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1.1 システム開発計画
1.1.1 システムの設計と開発のアイデア
(1) 階層分解による設計
xxxウォーターコンサーバンシーデジタルツインプロジェクトは、階層分解に基づくシステムモデルを採用します.このようにシステムがレイヤーに分割されると、システム全体の構造とレイヤー間の関係が非常に明確になります.システム全体の設計において、アプリケーション処理とユーザー操作は、特定の戦略や実際のデータの配布とは関係ありません。これにより、複雑なビジネス関係が大幅にスムーズになり、システムの適用性が保証されます。
(2) オブジェクト指向の分析・設計手法に基づく
システムの分析・設計においては、プロジェクト開始時に迅速にシステムのプロトタイプを構築するプロトタイプ手法を中心に、要件を十分に理解した上で、従来の構造化ライフサイクル手法を組み合わせた設計を行っています。特定のアプリケーション機能の設計と開発プロセスでは、オブジェクト指向の分析と設計手法が広く使用され、システムの分析と設計が改善されます。たとえば、システムのユーザー要件段階では、オブジェクト指向の分析と設計を通じてビジネス ユース ケース図が作成され、システム内のさまざまなユーザーが使用する機能が分析されます。システムの開発および分析段階では、対応するブロック図がオブジェクト指向の分析および設計方法によって描かれます。
(3) サービス指向システム アーキテクチャ (SOA)
xxx 水利デジタル ツイン プロジェクトは、高度な分散サービス指向アーキテクチャ (SOA) をソフトウェア システム設計に使用して、システム プラットフォームとさまざまなサブシステム間の密結合と疎結合の要件を反映し、合理的なネットワーク構造とハードウェアの展開により、システムのスケーラビリティと柔軟性が大幅に向上します。SOA アーキテクチャは、外部リソースへのアクセスを実現するだけでなく、将来の新しいオンライン システムとのドッキングと統合を簡素化し、システムの実用性とスケーラビリティを大幅に向上させます。
(4) カテゴリー開発技術
C/SモードとB/Sモードを組み合わせてシステムを構築し、予測モデルモデリングサブシステム、洪水予測サブシステム、対話型分析サブシステム、貯水池を含むシステム開発プラットフォームは.netとJ2EEである。サブシステムと中長期予測サブシステムはC/Sモードを採用し、.netプラットフォームをベースに開発され、残りはB/Sモードを採用し、J2EEプラットフォームをベースに開発されています。
システム プラットフォームと各サブシステムは、統合されたデータ サービスとマップ サービスに基づいています。システム統合は、データ統合と機能統合の組み合わせモードを採用しています。
1.1.2 システム機能の設定
システム全体の機能としては、水や雨の状況の監視、情報の照会と統計、治水状況の分析、相談支援機能が含まれており、水や雨の状況に関する情報に基づいて、便利な予測操作システムを構築できます。建設条件、および複数のモデルと方法を選択して予測を行うことができ、専門家との対話機能、貯水池スケジュール計算、洪水制御計画生成機能、システム管理、総合情報管理、情報保守などの機能を備えています。
ビジネス要件に応じて、システム機能はサブシステムに分割されます: 洪水予測サブシステム、貯水池洪水制御計算サブシステム、中長期予測サブシステム、洪水制御状況分析サブシステム、エキスパート対話型分析サブシステム、相談サブシステム、および気象サービス アプリケーション サブシステム、水資源（水質）情報サブシステム、遠隔測定データ分析・管理サブシステム、ステーション管理サブシステム、評価・評価サブシステム、システム運用状況監視サブシステム、水管理業務サブシステム、情報維持管理サブシステム、ビジネスアプリケーションポータル、広報ポータルなど
1.1.3 システム アーキテクチャ
xxxウォーターコンサーバンシーデジタルツインプロジェクトの全体的な論理構造は、主にデータ取得レイヤー、ネットワークレイヤー、データリソースレイヤー、アプリケーションサービスレイヤー（アプリケーションサポートレイヤー、ビジネスアプリケーションレイヤーを含む）、アプリケーションレイヤー、および情報セキュリティシステムで構成されています、運用管理システム、標準 標準化された保証システムを含む 3 つのシステムが構成されており、その全体構造を図 3.6-1 に示します。
(1) データ収集レイヤー
ネットワークが許す条件下では、システムをデータ収集端末に接続して、ビデオ監視、コールイン テストなどのリアルタイム監視情報を取得できます。
(2) ネットワーク層
広域ネットワーク、専用回線リンク、無線通信を駆使して、本プロジェクト構築のための基本的なネットワーク伝送プラットフォームを提供します。
(3) データリソース層
データリソースレイヤーは、本プロジェクトの核となる構築内容の一つであり、本プロジェクトはシステムデータセンターの枠組みを構築し、システムのデータサポートを提供し、主にデータバックアップ、データ管理、水と雨の情報収集、建設情報を含む。 、履歴データ、および地理空間 データ、グラフィック データ、システム ビジネス データのデータベース、データ ファイルなど その中で、リアルタイムの水と雨のデータベース、履歴データベースなどは、既存のリソースを直接使用し、構築を繰り返さない。
