安全监测管理信息系统的数据包括数据采集系统所采集的数据和管理信息系统的数据，数据采集系统的数据是未经过人工处理的原始数据，因此需要单独建库存储；管理信息系统需要存储系统的整编数据、模型分析数据、工程基本信息以及图纸信息等。根据项目的要求以及存放数据的内容不同，本系统建立四个数据库：工程资料数据库、原始监测数据库、整编数据库和生成数据库。

3 跨平台大坝安全监测软件系统实现

3.1 跨平台开发技术方案选型

上文对三种移动开发方式进行了比较介绍，笔者选用开发成本较低的Web App的开发方式来实现跨平台移动应用。由于已有PC端B/S架构的大坝安全监测系统，后台通用的JSON格式数据服务接口可以直接调用，只需要实现跨移动端的前端显示和接近原生的性能体验。目前针对这种跨平台的前端开发有不同的技术方案，比较常见的有jQuery Mobile、Bootstrap、DCloud MUI以及React Native等，每种技术各有优劣。在充分考虑技术难度、用户体验、开发成本等因素后，选用国内的DCloud MUI框架来实现跨平台的大坝安全监测系统开发。与其他技术相比，MUI的主要优势见表2。

3.2 跨平台大坝安全监测软件系统总体设计

跨平台大坝安全监测系统主要分为PC端和移动端，移动端目前主要针对Android和IOS智能手机设备，系统总体结构见图2。

图1 大坝安全监测管理系统功能模块Fig.1 Function module of dam safety monitoring management system

表2 MUI用于跨平台开发的优势Table 2 Advantages of MUI for cross platform development

图2 跨平台大坝安全监测系统框架Fig.2 Frameworkofcrossplatformdamsafetymonitoringsystem

3.3 跨平台大坝安全监测软件系统展示

不同终端的功能各有侧重，PC端屏幕较大，输入方便，具备完整的数据管理和资料分析功能；移动端屏幕有限，不便于大量数据输入，主要侧重实时性较强的监测数据查看和简单图表查阅功能。PC端和移动端界面示例分别见图3和图4。

4 结论与展望

建立大坝安全监测系统是保障大坝安全运行的重要一环，借助信息化技术开发一套跨平台的大坝安全监测软件系统，不仅可以在PC端查看大坝安全状态，在移动端也可实时掌握大坝安全监测信息，能够有效降低大坝安全风险。文章介绍了使用MUI实现Android和IOS平台的App应用，今后还可以开发出适用于微信平台App和更快捷的流应用。■

图3 PC端大坝安全监测系统界面示例Fig.3 Interface example of dam safety monitoring system on PC terminal

图4 移动端系统界面示例Fig.4 Interface example of dam safety monitoring system on mobile terminal

[1]DL/T 5259-2010,土石坝安全监测技术规范[S].

[2]DL/T 5256-2010,土石坝安全监测资料整编规程[S].

[3]李彦军,郭秀兰.大坝安全监测技术[M].西安：西安地图出版社,2000：5-7.

[4]杨若男.基于用户体验的智能手机交互设计研究[D].长沙：湖南大学,2007.

[5]李永江.土石坝安全监测技术及安全监控理论研究进展[J].水利水电科技进展,2006,26(5)：73-77.

作者邮箱：holyboyhe@gmail.com

国内首家大型流域梯级电站EDC正式投运

据中国能源网4月10日，国内首家大型梯级电站EDC项目——瀑深枕三站EDC在大渡河公司集控中心正式投入运行，开创了国内大型流域梯级电站联合经济调度控制新模式。

EDC（Economic Dispatch Control），即经济调度控制，是以厂站为主要控制对象的厂间负荷实时分配控制模型，通过策略控制实时分配厂间负荷，实现梯级电站联合优化调度。瀑深枕三站EDC总控制装机容量4 980 MW，通过选择不同的控制分配策略，实现三站负荷的实时经济优化分配，以满足不同时段的梯级调度需求。

瀑布沟水电站位于大渡河流域中游，是大渡河流域最大的控制性电站，具有不完全年调节能力。下游深溪沟、枕头坝一级电站是瀑布沟电站的反调节电站，其水库同为径流式水库，调节能力弱，平枯期发电水位受瀑布沟负荷影响较大，同时瀑深枕三站共用一个500 kV布坡线路送出通道，具备联合调度控制的先天条件。

EDC投运后，一方面可减少集控中心负荷调整操作频率和实时调度协调压力，另一方面能有效提高瀑深枕三站的水能利用率、经济运行水平和调度联系控制的人工智能水平，为智慧调度建设奠定坚实基础。

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

长江科学院中央级公益性科研院所基本科研业务项目（CKSF2016033/GC）

何亮（1988-），男，湖北十堰人，助理工程师，主要从事水利信息化应用研究工作。

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