【正文】 智慧環(huán)保物聯(lián)網污染源智能監(jiān)控系統(tǒng)項目建設方案XXXXXX2014年7月56 / 60目 錄第一章 系統(tǒng)建設背景及意義 1 系統(tǒng)建設背景 1 系統(tǒng)建設思路 1 系統(tǒng)應用對象及作用 2 系統(tǒng)應用對象 2 智慧環(huán)保的作用 2第二章 系統(tǒng)總體設計 4 系統(tǒng)總體架構 4 環(huán)保云計算基礎設施模式 5 環(huán)保云計算的架構層 6 系統(tǒng)設計原則及依據 8 系統(tǒng)設計原則 8 系統(tǒng)設計依據 9 總體框架設計的要點 10 建設環(huán)境智能監(jiān)控中心庫 10 建設“數(shù)據共享交換平臺”，為跨部門、跨地區(qū)統(tǒng)籌協(xié)調、協(xié)同執(zhí)法提供基礎支撐 11 建立自上而下面向不同部門的多級應用體系結構 11 項目非功能性設計 11第三章 項目建設技術路線設計 13 MIS、在線監(jiān)測和GIS一體化集成技術 13 B/S多層分布式技術 13 中間件技術 13 組件化、構件化開發(fā)技術 14 XML和Web Service技術 14第四章 系統(tǒng)建設方案 15 環(huán)保云計算平臺建設 15 環(huán)保云數(shù)據共享平臺建設 16 環(huán)保云數(shù)據資源中心 17 云數(shù)據交換平臺 17 環(huán)保物聯(lián)網智能監(jiān)控平臺建設 21 物聯(lián)網監(jiān)控系統(tǒng) 21 智能管理系統(tǒng) 28 移動應用系統(tǒng) 39 環(huán)境數(shù)據集成服務方案 46 環(huán)境數(shù)據集成標準標準 46 環(huán)境基礎數(shù)據 47 數(shù)據集成 48 國發(fā)軟件數(shù)據集成服務 49 數(shù)據集成方式 49 數(shù)據采集交換 50 基于ETL過程的數(shù)據整合 51 數(shù)據質量校驗服務 54第五章 售后服務計劃 55 規(guī)范化管理 55 應用軟件維護工作的內容 55 維護內容 55 維護方式 56 維護質量保障 56 售后服務項目 57 軟件升級服務 57 系統(tǒng)定期健康檢查、性能調優(yōu) 57 故障響應服務 57 培訓與研討服務 57 技術資料更新共享 58 售后服務管理 58第六章 項目概算編制 60 項目總投資概算 60 軟件平臺開發(fā)概算 60 平臺支撐軟件概算 61第一章 系統(tǒng)建設背景及意義 系統(tǒng)建設背景堅持環(huán)境保護基本國策是全面落實科學發(fā)展觀、構建社會主義和諧社會的必然要求。由于環(huán)境保護工作頭緒繁多、具體問題錯綜復雜、工作量也非常大，加之我國環(huán)境現(xiàn)場執(zhí)法力量嚴重不足，整體能力難以適應經濟社會發(fā)展的需要。因此，環(huán)境保護必須依靠科技手段大力提高環(huán)保信息化應用水平，不斷提高環(huán)境監(jiān)管和環(huán)境預警能力，為節(jié)能減排和綜合決策提供科學數(shù)據和有效的環(huán)境監(jiān)管平臺。國家發(fā)改委表示，“十二五”時期，我國要大力推進物聯(lián)網、云計算等新一代信息技術產業(yè)的發(fā)展，全面提高信息化水平，為經濟社會發(fā)展和重大民生工程建設提供強有力的支撐。而環(huán)保信息化則是重要的領域物聯(lián)網，把握物聯(lián)網的發(fā)展趨勢，利用云計算促進環(huán)保領域物聯(lián)網和互聯(lián)網的智能融合，推進“數(shù)字環(huán)?！