综合监控分析平台的设计与实现-软件工程

摘 要I摘 要高度的信息化建设是国际知名石油公司达到现有水品的必要条件。在发达国家的加油站在进销存的管理上，已经基本进入网络化、自动化和智能化，人工介入的环节很少，对油品的管理做到了全、精、准、快。而我国的石油公司尚处在部分环节开始让技术替代人工的起步阶段，主要还是以人工操作为主，对油品的管理还比较粗放。虽然和世界先进的石油公司之间还存在着一定差距，但我们快速的发展必将逐渐消除这种差距。现阶段加油站监控系统存在非网络化的局限性，并且石油公司对于数据分析管理还保持着一种手工的半自动的经营模式，极大的降低了管理监控的效率。所以，我们亟需一个针对管理层的将监控分析基于一身的系统程序解决这一问题。本文针对国内加油站信息化发展现状及技术条件设计并实现了一套较为完整的高应用型加油站综合监控分析平台。本系统在对现阶段实际状况作了深入调研后，将系统功能分为三个部分：视频监控、智能监控和数据分析。这三部分功能分别负责视频的显示、分析及数据的综合处理。本系统基于 B/S 架构，有着极高的易用性及可扩展性。用户只需要运用网页浏览器访问系统服务器就可以运行本系统，免去了在客户端的安装维护。与此同时，J2EE 企业级架构、MySQL 数据库、GIS 地理信息系统等关键技术也在本系统的设计和实现中起到了重要作用。关键字：视频监控 数据分析 加油站 B/S J2EE AbstractIIAbstractHigh degree of information technologys usage is a necessary condition for the internationally renowned oil companies to achieve their current status. Developed at the gas station in the inventory management, these companies has basically implemented the network, automation, and intelligent, very little human intervention of the management exists. And the management has achieved a level of preciseness, accurateness and efficiency. China is still starting to make technical alter artificial work, and current tasks are mainly oriented to the manual. The management of the oil is still of high roughness. Although there are still some gaps between oil companies and the worlds most advanced ones, but we will gradually develop and will eliminate this gap in no time.Limitations of gas station monitoring network system exist. Additionally, data analysis and management for the oil companies still maintain a semi-automatic manual mode of operation, which greatly reduces the efficiency of the management of monitoring. So, we need a software system for the management of the monitoring and analysis system to solve this problem. In this paper, the status of domestic gas stations and technical conditions are analyzed. And integrated monitor and analysis platform on gas stations is designed and implemented. After thorough research, the system function is divided into three parts: video surveillance, intelligent monitoring and data analysis. The system is based on B/S architecture, usability and scalability. Users only need to use a web browser to access the system server and run the system, eliminating the need to install and support of the client program. At the same time, usage of crucial technologies, like J2EE enterprise structure, MySQL database, GIS (geographic information system) play an important role.Key Words: Video surveillance，Data analysis，B/S, J2EE目 录III目 录第一章 绪论 .1第一节 系统研究背景 .1第二节 系统研究现状及发展 .2第三节 系统研究的内容和意义 .21.3.1 系统研究内容 .21.3.2 系统研究意义 .3第四节 论文组织结构 .4第二章 相关技术 .5第一节 企业级 J2EE 架构 .5第二节 B/S 应用结构 .6第三节 数据库系统 .7第四节 地理信息系统 .8第三章 加油站综合监控分析平台需求分析 .9第一节 系统概述 .93.1.1 系统研究目标 .93.1.2 业务需求 .93.1.3 零售管理业务需求 .10第二节 系统功能性需求 .123.2.1 系统整体功能分析 .123.2.2 视频监控功能分析 .143.2.3 智能监控功能分析 .163.2.4 数据分析功能分析 .19第三节 系统非功能性需求 .213.3.1 系统安全性需求 .213.3.2 系统性能需求 .223.3.3 系统易用性需求 .23第四章 加油站综合分析平台系统设计 .24第一节 系统模块设计 .24第二节 视频监控模块设计 .254.2.1 监控管理子模块设计 .264.2.2 报警管理子模块设计 .28目 录IV4.2.3 其他子模块设计 .30第三节 智能视频分析模块设计 .30第四节 数据分析模块设计 .334.4.1 损耗分析子模块 .334.4.2 进付油数据分析子模块 .42第五章 数据库设计 .45第一节 数据库逻辑设计 .45第二节 数据库物理设计 .47第六章 加油站综合监控分析平台系统实现 .54第一节 系统登录功能实现 .54第二节 视频监控功能实现 .55第三节 数据分析功能实现 .576.3.1 损耗分析功能实现 .576.3.2 进付油数据分析功能实现 .62第七章 总结 .64参考文献 .65致谢 .66个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果 .67第一章 绪论1第一章 绪论第一节 系统研究背景当前世界石油石化行业正在进行以资产重组、突出核心业务、提高国际竞争能力为主要特征的第三次产业结构调整 1。