环境自动监控系统建设方案

安阳市环境自动监控系统安阳市环境自动监控系统 建建 设设 方方 案案 2009 年年 11 月月 目录目录 1.1.项目概况项目概况1 1 1.1.项目背景.1 1.2.建设目标.1 1.3.建设原则.2 1.4.建设内容.3 1.4.1.硬件建设 3 1.4.2.软件建设 4 2.2.总体规划总体规划7 7 2.1.总体技术路线.7 2.1.1.开发技术 7 2.1.2.面向服务的架构 .11 2.1.3.GIS 技术 11 2.1.4.视频监控技术 .13 2.1.5.消息中间件技术 .13 2.2.系统总体架构13 2.2.1.总体逻辑图 .13 3.3.硬件建设硬件建设1616 3.1.网络系统建设18 3.2.数据中心建设19 3.3.机房环境建设22 3.4.监控中心建设23 3.5.移动平台建设24 4.4.环境自动监控平台建设环境自动监控平台建设2626 4.1.基础支撑软件26 4.1.1.操作系统 .26 4.1.2.数据库系统 .28 4.1.3.地理信息系统 .29 4.1.4.数据交换系统 .32 4.2.环境自动监控平台软件建设34 4.2.1.综合办公平台 .34 4.2.2.地表水责任目标断面自动监控系统 .38 4.2.3.城市环境空气质量自动监监控系统 .42 4.2.4.环境综合整治重点区域环境空气质量自动监控系统 .47 4.2.5.辐射环境质量自动监控系统 .51 4.2.6.放射性污染源自动监控系统 .54 4.2.7.突发环境事件应急管理系统 .55 4.2.8.环保移动执法系统 .60 2369 智能投诉受理系统 62 4.2.10. 中心数据库建设 .64 4.2.11. 环境信息综合查询分析系统 .68 1. 项目概况项目概况 1.1.项目背景项目背景 在改革开放三十年来的伟大进程中，安阳市环境保护工作在市委、市政府 的正确领导下，解放思想，开拓创新，为落实环境保护基本国策、推进经济社 会可持续发展做出了积极贡献，取得了重大成就。伴随着环境保护事业的不断 前进，安阳环境自动监控能力建设也取得了较快发展。但当前安阳市面临的环 境形势依然严峻，环境自动监控能力与国家、河南省的要求和环保工作需要还 有较大差距，环境自动监控系统建设水平亟待提高。 按照河南省污染物总量减排及对加快环境自动监控系统能力建设的要求， 结合当前我市环境管理的实际，通过两至三年的建设，建立起完备、先进的环 境自动监控系统，全面提升环境管理水平，用科学化、现代化、信息化武装环 保队伍。为完成河南省下达的任务，本着“科学规划、积极建设、可靠运行” 的原则，确定的安阳市环境自动监控系统的建设内容包括环境自动监控平台、 水及空气环境质量自动监测系统、辐射环境质量及放射源自动监控系统、突发 环境应急管理系统、环保移动执法等内容。 环境自动监控平台部分是安阳市环境自动监控系统建设的重要组成部分和 基础，是各子系统的联系纽带和展现载体，必须重点抓好建设。 1.2.建设目标建设目标 建设规范化、自动化、信息化的安阳市环境自动监控系统，为环保责任目 标考核、总量减排、环境管理、环境执法提供科学、准确、及时、有效的数据， 提供有力的技术保障。 安阳市环境自动监控系统建设规划包括：综合办公平台、城市环境空气质 量自动监控系统、环境综合整治重点区域环境空气质量自动监控系统、地表水 责任目标断面自动监控系统、放射性污染源自动监控系统、辐射环境质量自动 监控系统、突发环境事件应急管理系统、环保移动执法系统、12369 智能投诉 受理系统、中心数据库建设、环境综合信息查询分析系统、数据交换系统、地 理信息系统等。 总体要求：科学规划、积极建设、可靠运行。 具体要求： 环境自动监控系统涉及到多协议和多网络的复杂环境，需要认真进行系统 需求分析，在建设时必须能满足以下目标： 必须充分利用现有成熟的网络技术和通信技术，经过扩展后形成环保业 务系统业务专用网络，为保证环保局环境信息系统的运行提供网络环境。 必须能实现业务相关的所有业务单位以监控中心为核心的横向与纵向的 连接，在满足本次系统建设需要的同时，逐步促进其他各个系统的建设，提高 各业务的网络化应用水平，实现各业务信息系统之间的信息共享。 实现统一的业务管理和数据交换与共享。 完善与规范在线监测网络建设，实现各个监测点位与监控中心联网，保 证联网的质量。 1.3.建设原则建设原则 建设过程遵循的如下主要原则： 统一性原则统一性原则 按照市委、市政府和省环保厅的有关部署，安阳环境自动监控系统应统一 规划、统一标准，分期逐步建成。系统的建设遵循省环境保护厅环境自动监控 系统的建设要求 先进性与实用性相结合先进性与实用性相结合 系统要采用国际上先进、成熟、实用的技术，既保证系统实现的功能，又 要结合安阳市的环境现状。充分利用自身优势，借鉴国内外先进经验，认真比 较和选择多种技术路线，优化设计任务，使建成的系统既是技术先进的系统， 也是经济、合理、符合实际需求的系统。 可靠性与继承性原则可靠性与继承性原则 环境自动监控平台建设既要保证数据采集和传输的可靠性、数据存储的可 靠性、数据展现的可靠性。系统在设计过程中还要充分考虑继承和利用已有的 硬件设备和软件系统，在原有基础上进行整合，在整合的基础上提高。 