毕颉爸腔郗h(huán)?！鞭D變，從而構建智慧地球。要從根本上促進我國環(huán)境保護信息化、現(xiàn)代化的進程，就必須把環(huán)境保護工作切實和先進的物聯(lián)網、云計算、3S等新一代信息技術結合起來，充分運用各種先進感知技術、網絡技術及信息技術構筑“更透徹的感知，更安全的互聯(lián)互通，更深入的智能化”的“智慧環(huán)?！蔽锫?lián)網體系，實現(xiàn)“監(jiān)、管、查、控”的統(tǒng)一，從而最大限度地提高中國環(huán)保信息化水平和監(jiān)管執(zhí)法水平，有效控制和削減排污總量，切實保障“十二五”減排任務如期完成，并以此為載體，進一步探索中國環(huán)保新道路。 系統(tǒng)建設思路針對我國長期缺乏先進科學的環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)察、監(jiān)控手段，無法為行政、法律、經濟等環(huán)境管理手段提供一套權威、科學、客觀、公正的依據的現(xiàn)狀，為了充分發(fā)揮云計算、物聯(lián)網等先進信息技術在環(huán)保領域中的巨大作用，促使中國環(huán)保工作實現(xiàn)全面信息化變革，XXXXXX在原有“數(shù)字環(huán)保”平臺基礎上，利用物聯(lián)網技術作為環(huán)境感知的應用支撐，云計算作為環(huán)保信息化的服務平臺，實現(xiàn)無所不在的環(huán)境感知監(jiān)控，把各類污染源信息和環(huán)境信息實時采集，建立統(tǒng)一的智能海量數(shù)據資源中心，進行數(shù)據挖掘、模型建立，從而為監(jiān)管部門提供總量控制、生態(tài)保護、環(huán)境執(zhí)法等服務的數(shù)據基礎，以更加精細和動態(tài)的方式實現(xiàn)環(huán)境管理和決策的“智慧”。 系統(tǒng)應用對象及作用 系統(tǒng)應用對象1) 面向政府部門智慧環(huán)保對環(huán)保部門提升業(yè)務能力提供支持。系統(tǒng)可以實現(xiàn)包括：水污染，空氣污染，噪聲污染，固廢污染，化學品污染，核輻射污染等所有環(huán)境信息的全面感知。智慧環(huán)保在環(huán)境質量監(jiān)測、污染源監(jiān)控、環(huán)境應急管理、環(huán)境信息發(fā)布等方面為環(huán)保行政部門提供監(jiān)管手段，提供及時準確的一手數(shù)據，提供行政處罰依據，有效提高環(huán)保部門的管理效率，提升環(huán)境保護效果，解決人員缺乏與監(jiān)管任務繁重的矛盾，是利用科學技術提高管理水平的典型應用。智慧環(huán)?？梢詫崿F(xiàn)環(huán)保移動辦公，還可以提供移動執(zhí)法，移動公文審批，移動查看污染源監(jiān)控視頻等功能。2) 面向企業(yè)智慧環(huán)?？梢蕴岣咂髽I(yè)管理水平，準確掌握企業(yè)產生的廢水、廢氣、廢渣的排放情況。比如生產線各流程產生的三廢排量過高，將影響去污設備的處理效果。智慧環(huán)保系統(tǒng)將自動監(jiān)控三廢排放情況，當去污設備無法完成凈化工作時，企業(yè)可自行停止生產，這樣可避免因超標排放或不合格排放所面臨的環(huán)保部門的罰單。同時，也能承擔起企業(yè)應有的社會責任。3) 面向公眾智慧環(huán)?？梢院芎玫貪M足公眾對于環(huán)境狀況的知情權，公眾可通過環(huán)境信息門戶網站了解當前環(huán)境的各種監(jiān)測指標，公眾可以通過環(huán)境污染舉報與投訴處理平臺，向環(huán)保部門提出投訴與舉報，從而幫助環(huán)保部門更加有效地管理違規(guī)排污企業(yè)，保持環(huán)境良好。 