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1、/.智慧水文解决方案2015年05月目录一、前言5二、系统设计62.1、总体框架62.2、服务器拓扑结构72.3、技术拓扑图82.4、功能划分92.7、权限机制102.8、试验数据采集流程11三、技术实现123.1、MVC程序架构123.1.1、MVC介绍133.1.2、架构优点153.1.3、三层架构153.2、迭代式开发模式163.2.1、传统模式173.2.2、迭代开发的特点和优点183.2.3、风险控制19四、安全体系204.1、软件安全设计策略203.3.2、网络安全设计策略21五、系统功能模块225.1、数据库设计225.2、数据采集235.2.1、采集软件245.2.2、采集软件
2、管理255.2.3、数据接收服务255.2.4、运行状态监控255.3、业务应用265.3.1、信息发布265.3.2、测站管理285.3.3、数据管理295.3.4、水质评价305.3.5、主题展示305.4、GIS应用315.4.1、水文测站展示315.4.2、测站运行状态展示325.4.3、测站监测结果展示325.4.4、测站报警信息展示325.5、综合报表和决策分析管理325.6、移动系统345.6.1、信息发布345.6.2、信息查询345.6.3、数据审批355.6.4、远程控制355.7、视频监控355.7.1、视频监控地址管理355.7.2、可操作视频监控管理355.8、短信服
3、务355.9、日志管理375.9.1、登录日志375.9.2、业务操作日志375.9.3、数据操作375.10、系统管理37六、硬件配置396.1、服务器推荐396.2、移动平板推荐39七、系统性能407.1、可靠性407.2、可维护性407.3、可扩展性407.4、操作安全性417.5、存储安全性417.6、通信安全性417.7、冗余能力41八、设计优点42九、关键技术介绍439.1、J2EE介绍439.2、AJAX介绍449.3、Tomact介绍459.4、Struts2介绍459.5、MyBatis介绍479.6、Android介绍489.7、ArcGIS介绍499.7.1、主要功能及服
4、务499.7.2、主要功能描述509.7.3、ArcGIS Server的用户509.7.4、产品级别分类519.7.5、ArcGIS 移动解决方案529.7.6、WEB地图应用549.7.7、服务类型549.8、Oracle 11g介绍569.8.1、对新的架构支持579.8.2、高速数据处理能力579.8.3、简化的数据库配置与升级579.8.4、自动存储管理589.8.5、自动的基于磁盘备份与恢复58一、前言“智慧水文”以“全感知、搭平台、重应用、立标准”为主线开展建设，在“智慧水文”的整体规划下，逐步形成 “大平台、大整合、大数据、大协同”的布局，最终实现“测得准、传得快、算得清、管得
5、好”的目标。“智慧水文”是借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象（物体）中，通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来，实现人类社会与水环境业务系统的整合，以更加精细和动态的方式实现水环境管理和决策的“智慧”。“智慧水文”是“数字水文”概念的延伸和拓展，是信息技术进步的必然趋势。“智慧水文”的总体技术框架主要从感知层、传输层、智慧层和应用层三个层次来体现。感知层：利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程，实现对水环境质量、污染、生态等环境因素的“更透彻的感知”；传输层：利用水利专网、运营商网络，结合3G/4G、互联网等技术，将个人电子设备、组织和政府信