以数据为中心和数据流驱动原则以数据为中心和数据流驱动原则 把数据作为设计的中心，对各种业务数据、空间数据进行整合和集约化处 理，建立数据中心，建立动态或静态关联模型，采用关系数据库管理空间数据， 实现数据的有效管理，保证信息系统的稳定性。以数据流（包括数据的走向和 信息量）作为网络构建的约束条件。 数据标准化和规范化原则数据标准化和规范化原则 数据中心中的数据必须满足相应的计算机信息规范和环境信息标准规范， 包括对数据属性的统一定义、数据字典和约束条件的统一定义，对不符合标准 和规范的数据进行整合和处理。 开放性、可扩充性开放性、可扩充性原则原则 操作系统、数据库管理系统、网络方案采用国际上主流的平台和技术，确 保系统开放性、可扩充性和扩展性。数据库设计和功能设计充分考虑日益增长 的业务需求，便于系统的扩充。应用软件和模型，严格按照软件工程技术进行 设计和开发，保证系统的可维护性和较长时间的使用期。充分考虑与信息化建 设的接口连接，数据中心数据应在安全授权的统一条件下，指定统一的接口标 准，为业务系统提供信息服务。 系统易操作与标准化系统易操作与标准化原则原则 该系统设计将考虑到系统操作方便、易学、直观，适合安阳市环保系统各 级工作人员的不同层次要求。同时要求系统的开发遵循主管部门对软硬件、数 据库、网络协议的有关规范和指南，以利于系统的有效运用。 安全性、保密性和共享性的原则安全性、保密性和共享性的原则 系统设计与开发遵循安全性、保密性和共享性的原则，处理好数据资源共 享与数据安全保密的关系。数据库设计充分考虑安阳市数字环保的总体设计和 规划，保证能够与各相关单位的数据共享。 系统稳定性原则系统稳定性原则 系统在设计过程中要充分考虑环保业务和环保数据的变化性，按照软件工 程理论，剥离业务与数据，剥离业务与表示，通过多层的技术来实现各司其职， 将系统的核心部门保持稳定，将变化集中在应用表现上面，当用户业务逻辑改 变时，仅需要更改其中的相关层次，从而使得系统具有较长的使用期。 1.4.建设内容建设内容 1.4.1. 硬件建设硬件建设 硬件建设包括网络系统建设、数据中心建设、机房环境建设、监控中心建 设和移动平台建设等内容。 硬件建设的各个部分是一个相互连接的整体，共同构成本项目的信息系统 基础架构平台。 硬件建设的设计依据包括： 1） 河南省人民政府办公厅关于加强环境自动监控系统建设管理工作的意 见 （豫政【2008】79 号） 2） 河南省环境保护厅关于加快省辖市级环境自动监控中心建设的通知 （豫环文【2009】53 号） 3） 河南省省辖市级环境自动监控中心建设规范 4） 电子计算机机房设计规范(国标 GB 50174-93） .网络系统建设网络系统建设 网络系统是连接各个硬件子系统的数据传输平台，是整个项目硬件建设的 基础。 .数据中心建设数据中心建设 数据中心提供数据存储、管理、备份和灾难恢复等机制，保障数据的可用 性、可靠性、完整性和安全性。 .机房环境建设机房环境建设 机房环境建设为数据中心提供环境保障，确保数据中心运行的电源保障、 温湿度控制、消防安全和物理安全。 .监控中心建设监控中心建设 监控中心为举行监控会议、进行监控指挥、以及监控值班等提供具备多媒 体功能的场所，并为监控中心的各种设备提供恒温恒湿的运行环境。显示系统 通过彩色大屏为环境决策和管理提供了图形化、可视化的展示工具，使海量枯 燥的环境数据和监控图像能够直观、形象、快捷地呈现出来。 .移动平台建设移动平台建设 移动平台为环境自动监控系统的报警功能和移动办公系统实现提供基础硬 件平台。通过采用移动运营商（移动、联通）提供的 MAS 服务器，实现手机 短信功能和手机办公功能。 1.4.2. 软件建设软件建设 软件建设包括综合办公平台建设、环境质量自动监控系统建设（水、气） 、 辐射及放射环境质量自动监控系统建设、移动执法系统建设、12369 智能投诉 系统建设、突发环境事件应急管理系统系统建设、环境综合信息查询分析系统 等。 .综合办公平台综合办公平台 “综合办公平台”是环境自动监控系统的建设重要内容之一，为管理部门 提供现代化的日常办公条件及丰富的综合信息服务，提高办公效率和管理水平， 实现各部门日常业务工作的规范化、电子化、标准化。 .地表水责任目标断面自动监控系统地表水责任目标断面自动监控系统 “地表水责任目标断面环境质量自动监控系统”的建设从数据建设、数据 查询、统计分析、数据报表、报警功能、监测设备监控、GIS 集成、视频监控 集成、数据通讯、数据交换和数据同步、日志管理等功能方面着手完成该系统 的建设。 .城市环境空气质量自动监控系统城市环境空气质量自动监控系统 “城市环境空气质量自动监控系统”的建设从城市环境空气质量基础数据 建设、数据审核、数据查询统计、数据报表、统计分析、监测设备运行监控、 数据交换建设、GIS 接口开发、视频监控集成等方面着手完成该系统建设。 .环境综合整治重点区域环境空气质量自动监控系统环境综合整治重点区域环境空气质量自动监控系统 “环境综合整治重点区域环境空气质量自动监控系统”的建设从城市环境 空气质量基础数据建设、数据审核、数据查询统计、数据报表、统计分析、监 测设备运行状态、数据交换建设、GIS 接口开发、视频监控集成等方面着手完 成该系统建设。 .辐射环境质量自动监控系统辐射环境质量自动监控系统 “辐射环境质量自动监控系统”能够监控、统计、分析辐射自动站现场数 据采集仪上报的监测数据信息、监督管理监测设备运行状态，及时、准确的掌 握安阳市辐射环境质量情况。 .放射源性污染源自动监控系统放射源性污染源自动监控系统 “放射性污染源自动监控系统”能够集中监控、统计、分析放射源现场数 据采集仪上报的监测数据信息、监督管理监测设备运行状态，及时预警放射性 污染事故的发生。 .突发环境事件应急管理系统突发环境事件应急管理系统 突发环境事件应急管理系统大体可分为成五个平台：应急支撑平台、应急 预防平台、应急准备平台、应急指挥平台和应急总结与评估平台，为安阳市突 发环境事件的处理提供信息保障。 .环保移动执法系统环保移动执法系统 “环保移动执法系统”是将移动信息化技术应用到环境管理工作中。通过 建设环保移动执法系统，推进环境管理工作达到主动、精确、快速和统一的目 标。 .12369 智能投诉受理系统智能投诉受理系统 “12369 智能投诉受理系统”是构建在数据交换平台之上，包括各种人工 和自动报警终端，统一接处警、分类/分级处警、指挥调度系统、各联动部门指 挥系统和辅助决策系统共五个部分，实现统一接警、多方联动。 0. 中心数据库建设中心数据库建设 环境中心数据库根据统一规范、标准在一个平台实现对所有环境信息的集 中统一有序管理，打破环境管理中存在的信息孤岛现象，实现环境信息实时交 换与共享存储的目标，为数字环保远景目标实现提供核心基础。 1. 环境综合信息查询分析系统环境综合信息查询分析系统 “环境信息综合查询分析系统”是综合环境自动监控系统（水、气、污染 源、辐射、放射）的各种信息，增强环境数据共享服务能力，为环境管理、政 府决策、环境信息公开提供全面的多层次的环境数据服务。 2. 数据交换系统数据交换系统 建立一个统一的数据交换平台，可以在安阳市环保局的各个业务部门和直 属单位之间提供数据交换、共享的有效途径,并为未来的建设项目审批数据、污 染源监督性监测数据、总量控制管理数据、环境统计数据的上报和传输提供技 术支撑。 3. 地理信息系统地理信息系统 采用 ESRI 公司的 ARIGIS 应用平台构建以 ArcGIS 为基础的网络化地理信 息发布系统平台，开发环境自动监控 Web GIS 发布系统，实现安阳市水环境、 空气质量、污染源、固废及辐射数据的 Web GIS 共享和空间表达。 2. 总体规划总体规划 2.1.总体技术路线总体技术路线 2.1.1. 开发技术开发技术 安阳市环保局环境自动监控系统的开发采用 B/S 与 C/S 相结合的方式，使 用基于.NET 环境下的多层架构进行开发，使系统具有更好的灵活性、扩展性和 可靠性。 .三（多）层体系结构三（多）层体系结构 由于传统的二层结构存在以下局限： 它是单一服务器且以局域网为中心的，所以难以扩展至广域网范围等 大型应用模式；难以管理大量的客户机； 受限于供应商，整个系统与特定的应用程序联系紧密；软、硬件的组 合及集成能力有限。 基于以上因素，系统建设应以三层结构体系为主。三层结构是将应用功能 分成表现层、应用层和数据层三部分。其解决方案是对这三层进行明确分割， 并在逻辑上使其独立。 选用三层结构的优点： 系统管理简单，大大减少客户机维护工作量。基于 B/S 结构的应用模 式无需进行客户端维护工作。 具有灵活的硬件系统构成。对于各个层可以选择与其处理负荷和处理 特性相适应的硬件，方便地实现负载均衡。清晰、合理地分割三层结 构并使其独立,可以使系统构成的变更非常简单。因此，被分成三层的 应用基本上不需要修正。 提高程序的可维护性。三层 B/S 结构中，应用的各层可以并行开发， 各层也可以选择各自最适合的开发语言。因为是按层分割功能,所以各 个程序的处理逻辑变得比较简单。 .XML 技术技术 XML（可扩展标记语言）简化了数据交换、进程间消息交换这一类的事情。 XML 是一个精简的 SGML，它将 SGML 的丰富功能与 HTML 的易用性结合 到 Web 的应用中。 XML 精简了许多 SGML 难得用一次的功能。 XML 设计中也考虑了它的 易用性。易用性来自两个方面：一方面用户编写 Web 页面方便，另一方面设 计人员实现 XML 浏览器也不太困难。 NET FRAMEWORK .NET Framework 是支持生成和运行下一代应用程序和 XML Web services 的内部 Windows 组件。.NET Framework 旨在实现下列目标： 提供一个一致的面向对象的编程环境，而无论对象代码是在本地存储 和执行，还是在本地执行。但在 Internet 上分布，或者是在远程执行 的。 提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境。 提供一个可提高代码（包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的 代码）执行安全性的代码执行环境。 提供一个可消除脚本环境或解释环境的性能问题的代码执行环境。 使开发人员的经验在面对类型不相同的应用程序（如基于 Windows 的 应用程序和基于 Web 的应用程序）时保持一致。 按照工业标准生成所有通信，以确保基于 .NET Framework 的代码可 与任何其他代码集成。 .NET Framework 具有两个主要组件：公共语言运行库和 .NET Framework 类库。公共语言运行库是 .NET Framework 的基础。