データのバックアップは、システム操作エラーまたはシステム障害によるデータ損失を防止し、データ損失が発生した場合に迅速にデータを復元できます。
データ管理は、主に包括的なデータベースとメタデータ データベースを管理し、上位アプリケーション システムによるデータベースの正常な使用を保証し、システム アプリケーションとデータの分離を根本的に実現することです。
(4) アプリケーションサービス層
アプリケーション サービス層には、既存のビジネス アプリケーション層、アプリケーション サポート層、およびビジネス アプリケーション層が含まれます。
アプリケーション サポート層は、データ リソースとアプリケーション システムを接続するブリッジです。シングル サインオン認証サービス、ミドルウェア、Web サービス、GIS サービス、水文予測モデル サービス、アプリケーション サービス バス、ワークフロー管理プラットフォームおよびリソース管理サービス、メッセージ バスなどのテクノロジーによるデータの共有、処理、および分析の実現、および Web の提供上位層の各アプリケーションへの業務機能のサービスインターフェース。
(5) アプリケーション層
アプリケーション層は、主にポータルサイト（社内外）、情報のカスタマイズ、モバイル端末（携帯電話、パソコン）などを含む、ユーザーに向けた統一的なサービス窓口です。
図 3. 61xxx 水利デジタル ツイン プロジェクトの全体的なフレームワーク
1.1.4 システム ワークフロー
このシステムのワークフローを図 3.6-2 に示します。
図 3.62 xxx 節水デジタル ツイン エンジニアリング ワークフロー
(1) データ取得
各監視センターは、自動テレメトリーなどにより局情報を収集し、各部署に転送します。
(2) システムを利用する
xxx 水利デジタル ツイン プロジェクトでは、B/S アーキテクチャをメイン モデル、C/S アーキテクチャをサブ モデルとして採用し、システムを地方局に展開しています。C/S アーキテクチャには、洪水予測サブシステム、専門家対話サブシステム、貯水池洪水制御計算サブシステム、洪水制御状況分析サブシステムおよび中長期予測サブシステムが含まれ、B/S アーキテクチャには、コンサルテーション サブシステムおよび総合管理アプリケーション サブシステム、情報が含まれます。ディスプレイ サブシステム、気象サービス アプリケーション サブシステム、および水資源 (水質) サブシステム。このシステムは内部ユーザーと外部ユーザーに分けられ、前者には州局、州水文局、サブ局、監視センターが含まれ、後者には公共ユーザーが含まれます。内部ユーザーの地方局、サブ局、および監視センターは、Web ブラウザーを介して B/S フレームワーク システムを操作し、C/S クライアントの直接インストールまたは Web ページのダウンロードとインストールを通じて C/S フレームワーク システムを操作します。同時に、内部ユーザーはイントラネットおよびイントラネット ポータルを介してシステムにアクセスできます。外部ユーザーは、外部ネットワークのポータルを介してのみシステムにアクセスでき、リアルタイムの監視情報、早期警報情報、および水と雨の分析結果を利用でき、政府ユーザーはプロトコル プッシュ サービスを利用できます。
(3)通話データ
リアルタイム データは、主にレポートの形で地方局のデータベースに収集されます。相談サブシステムは、ネットワークを介してビデオ センサーを呼び出すことにより、リアルタイムのビデオ データを取得します。
1.1.5 システム開発技術
開発に使用されるいくつかのサポート環境、ソフトウェア、およびテクノロジを明確にする
システム設計の考え方に基づいて、プロジェクト構築の全体的な観点から始め、システムの完全性とスケーラビリティを考慮して、システム開発の技術的なルートは次のように簡単に要約されます。 オブジェクト指向の分析と設計手法を使用するシステム アーキテクチャは多層アーキテクチャ システムを採用し、アプリケーション サービス層は SOA の考え方で設計され、一部のアプリケーション サービス機能はミドルウェア技術で実現され、システムは J2EE を使用して開発されます。
1.1.1 サブシステムの全体的な設計
1.1.1.1 サブシステムの設計
サブシステムとメインシステムの関係を明確にし、サブシステムのインターフェース設計が必要
1.1.1.2 サブシステム モジュール
予報対象観測所、給水所、区間雨量データなど、モデル化に必要な関連データを独自のデータベースから取得または外部から取り込み、モデル化データベースの水・雨情報検索機能モジュールを開発します。
機能要件に応じて, データ処理は 4 つの主要な機能に分けられます: データ インポート, データ統計クエリ, 水と雨の情報クエリ, 水と雨の統計分析. 詳細については下の表を参照してください. 各機能モジュールには複数のサブ機能モジュールが含まれています. . 利便性と直感性の観点から, 各サブ機能モジュールはタブページによって統合されています. 詳細については, 後続の機能モジュールの説明を参照してください.