6、息系统中储存的水环境信息进行交互和共享，实现“更全面的互联互通”；应用层：利用云服务模式，建立面向对象的业务应用系统和信息服务门户，为水环境质量、污染防治、生态保护等业务提供“更智慧的决策”。以云计算、虚拟化和高性能计算等技术手段，整合和分析海量的跨地域、跨行业的环境信息，实现海量数据存储、实时处理、深度挖掘和模型分析，实现“更深入的智能化” 二、系统设计2.1、总体框架系统主要由感知层、网络层、应用层三个层次和标准规范体系、信息安全保障体系二个体系组成。其中：感知层主要用于感知获取智能传感器、自动化设备、自控系统的参数数据；网络层是信息传输的链路，根据业务系统的应用范围、重要性和安全性的要求
7、，在已有通信传输网络基础上进行扩展建设；应用层主要提供基础信息、业务应用平台，并可向各级水文职能部门发送数据。标准规范体系是规范系统建设和运行的基础，是实现应用协同和信息共享的需要，是系统不断扩充、持续改进和版本升级的需要。本系统采用的标准规范体系为现行的相关标准、规范、技术规程等。信息安全保障体系是保障系统安全应用的基础，包括物理安全、网络安全、信息安全及安全管理等。2.2、服务器拓扑结构系统服务器组成如上图：为了考虑系统的稳定性、7X24不间断服务、系统访问的速度和业务数据的增长等多种原因，系统将把主应用与数据库服务器分离。数据库服务器采用双机热备，数据库服务器用以存储业务系统的数据。应用
8、服务器采用双机热备，主要运行核心业务系统。内部操作人员和外部操作人员都可以通过电脑终端和移动平板来访问平台。2.3、技术拓扑图系统以J2EE为中心架构，采用Struts2的应用管理核心。可支持Windows 2003、2008 Server等多种操作系统。系统的数据库可以建立在Sql Server 2008或者Oracle数据库上，以Mybatis为数据持久层。系统采用Tomcat作为Web服务器。采用Java、Jsp、Html、Javascript、Flash等多种开发语言进行开发。数据传输的模式以Json为主。这个B/S系统架构在最新的Ajax异步数据交互模式上。2.4、功能划分本平台功能
9、按实际需求可进行以下划分：1） 水位雨量采集系统实现水文站监测断面上水位和雨量数据的实时采集。2） 气象参数采集系统实现水文站监测断面上气象参数（风速风向、气温气压）数据的实时采集。3） 雷达波测流控制系统通过雷达波测流方式实现水文站监测断面上流量数据的实时采集和计算。4） ADCP测流控制系统通过ADCP测流方式实现水文站监测断面上流量数据的实时采集和计算。5） 视频图像控制系统实现水文站监测断面、监测断面河道上游、水尺、缆道绞车等设备设施、环境状态的实时在线视频监控。6） 照明系统控制系统实现水文站夜间照明、探照灯等照明设施的实时在线远程控制。7） 基础信息平台主要实现各类监测数据的实时采
10、集接收、各类监测设备的远程控制、为业务应用平台提供统一的数据服务接口。8） 业务应用系统主要实现实时监测告警系统、历史监测信息检索、监测信息图形报表、水文站常规业务管理系统、设备工况状态展示、设备实时控制系统、测流控制系统、照明控制系统、视频图像控制系统、统计分析管理、系统权限管理、系统配置管理等业务应用系统。2.7、权限机制 系统针对数据安全和操作安全在各个情况下配置了不同的权限机制，可通过方便快捷的设置来限定操作人员对系统的使用和数据的访问。系统采用了角色的机制来控制操作人员对系统的使用。1个角色可以定制多个操作菜单，并可以定制操作菜单里的具体功能按钮。1个操作人员可以分配1个或者多个角色
11、，当操作人员获得多个角色权限时将可以操作这些角色定义的最大菜单和功能集合。通过分配可操作水文站，操作人员可以访问1个或者多个水文站的试验设备、试验数据等与水文站关联的数据。通过分配可操作视频监控，操作人员可以访问1个或者多个水文站的视频监控管理系统。通过配置数据访问权限，系统可以设定操作人员的数据访问粒度，比如（只能访问本人的数据，可访问可操作机构的数据，可访问所有数据）2.8、数据采集流程测站数据传输和处理流程：1：测站将自动监测的数据发送到数据采集模块；2：数据采集模块将测站数据实时输入发送到分中心实时数据库中；3：数据处理模块访问实时数据库中的测站数据；4：对于实时库中的测站数据，操做人