可以将运行库看作一个在 执行时管理代码的代理，它提供内存管理、线程管理和远程处理等核心服务， 并且还强制实施严格的类型安全以及可提高安全性和可靠性的其他形式的代码 准确性。.NET Framework 的另一个主要组件是类库，它是一个综合性的面向对 象的可重用类型集合，可以使用它开发多种应用程序，这些应用程序包括传统 的命令行或图形用户界面 (GUI) 应用程序，也包括基于 ASP.NET 所提供的最 新创新的应用程序（如 Web 窗体和 XML Web services） 。 .NET Framework 可由非托管组件承载，这些组件将公共语言运行库加载到 它们的进程中并启动托管代码的执行，从而创建一个可以同时利用托管和非托 管功能的软件环境。 综上所述，有了.NET Framework 支持，系统将运行的更加安全，可靠。 .ASP.NET、C ASP.NET 不仅仅是 Active Server Page (ASP) 的下一个版本；它还提供了 一个统一的 Web 开发模型，其中包括开发人员生成企业级 Web 应用程序所 需的各种服务。ASP.NET 提供一种新的编程模型和结构，可生成伸缩性和稳定 性更好的应用程序，并提供更好的安全保护。可以通过在现有 ASP 应用程序 中逐渐添加 ASP.NET 功能，随时增强 ASP 应用程序的功能。 ASP.NET 是一个已编译的、基于 .NET 的环境，可以用任何与 .NET 兼 容的语言（包括 Visual Basic .NET、C# 和 JScript .NET）创作应用程序。另外， 任何 ASP.NET 应用程序都可以使用整个 .NET Framework。开发人员可以方便 地获得这些技术的优点，其中包括托管的公共语言运行库环境、类型安全、继 承等等。 ASP.NET 可以无缝地与 WYSIWYG HTML 编辑器和其他编程工具（包括 Microsoft Visual Studio .NET）一起工作。这不仅使得 Web 开发更加方便，而 且还能提供这些工具必须提供的所有优点，包括开发人员可以用来将服务器控 件拖放到 Web 页的 GUI 和完全集成的调试支持。ASP.NET 还引入了大量的 进程控制，大大提高了程序的可用性，同时也有助于处理那些 ASP 过去常常造 成堵塞的情况，大大提高了系统的工作效率。 2.1.2. 面向服务的架构面向服务的架构 面向服务的体系结构（service-oriented architecture，SOA）是一个组件模型， 它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口 和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务 的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可 以以一种统一和通用的方式进行交互。 这种具有中立的接口定义（没有强制绑定到特定的实现上）的特征称为服 务之间的松耦合。松耦合系统的好处有两点，一点是它的灵活性，另一点是， 当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它能够 继续存在。而另一方面，紧耦合意味着应用程序的不同组件之间的接口与其功 能和结构是紧密相连的，因而当需要对部分或整个应用程序进行某种形式的更 改时，它们就显得非常脆弱。 对松耦合的系统的需要来源于业务应用程序需要根据业务的需要变得更加 灵活，以适应不断变化的环境，比如经常改变的政策、业务级别、业务重点、 合作伙伴关系、行业地位以及其他与业务有关的因素，这些因素甚至会影响业 务的性质。我们称能够灵活地适应环境变化的业务为按需（On demand）业务， 在按需业务中，一旦需要，就可以对完成或执行任务的方式进行必要的更改。 此外，动态业务的工作流不仅可以包括部门之间的操作，甚至还可以包括 与不为您控制的外部合作伙伴进行的操作。因此，为了提高效率，您需要定义 应该如何得知服务之间的关系的策略，这种策略常常采用服务级协定和操作策 略的形式。 最后，所有这些都必须处于一个信任和可靠的环境之中，以同预期的一样 根据约定的条款来执行流程。因此，安全、信任和可靠的消息传递应该在任何 SOA 中都起着重要的作用。 2.1.3. GIS 技术技术 地理信息系统（Geographic Information System, 简称 GIS）作为获取、 处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛 关注和迅猛发展。 从技术和应用的角度，GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科 的角度，GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起 来的一门学科，具有独立的学科体系； 从功能上，GIS 具有空间数据的获取、 存储、现示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系统。 