1.1.1.1 各モジュールの関係
1.1.1.2 機能比較表
1.1 洪水予測サブシステム
1.2 エキスパート インタラクション サブシステム
1.3 貯水池洪水調節計算サブシステム
1.4 中長期予測サブシステム
1.5 治水状況分析サブシステム
1.6 会議サブシステム
1.6.1 サブシステムの概要
コンサルテーションサブシステムは、GIS プラットフォームに基づいて、水と雨の情報のクエリと監視、水と雨の分析と統計アプリケーション、水と雨のコンサルテーションサポート、水文早期警報リリースサービス、および水制度サービス。
チャートと2Dおよび3Dモードの組み合わせにより、水と雨の情報の包括的な表示が実現されます.表示内容には、次の部分が含まれます。
(1) リアルタイムの水域、リアルタイムの降水量 (ポイントとエリアの平均降水量ヒストグラムまたはプロセス ライン ダイアグラム)、リアルタイムの干ばつ、リアルタイムの塩分状況、リアルタイムの天気、リアルタイムの低温凍結、水レベルとフローのプロセス ライン、ステーションの分配、水と雨の相談。
(2) 台風の進路、衛星雲画像、気象レーダー。
(3) 降雨警報と水域警報。
(4) 三次元表示 貯水域や主要河川区間の流入条件の違いによる河道域の水面線や流れの比較・シミュレーション表示を実現し、水位の違いや地域の浸水状況、リザーバーの貯蔵容量。
(5) 高潮警報表示。
（6）リアルタイムのスーパーアラーム情報と地域の降雨量表示の総合表示。
(7) 貯水池、堤防、護岸、水門、堤防横断、排水、河川、灌漑地区、シェルターなどの 10 種類のプロジェクトを含む、GIS に基づく省内のさまざまな水利プロジェクトの建設状況情報、総合的なクエリおよび表示および測定ステーション;
(8) 水資源(水質)情報表示;
(9) ビデオ監視は、GIS プラットフォームに基づいて、さまざまな水利プロジェクトのオンサイト ビデオ監視を管理および収集します。
1.6.2 サブシステムの全体設計
1.6.2.1 サブシステムの設計
1.6.2.1.1 要件規定
要件に応じて、システムは、洪水監視、クエリ統計、相談準備、相談デモンストレーション、相談サービスの 5 つのビジネス機能で構成されます。ビジネス機能の具体的な機能区分については、機能構造図とサブシステム モジュールを参照してください。
1.6.2.1.2 機能構造図
1.6.2.1.3 設計
1.6.2.1.3.1 機能の説明
洪水監視: 河川、貯水池、堰、干ばつ、風、低温、台風、その他の気象情報、および水質と作業情報をリアルタイムで監視します。コンサルテーションのためのデータサポートと環境サポートを提供します。
クエリ統計: 雨の状態、水の状態、および世論情報に関する科学的な統計を作成し、相談の意思決定の基礎を提供します。
会議の準備: 会議の作成、会議データの収集、およびその他の機能を含む、会議前の管理作業。
会議発表：会議支援機能で用意した資料をもとにデモンストレーションを行い、タイムラインやシーン切り替えによる総合的な表示方法を採用。
コンサルテーションサービス：コンサルテーション後のサービス管理機能。水相予報の発表、早期警報指標の設定、地図プロダクトの作成、水相サービス、コンサルト管理などを含む。
1.6.2.1.3.2 UI デザイン
GIS マップを背景に、コンテンツ表示をウィンドウ形式で表示し、マップと組み合わせてインタラクティブな連携スタイルを実現します。
1.6.2.2 サブシステム モジュール
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