《系统可行性报告》doc版.doc

宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 1 基于基于 GPS/3G/GIS 的宁德海上台风预警与搜救系统的宁德海上台风预警与搜救系统 可行性研究报告可行性研究报告 编号：编号：NDSZ-JSJ-200901 版本：版本：1.0V 编号：NDSZ-JSJ-200901 版本：1.0V 文件状态： 草稿 *正式发布 正在修改作者：阮群生 李豫颖 完成日期2008.12 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 2 目目 录录 1 引言4 1.1 编写目的4 1.2 背景4 1.3 定义4 1.4 参考资料4 2 可行性研究的前提5 2.1 要求5 2.2 目标5 2.3 条件、假定和限制5 2.4 研究方法6 2.5 评价尺度7 3 对现有系统的分析8 3.1 目前海事部门使用的相关系统说明.8 4 3GTPSS 的可行性分析 8 4.1 3GTPSS 的简要描述 8 4.2 开发需要的软硬环境.9 4.3 人员.9 4.4 已具有的基础.9 4.5 业务处理流程10 4.6 与现有系统的比较的优越性10 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 3 4.7 采用 3GTPSS 可能带来的影响 .11 4.8 技术可行性评价11 5 3GTPSS 经济可行性分析 11 5.1 支出11 5.2 收益12 5.3 收益/投资比12 5.4 投资回收周期12 6 社会条件方面的可行性.12 6.1 法律方面的可行性12 6.2 用户使用方面的可行性12 7 结论意见.12 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 4 1 引言引言 1.11.1 编写目的编写目的 编写该报告的目的是在技术、经济、以及科学研究意义方面对宁德海上台风预警 与搜救系统研发进行可行性分析。 1.21.2 背景背景 该项目是结合宁德海域现状，服务于地方经济社会为目的，向福建省科学技术厅 申请的基础应用性研究课题。 项目名称项目名称： 基于 3G/GPS/GIS 台风预警与搜救系统的研究 项目主持者：项目主持者：李豫颖 项目开发者：项目开发者： 陈卫荣，阮群生，张世良，石曼银，杨惠玲，柯汉平 1.31.3 定义定义 基于 GPS/3G/GIS 的宁德海上台风预警与搜救系统简称为 3GTPSS (TPSS, Typhoon Pre-warn and Search-rescue System)。 1.41.4 参考资料参考资料 1 杨文龙,姚淑珍,吴芸编著.软件工程.北京:电子工业出版社,1997 2 郑人杰. 试用软件工程.北京:高等教育出版社,1996 3 陈明.软件工程学教程.北京:科学出版社,2002 4 Andrew S.Tanenbaum.Computer Networks 4th Edition.Prentice Hall，2004 5 李大友.实用软件工程基础.北京:清华大学出版社，2002 6 张龙卿.Visual C#.Net 应用精彩 50 例.北京:清华大学出版社，2002 7 张龙祥.UML 与系统分析设计.北京:人民邮电出版社,2003 8 Jeffrey D.Ullman. A First Course in Database Systems.Pearson ,2003 9 周存杰.Visual C#.NET 网络核心编程.北京:清华大学出版社，2004 10 Joseph Mayo. C# Unleashed.SAMS,2004 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 5 2 可行性研究的前提可行性研究的前提 2.12.1 要求要求 完成后的系统基本要求完成后的系统基本要求: 功能：利用 3G 无线通信网络，实现 3G 模拟终端与服务端之间的图片、视频和文 字信息的互传，使得服务端软件具有台风预警和搜救信息的收集、计算、形成 和下发 至客户端等主要功能，3G 模拟终端具有报警、现场摄像及把视频上传至服务器端等主 要功能。 2、性能：软件运行速度快，操作响应时间短，信息传输效率高，质量可靠。 3、安全与保密：采用适当的安全算法对敏感重要的通信内容进行解密处理，保 证秘密信息不易被解析，力保信息在通讯过程中有较好的隐蔽性、鲁棒性、安全性。 2.22.2 目标目标 开发目标开发目标: 结合GPS差分定位、3G、GIS 和人工智能技术，研发海上台风预警 和搜救系统模型，实现 三个主要功能：3G 模拟终端视频信息上传到控制中 心并能接收控制中心下发的台风预警视 频、文字和图片信息；渔船的航行位置 显示在宁德电子海图上；控制中心根据渔船的求救信号自动形成搜救方案。 最终形成预警和搜救系统实验产品一套（包括控制中心平台软件和 3G 客户 端系统两大部分） 。 