从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组 成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是 GIS 的重要内容；方法 为 GIS 建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响 和协调其它几个组成部分。 硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的外 围设备等等。 软件主要包括以下几类： 操作系统软件 数据库管理软件 系统开发软件 GIS 软件，等等。 GIS 软件的选型，直接影响其它软件的选择，影响系统解决方案，也影响 着系统建设周期和效益。 数据是 GIS 的重要内容，也是 GIS 系统的灵魂和生命。数据组织和处理是 GIS 应用系统建设中的关键环节，涉及许多问题： 应该选择何种（或哪些）比例尺的数据？ 数据精度是否能满足要求？ 数据格式是否能被已有的 GIS 软件集成？ 应采用何种方法进行处理和集成？ 采用何种方法进行数据的更新和维护，等等。 方法指系统需要采用何种技术路线，采用何种解决方案来实现系统目标。 方法的采用会直接影响系统性能，影响系统的可用性和可维护性。 人是 GIS 系统的能动部分。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建 设成败的重要因素。 2.1.4. 视频监控技术视频监控技术 系统集成视频监控系统，实现监控平台直接对各个监测点的监控图像进行 实时观看和控制。 2.1.5. 消息中间件技术消息中间件技术 消息中间件提供底层传输保障。消息中间件提供平台数据交换过程中可能 的大数据量的传输，支持数据交换中的断点续传，保证数据完整、可靠、高效 地传输到目的地，避免系统因为队列阻塞而引起丢失数据，在队列里的数据在 规定长的时间内能发送到接收端，并反馈信息。理论上，消息的传输可以通过 应用软件开发来实现，但考虑到信息交换是数据交换的重要手段，采用专业的 消息中间件方式可以提供良好的易用性、可扩展性、可管理性和对各种应用模 式的适应性。商用的消息中间件有广泛的使用案例，成熟的技术保障，标准的 通用 JMS 接口，和应用中间件通过配置无缝集成，从而提供平台的底层传输。 2.2.系统总体架构系统总体架构 2.2.1. 总体逻辑图总体逻辑图 按照安全、实用、开放、可扩展和可伸缩的建设原则，将安阳市环境自动监 控平台逻辑上分为 4 层，其中应用层又分为 3 个子层，如下图（一）： 图（一） 逻辑结构简化图，如下图（二）： 图（二） .逻辑层介绍逻辑层介绍 在图（二）中，从下到上依次是物理层、数据层、应用层和访问层，其中应 用层又分为三子层，分别是：应用支撑层、应用子系统层和应用集成层。 物理层物理层 物理层位于最下层，主要为安阳市环境自动监控平台软件提供硬件环境，分 为三方面内容：前端设备、数据传输、主机和存储等相关设备。 前端设备包括：监测设备、数据采集设备、视频信息采集设备、车载 GPS。 数据传输包括：通信层（VPN、GPRS、ADSL） 、计算机网络。 主机和存储等相关设备包括：主机系统、存储系统、视频会议、图像监控、 数据监测等。 数据层数据层 主要为安阳市环境自动监控平台提供数据存储环境，数据层处于物理层之上， 应用层之下，起承上启下的作用，一方面接收和存储来自物理层传输来的各种 数据（数字、视频） ，另一方面为应用层获取、运算、存储提供数据库环境。主 要建设数据库有：污染源数据库、环境质量数据库、辐射数据库、空间数据库、 政务资源库、综合数据库等。 应用层应用层 主要为安阳市环境自动监控平台用户提供软件功能服务，应用层处于数据层 之上，访问层之下，是系统和用户间的接口，分为三层：应用支撑层、应用子 系统层和应用集成层。 应用支撑层：将公共的服务进行抽象和封装，为应用层提供支撑，主要包括： 基础服务、业务服务和通讯服务。 应用子系统层：实现各业务系统功能，并按业务逻辑将软件功能进行封装和 分类，满足各级领导和各业务部门日常工作要求。 应用集成层（门户层）：利用门户技术、统一身份认证技术，将分散的各业 务子系统进行集成，解除信息孤岛和应用孤岛，并实现单点登录。 访问层访问层 主要为安阳市环境自动监控平台用户提供各种接入访问，在整个逻辑图中处 于最上层。主要接入访问方式有：台式电脑、便携电脑、PDA、传真、IP 电话、 移动指挥车等。 .逻辑层间关系逻辑层间关系 在整个逻辑结构中，各层逻辑上分离，但在实际物理环境中是连通的，图中 靠下面的逻辑层是靠上面的逻辑层的基础，是上层的支撑层，相邻层间，下面 层为上面层提供支撑和服务。 3. 硬件建设硬件建设 硬件建设包括网络系统建设、数据中心建设、机房环境建设、监控中心建 设和移动平台建设等内容。 硬件建设的各个部分是一个相互连接的整体，共同构成本项目的信息系统 基础架构平台。其中网络系统是连接各个硬件子系统的数据传输平台，是整个 项目硬件建设的基础；数据中心提供数据存储、管理、备份和灾难恢复等机制， 保障数据的可用性、可靠性、完整性和安全性；机房环境建设为数据中心提供 环境保障，确保数据中心运行的电源保障、温湿度控制、消防安全和物理安全； 监控中心为举行监控会议、进行监控指挥、以及监控值班等提供具备多媒体功 能的场所，并为监控中心的各种设备提供恒温恒湿的运行环境。