智慧环保云科研项目开题报告书.doc

《智慧环保云》科研项目开题报告书 一、研究背景及意义 目前环保局已经拥有包括“阳光政务系统” 、 “12369 投诉系统” 、 “排污申 报收费系统” 、 “污染应急指挥控制系统” 、 “机动车排气监测系统” 、 “污染源在 线监测系统” 、 “环境空气质量监测系统” 、 “危险固体废弃物管理系统” 、 “核与 辐射管理系统”在内的多套业务系统，可进行业务审批、意见收集、任务指派、 排污申报与收费等各项业务功能。存在的问题主要是这些系统各自为政，数据 无法有效共享与集成，导致同类数据在不同系统中存在冗余和不一致问题，同 时这些系统间缺乏统一的数据管理模式，导致数据保存不规范、不完整。 这些数据的冗余、不一致和缺失使得在日常业务工作中，虽然各系统能发 挥自己的做用，处理各自业务功能，但各系统中的数据无法进行有效融合，不 能支持全局的数据应用、处理和分析功能，导致出现明明有数据可是却无法找 到，无法使用的局面。 通过本次项目研究，一方面利用信息网格技术，动态集成现有系统的业务 数据，打破各系统间隔阂，解决环保局范围内各系统的数据集成问题，实现全 局范围的数据共享、分析与使用。另一方面，利用云存储和云计算技术，打造 一个具有高容量、高可维护性、高性价比、高容错的云平台，支撑海量信息的 存储和处理。 二、研究目标与内容 2.1 研究目标 本次课题的研究目标是建立一个集成环保局范围内各在用系统的平台，该平 台集成各种环保相关的信息系统的数据库数据、用户投诉数据，以及来至传感 器的各种声、光、气、水、温数据。该平台能在对信息进行分析处理的情况下， 利用网络服务器通过电脑、智能手机、平板设备等移动终端提供包括企业信息 查询、污染应急指挥控制、污染源在线监控等各类服务，可以形成对信息的全 面掌握、实时监测、智能分析、历史积累。 2.2 主要研究内容 （1）现有信息系统的数据集成 对在用的业务系统进行分析，明确需要集成的数据，以及数据间的相互关系 后，制定一个统一的数据格式，然后采用信息网格技术实现数据的抽取与集成。 （2）基于物联网技术的信息自动采集与分析 利用各类传感器实现环境监测中各种声、光、气、水、温数据的自动采集， 并导入到用的分析系统中进行数据分析。 （3）基于云存储的中心数据库的建设 在集成业务系统数据和环境监测信息的基础上建设一个基于云存储的、可扩 展，具有统一规范数据格式的中心数据库，将各业务系统核心数据抽取到中心 数据库进行存储，确保信息的完整和安全可靠。 （4）基于云计算与语义技术的环保数据处理和分析方法 利用云计算平台的强大处理能力，结合语义技术进行数据的处理和挖掘，将 数据转换为信息； （5）智慧环保云平台的建立 在中心数据库上开发建立包括企业信息全寿命管理（即从企业登记开始到企 业注销的全程信息管理） 、数据精确分析、处置决策、趋势分析等在内的应用， 并为其它系统预留数据调用接口，最终建成一个涵盖在用系统数据，支持全局 信息管理分析与应用的“ 智慧环保” 系统。 三、研究思路与方法 3.1 总体技术路线 总体技术路线如图 1 所示。可分为三个方面开展。 图 1 “智慧环保云”实施技术路线图 3.1.1 业务系统的分析 （1）对在用业务系统的关键流程、关键业务数据、数据间逻辑关系进行分析， 确定需要集成的数据为数据集成和建立中心数据库做准备 （2）利用信息网格技术实现关键业务数据进行按需提取。 （3）对来自各业务系统的数据进行集成，建立一个面向环保系统的业务数据库。 （4）将传感器数据与业务数据结合，建立中心数据库。 （5）在中心数据库的数据支持下，利用云计算与语义技术进行数据分析，为业 务处理、决策提供信息支持。 （6） 在中心数据库上开发建立包括企业信息全寿命管理（即从企业登记开始 到企业注销的全程信息管理） 、数据精确分析、处置决策、趋势分析等在内的应 用，并为其它系统预留数据调用接口。 （7）完成“智慧环保云”的部署工作。 3.1.2 云存储平台搭建 通过采购存储硬件，在现有的云存储软件的基础上，搭建一套大容量的云 存储系统，该系统用于保存业务数据已经运行业务处理平台。 