12、员进行人工审核；5-7：通过人工审核的测站数据发送至总站历史数据库中，并记录审核日志； 异常和报警数据：8-9：数据处理模块接收到异常和报警数据，将把数据发送到短信发送模块，以短信的方式及时通知相关人员。三、技术实现3.1、MVC程序架构MVC全名是Model View Controller，是模型(model)视图(view)控制器(controller)的缩写，一种软件设计典范，用一种业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。MVC被独特的发展起来用于映射传统的输入、处理和输出功能在一个逻辑的图
13、形化用户界面的结构中。3.1.1、MVC介绍MVC是一个设计模式，它使应用程序的输入、处理和输出强制性分开，使得软件可维护性、可扩展性、灵活性以及封装性得到提高。使用MVC应用程序被分成三个核心部件：M（模型）、V（视图）、C（控制器）。模型是所有的商业逻辑代码片段所在。视图表示数据在屏幕上的显示。控制器提供处理过程控制，它在模型和视图之间起连接作用。控制器本身不输出任何信息和做任何处理，它只负责把用户的请求转成针对Model的操作，和调用相应的视图来显示Model处理后的数据。模型（Model）就是业务流程/状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的处理过程对其它层来说是黑箱操作，模型接受视图
14、请求的数据，并返回最终的处理结果。业务模型的设计可以说是MVC最主要的核心。模型表示企业数据和业务规则。在MVC的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。被模型返回的数据是中立的，就是说模型与数据格式无关，这样一个模型能为多个视图提供数据。由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用，所以减少了代码的重复性。视图（View）是用户可以看到并与之交互的界面。视图就是由HTML元素组成的界面，HTML依旧在视图中扮演着重要的角色，但一些新的技术已层出不穷，它们包括Flash、XHTML、XML/XSL、WML等一些标识语言和Web Services等。如何处理应用程序的界面变得越来越有挑战性。M
15、VC有一个突出的优点是能为应用程序处理很多不同的视图，在视图中其实没有真正的处理发生，不管这些数据是联机存储的还是本地储存，作为视图来讲，它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式。控制(Controller)可以理解为从用户接收请求,?将模型与视图匹配在一起，共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它清楚地告诉你，它就是一个分发器，选择什么样的模型，选择什么样的视图，可以完成什么样的用户请求。控制层并不做任何的数据处理。控制器接收用户的请求，并决定应该调用哪个模型来进行处理，然后模型用业务逻辑来处理用户的请求并返回数据，最后控制器用相应的视图格式化模型返回的数据，并通过表示层呈现给用户
16、。3.1.2、架构优点低耦合性，视图层和业务层分离，这样就允许更改视图层代码而不用重新编译模型和控制器代码，同样，一个应用的业务流程或者业务规则的改变只需要改动MVC的模型层即可。因为模型与控制器和视图相分离，所以很容易改变应用程序的数据层和业务规则。1、提高代码重用率：最重要的一点是多个视图能共享一个模型，无论用户想要什么界面；用一个模型就能处理它们。由于已经将数据和业务规则从表示层分开，所以可以最大化的重用代码。2、提高程序的可维护性：因为模型是自包含的，并且与控制器和视图相分离，所以很容易改变数据层和业务规则。例如，把数据库从SQLServer移植到Oracle，只需改变模型即可。一旦正
17、确的实现了模型，不管数据来自哪里，视图都会正确的显示它们。MVC架构的运用，使得程序的三个部件相互对立，大大提高了程序的可维护性。3、有利于团队开发：在开发过程中，可以更好地分工，更好地协作。有利于开发出高质量的软件。良好的项目架构设计，将减少编码工作量。采用MVC结构和代码生成器，是大多数Web应用程序的理想选择。部分模型（Model）和存储过程一般可用工具自动生成。控制器（Controller）比较稳定，一般由架构师（或经验丰富程序人员）完成；那么整个项目需要手动编写代码的地方就只有视图(View)了。在这种模式下，个人能力不是特别重要，只要懂点语法基础的人都可以编写，无论项目成员写出什么