显示系统通过 彩色大屏为环境决策和管理提供了图形化、可视化的展示工具，使海量枯燥的 环境数据和监控图像能够直观、形象、快捷地呈现出来。 硬件整体结构如下图： 3.1.网络系统建设网络系统建设 网络系统由局域网和广域网两个部分组成。 （1）局域网）局域网 局域网的主要功能是连接市环境保护局机关各个部门的计算机、打印机等 信息化设备的互联互通，由移动公司承建，包括大楼综合布线系统、楼层交换 机等，通过中心机房的核心交换机组成是环境保护局的网络传输平台。 Server GPRSGPRS ServerServerServerServer 监测站 监测站 监测站 监测站 ServerServerServer Server Server 省环保厅 Tel ephoneTel ephone IP 电话 路由器VPN 网关 防火墙 核心交换机 接入 交换机 服务器集群 FC 交换机 磁盘阵列柜 控制矩阵 显示大屏显示大屏 （2）广域网）广域网 广域网的主要功能是连接市环境保护局和省环境保护厅，同时提供与前端 监测站点的 VPN 网连接。 3.2.数据中心建设数据中心建设 数据中心建设主要由服务器和存储两大类设备组成。服务器是系统软件、 平台软件和应用软件运行的硬件基础，存储是数据保存和管理的物理介质。 市环境保护局的服务器的数量和配置根据应用系统的需要选择，同一业务 核心交换机 楼层交换机 GPRSGPRS 监测站 监测站 监测站 监测站 省环保厅 路由器VPN 网关 防火墙 核心交换机 的多个应用可运行在一台服务器上。 存储系统根据省环境保护厅的要求，要组建专业的存储网络，由光纤通道 交换机、服务器 HBA 卡、光纤接口磁盘阵列等组成。并配置磁带库作为数据 灾难备份和恢复的硬件平台。 在原有服务的基础上，再新采购 3 台服务器。服务器选用 IBM System x3850 M2 服务器。 产品特性 第四代 IBM X 架构芯片组增强设计提供了卓越的性能、平衡的设计以及 久经考验的可靠性。 Active Memory 具有 Memory ProteXion、热增加内存 和 Chipkill 内存等特性，提供了更高水平的可靠性和可用性，从而有助于缩 ServerServerServerServerServer ServerServerServer Server Server 核心交换机 服务器集群 FC 交换机 磁盘阵列柜 短停机时间并保持数据完整性。 内存可用性是前几代使用 32 个 DIMM 插槽 的内存的两倍，运行 DDR II PC2-5300 带来了更加平衡的整体系统设计。 借 助 ScaleXpander Option 套件可以升级到可扩展系统，从而使客户能够根据其 业务需求变化来灵活扩展。 技术规格 项目项目参数参数 外形/高度机架式/每个机箱 4U 处理器（最大） 英特尔 至强 7400 系列，最高 2.66 GHz（六核）/前端总线 1066 MHz 处理器数量 （标配/最大） 每个机箱 2/4（可选 2、3、4 机箱支持） 缓存（最大）高达 16 MB 内存（最大） 4 GB 或 8 GB/最大 256 GB PC2-5300 DDR II 扩展插槽总共 7 个 PCI-Express 半长（2 个热插拔） 磁盘托架 （总数/热插拔） 4/4 2.5 英寸串行连接 SCSI （SAS） 最大内部存储容量 每机箱 587 GB SAS（支持 73.4 GB 和 146.8 GB 硬盘驱动器） 网络接口集成的双千兆以太网，带 TCP-IP 卸载引擎 电源（标配/最大） 1440W 220V 2/2 热插拔组件电源、风扇、内存、硬盘驱动器和 PCI-Express 适配器 RAID 支持集成 RAID-0 和 RAID-1，可选 RAID-5 系统管理 Alert on LAN 2、服务器自动重启、 IBM Director、IBM ServerGuide 、Remote Supervisor Adapter II SlimLine、光通路诊断（单独供电）、适用于硬盘 驱动器/处理器/VRM/风扇/内存的预测性故障分析、Wake on LAN、动态系统分析 （DSA） 支持操作系统 32 位和 64 位 Microsoft Windows Server 2003（标准版、 企业版和数据中心版）、32 位和 64 位 Red Hat Enterprise Linux 和 SUSE Enterprise Linux（Server 和 Advanced Server）、VMware ESX Server 有限保修3 年客户更换元件和现场有限保修 硬件配置 2 颗英特尔至强 7400 四核处理器，主频 2.40 GHz，带 16 MB 二级缓存。 选装 16GB DDRII 内存，256MB 缓存 RAID 控制器 ServeRAID 8i（支持 RAID 0/1/10/5） ，4 块 146GB SAS 硬盘，热插拔冗余电源。 3.3.机房环境建设机房环境建设 （1）机房装修）机房装修 地板：机房区地面铺设符合国家标准 SJ/T10796-2001 的全钢无边白底 碎花贴面防静电活动地板，规格 60060035mm。铺设高度为距原地 面 150mm。根据电子计算机机房设计规范(GB50174-93） ，机房区地 板下清理后刷 2 遍防尘防潮漆。 。 顶板：采用铝质微孔方板吊顶，规格：6006000.8mm。 