水利模型库管理系统的设计与实现

水利模型库管理系统的设计与实现学院软件学院专业软件工程年级2004级姓名黄海峰指导教师张坤龙2008年6月15日摘要水利模型库管理系统是水利决策支持系统开发运行平台的一个子项目，它为水利决策支持系统开发运行平台中所有与模型相关的操作提供服务，是水利决策支持系统开发运行平台运转不可或缺的一部分。论文在认真分析对水利模型库管理系统的需求的基础上，设计了水利模型库管理系统的功能模块和数据文件。在功能模块方面，除了模型的查询、增加、删除和修改，还包括了模型的调试和组合。在数据文件方面，定义了单一模块文件、组合模块文件、和用户分类信息文件。水利模型库管理系统的实现主要采用了XML的相关技术。例如，模型被封装成XML文件，组合模型通过XML文件生成，模型运行脚本也是XML格式的等等。水利模型库管理系统的实现除了提供窗口界面支持昀终用户对水利模型进行一系列管理操作之外，还提供函数界面供水利决策支持系统开发运行平台调用模型并进行数据处理。关键词：决策支持系统；模型库管理系统；C#；XML；ABSTRACTWaterResourcesModelBaseManagementSystemisasub-projectofWaterResourcesDecisionSupportSystemdevelopingandrunningPlatform,itprovidesallkindsofservicesthatrelatedtomodeloperations,it’sanindispensablepartforWR-DSSRP’srunning.Basingonconscientiousrequirementanalysis,thispaperdesignedthefunctionmoduleanddatafilesoftheWR-MBMS.Onfunctionmodule,besidessearching,adding,deletingandmodifyingmodels,italsosupportdebuggingmodelsandcombiningmodels.Ondatafiles,itdefinedsinglemodelfile,combinedmodelfileanduserclassinginfofile.XML-relatedtechnologiesareoftenusedinimplementingthesystem.Forexamples,packagingthemodelasXMLdocuments;generatingcombinedmodelsthroughXMLdocuments;modelrunningscriptsinXMLformatandsoon.WaterResourcesModelBaseManagementSystemprovidedaWindowsFormwhichlettheuserscandoaseriesofmanagementwork,alsoitcanbeinvokedbytheWR-DSSRPtotransactdata.Keywords：DecisionSupportSystem；ModelBaseManagementSystem；C#；XML目录第一章绪论·······································································11.1开发背景·······································································11.2相关概念·······································································31.3模型库管理系统的现状与发展······································51.4论文的组织结构····························································6第二章水利模型库管理系统的需求分析·······················72.1用例需求·······································································72.2功能需求·······································································82.3使用场景需求································································82.4软件硬件需求······························································10第三章水利模型库管理系统的设计······························113.1接口设计·····································································113.2功能模块的设计··························································123.3数据文件的设计··························································133.4类的设计·····································································19第四章水利模型库管理系统的实现·····························224.1模型编辑模块的实现····················