18、样的代码，都在项目管理者的可控范围内。即使开放项目途中人员流动，也不会有太大问题。在个人能力不均衡的团队开发中，采用MVC开发是非常理想的。3.1.3、三层架构所谓的三层开发就是将系统的整个业务应用划分为表示层业务逻辑层数据访问层，这样有利于系统的开发、维护、部署和扩展。分层是为了实现“高内聚、低耦合”。采用“分而治之”的思想，把问题划分开来各个解决，易于控制，易于延展，易于分配资源。表示层：负责直接跟用户进行交互，一般也就是指系统的界面，用于数据录入，数据显示等。意味着只做与外观显示相关的工作，不属于他的工作不用做。业务逻辑层：用于做一些有效性验证的工作，以更好地保证程序运行的健壮性。如完成
19、数据添加、修改和查询业务等；不允许指定的文本框中输入空字符串，数据格式是否正确及数据类型验证；用户的权限的合法性判断等等，通过以上的诸多判断以决定是否将操作继续向后传递，尽量保证程序的正常运行。数据访问层：顾名思义，就是用于专门跟数据库进行交互。执行数据的添加、删除、修改和显示等。需要强调的是，所有的数据对象只在这一层被引用。3.2、迭代式开发模式迭代式开发也被称作迭代增量式开发或迭代进化式开发，是一种与传统的瀑布式开发相反的软件开发过程，它弥补了传统开发方式中的一些弱点，具有更高的成功率和生产率。在迭代式开发方法中，整个开发工作被组织为一系列的短小的、固定长度（如3周）的小项目，被称为一系列
20、的迭代。每一次迭代都包括了定义、需求分析、设计、实现与测试。采用这种方法，开发工作可以在需求被完整地确定之前启动，并在一次迭代中完成系统的一部分功能或业务逻辑的开发工作。再通过客户的反馈来细化需求，并开始新一轮的迭代。3.2.1、传统模式传统的软件开发流程（瀑布式开发）是将整个软件开发过程划分为顺序相接的几个阶段，每个阶段都必需完成全部规定的任务后才能够进入下一个阶段。如必须完成全部的系统需求规格说明书之后才能够进入概要设计阶段，编码必需在系统设计完成之后才能够进行。这就意味着只有当所有的系统模块全部开发完成之后，最后才进行系统集成，对于一个由上百个模块组的复杂系统来说，这是一个非常艰巨而漫长
21、的工作。传统瀑布型开发流程暴露出的问题：需求或设计中的错误往往只有到了项目后期才能够被发现， 例如：系统交付客户之后才发现原先对于需求的理解是错误的，系统设计中的问题要到测试阶段才能被发现；对于项目风险的控制能力较弱，项目风险在项目开发较晚的时候才能够真正降低，往往是经过系统测试之后，才能确定该设计是否能够真正满足系统需求；软件项目常常延期完成或开发费用超出预算项目，开发进度往往会被意外发生的问题所打乱，需要进行返工或其他一些额外的开发周期，造成项目延期或费用超支；项目管理人员专注于文档的完成和审核来估计项目的进展情况，所以项目经理对于项目状态的估计往往是不准确的，当他回答系统已完成了80%的
22、开发任务时，剩下20%的开发任务实际上消耗的是整个项目80%的开发资源。3.2.2、迭代开发的特点和优点允许变更需求需求总是会变化，这是事实。给项目带来麻烦的常常主要是需求变化和需求“蠕变”，它们会导致延期交付、工期延误、客户不满意、开发人员受挫。通过向用户演示迭代所产生的部分系统功能，我们可以尽早地收集用户对于系统的反馈，及时改正对于用户需求的理解偏差，从而保证开发出来的系统真正地解决客户的问题。逐步集成元素在传统的项目开发中，由于要求一下子集成系统中所有的模块，集成阶段往往要占到整个项目很大比例的工作量（最高可达40%），这一阶段的工作经常是不确定并且非常棘手。在迭代式方法中，集成可以说是
23、连续不断的，每一次迭代都会增量式集成一些新的系统功能，要集成的元素都比过去少得多，所以工作量和难度都是比较低的。 尽早降低风险迭代化开发的主要指导原则就是以架构为中心，在早期的迭代中所要解决的主要问题就是尽快确定系统架构，通过几次迭代来尽快地设计出能够满足核心需求的系统架构，这样可以迅速降低整个项目的风险。等到系统架构稳定之后，项目的风险就比较低了，这个时候再去实现系统中尚未完成的功能，进而完成整个项目。有助于提高团队的士气开发人员通过每次迭代都可以在短期内看到自己的工作成果，从而有助于他们增强信心，更好地完成开发任务。而在非迭代式开发中，开发人员只有在项目接近尾声时才能看到开发的结果，在此之