3.1.3 传感器数据分析与处理 了解目前在用的传感器类型，确定信息接收和分析处理的方法，将传感器 数据集成进系统中。 3.2 总体技术架构 系统包括三个部分：数据层，中心数据库层及应用层，系统整体架构如图 2 所示 图 2 系统体系结构 （1） 数据层 数据层有各业务系统中的关键性业务数据和各类传感器采集的数据组成， 它们为整个“ 智慧环保 ”系统提供数据来源。 （2）中心数据库层 中心数据库层由一个基于云存储的综合数据库构成，在这里对来至数据层 的各类数据进行汇总、处理、集成与管理，确保数据的唯一性和确定性，并为 上层应用提供数据支持。 （3）应用层 应用层包含各类基于全局数据的应用， 包括：企业信息的全寿命管理、数 据的精确分析、城市物量统计、辅助决策等同时提供一个数据接口，可为其它 系统提供按需的数据服务。 四、研究方案与进度安排 序号 阶段 工作内容 起止日期 阶段成果形式 1 可行性调研阶段 该阶段主要进行 项目的可行性论 证，熟悉现有业 务系统、理清各 系统间关系、进 一步明确“智慧 环保”系统应具 备的功能，同时 进行技术可行性 分析。 结合调研结果，撰写 项目可行性报告 2 业务系统分析阶段 找出关键业务流 程和关键业务数 据，确定需要集 成的数据、确定 数据的格式和相 互间逻辑关系 完成业务系统分析， 形成中心数据库数据 字典，完成项目的概 要设计。 2 传感器数据分析与 处理阶段 理清需要处理的 传感器数据、了 完成传感器的数据分 析工作，针对每类传 解数据处理方式 并将其整合到项 目中 感器数据出具分析报 告，包括数据类型、 采集方式、数据保存 格式等信息。 2 云存储平台建设阶 段 主要进行硬件设 计与采购，搭建 存储的软硬件平 台 完成具有海量存储能 力的云存储平台。 3 数据提取与集成阶 段 利用网格技术， 开发适用与环保 系统的信息集成 中间件完成数据 的集成工作。 开发信息系统中间件 软件 4 中心数据库的建立 结合 存储硬件 平台，数据字典、 传感器数据，建 立一套中心数据 库，将业务数据、 传感器数据统一 提取保存在中心 数据库中 系统中心数据库的建 立 5 业务处理平台建设 阶段 根据业务需要， 开发基于中心数 据库的业务处理 平台，形成包括 企业信息全寿命 管理（即从企业 登记开始到企业 注销的全程信息 管理） 、数据精 确分析、处置决 策、趋势分析等 应用在内的业务 处理平台 研发一套业务处理平 台 6 “智慧环保云”的 部署与推广 完成“智慧环保 云”的部署工作， 提供项目的详细 设计、数据库字 典、用户手册、 维护手册。 部署系统，提供目的 详细设计、数据库字 典、用户手册、维护 手册。 五、预期研究成果及效益 预期成果为是一个集成各种系统的平台，通过网络服务器提供各种信息服 务。集成各种环保相关的信息系统，输入是各种声、光、气、水、温等传感器 的数据，各种数据库数据，及用户投诉数据，输出是各种信息服务，通过电脑、 移动终端等提供服务。可以形成全面掌握、实时监测、智能分析、历史积累等 能力。 依靠云计算、物联网和信息网格技术，构建“智慧环保云” ，做第一家“说 得清”的环保管理者，依靠先进技术提升管理水平，在全国做出优质示范。 全面掌握：对各种来源数据进行汇聚，原来散落在不同系统、描述不同内 容的局部数据发挥整体作用。 精确分析：可以以某个企业、某个区域、某个时段等作为分析对象，依靠 数据的相互印证和补充而实现精确分析。 及时预警：各种物联网传感器、接入系统和人工测量的结果的自动综合可 以及时发现环境危险信号，将危险消灭在萌芽状态中。 长效管理：依靠云计算平台的海量存储能力，不断积累历史数据，可以对 监测对象和整体环境趋势进行长期的跟踪和分析。 六、研发周期及经费预算 时间阶段 主要研发任务 经费预算( 万元) 2011.6-2011.8 签订调研合同、调研 20 2011.9-2012.4 完成平台原型研发， 投入试用 250 2012.5-2012.12 完成平台建设，投入 使用 250 2013.1-2015.12 平台维护、优化(三年) 150(每年 50)