································224.2模型查找模块的实现···················································244.3模型组合模块的实现···················································244.4模型管理模块的实现···················································274.5模型调用模块的实现···················································27第五章总结与展望································································30参考文献···························································································32外文资料中文译文致谢天津大学2008届本科生毕业设计（论文）1第一章绪论1.1开发背景水利模型库管理系统是水利决策支持系统开发运行平台（WR_DSSDRP,WaterResourcesDecisionSupportSystemdevelopingandrunningPlatform)的一个组成部分，它的设计与实现都以WR_DSSDRP为依据，并为之服务。从整个WR_DSSDRP的外部来讲，水利模型库管理系统是WR_DSSDRP的一部分用户界面，用户通过模型管理界面进行模型库的相关操作；从整个WR_DSSDRP的内部来讲，模型库管理系统是WR_DSSDRP的一个服务函数库，WR_DSSDRP系统通过调用模型库管理系统所提供的服务函数，进行相关模型处理操作。1.1.1水利决策支持系统开发运行平台决策支持系统（DSS,DecisionSupportSystem）有两种主要的开发策略：利用决策支持系统生成器（DSSG,DecisionSupportSystemGenerator）开发，或者利用决策支持系统工具（DSST,DecisionSupportTools）开发。决策支持系统生成器可以被看作是一个通用决策支持系统。实际上，由于决策的复杂性，人们不可能去建造一个通用的决策支持系统，而只可能建造一个生成器，然后利用这个生成器来生成各种专用的决策支持系统。利用决策支持系统生成器，决策支持系统研制者可以根据决策者的要求、环境和任务，迅速构造一个专用的决策支持系统，从而大大缩短决策支持系统的研制周期，并降低决策支持系统的研制费用[1]。决策支持系统工具是用来构成决策支持系统或者决策支持系统生成器的硬件或者软件单元，例如某种程序设计语言、某种操作系统、某种数据库管理系统等等。决策支持系统工具处于决策支持系统技术的昀低层次。因此，虽然它具有很大的灵活性和适应变化的特征，但是用它来直接开发决策支持系统还是存在一些困难。决策支持系统工具既可用于决策支持系统生成器的开发，也可用于决策支持系统的开发。决策系统支持工具、决策支持系统生成器和决策支持系统的关系如图1-1所示。WR-DSSRP是一个水利决策支持系统生成器，命名为水利决策支持系统开发运行平台（WR-DSSRP）。天津大学2008届本科生毕业设计（论文）2图1-1DSST、DSSG和DSS的关系水利决策支持系统开发运行平台首先是一个水利决策支持系统的开发平台。作为一个水利决策支持系统生成器，水利决策支持系统开发运行平台在概括各专用水利决策支持系统共性的基础上，向水利决策支持系统开发人员提供丰富的二次开发接口。通过平台提供的二次开发接口，水利决策支持系统开发人员可以定制自己的用户接口、自己的数据库、和自己的模型，象搭积木一样形成一个既具有共同行业特征又具有具体系统个性的专用水利决策支持系统。其次，水利决策支持系统开发运行平台又是水利决策支持系统的运行平台。水利决策支持系统开发运行平台的用户除了水利决策支持系统开发人员以外，还包括水利决策人员。对于水利决策人员，水利决策支持系统开发运行平台执行水利决策支持系统开发人员编写的代码，表现得像一个专用水利决策支持系统。水利决策支持系统开发运行平台将建立功能强大的用户接口控件库、平台独立的数据库存取服务、和符合标准的业务模型库。除此以外，该平台还要考虑如何解决新老应用系统的平稳过渡问题，以便能够充分保护用户已有的投资。1.1.2水利模型库管理系统在WR_DSSDRP中的作用如图1-2给出了整个WR_DSSDRP的体系结构，从中可以看出水利模型库管理系统（WR-MBMS，WaterResource-ModelBaseManagementSystem）是水利决策支持系统开发运行平台不可缺少的组成部分。在进行水利决策时，平台需要根据用户的要求调出系统中已有的基本模块和基本模型，生成一个针对某一特定问题的求解过程，即专用模型[2]。模型管理应当具有存储和动态建模的功能。决策支持系统工具决策支持系统生成器决策支持系统天津大学2008届本科生毕业设计（论文）3图1-2WR_DSSDRP的体系结构模型库子系统在水利决策支持系统中占有重要地位。水利决策人员使用水利决策支持系统不是直接依靠数据库中的数据进行决策，而是依靠模型库中的模型进行决策。数据库是为决策提供数据能力或资料能力，而模型库则是给决策提供分析能力的部件，它给决策者以通过推理、比较、选择来分析解答整个问题的能力因此，可以认为，水利决策支持系统是由“模型驱动的”。综上所述，为了对模型库进行集中控制和管理，WR_DSSDRP必须有一个强有力的模型库管理系统来进行各项管理。模型库管理系统是为生成模型和管理模型提供一个用户友好环境的计算机软件系统。用户可以利用模型库管理系统灵活地访问、更新、生成和运行模型，从而更加充分，方便的运行WR_DSSDRP。1.2相关概念下面简单介绍一下水利模型库管理系统中所涉及