智慧環(huán)保的作用1) 環(huán)境監(jiān)控方面：建立全方位立體監(jiān)控網絡，對水污染源、氣污染源、放射源、機動車、水站、氣站、噪聲站等進行全面的監(jiān)控，方便、實時、全面的了解環(huán)境狀況。2) 企業(yè)評價方面：可以根據企業(yè)的排污狀況和環(huán)境行為，建立完善的企業(yè)信用評價體系，從而加強對企業(yè)的管理。3) 執(zhí)法方面：執(zhí)法人員在辦公室、監(jiān)控中心、甚至執(zhí)法現(xiàn)場可隨時隨地掌握企業(yè)實時的排污狀況（實時的濃度和某一時間段的總量）、排污設施工況運行情況（直觀的視頻圖像和各類運行參數(shù)）、黃標車輛或超標車輛所在的位置。領導可以隨時查看執(zhí)法人員所在的位置和行走的軌跡以及各類執(zhí)法任務完成的情況。4) 環(huán)境管理方面：可以對環(huán)境安全和企業(yè)的環(huán)境風險作出科學的評價，對環(huán)境風險高的企業(yè)進行預警；可以通過模型和評價體系解決重點城市、區(qū)域和流域重大環(huán)境管理問題。5) 環(huán)境預測預報方面：可以隨時了解實時的環(huán)境質量（大氣環(huán)境、水環(huán)境、聲環(huán)境和輻射環(huán)境）狀況，同時可以對某個區(qū)域的環(huán)境質量進行預測預報。6) 環(huán)境決策方面：可以針對環(huán)境質量較差的區(qū)域落實限批、停產、關停等環(huán)境經濟手段；可以準確核算區(qū)域環(huán)境資源容載能力，為產業(yè)結構調整提供科學依據。第二章 系統(tǒng)總體設計 系統(tǒng)總體架構智慧環(huán)保物聯(lián)網智能監(jiān)控系統(tǒng)基本架構圖如下：圖 11智慧環(huán)保物聯(lián)網智能監(jiān)控系統(tǒng)架構圖智慧環(huán)保物聯(lián)網智能監(jiān)控系統(tǒng)總體架構包括：感知層、傳輸層、智能應用層三部分。感知層基于物聯(lián)網技術，實現(xiàn)對環(huán)境質量、污染源、生態(tài)、輻射等環(huán)境因素“更透徹的感知”；傳輸層利用環(huán)保專網、電信運營商網絡，結合3G、衛(wèi)星通訊等技術，實現(xiàn)“更全面的互聯(lián)互通”；智能應用層采用云計算平臺進行整合資源，實現(xiàn)環(huán)保業(yè)務應用系統(tǒng)和信息服務門戶資源最大化共享，提供“更智慧的決策”。 環(huán)保云計算基礎設施模式環(huán)保云計算基礎模式是一個基于云計算的應用程序部署模式，它是環(huán)保信息化體系從“數(shù)字環(huán)?！毕颉爸腔郗h(huán)?！鞭D型的重要標志。環(huán)境信息網絡系統(tǒng)是環(huán)境信息化工作的基礎，要繼續(xù)加大環(huán)境信息網絡平臺建設力度，必須依托環(huán)保云計算基礎設施模式，將“環(huán)保內網”、“環(huán)保外網”和“互聯(lián)網”三個環(huán)境信息基礎網絡平臺融合。云計算的部署模式在環(huán)境信息網絡的基礎上，重新定義了環(huán)境信息網絡系統(tǒng)而對于環(huán)保信息化的價值，對于提高網絡管理與應用水平，加強網絡安全管理具有重要的意義。環(huán)保云計算的部署模式采用“混合云”模式，將公有云和私有云兩種服務方式的結合，它所提供的服務覆蓋“環(huán)保內網”、“環(huán)保外網”和“互聯(lián)網”三個環(huán)境信息基礎網絡，各類應用程序及基礎設施服務轉移到云平臺上?；旌显朴兄谔峁┌葱璧?