24、前的相当长时间，大家还是在不确定性中摸索前近。生成更高质量的产品每次迭代都会产生一个可运行的系统，通过对这个可运行系统进行测试，我们在早期的迭代中就可以及时发现缺陷并改正，性能上的瓶颈也可以尽早发现并处理。因为在每次迭代中总是不断地纠正错误，我们可以得到更高质量的产品。保证项目开发进度每次迭代结束时都会进行评估，来判断该次迭代有没有达到预定的目标。项目经理可以很清楚地知道有哪些需求已经实现了，并且比较准确地估计项目的状态，对项目的开发进度进行必要的调整，保证项目按时完成。容许产品进行战术改变迭代化的开发具有更大的灵活性，在迭代过程中可以随时根据业务情况或市场环境来对产品的开发进行调整。例如为了
25、同现有的同类产品竞争，可以决定采用抢先竞争对手一步的方法，提前发布一个功能简化的产品。迭代流程自身可在进行过程中得到改进和精炼一次迭代结束时的评估不仅要从产品和进度的角度来考察项目的情况，而且还要分析组织和流程本身有什么待改进之处，以便在下次迭代中更好地完成任务。3.2.3、风险控制迭代式方法解决的主要是对于风险的控制问题，从上图可以看出，传统的开发流程中系统的风险要到项目开发的后期（主要是测试阶段）才能够被真正降低。而迭代化开发中的风险，可以在项目开发的早期通过几次迭代来尽快地解决掉。在早期的迭代中一旦遇到问题，如某一个迭代没有完成预定的目标，我们还可以及时调整开发进度以保证项目按时完成。一
26、般到了项目开发的后期（风险受控阶段），由于大部分高风险的因素（如需求、架构、性能等）都已经解决，这时候只需要投入更多的资源去实现剩余的需求即可。这个阶段的项目开发具有很强的可控性，从而保证我们按时交付一个高质量的软件系统。四、安全体系4.1、软件安全设计策略数据安全性：在数据存储、传输过程中保障安全保密。水文监测数据属于敏感性很强的保密数据，在其处理过程中，特别是与各级用户数据交换过程中，保证数据的安全保密性。关键数据在传输过程中，必须加密传送，以保证信息的安全。数据完整性：在数据存储、传输过程中保障数据完整性。在内部保证数据存储和传输过程中不被篡改和破坏；在与各相关系统数据传输的过程中，保证
27、数据不被篡改和破坏。可鉴别性：对用户及数据交换服务实现可鉴别性。系统实现监管及其他方面的需求，其必要条件是实现实体的可鉴别性，包括用户及数据交换服务器具有可鉴别性等。对所有可以登录系统的终端IP地址、所属部门、所安装的系统及版本、有效时间、允许使用时段进行注册管理。登录系统时必须检查终端IP的合法性。不可否认性：实现用户行为和系统行为不可抵赖性，系统建设要保证在所有数据处理过程中，用户行为和系统行为的不可抵赖，以便审计和监督。要求可以确认和跟踪对系统所做的任何修改。审计跟踪功能记录每个操作人员对所有原始数据的修改，包括修改时间，修改前、后的数据。做到对所有的修改都保留痕迹，系统数据修改都可以被
28、追溯，并且只有相关授权的人才可以修改信息。可授权性：具备多级授权功能，实现对数据资源的自主授权和访问控制的功能。包括用户对用户的授权、系统对用户的授权、系统对系统的授权等，以及授权过程的审计监督。安全监管性：对用户行为和系统行为进行记录，对系统日志进行分析和统计，提供对用户和系统行为的审计监督。通过系统日志系统管理员可以观察当前所有进入系统的人员和登录所在的工作站以及所有人员登录的历史记录。同时也可记录进出系统的人员、访问的模块、停留时间及对数据做出的改动，并提供根据权限不同进行逐级日志查询。4.2、网络安全设计策略作为政府部门的水利局，网络安全主要包括网络病毒及黑客的攻击，本项目中分别针对纯
29、外网部分，专网部分进行防病毒和防黑客攻击的防御。通过在安全区域边界部署防火墙、入侵防护系统等设备，由安全管理中心实施集中管理，形成整体防护，防止网络病毒、木马、黑客攻击以及其他恶意代码等恶意流量的传播，保护网络资源，提高网络系统的安全性。根据区域边界安全控制策略，通过检查数据包的源地址、目的地址、传输层协议、请求的服务等，确定是否允许该数据包进出该区域边界，且对恶意代码进行过滤查杀，最大限度降低各类恶意代码的行为对关键业务服务及其设备构成的威胁。并部署新的防病毒网关来防止病毒对网络的入侵。数据存储域中建立备份系统，定期实施集中备份，采用增量备份和完全备份等不同方式实现不同备份需求，提高应用系统
