DLL技術(shù)在水文預(yù)報系統(tǒng)中的應(yīng)用

孫永紅 ，陳 明 ，狄艷艷

（1. 國電南自 南京河海南自水電自動化有限公司，江蘇 南京 210061；2. 黃河水利委員會水文局，河南 鄭州 450004）

0 引言

Library，DLL）是比較合適的方法。

水文預(yù)報系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)庫、知識庫、方法庫、模型庫、圖形庫及綜合推理機，對未來一定預(yù)見期內(nèi)的水文狀況做出預(yù)測，對防洪減災(zāi)和水資源的優(yōu)化調(diào)度都具有積極的意義。

近年來，水文預(yù)報系統(tǒng)越來越廣泛地被應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如城市防洪、水庫調(diào)度等。水文預(yù)報是相當復(fù)雜的過程，受地理、氣候的影響比較大，且隨著氣候和地形地貌的變化，常常需要采用幾個模型進行預(yù)報并比較。這就要求預(yù)報系統(tǒng)具有兼容性和可擴展性。

現(xiàn)行的水文預(yù)報模型屬于以物理成因為基礎(chǔ)，具有一定經(jīng)驗性的范疇[1]。水文預(yù)報系統(tǒng)涉及的內(nèi)容較多，從數(shù)據(jù)采集傳輸、解析存儲、運用水文模型進行計算到最終顯示發(fā)布，這些過程若采用同一種程序設(shè)計語言，難以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。如 VB 易學(xué)易用，開發(fā)出來的軟件體積?。籚C 在底層功能和指針方面的支持較好；C# 適用于面向網(wǎng)絡(luò)的顯示和發(fā)布。

目前，VB 主要用于模型構(gòu)建和計算，計算結(jié)果通過 ASP.Net 進行信息發(fā)布和與客戶端交互。要在整個系統(tǒng)中充分發(fā)揮各種語言的優(yōu)勢，充分利用現(xiàn)有的程序資源，使用動態(tài)鏈接庫（Dynamic Linking

1 DLL 技術(shù)的優(yōu)越性

DLL 一般以函數(shù)庫的形式供應(yīng)用程序調(diào)用，其應(yīng)用于水文預(yù)報系統(tǒng)的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）便于不同專業(yè)模塊的集成。不同專業(yè)集成系統(tǒng)往往涉及很多專業(yè)應(yīng)用，不同的專業(yè)適合的語言可能不同， DLL 技術(shù)通過接口交互，使得不同專業(yè)模塊的集成成為可能。如：大壩安全評估、水文預(yù)報、水庫調(diào)度分屬不同專業(yè)模塊，但相互之間關(guān)系密切，水庫調(diào)度以水文預(yù)報結(jié)果為基礎(chǔ)，調(diào)度決策又要考慮到大壩安全，這些不同專業(yè)之間的相互調(diào)用可通過 DLL 完成。

2）便于系統(tǒng)升級。只需在程序升級時，替換庫函數(shù)，不會影響系統(tǒng)其他部分。如：流域氣候或下墊面等因素發(fā)生變化，水文預(yù)報模型可能會跟著改變，此時只要將水文預(yù)報部分通過 DLL 替換掉，與之相關(guān)聯(lián)的其他專業(yè)模塊不受影響。

3）提高工作效率。不同語言編寫的應(yīng)用程序都可以使用同一個 DLL，且 DLL 可與其他程序部分同時進行編程，可以縮短工期，提高效率。如：水文預(yù)報模塊只需提供給水庫調(diào)度模塊 DLL 函數(shù)，使其得到洪水過程線即可，模塊內(nèi)部程序不影響調(diào)用結(jié)構(gòu)。因此各模塊可同步進行編程調(diào)試。

4）節(jié)約內(nèi)存，提高系統(tǒng)運行速度。DLL 只有在被調(diào)用時才裝入內(nèi)存運行，且多個程序使用相同的 DLL 時，只需在內(nèi)存中裝載 1 次，這樣就節(jié)省數(shù)百兆甚至上千兆的內(nèi)存開銷。

2 用 VB 創(chuàng)建及測試水文預(yù)報模型 .DLL

水文預(yù)報模型有多種，基本上都是由模型參數(shù)、輸入數(shù)據(jù)、計算流程、輸出數(shù)據(jù)等幾部分組成。

下面以水文預(yù)報系統(tǒng)的三水源新安江水文預(yù)報模型為例編寫 DLL。

在這個 DLL 中，包含了新安江模型水文預(yù)報的各個流程，從設(shè)置模型參數(shù)、讀取實測值到按時段計算，以及輸出計算結(jié)果。這些參數(shù)值和實測值以虛參數(shù)組的形式體現(xiàn)，調(diào)用時，讀取數(shù)據(jù)庫中實際值或用戶輸入值作為實參數(shù)組進行調(diào)用，最后得到計算結(jié)果，這里應(yīng)用的是洪水流量過程線。

1）步驟 1。啟動 VB6.0，新建工程，選擇ActiveX DLL，打開，工程名改為 XAJ，類模塊命名為 xinanjiang.dll，然后定義參數(shù)，并計算：