、外部供應的擴展。用公用云的資源擴充專用云的能力可用來在發(fā)生工作負荷快速波動時維持服務水平。圖 12環(huán)保云計算的部署模式 環(huán)保云計算的架構層環(huán)保云計算可描述在從硬件到應用程序的任何傳統(tǒng)層級提供的服務。云計算意味著把 IT 基礎設施用作一項服務，而且該服務可以是從租用原始硬件到使用第三方 API 的任何事情。實際上，云服務提供商可分為如下三個類別的服務：把軟件即服務 （Software as a Service）、把平臺即服務（Platform as a Service） 以及把基礎設施即服務 （Infrastructure as a Service）。廣州城信所在環(huán)保云計算的架構層中提供的服務涉及SaaS、PaaS兩大領域，軟件即服務（SaaS）應用包括：環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)保移動執(zhí)法系統(tǒng)、危險廢物動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)、環(huán)保綜合業(yè)務管理系統(tǒng)等十大應用，平臺即服務（PaaS）應用包括：環(huán)保云數(shù)據資源中心、云數(shù)據交換平臺、地理信息基礎平臺等五大應用。圖 13環(huán)保云計算層級服務架構1）SaaS（軟件即服務）SaaS（軟件即服務），它不需要用戶將軟件產品安裝在自己的電腦或服務器上，而是按某種服務水平協(xié)議（SLA）直接通過網絡向專門的提供商獲取自己所需要的、帶有相應軟件功能的服務。本質上而言，軟件即服務就是軟件服務提供商為滿足環(huán)境信息化的某種特定需求而提供給環(huán)保部門應用軟件的計算能力。2）PaaS（平臺即服務）PaaS（平臺即服務），是指將一個完整的環(huán)境信息資源共享和托管模式，包括環(huán)境基礎信息、環(huán)境數(shù)據、數(shù)據交換服務和環(huán)境地理信息，它都作為一種服務提供給相應的環(huán)境信息系統(tǒng)應用。在這種服務模式中，即兼容原有環(huán)境信息資源，也可以按需擴展或增加服務內容，任何環(huán)境信息應用（軟件開發(fā)服務商）只需要利用PaaS平臺，就能夠創(chuàng)建、測試和部署應用和服務，與基于數(shù)據中心的平臺進行軟件開發(fā)相比，費用要低得多，這是PaaS的最大價值所在。PaaS關鍵是降低了環(huán)境信息應用系統(tǒng)開發(fā)和提供SaaS服務的門檻，而對于已經在提供SaaS服務的提供商而言，PaaS可以幫助部分提供商進行產品多元化和產品定制化服務，讓更多的ISV（獨立軟件開發(fā)商）成為其環(huán)境信息化平臺的客戶，從而開發(fā)出基于平臺的多種SaaS應用，使其成為多元化軟件服務供貨商。同時，PaaS降低了SaaS應用開發(fā)的門檻，提高了開發(fā)的效率。3）IaaS（基礎設施即服務）IaaS（基礎設施即服務），是指環(huán)保部門使用云計算技術來遠程訪問計算資源，這包括計算、存儲以及應用虛擬化技術所提供的相關功能。無論是最終用戶、SaaS提供商還是PaaS提供商都可以從基礎設施服務中獲得應用所需的計算能力，但卻無需對支持這一計算能力的基礎IT軟硬件付出相應的原始投資成本。 系統(tǒng)設計原則及依據 系統(tǒng)設計原則智慧環(huán)保物聯(lián)網智能監(jiān)控系統(tǒng)是環(huán)保信息化建設的重要部分，系統(tǒng)的設計將嚴格遵循環(huán)保部充分利用現(xiàn)代信息技術，加快建設先進的監(jiān)測預警體系與監(jiān)督執(zhí)法體系的要求，充分考慮各級環(huán)保局要求，并結合環(huán)保部門的業(yè)務需求進行具體設計。