分布式系統(tǒng)架構(gòu)在大型水資源管理體系中的研究與應(yīng)用.pdf

1、水是人類賴以生存的重要資源。如何實(shí)現(xiàn)水資源的有效管理與高效利用一直是水行業(yè)中諸多專家學(xué)者重點(diǎn)研究的問題。面對日益嚴(yán)重的水資源危機(jī)、日趨復(fù)雜的水管理難題、以及水信息“數(shù)據(jù)大爆炸”時(shí)代的到來，水資源管理領(lǐng)域?qū)λ畔⑾到y(tǒng)軟件提出了“新技術(shù)、大平臺(tái)、互共享、廣應(yīng)用”前瞻性的應(yīng)用需求。然而，傳統(tǒng)面向過程、面向?qū)ο?、面向?gòu)件的軟件結(jié)構(gòu)體系已無法支撐如今水資源管理體系多元化、多維化、多層化的發(fā)展模式。因此，亟待探究新的水利信息化理論架構(gòu)與技術(shù)體系來匹

2、配日益復(fù)雜的水資源管理模式，從而解決信息資源共享、多元業(yè)務(wù)耦合、多目標(biāo)尋優(yōu)決策等一系列管理難題。
　　另一方面，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，圍繞網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為核心的分布式軟件體系在金融、電商、營銷、工管、通信及教育等諸多領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，并取得了長足的發(fā)展。但是，在水資源管理領(lǐng)域，分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的水信息系統(tǒng)架構(gòu)研究尚處于起步階段，支撐理論和應(yīng)用技術(shù)尚不成熟。為此，基于水利信息化應(yīng)用的跨時(shí)空、跨區(qū)域和分散性特點(diǎn)，結(jié)合水資源管

3、理中的業(yè)務(wù)服務(wù)化、信息共享化理念，以及水資源領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⒓夹g(shù)的強(qiáng)大依附性，在綜合考慮行業(yè)多元業(yè)務(wù)運(yùn)作模式與集成需求的基礎(chǔ)上，本文首次研究并提出了具有普適性意義的分布式水信息系統(tǒng)軟件架構(gòu)，并對架構(gòu)的相關(guān)理論、通信方法、作業(yè)機(jī)理、集成模式進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。本文的主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　?。?）深入探討了分布式體系下的概念性底層架構(gòu)——面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）和基于Web Service中間件的通信服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，提出了常規(guī)模式和非常

4、規(guī)模式下分布式體系中的軟件元結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，圍繞以上有關(guān)架構(gòu)概念、技術(shù)主題、軟件元體系，并結(jié)合水資源領(lǐng)域水文學(xué)、水力學(xué)、優(yōu)化調(diào)度科學(xué)等業(yè)務(wù)作業(yè)模式的綜合需求，研究并提出了水資源管理驅(qū)動(dòng)下的分布式系統(tǒng)架構(gòu)。
　?。?）針對水資源管理領(lǐng)域數(shù)據(jù)所具有的海量多源異構(gòu)特性，提出了多類型水信息數(shù)據(jù)的分區(qū)分庫存儲(chǔ)方法，建立了基于多存儲(chǔ)構(gòu)件的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，為分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)訪問、傳輸及管理提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，為滿足分布式事務(wù)對復(fù)雜軟

5、件系統(tǒng)的一致性、可用性、容錯(cuò)性要求，結(jié)合水信息領(lǐng)域業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)特征，提出了適用于分布式軟件環(huán)境的模型和數(shù)據(jù)集成方法。模型集成包括組件式集成和服務(wù)式集成，數(shù)據(jù)集成涉及數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)建模以及模型的應(yīng)用與實(shí)踐。
　?。?）針對水資源管理分布式系統(tǒng)中多業(yè)務(wù)、多模型串并行作業(yè)特征，提出了多模型串并行耦合作業(yè)模式。結(jié)合水資源領(lǐng)域分布式柵格新安江模型、水動(dòng)力-水質(zhì)耦合模型、復(fù)雜緊急避險(xiǎn)模型、空間分析模型的計(jì)算作業(yè)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了多元模型在分布式系