30、和数据的安全性。建立数据备份恢复应急预案，发现问题时，及时查明情况，启动恢复应急预案，按照制定的流程逐步恢复数据。在安全计算环境中，关键网络系统（核心交换机、核心路由器）和重要网络安全设备（防火墙、入侵防护系统等）采用硬件冗余，保证系统的高可用性和可靠性。建立备份系统，将关键数据每天定时进行远程备份，结合制定适合的备份策略，实现对业务数据的异地备份功能；同时完善备份恢复应急预案，定期进行应急恢复演练，确保关键数据安全性得到保证，满足环保业务连续性要求。五、系统功能模块5.1、数据库设计数据库表结构设计符合水利部颁布的水质数据库表结构与标识符规定（SL325-2005）和实时雨水情数据库表结构与
31、标识符标准（SL323-2005）。本系统主要包括六个数据库，分别为：“实时水质数据库”、“实时水文数据库”、“历史水质数据库”、“空间数据库”、“图像数据库”、“系统支撑数据库”。（1）实时水质数据库实时水质数据库用于存储各自动监测站监测的相关基本信息、实时水质监测数据、评价相关信息及通过巡测或人工监测的水质信息。实时水质数据库表结构采用水利部最新颁发的水质数据库表结构与标识符规定，具体表结构参见上述文档。（2）实时水文数据库实时水文数据库主要用来存储各自动监测站实时监测的水文信息，包括测站基本信息和实测信息（主要是流量和水位）。实时水文数据库表结构采用水利部最新颁发的实时雨水情数据库表结构
32、与标识符标准，具体表结构参见上述文档。（3）历史水质数据库历史水质数据库主要用来存储自动监测站历史上的相关水质信息数据及经审核过的水质成果数据。历史水质数据库表结构与实时水质数据库完全相同，亦采用水质数据库表结构与标识符规定。（4）空间数据库空间数据库主要用来存储系统GIS信息展示所必须的相关数据信息，主要包括测站地理位置信息表。（5）图像数据库图像数据库主要用来存储系统相关的配置、授权、采集和监控的图像信息等，主要包括视频配置信息表、图像资料表、视频资料表。（6）系统支撑数据库系统支撑数据库主要用来存储系统运行所必须的相关数据信息，主要包括：远程控制指令表、信息发布相关数据表、用户权限相关数
33、据表及其他系统辅助表。5.2、数据采集数据采集指对于可以提供检测仪器进行数据自动采集操作。在各个检测仪器的前置工控机上安装统一的数据采集软件，根据软件的配置读取试验数据，并传输到指定的数据库中进行保存。目前已知的试验检测仪器提供了3种方式的数据来源：设备厂商自行采集试验数据并保存到本地控制主机上；设备厂商提供串口协议通过串口读取试验数据；设备厂商提供DLL程序（动态链接库）通过事件触发读取试验数据。对于串口和动态链接库方式采集的试验数据将会在本地控制主机上进行加密保存，本地数据保存主要考虑在网络出现故障时因为无法向远处数据接收服务传输时照成的试验数据丢失，关键数据结果按照系统预先设定的秘钥进行
34、加密，以防止试验操作人员进行数据修改。数据采集程序在网络通畅的情况将自动采集的数据传递给远程数据接收服务，系统将规定远程数据接收的数据报文格式，当未来存在第三方数据采集程序提交监测数据时，只要按照规定的报文格式进行配置传输即可，而不需要再对系统后台的试验数据处理模块进行修改，并可起到行业标准规范的作用。网络数据的传递过程将会对报文进行整体加密，按照按照系统预先设定的秘钥进行加密，以防止在数据传输时被人篡改或者泄露。5.2.1、采集软件数据自动采集软件采用C/S架构开放，本系统中将采用C#.Net，运行在windows操作系统的环境中，并在平台中进行统一的管理和配置。数据自动采集软件以windo
35、ws service（系统服务）的方式运行，并且配有监控进程，在程序异常退出或者管理机器重启后能自动恢复软件的运行。数据自动采集软件也提供控制台界面，以进行与远程服务器的连接。当软件采集到监测数据后将通过网络传输到平台提供的webservice服务（为了加强系统的数据安全性，前置服务的软件将不能直接连接数据库服务器，而是必须通过连接平台提供的数据接口提交试验数据，再由平台将监测数据处理完毕后保存在数据库中），同时将采集的监测数据保存在本地的ACCESS数据库或者Oracle数据库中，当出现网络故障时，采集软件将不断的尝试与应用服务器的连接同时在本地保存未发送数据，等待网络通畅后再批量发送监测数
