周 潔 ，張 冰 ，陶 碩 ，楊 景

（云南省昆明市環(huán)境監(jiān)控中心，云南 昆 明650500）

1 引言

隨著群眾環(huán)境意識的提高，環(huán)境監(jiān)測在量上逐年增加，難度上不斷加大，各地、各級環(huán)保部門在監(jiān)控中心的工作上也投入了大量的人力、物力與財力。因此，高效處理環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控、做好環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)信息管理、利用監(jiān)控數(shù)據(jù)做環(huán)境管理決策成為了當前環(huán)境保護工作的迫切需求。面對新形勢下的監(jiān)控工作的特點和需求，通過信息化手段提高監(jiān)控中心信息管理方式已成為必然要求。各地環(huán)保信息化都在向數(shù)字環(huán)保、智能環(huán)保方向發(fā)展，環(huán)境監(jiān)控中心的構建也成為了其不可或缺的組成部分。

2 信息化管理的現(xiàn)狀

昆明市環(huán)保局現(xiàn)已建設了各類應用系統(tǒng)，正在逐步完成數(shù)字化環(huán)境監(jiān)控的建設，但縱觀局內各應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換還停留在單一的數(shù)據(jù)對接。亟需進行平臺升級，使監(jiān)控中心的技術人員較方便快捷實現(xiàn)各應用系統(tǒng)或跨平臺間的數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)監(jiān)控中心信息系統(tǒng)建設一體化，建立起真正意義上的數(shù)字化環(huán)保。

3 系統(tǒng)架構設計

3.1 SOA系統(tǒng)架構基礎概念

SOA即面向服務的體系結構（Service－Oriented Architecture）是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進行定義，獨立于實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。SOA是一種軟件架構思想，重點是面向服務，通過標準接口使不同服務相互調用。

實現(xiàn)SOA必須有4個因素：軟件供應商、注冊用戶、服務信息數(shù)據(jù)庫和通信協(xié)議。實現(xiàn)SOA的技術有很多，共同點就是支持在不同平臺、以不同語言編寫各種程序以基于標準方式通信。Web Service、XML等成為SOA的主要實現(xiàn)方式。

3.2 環(huán)境監(jiān)控中心總體架構

系統(tǒng)總體架構如圖1所示。

圖1 監(jiān)控中心總體架構

3.3 關鍵技術

本系統(tǒng)開發(fā)在系統(tǒng)總體設計的基礎上利用合理應用技術進行實現(xiàn)。

（1）數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫技術。采用Oracle數(shù)據(jù)庫建設，并對業(yè)務綜合數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，并進行有效的輔助決策。

（2）GIS技術的應用。使用GIS（地理信息系統(tǒng)）技術，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控指揮中心數(shù)據(jù)和空間地理數(shù)據(jù)的有機關聯(lián)。

（3）網絡通訊技術的應用。采用政務專網和無線通訊網絡，實現(xiàn)環(huán)保局內外信息交流暢通。

（4）工作流技術的應用。采用工作流引擎，滿足環(huán)境業(yè)務流程控制。

（5）同時運用到組件技術、Web技術、中間件技術、面向對象開發(fā)等技術。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 接口設計

數(shù)據(jù)接口規(guī)范用于在環(huán)境集成信息系統(tǒng)與其他環(huán)境系統(tǒng)間進行信息交換時的數(shù)據(jù)接口，可支持結構化數(shù)據(jù)、非結構化數(shù)據(jù)的封裝。本項目的數(shù)據(jù)接口模型由數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)集組成。

元數(shù)據(jù)結構由信息資源標識符、信息資源顯示名稱、說明性注釋、數(shù)據(jù)項、擴展屬性5個元素組成。

4.2 數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫表結構包括空間數(shù)據(jù)表、污染源數(shù)據(jù)表、監(jiān)測點數(shù)據(jù)表、監(jiān)控設備數(shù)據(jù)表、告警規(guī)則數(shù)據(jù)表、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)表、歷史數(shù)據(jù)表、事件數(shù)據(jù)表和操作日志表。

其中：空間數(shù)據(jù)表包括各種不同比例尺的昆明地區(qū)環(huán)保專題圖。污染源數(shù)據(jù)表包括應用系統(tǒng)需要管理的污染源。監(jiān)測點數(shù)據(jù)表包括需要管理的監(jiān)控點。監(jiān)控設備數(shù)據(jù)表包括系統(tǒng)管理的監(jiān)控設備。告警規(guī)則數(shù)據(jù)表包括給設備定義的一套告警規(guī)則。實時監(jiān)測數(shù)據(jù)表包括設備當前的采集數(shù)據(jù)集。歷史數(shù)據(jù)表包括設備采集的歷史數(shù)據(jù)。事件數(shù)據(jù)表包括系統(tǒng)產生的各種事件。操作日志表包括系統(tǒng)所有設備的啟動、停止、配置等對設備的操作信息。

4.3 系統(tǒng)集成

應用系統(tǒng)集成由數(shù)據(jù)集成、應用服務集成以及應用表現(xiàn)集成三部分組成，不管是對于新開發(fā)的系統(tǒng)還是已經在昆明環(huán)保局使用的系統(tǒng)都采用分層集成的方式進行集成。