將系統(tǒng)建成一個高起點,易于擴充、升級、管理和使用的環(huán)境智能監(jiān)控網絡。因此，在設計時，我們突出了以下原則：1）統(tǒng)一性原則系統(tǒng)建設之前，必須進行總體規(guī)劃，統(tǒng)一設計、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理，建立在云計算平臺和物聯(lián)網感知網絡的統(tǒng)一應用平臺上，各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接，采用統(tǒng)一的數(shù)據平臺、數(shù)據接口，實行統(tǒng)一的數(shù)據管理。所有應用子系統(tǒng)將運行于同一個平臺上，通過主應用界面（WEB瀏覽器方式）將各個子系統(tǒng)連接起來，各子系統(tǒng)建立在同一個數(shù)據庫管理平臺上，實現(xiàn)各個系統(tǒng)間的數(shù)據共享，實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據管理。2）穩(wěn)定性與先進性原則信息技術發(fā)展日新月異，在系統(tǒng)建設時必須考慮到未來的發(fā)展變化，所以在系統(tǒng)設計階段應該把目標放遠一些，在建設的投資力度上要給予保證，從而保證系統(tǒng)在未來5年內不會落后。還要考慮對現(xiàn)有設備和資源的充分利用，盡可能保護原有投資。同時，要保證系統(tǒng)的實用性，根據環(huán)保部門的業(yè)務需要和信息化總要求進行相關針對性的設計，建立“好用、全面、綜合性”的信息系統(tǒng)。3）實用性原則 系統(tǒng)將根據環(huán)保局的具體工作需要，開發(fā)的應用軟件將滿足環(huán)境保護信息管理的實際需求。系統(tǒng)將提供友好的用戶界面設計，確保系統(tǒng)功能的直觀和容易操作。4）可靠性與安全性原則系統(tǒng)安全可靠運行是整個系統(tǒng)建設的基礎。鑒于環(huán)保信息的重要性，要求網絡系統(tǒng)要有較高的可靠性。另外，要確保穩(wěn)定的系統(tǒng)運行、正確的數(shù)據傳輸，防止異常情況的發(fā)生。系統(tǒng)對重要數(shù)據將進行多層保護機制，利用數(shù)據數(shù)據庫管理平臺自身的安全機制、數(shù)據備份技術、數(shù)據加密方法、用戶權限機制實現(xiàn)數(shù)據的安全性保障。5）經濟性與可擴展性原則環(huán)保系統(tǒng)的建設要從經濟性著眼，在完成系統(tǒng)目標的基礎上，盡量減少重復建設，利用現(xiàn)有通訊設備，建立“智慧環(huán)?！逼脚_，為以后的二次開發(fā)建設留有數(shù)據接口。6）繼承性原則以應用為需求，強化感知終端能力建設，為環(huán)境管理提供智能化服務。新系統(tǒng)將采用標準數(shù)據接口技術，系統(tǒng)應用貫穿區(qū)級業(yè)務鏈，延伸至鎮(zhèn)街環(huán)保管理，實現(xiàn)互聯(lián)互通。并通過一定的技術手段保證環(huán)保局原有系統(tǒng)數(shù)據的有效性，實現(xiàn)原有系統(tǒng)與新系統(tǒng)的數(shù)據共享，充分利用數(shù)據資源。7）接入廣泛性及接口標準化原則在總體設計中，基于環(huán)保物聯(lián)網應用的開放式體系結構，使系統(tǒng)易于擴充，使相對獨立的分系統(tǒng)易于進行組合調整。有適應外界環(huán)境變化的能力，即在外界環(huán)境改變時，系統(tǒng)可以不作修改或僅作小