36、据。5.2.2、采集软件管理系统提供对采集软件的资料信息管理，可以新增、修改、删除运行在设备控制主机上的采集程序信息。操作人员主要填写：采集编号、程序名称、所属项目、所属试验室、版本、心跳间隔、采集设备、匹配标识符、采集类型、本地数据库路径、本地数据库用户、本地数据库密码、开始采集日期等基础信息。考虑到试验数据本地保存的保密性和试验数据远程传输的安全性，采集软件管理将提供秘钥的管理，每个软件进程都将由自己的秘钥对关键监测数据进行加密。5.2.3、数据接收服务系统提供以Web Services方式的数据接收服务。数据接收服务将统一接收各个采集软件传输过来的监测数据，并对加密的数据进行解密。系统将
37、为数据接收服务指定报文规范，报文规范里将会指明数据包需要进行的操作和具体的数据格式。数据接收服务在对解密后的数据报文按照指定的操作进行处理并将数据保存在平台的数据库中。5.2.4、运行状态监控系统提供以图形的方式显示采集软件的运行状态，采集软件按照各自设定的时间间隔向后台发送心跳，如果超出时间间隔后还未接受到心跳数据，则以不同的颜色区分采集软件的运行状态，并通过业务操作界面、移动平板消息推送、短信等方式通知相关的试验人员。5.3、业务应用5.3.1、信息发布实时数据发布（单站）发布单站最新的监测数据，其中实时库对管理员开放，历史库对所有操作员开放。监测数据包含水位、流量、水温、pH、DO、电导
38、率、浊度、高锰酸盐指数、总氮、总磷、氨氮、叶绿素a、TOC、蓝绿藻、溶解氧、风速、风向、气温、气压等监测项目，发布结果除了监测数据外还将根据系统设定的评价标准发布评价结果。单站查询以图形和报表结合的方式进行发布，以形象的显示当前状态。对风力、风向、风速、气温、气压、水温、PH值等可以通过图形方式展示的监测项目将以图形显示，其余数据以报表形式发布。用户可以自定义选择发布的监测项目，并可以选择发布时间。发布结果可以打印和导出。信息发布提供预览功能，确认后将保存当时的发布条件和状态，可以通过电子大屏进行展示。实时数据发布（多站）发布多站最新的监测数据，其中实时库对管理员开放，历史库对所有操作员开放。
39、监测数据以报表的形式发布，发布结果除了监测数据外还将根据系统设定的评价标准发布评价结果。以全面显示所有测站的信息发布。用户可以自定义选择发布的监测项目、指定参与发布的测站、并可以选择发布时间。发布结果可以打印和导出。信息发布提供预览功能，确认后将保存当时的发布条件和状态，可以通过电子大屏进行展示。日报发布以日为时间单位发布检测数据，可以按指定的日期进行发布，可以指定参与发布的测站。考虑到每天可以多次的监测结果数据，日报的监测项目将分别生成日最大值、日最小值、日平均值。发布结果可以打印和导出。周报发布以周为时间单位发布检测数据，可以按指定的周进行发布，可以指定参与发布的测站。周报的监测项目将分别
40、生成周最大值、周最小值、周平均值。发布结果可以打印和导出。月报发布以月为时间单位发布检测数据，可以按指定的月进行发布，可以指定参与发布的测站。月报表的监测项目将分别生成月最大值、月最小值、月平均值。发布结果可以打印和导出。季报发布以季度为时间单位发布检测数据，可以按指定的季度进行发布，可以指定参与发布的测站。季度报表的监测项目将分别生成季度最大值、季度最小值、季度平均值。发布结果可以打印和导出。年报发布以年为时间单位发布检测数据，可以按指定的年进行发布，可以指定参与发布的测站。年报表的监测项目将分别生成年最大值、年最小值、年平均值。发布结果可以打印和导出。5.3.2、测站管理远程控制系统将采取