數(shù)據(jù)集成。數(shù)據(jù)集成利用數(shù)據(jù)框架的數(shù)據(jù)訪問引擎，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一體化管理，基于元數(shù)據(jù)方式完成數(shù)據(jù)的“通存通取”和多源異構數(shù)據(jù)的無縫集成。同時，隨著系統(tǒng)建設的不斷深入，逐步完善環(huán)境信息化標準體系，逐步形成綜合全面的環(huán)境信息數(shù)據(jù)中心。

應用服務集成。應用系統(tǒng)集成基于應用集成框架在系統(tǒng)架構上具有“熱插拔”的高度伸縮性的特點，基于Oracle SOASuit提供的適配器基于WebService規(guī)范進行二次開發(fā)，將應用系統(tǒng)的業(yè)務功能分成一些原子服務，提供對應的適配器接入企業(yè)服務總線（ESB），然后依據(jù)ESB的路由功能以及目錄服務功能將應用服務提供給上層的表現(xiàn)層，做到服務的無縫集成。在應用服務集成上，主要分為集成基于.Net開發(fā)的系統(tǒng)和基于J2EE開發(fā)的系統(tǒng)，我們將兩套系統(tǒng)按照接口規(guī)范進行整合。

應用表現(xiàn)集成基于Oracle Portal在J2EE平臺提供的用來訪問外部系統(tǒng)的各種解決方案進行集成。其中內容包括J2EE連接器架構、Web服務、XML技術、Java Database Connectivity、專屬Java API等。

5 監(jiān)控中心系統(tǒng)功能模塊

（1）GIS電子地圖。能靈活操作地圖，內容包括地圖工具的使用、地圖查詢、地圖定位以及標尺、地圖標注和專題圖打印等。

（2）基本信息維護功能。能對基本信息進行方便維護，內容包括監(jiān)測站點、設備、平臺和站點的通信、標準規(guī)則的制定、采樣、監(jiān)測周期、監(jiān)測頻率、管理單位、自動手動備份以及數(shù)據(jù)上報等。

（3）系統(tǒng)配置。能夠對業(yè)務內容根據(jù)實際情況進行調整，內容包括權限、實時信息、監(jiān)察方式、告警預警、系統(tǒng)對時、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)報送、功能配置和功能配置客戶端。

（4）實時監(jiān)測。能夠保證監(jiān)測的實時性，幫助有效的指導工作，做出決策，內容包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、實時信息操作、實時數(shù)據(jù)、實時地圖和實時曲線。

（5）設備反控。能夠直觀的對設備進行控制，內容包括控制攝像監(jiān)控云臺、控制污處設備、檢測儀啟?？刂?、自動校準控制功能和量程校準。

（6）現(xiàn)狀評估。能夠準確的對現(xiàn)狀做出評估，內容包括污染源評價、水質現(xiàn)狀評價、空氣質量分析和污染源總量控制。

（7）報警分析處理。能夠對報警數(shù)據(jù)進行分析處理，幫助高效的開展監(jiān)控工作。

（8）統(tǒng)計與查詢分析模塊。能夠對歷史數(shù)據(jù)進行分類查詢分析指導工作，內容包括水質、煙氣、噪聲、監(jiān)控儀啟停的歷史數(shù)據(jù)查詢、歷史曲線、歷史專題圖、監(jiān)控歷史信息管理和統(tǒng)計報表。

（9）智能信息獲取與綜合查詢。提供多種樣式和多種條件的靈活的信息查詢。

（10）數(shù)據(jù)發(fā)布。能夠實際需要通過服務的方式對數(shù)據(jù)進行定制發(fā)布。

（11）Web查詢。能夠在Web上實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢，排污企業(yè)的用戶可以實時看到本單位污染源的排放情況，相關部門人員也可通過Web服務查詢所需要的信息和數(shù)據(jù)。

（12）短信息查詢。能夠通過短消息的答詢，授權用戶可以查到相關的數(shù)據(jù)，同時通過短信平臺可以進行報警通知。

（13）PDA查詢。能夠通過移動設備的查詢，給現(xiàn)場執(zhí)法提供執(zhí)法依據(jù)，減少執(zhí)法難度。

6 結語

本系統(tǒng)已結合昆明市數(shù)字環(huán)保監(jiān)控指揮中心項目實現(xiàn)，實踐證明，監(jiān)控中心環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)平臺的建立，為環(huán)保部門的信息管理提供了有效的信息化服務，大大提高了監(jiān)控中心信息管理的效率，又規(guī)范了監(jiān)控中心管理工作。為環(huán)保部門及時掌握監(jiān)控動態(tài)、解決一些熱點難點的環(huán)保問題提供了決策性服務。

［1］張雪冰，吳偉明，谷勇浩.移動互聯(lián)網下基于SOA的移動OA系統(tǒng)研究與實現(xiàn)［J］.軟件，2012，33（10）：13～14.

［2］高麗清.基于SOA和工作流技術的食品安全監(jiān)管系統(tǒng)［J］.電子世界，2013（3）：55～56.