2.32.3 条件、假定和限制条件、假定和限制 系统终端与服务器端的通讯需使用 3G 无线网络环境，系统计算与处理的对象为 宁德市近海域，宁德师范学院计算机与信息工程系提供项目开发 PC 机、系统运行服 务器等基本的开发硬件设施和环境。系统终端采用 3G 手机、PDA 设备或 3G 模块终 端。项目研发经费为 4-5 万元人民币。 系统开发语言：任选； 开发起始时间：2009.8 -2011.12 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 6 2.42.4 研究方法研究方法 引进当前先进的 3G 无线通讯用于预警视频和海上渔船视频的传输，融合差分 GPS 定位和 GIS 海图定位处理技术，以实现项目的主要功能。 实验方法及步骤实验方法及步骤 根据科学理论报告和项目需求分析书，通过以下实验手段实现本项目的研发： 模拟实验。鉴于项目涉及到的部门、设备比较多，项目经费投入有限，以及 3G 通讯技术的现状等情况，部分实验采用模拟试验环境，如模拟气象局的数据来源，海 图的模拟电子图，海上环境的模拟等。 对比实验。设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，探究其 中因素与实验对象的关系。如根据来自于 GPS 的渔船定位数据，对 GIS 海图定位处理 可设成几个实验组，分别采用不同的算法或其它改进手段进行实验，并分析各组的实 验结果。 仿真实验。通过具有类似于真实仪器功能的软件产品来代替其实验，本课题拟 采用 3G 手机模拟器来仿真渔船上的终端收发器进行数据通讯实验。 系统测试。测试工作贯穿于整个项目研发的过程中，包括文档测试、代码测试、 模块测试、系统测试。 实验步骤（实验流程如图 1 所示）： 第一步：形成理论研究报告和系统分析文档 第二步：系统各功能模块的研发 第三步：主控中心平台的研发（含各功能模块的集成） 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 7 理论研究报告和系统设计书文档测试 GPS定位数据模块研发 模拟实验 仿真实验 3G网络下的视频、短信 等对象处理模块研发 GIS海图定位和处理模 块研发 模拟实验对比实验对比实验 仿真实验 模拟实验 各模块的实 验测试 主控中心平台研发 多种实验方 法的结合 系统测试 3G手机终 端模块 仿真实验模拟实验 图 1 项目研发实验步骤图 2.52.5 评价尺度评价尺度 1、能否实现项目中规定功能。 2、运行是否可靠、安全。 3、系统交互性是否良好。 4、开发时间与费用是否合理。 5、开发文档撰写是否符合要求。 第一步 第二步 第三步 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 8 3 对现有系统的分析对现有系统的分析 3.13.1 目前海事部门使用的相关系统说明目前海事部门使用的相关系统说明 1、系统概述、系统概述 由于海上船舶的实际需要，许多单位和个人在台风预警和海上搜救方面都做了大 量的研究。由江苏省气象台研制的“台风业务应用和预警系统” ，系统软件在台风信息 的基础上,开发研制了方便业务应用的各项功能,包括报文解码器、台风实时信息显示、 完整的历史资料查询、地图投影变换和地理信息显示、图像操作、距离方位测量、预 报制作、相似查询、定点检索、台风中心定位以及其它诸多辅助工具等。朱福海等人 对“舰船防台风预警预报系统”进行了研究。郭铁宝建立了用于部队的东海台风自动 预警系统，实现了台风报文的自动解码，实况和预报信息的实时地理显示，从气象部 门的需要来看，功能还太单一。江春发等用 GIS 技术建立了厦门市台风跟踪预警系统， 在台风跟踪检测，更主要是地图信息的丰富性方面比较突出，但该系统主要限于台风 数据库的建立和地理信息系统上的显示应用方面，并且主要针对厦门市建立的，目前 我国在用的海上预警、定位相关的系统的功能都比较简单，主要具有船舶在电子海图 中的定位、与船主通话或收发短信、险情报警的功能，但还没有一套完整的搜救方案 自动生成的机制。系统架构示意图如下图所示： 碰 撞 预 警 区 域 报 警 超 速 报 警 目 标 丢 失 走 描 警 告 定 线 航 行 服服务务器器端端的的主主要要功功能能 通过AIS或GSM网络通讯 查 看 相 关 信 息 收 发 短 信 一 键 报 警 终终端端的的主主要要功功能能 无 线 通 话 2、局限性、局限性 我国对类似项目的研究仍处于初步阶段，目前使用的系统缺少成熟的自动生成搜 救信息的功能，系统建设费用非常高，通讯信号经常出现故障。 4 3GTPSS 的可行性分析的可行性分析 4.14.1 3GTPSS 的简要描述的简要描述 3GTPSS 福建省科技厅基础应用类的研究项目，提出在 3G 无线通讯环境下手机终 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 9 端与服务器关于视频、图片、文字等信息的相互通信的解决方案，研究台风及其它险 情预警和搜救方案生成方法，从而为宁德海上险情预警和船舶搜救相关系统的研发提 供参考价值。 