Public Sub XAJ(xaj_p(15) As float, xaj_i(8) As float, xaj_c(3) As float, p( ) As float, ep( ) As float, qq( )As float, QR( ) As float, RR0 As float，N as integer)

其中：xaj_p(15)——設(shè)置模型參數(shù)名稱；

xaj_i(8)——設(shè)置模型參數(shù)值，可針對地理氣候條件交互設(shè)置，針對某個地區(qū)一般為常量；

xaj_c(3)——設(shè)置模型啟動時起始值，如根據(jù)前期天氣情況設(shè)置土壤墑情等值；

p( )——實時降雨量，模擬降雨量；

ep( )——實時蒸發(fā)量，模擬蒸發(fā)量；

qq( )——實時區(qū)間來水量，模擬區(qū)間來水量；

QR( )——計算出的流量；

RR0——初始流量；

N——實時數(shù)據(jù)數(shù)組的個數(shù)

Dim I as integer——設(shè)置 I 為循環(huán)變量（整數(shù)型）。

以下是計算過程，求出 QR( )數(shù)據(jù)，返回

完成保存工作后，選擇“文件-生成 XAJ.dll”，確定。

2）步驟 2。文件-添加工程，選擇標準 EXE，打開，生成窗體 form1，改名為“測試窗口”，保存。添加測試窗體的目的是為了修改和調(diào)試 DLL。

3）步驟 3。工程-引用，在對話框中勾選“XAJ”，確定。

4）步驟 4。在 form1 的代碼窗口輸入：

5）步驟 5。將測試窗口工程設(shè)置為啟動工程。運行-啟動，程序自動將計算結(jié)果寫到相應(yīng)數(shù)據(jù)文件中。這里計算結(jié)果是寫到 1 個 TXT 文件里，如果要寫到其他類型的數(shù)據(jù)庫中，只要在 DLL 中寫數(shù)據(jù)部分連接不同的數(shù)據(jù)庫，并按照相應(yīng)字段寫入即可。

6）步驟 6。文件-保存工程組，組名改為XAJ。下次修改 DLL 時，打開 XAJ.vbg，修改后重新編譯生成 XAJ.dll，代替原來的 DLL 文件。調(diào)用時，重復(fù)步驟 3～5 即可。

3 在 ASP.Net 中調(diào)用 VB 創(chuàng)建的 DLL

ASP.Net 可以與傳統(tǒng) ASP 并行運行，但編程速度遠非 ASP 可比，用于創(chuàng)建更快、更強大和功能更全的 Web 應(yīng)用程序[2]。

1）步驟 1。在開始-運行中輸入 regsvr32 C:WINDOWSsystem32 XAJ.dll，進行注冊。

2）步驟 2。在 Calculation.asp 中編寫代碼：

讀取數(shù)據(jù)庫：

數(shù)據(jù)表內(nèi)容在界面上以表格形式顯示，如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)表內(nèi)容

計算時，可以直接采用默認值，也可以輸入?yún)?shù)值， 進行參數(shù)設(shè)置，

其他水文模型的創(chuàng)建和調(diào)用過程類似，核心就是通過函數(shù)調(diào)用進行數(shù)據(jù)的傳遞，實現(xiàn)水文預(yù)報計算、發(fā)布等多個過程的集成，使之成為一個有機的整體。

4 結(jié)語

以上水文預(yù)報模型 .DLL 程序編寫和在 ASP.Net中的調(diào)用實例證明，使用 DLL 技術(shù)實現(xiàn)水文預(yù)報的方法是切實有效的。使用 DLL 技術(shù)不僅可以利用多種語言各自的優(yōu)勢，加快系統(tǒng)開發(fā)和運行速度，還能對程序的核心代碼進行封裝保護，使得系統(tǒng)更安全[3]、更易于維護和擴展。例如，在桃山水庫洪水預(yù)報系統(tǒng)中，一期工程采用大伙房產(chǎn)流模型和瞬時單位線作為水庫流域的產(chǎn)流預(yù)報和匯流模型，后來由于干流入庫控制水文站搬遷重建、河道漫灘嚴重，因此，二期工程中，洪水預(yù)報軟件進行了升級，增加了新安江模型和分段分層河道演算模型 .DLL。經(jīng)過對照預(yù)報，發(fā)現(xiàn)降雨量大于 100 mm時，大伙房模型比新安江模型合格率高一些；反之，降雨量小于 100 mm 時，大伙房模型比新安江模型合格率低一些。通過總結(jié)經(jīng)驗，提高了水文預(yù)報精度。使用了 DLL 技術(shù)后，系統(tǒng)沒有因為增加了模型而變得臃腫耗時，可見 DLL 技術(shù)對于多模型系統(tǒng)是比較有效的。

[1]林三益. 水文預(yù)報[M]. 2 版. 北京：中國水利水電出版社，2001: 4.

[2][美]G.Andrew Duthie. ASP.Net 程序設(shè)計[M]. 李萬倫，何蕾，趙海，譯. 北京：清華大學(xué)出版社，2002: 11-12.

[3]李明剛，肖健. ASP.Net Web 站點高級編程范例[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2004: 1-2.