墙面：采用乳胶漆涂刷。 门窗：机房区主门继续使用现有的防盗防火门；窗户采用双层密封， 配窗帘盒和深色窗帘。 网络 机柜 1 网络 机柜 2 服务 器机 柜 1 服务 器机 柜 2 电池柜 2 电池柜 1 U P S 1 U P S 2 （2）机房空调 设备机房选用 1 台带换气功能的 2 匹分体壁挂式空调机。 （3）配电系统 总电源 总电源由大楼配电房接入机房配电柜，电缆到为阻燃三相五线电缆。 配电柜 机房设一个一体化配电柜，负责机房及视频会议室所有照明、空调、计算 机、网络、消防、门禁、电视监控、应急照明等重要设备的供电。 计算机设备供电 采用 UPS 供电。 动力设备供电 空调系统用电和照明、维修等辅助设备采用市电直接供电。 （4）机房照明 照明设计标准 符合国家标准电子计算机机房设计规范GB50174-93 中相应的规定的： “机房内在距地 0.8m 处不低于 200LX”的标准。 设备机房照明 机房采用 600600mm、320W 无眩光隔栅日光灯具，共安装 3 组。使用 强弱两种开关控制模式，强光为灯管全部点亮，弱光只点亮中间的灯管。灯具 采用 1 比 1 电子镇流器。机房内的应急照明由 UPS 供电。 （5）UPS 不间断电源 根据目前机房设备的电力消耗功率，适度考虑未来的发展，配置 1 台 16 千 伏安的 UPS 不间断电源和保障 2 小时供电的蓄电池组，保障服务器、路由器、 交换机等信息化设备的不间断供电，并提高电源质量。 3.4.监控中心建设监控中心建设 （1）显示大屏 显示大屏采用南阳首控光电有限公司开发生产的 60 英寸 DLP 大屏 23拼 接墙系统，包括与之相配套的矩阵等设备，组成一个完整的显示系统。 大屏与控制台的设计如下图： （3）音响系统 在监控中心配置一套音响系统，包括调音台、音频功率放大器、高保真音 箱、麦克风、DVD 播放机等。 （2）房间装修。 地板：监控中心区地面铺设符合国家标准 SJ/T10796-2001 的全钢无边 白底碎花贴面防静电活动地板，规格 60060035mm。铺设高度为距 原地面 150mm。 顶板：采用石膏板造型吊顶、乳胶漆饰面。 墙面：采用铝塑板饰面。 门窗：监控中心区出入门采用木质成品门；窗户采用双层密封，配窗 帘盒和深色窗帘。 3.5.移动平台建设移动平台建设 移动短信平台的设备由移动供应商提供，主要是 MAS 服务器，通过移动 专线或 Internet 与移动公司行业网关进行通信，完成短信告警及移动执法在移 动终端上的展现。系统设备如下图所示： 显 示 大 屏 控 制 台 控制矩阵 显示大屏显示大屏 内部架构如下图： 4. 环境自动监控平台建设环境自动监控平台建设 4.1.基础支撑软件基础支撑软件 4.1.1. 操作系统操作系统 操作系统采用 Windows Server 2008。Windows Server 2008 是下一代 WINDOWS SERVER 操作系统，可以帮助信息技术专业人员最大限度地控制其基础 架构，同时提供空间的可用性和管理功能，建立比以往更加安全、可靠和稳定 的服务器环境。Windows Server2008 可确保任何位置的所有用户都能从网络获 取完整的服务，从而为组织带来新的价值。WindowsServer2008 还能对操作系 统的深入洞察和诊断功能，使管理员将更多时间用于创造业务价值。 与 Windwos Server 2003 相比，Windwos Server2008 还为基础操作系统 提供了强大的功能改进。值得注意的功能改进包括：对网络、高级安全功能、 远程应用程序访问、集中式服务器角色管理、性能和可靠性监视工具，故障转 移集群、部署以及文件系统的改进。上述功能改进和其他改进可帮助组织最大 限度地提高灵活性、可用性和对其服务器的控制。 Windwos Server 2008 的优势 WebWeb：Windows Server 2008 使您能够有效地提供基于 Web 的丰富体验，获 得改进的管理和诊断功能、开发和应用程序工具、较低的基础结构成本。 应用程序和服务的强大 Web 平台 Internet InformationServices7.0 简化了 WEB 服务器管理。该模块化平台提供了简 化的、基于任务管理的界面、更好的跨站点控制、安全增强以及集成的 We 服务器健康管理。 基于任务的界面简化了通用管理 web 服务器任务。 跨站点复制使您能够跨多个 Web 服务器轻松复制 Web 站点，不需进 行额外配置 应用程序和站点的委派管理使您能够将 Web 服务器不同部分的控制 权委派给需要的人员 交付灵活而全面的应用程序，保护用户与用户以及用户与数据库的 连接，使他们能够看见、共享和处理信息。 虚拟化：虚拟化：通过其内置的服务器虚拟技术，Windows Server 2008 使您能够 降低成本、提高硬件使用率、优化基础结构并提高服务器可用性。 内置虚拟技术可以在单个服务器上虚拟 Windows Linux 等多个操作 系统。通过操作系统内置的虚拟技术和更加简单、灵活的授权策略，现在 可以更容易地利用虚拟化的各种优势并节省成本。 集中式应用程序的访问和远程发布应用程序的无缝集成。功能改进 还使系统可以跨越防火墙的连接到远程应用程序，无需用 VPN，因此您可以 快速响应位于任何位置用户的需求。 新的部署选项提供您更适合您的环境方法。 