4.24.2 开发需要的软硬环境开发需要的软硬环境 软件环境及开发工具：WINDOWS XP，SQL SERVER 2000，WINDOWS MOBILE 6，ARCGIS，VS.NET 2005，VS.NET 2008，Visual C+。 硬件环境：性能良好的服务器一台，普通 PC 开发机三台，GPS 导航器一部，蓝 牙近距离通讯设备一套。 4.34.3 人员人员 设计与开发人员共 7 名，分别为李豫颖、张世良、阮群生、陈卫荣、杨惠玲、石 曼银和柯汉平 7 位教师，上位机研发由张世良负责，下位机研发由阮群生负责，其中 有四名教师是计算机技术应用类的硕士专业毕业，项目组成员大部分具有较为丰富的 项目设计经验。 4.44.4 已具有的基础已具有的基础 项目负责人李豫颖老师有着多年信息类的项目的研究，具有丰富的团队管理经验， 项目成员中陈卫荣和张世良分别对 3G、GPS、GIS 进行了前期研究，并开发了 GIS 相 关系统。项目组成员阮群生有着多年的企业一线实践经历，具有丰富的项目设计与开 发经验。成员石曼银在人工智能领域具有一定的研究成果，对于项目中的 GPS 差分定 位出现信号中断情况能够给出合理的解决方法。 成员柯汉平数据水印及算法有较深入的研究，具有良好的软件开发素质。这对于 本项目重点解决的科学问题：如何使用 GPS 定位技术实现渔船的海上准确定位，且当 GPS 信号暂时中断时的处理方法；在 3G 无线通讯环境下保障视频和图片的传输质量 可靠性、画面清晰和传输的速度；台风预警视频的生成研究等奠定了基础。 2工作条件 本单位实验条件良好，目前已具备先进的计算机设备和算计机多功能实验室，可 以进行前期的模拟实验。并且与宁德市气象局、宁德市海事局、宁德市海洋与渔业局、 宁德市边防局、宁德移动公司等部门有良好的合作关系。这些单位可以为我们提供实 验数据和实验条件。基本上能满足课题研究的要求和需要。 3研究技术人员及协作条件 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 10 项目组成员的研究方向结构、研发经验、研究能力、年龄结构等形成了一支具有 理论研究和项目开发实力的团队，也是一支颇具研发潜力的团队。本项目组成员都参 与过项目研究，有的参加过国家级项目研究，还有的主持过省级或校级课题研究，成 员中有多位教师具有独立开发系统的经验，发表了计算机专业相关的较高水平的研究 论文。宁德师专将对本项目给予支持并提供良好的实验环境，宁德移动公司将为本项 目的研究和测试提供支持平台。本项目组成员具有共同的项目研发目标，明确的任务 分工，并具有团结协作的团队精神，这些都为完成本项目的研发提供了有力保障。 4.54.5 业务处理流程业务处理流程 业务处理对象为 3G 手机模拟终端和控制中心服务器端，主要业务处理过程发生 在终端与服务端之间，也有一些业务单独发生在终端或服务器端，具体流程如下图所 示： 3G手机模拟终端 用户 监控中心服务端用户 报警 向服务端发 送报警信息 处理与保存 预警 向客户端发 送预警信息 显示保存 开启视频并上传 向服务端输 送现场视频 显示保存 查询多 类信息 执行生成 搜救方案 生成预 警信息 打印输 出处理 多种量算 其它辅 助操作 视频、图 片等管理 查看预 警信息 其它辅 助操作 查询航 行位置 操作 操作 操作 4.64.6 与现有系统的比较的优越性与现有系统的比较的优越性 3GTPSS 同现有系统的比较主要有如下二方面的优越性： 1、结合最新的 3G 无线通讯技术，能够在终端与服务端间传送视频、图片等大容 量信息的通讯瓶颈问题。 2、系统以 3G 手机为硬件目标依附平台，以此系统为基础的后续研发，能够实现 把本系统从模拟环境到真正的 3G 手机平台的移值，降低系统的部署成本，可大大提 宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 11 高系统的实用性。 4.74.7 采用采用 3GTPSS 可能带来的影响可能带来的影响 为我国海上预警与搜救或类似系统的研发与实施提供较好的参与价值，能够降低 系统的建设与运行成本，提出 3G 无线网在海上预警与搜救系统中的应用解决方案。 4.84.8 技术可行性评价技术可行性评价 1、3G 无线通讯是基于传输大容量多媒体而设计的第三代无线网络，所以对于在 3G 网络下传输视频切实可行。 2、手机模拟终端系统与真正的手机的功能十分接近，目前，市场上提供大量的 手机模拟终端系统，能够在模拟系统中进行个性的开发，能够满足许多关于多媒体技 术设计的要求。 3、如今的 GPS 定位信息比较准确，可通过市场上的定位产品方便地获取定位信 息，稍作处理即可借用到本系统定位业务中。 4、无线下的视频的传输与数据安全算法成熟可靠，完全可以沿用到本系统，能 够保证多媒信息在本系统中的安全、稳定的传输。