41、数字化原型的方式，把水文测站所涉及的监测仪器、阀门、管道都进行数字化处理。每个对象都包含监测项目、各种状态参数、接收指令集等基础配置信息。并可以通过后台服务查询到相关的实时监测数据。系统支持对监测仪器的远程控制，通过发送指令信息对仪器进行远程控制。指令发送后将由应用服务器的指令处理进程发送到水文测站前置机（ICU控制核心）。指令处理进程是C/S方式的24小时无人值守的应用程序，它将以系统进程的方式驻留在操作系统里并具有自动恢复重启的功能。它以轮询的方法访问指令发送数据库信息，当发现有新的指令时在第一时间发送到指定的水文测站前置机（ICU控制核心）上。报警设置系统提供关于监测数据的报警值、设备仪
42、器异常的报警状态、测站异常的报警状态、网络异常的报警状态等多种与异常和报警相关的信息配置。系统将根据采集的数据与报警设置信息对比来判断是否进行报警。可通过设置来屏蔽低等级报警。测站日志系统将记录、查询和管理用户对测站操作、控制等基本日志信息。日志包含了时间（精确到秒）、操作人员、操作测站、操作内容等具体信息。测站维护测站维护管理由操作者填写维护项目、人员安排、维护时间、处理结果等具体信息。并以列表的方式直观显示待处理的维护日志，对当日的维护工作信息以消息框、声音等方式提醒用户。可查询历史维护管理工作日志。并可支持打印、导出测站维护表。5.3.3、数据管理数据审核对于发送到实时库中的实时数据进行
43、审核。进入系统后如存在未审核的监测数据，将以不同颜色进行提示。有操作权限的人员可以数据表单进行数据审核。审核完成后将记录审核人、审核时间、原始值、修正值、人工监测值等信息。对于有异常的数据可以追溯到最原始的状态。数据维护对于实时数据库、历史数据库的数据包括对各测站的特征数据、监测数据、历史库的所有数据进行维护，建立数据的相关标准，如数据的定义格式、数据定义的属性、实时数据的上下限阀值等；既有专业性的业务数据，也有管理方面所需的对象数据。省中心管理人员可以通过页面表单进行增加、修改、删除等基本操作。每次数据维护都将记录日志。严格控制保证数据的安全性和一致性。数据发送操作可以设置数据自动上传和下发
44、的时间，系统将按照指定的时间自动将数据下发到分点的历史数据库以及上级的水文历史数据库中。操作人员也可以通过向导页面，指定发送的数据时间范围来手工下发和上传到指定的水文历史数据库。数据导入导出对于实时数据库、历史数据库的数据，系统提供导入导出的功能，系统可以导入指定格式文件的数据，也可以将数据导出到指定格式的文件中。5.3.4、水质评价通过分析监测的水质数据，采用单因子评价方法对水质进行评价，说明水质达标情况，判断超标项目和超标倍数；对河道按河段进行评价，对湖泊进行评价，对站点进行单点评价；提供对评价指标设定功能，用户可根据标准进行项目标准限值设定；用户可通过系统人工选择参与评价的站点、选取参与
45、评价的指标，由系统自动按照评价方法实现水质评价；根据评价结果自动生成评价报表，报表中采用不同颜色表示评价等级、超标项目、达标情况等。5.3.5、主题展示水环境质量专题实现对水环境质量的综合统计分析，包括对河流、湖库、降雨、地下水质、饮用水质等水环境质量的监测因子进行统计分析。专题主要分析功能有：l 水质总体现状l 河流监测数据查询l 河流监测指标变化分析l 河流综合污染指数计算l 湖库监测数据查询l 湖库监测指标变化分析l 水源地监测数据查询l 水源地监测指标变化分析l 雷达测雨主题展示l 其他5.4、GIS应用5.4.1、水文测站展示系统提供与ARCGIS10.0以上版本的接口，支持基于浏览
46、器的WEB GIS的展示功能。系统记录测站的经纬度坐标，将测站标记在实际的地图上，地图可缩小、放大，并可以通过鼠标拖拽移动。分中心可以提供固定地图的展示也可提供可缩小、放大、拖拽的地图展示。提供模糊的查询方式查询测站的地理位置，并通过鹰眼的方式迅速的移动地图到指定测站位置。提供管理页面来维护测站经纬度坐标等基础的地理位置。基本信息的展示，将在地图上显示测站的名称、涉及的河流湖库、涉及的中心、使用的监测设备、测站监测的具体项目、测站实时的监测数据等信息。系统将提供基于向导的界面进行创建、设计、管理GIS站点；快速地建立、组织、维护自动监测站网。5.4.2、测站运行状态展示系统将在地图上显示水文测站的运行状态，用不同的颜色以区分水文测站当前的状态。可以让用户一目了然的了解当前时间下所有水文测站的状态。5.4.3、测站监测结果展示系统将在地图上显示水文测站当前的监测结果，监测结果包含水文测站发送上来的数据和评价后的等级结果。5.4.4、测站报