与现有环境互操作 活跃的技术社区提供最适合您的环境方法 安全性：安全性：Windows server 2008 是目前为止最安全的 Windwos Sserver 环 境。其稳定的操作系统和安全创新技术，包括 Network Access Protection、Federated Rights Manager、Read-Only Domain Controller ,对 网络、数据和业务提供有史以来最安全的保护。 安全创新技术减少了内核的攻击面，创建了更加稳定和安全的服务 环境。一次保护您的服务器 Network Access Protection 使您能够隔离不遵从安全策略的计算 机，因此保护您的网络访问。强制实施安全要求的能力是保护网络的有效 方法。 智能规则和策略创建的增强型解决方案，可加强对网络功能的控制 和保护，使您可以有一个策略驱动型网络。 数据保护可确保数据只能被具有正确安全上下文的用户访问，并且 在硬件发生故障时确保数据可用。 新的身份认证体系结构的使用 UserAccountCONtrol 保护系统免受 恶意软件攻击。 ExpandedGroupPolicy 提高了对用户设置控制 业务工作负载的坚实基础：业务工作负载的坚实基础：Windows Server 2008 是近为止最灵活、最稳 定的 Windows Server 操作系统。 通过新的技术和功能，如 ServerCore、PowerShell、Windows Deployment services 以及增强的网络和 集群技术，Windows Server 2008 为您提供了功能最全面、最可靠的 Windwos 平台，可满足所有工作负载和应用程序的要求。 高级可靠性功能减少了访问、工作、时间、数据和控制方面的损失， 提高了可靠性。 通过使用为服务器配置和监视提供一站式界面的新工具以及日常任 务的自动化处理，简化了 IT 结构的技术管理。 通过按需要安装角色和功能，简化了 Windows server 2008 的安装 和管理。服务器配置的定义可以最大限度地减少攻击面并能减少软件更新 要求，简化了当前的维护工作。 强大的诊断工具能够有效查明和解决问题，这些工具使您能够在物 理和虚拟两方面持续洞察服务环境。 加强了对位于远程位置（如分支办公室）的服务器控制。通过优化 的服务器管理和数据复制功能，您可以为用户提供更好的服务，并可使管 理工作变得轻松起来。 4.1.2. 数据库系统数据库系统 采用用大型关系型数据库 Oracle10g，利用 RAC 技术实现数据库集群，提 高应用系统访问效率。 Oracle 数据库系统是美国 ORACLE 公司（甲骨文）提供的以分布式数据库 为核心的一组软件产品，是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)或 B/S 体系结构的数据库之一。 ORACLE 数据库是目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统，作为一个通 用的数据库系统，它具有完整的数据管理功能；作为一个关系数据库，它是一 个完备关系的产品；作为分布式数据库它实现了分布式处理功能。 Oracle10g 的优势： Oracle 真正应用集群 Oracle 真正应用集群是通过集群技术来利用多个互连的计算机处理能 力的计算环境。Oracle 真正应用集群允许从集群化的系统配置的多个节点 访问单个数据库，使应用程序和数据库用户不受硬件和软件故障的影响， 同时提供了随硬件环境而扩展的高性能。 Oracle 高级安全性 Oracle 高级安全性 (ASO) 为 Oracle 数据库提供了网络加密和一整 套功能强大的验证服务。网络加密是利用行业标准的数据加密和数据集成 算法来实施的。这为部署提供了一个编码和密码增强的选择。强大的验证 服务支持一套全面的符合行业标准第三方验证选项。验证选项包括 Oracle 数据库的单点登录服务，这是通过与现有的验证框架和双方验证选择（如 智能卡和令牌卡）进行互操作而实现的。 Oracle 标签安全性 Oracle 标签安全性为详细的访问控制提供了先进和灵活的基于行标签 的安全性。Oracle 标签安全性应用了政府、国防和商业机构使用的标签概 念来保护敏感信息，提供数据分离，并包含了强大的工具来管理策略、标 签和用户标签授权。 Oracle OLAP Oracle OLAP 是一个可伸缩、高性能的计算引擎，它为开发分析应用 程序提供了完全集成的管理。Oracle OLAP 完全集成在数据库中，并提供 了一整套分析功能。例如，预测分析可以用来预测市场趋势、预测产品生 产需求以及生成企业预算和财务分析系统。利用复杂、多维的查询和计算， 可以获得诸如市场份额和净现值等信息。Java OLAP API 提供了高效的面 向对象的方法，以构建需要复杂的分析查询功能应用程序。 Oracle 数据挖掘 Oracle 数据挖掘允许公司构建高级商务智能应用程序，这些应用程序 能够挖掘企业数据库，洞察新的问题，并将这些信息集成到商务应用程序 中。Oracle 数据挖掘嵌入了数据挖掘功能，以进行分类、预测和关联。所 有的建模和评分功能都可以通过基于 Java 的 API 来访问。 Oracle 空间数据库（Oracle Spatial） Oracle Sp