降低成本、提高单站销售量、建立便利店等方式已经逐渐成为国际各大石油公司保持市场份额和提高石油公司利润的主要方式。因此，如今石油公司把更多的投资注入到加油站的便利店建设上。在英法德三国，加油站大约一半的利润是通过非油品销售获得的 2。加油站逐步向集团化、连锁化和多样化方向发展 3。国外加油站的主要经营特点是：加油站普遍以自助加油为主，辅助以完善的电子结算和监控系统；加油站经营步入微利阶段，赢利点逐渐向便利店、汽车服务等辅助服务业务转移；加油站配送业务专业化、社会化；加油站硬件设施技术含量高，基本实现加油站的自动化管理 4。可见，高度的信息化建设是国际知名石油公司达到现有水品的必要条件。美国的加油站在进销存的管理上，已经基本进入网络化、自动化和智能化，人工介入的环节很少，对油品的管理做到了全、精、准、快。而我国的石油公司尚处在部分环节开始让技术替代人工的起步阶段，主要还是以人工操作为主 5，对油品的管理还比较粗放。虽然和世界先进的石油公司之间还存在着一定差距，但我们快速的发展必将逐渐消除这种差距。一是因为当前网络和计算机技术迅猛发展为我们提供了先进的技术保障；二是我们十年的信息化建设打下了相当的技术基础；三是我们已经形成了对新技术开发利用观念和机制 6。目前在我国的石油公司在销售企业 ERP 系统、零售管理系统及办公 OA 等系统已经基本实现了经营和管理的网络化、自动化和信息化。但在视频监控分析数据分析管理等方面还存在较大不足 7。加油站库存管理是加油站安全管理的主要内容，配送管理的可视化调度监控又是加油站库存管理最基本的要求，在当今信息化时代，可视化调度监控早已成为新技术、新观念最先武装的领域，可视化调度指挥平台也是当今世界加油站调度指挥的主要发展趋势 8。第一章 绪论2第二节 系统研究现状及发展随着国家经济发展，私家车普及率逐年提高，加油站的数量也随着增加，因此加油站数量也相应的增加。为了提高加油站管理质量和效益，实现智能化管理和发展，石油公司就需要对加油站中的各个方面进行实时的无死角的监控。监控范围应包括进出加油站加油的车辆、客户的缴费情况、油罐的安全情况、员工的工作情况等 9。在科技进步的潮流中，网络首屈一指的成为了进步的核心。如今的网络带宽已经较几年前有了成倍的增长，这样的增长幅度就决定了如今的网络可以传输更加清晰更加流畅的视频信号。与此同时，如今的网络条件允许我们在任意时间、任意地点向服务器中上传视频信号或从服务器中下载视频信号。过去受限于网络条件即时网传效果不理想的情况现在已经不存在，监控解决方案逐渐向系统化、网络化方向发展 10。在当今社会，先进的企业如果想要保持其先进性，就一定要发展新兴技术。电子信息技术就是其中最重要的一环。在每个加油站管理中，安全问题在所有需要解决的问题中最为重要，是最需要保证的因素。利用先进的视频监控技术，可以高效率的完成对加油站客户、车辆、员工的管理，及时的显示出危险或者容易引发危险的区域的现场状况。所以，强有力的视频监控体系是先进的加油站管理体系的强大工具 11。为了加强对加油站的监督管理，石化企业开始引入联网视频监控系统。总部通过科技手段对油品配送过程进行全程监控，以实现“预防盗窃、安全行驶、统一调度”的全方位管理 12。在欧美发达国家，如果加油站油罐的存油量低到一定程度，就能自动将需要进油的信息，通过网络化管理的数据上传，然后经过电脑计算和自动优化，管理者就可以从最近最科学的渠道为加油站配送油品。而这些功能的实现很少依赖于人的管理，一切数据及分析和报表都能准确精细地生成并打印出来。使得液位仪的使用价值得到很好的发挥和应用。第三节 系统研究的内容和意义1.3.1 系统研究 内容本系统主要有以下几个研究方面:1、研发加油站综合可视化监控平台第一章 绪论3通过提升加油站的网络带宽，利用加油站安装视频监控系统，实现加油站现场管理远程可视监控，促进现场管理规范和员工服务水平全面提升。2、建设智能视频联网监控报警系统（1）研究开发基于油罐区现有摄像机视频图像的人、车、物行为智能分析软件；（2）实现对卸油口及罐区等重点部位的监控和智能报警；（3）通过对进站车辆的数量、车型、高峰/低谷期等信息的捕捉、比对和分析，为科学合理确定计算库存、调整油品，调动和调整运力及管理部门及是制定和调整经营策略等提供依据；（4）实现远程监控的音视频指挥、短信发送、报警。3、建设加油站库存管理综合平台（1）研发液位仪系统与加油站相关系统数据的集成。对比各系统加油站的库存数据并进行有效分析；（2）研发一套加油站库存分析体系。对每个油罐在接卸油、盘点、油品变类、调罐及平常状态的各阶段的数据信息进行统计、分类及比对分析。例如不同系统间数据的比对分析；根据区域、季节、油品等分析加油站销售量数据；与相关技术指标之间的比对分析，并根据管理需要对相应指标自动标注、报警等。1.3.2 系统研究 意义加油站综合监控分析平台的实施，将各信息系统各项数据进行相互比对、校验、分析，既减少人工比对的劳动强度，又使得数据更加客观、真实，减少人工比对的错误几率，也可以在第一时间内发现问题和故障，消除异常损耗，也即是间接的实现了巨大的经济效益。此外，加油站综合监控平台的实现还存在着较大的社会意义。在社会安全方面，加油站属危险区域，其安全不只关乎企业利益，安全水平的提升对社会同样意义重大。实现对加油站罐区、银台、超市等重点区域进行智能分析和联网管理，可以使加油站的安全管理提升到新水平。强大的现场数据采集和分析功能将更好地为以市场为导向的经营策决策提供依据，促进决策更加科学、及时、准确。第一章 绪论4第四节 论文组织结构本文将通过 6 个章节阐述了加油站综合监控分析平台的设计应用的过程。本文主要描述了该系统在设计过程中的需求分析、设计及实现三个重要环节。第一章描述了本系统实现的背景。同时还介绍了系统的研究内容及研究意义。第二章描述了在本系统中所使用的相关技术。包括企业级 J2EE 架构，B/S程序架构等信息。第三章详细介绍了系统的功能划分及需求分析。在这章中，分别通过面向对象的分析方法对系统各个功能进行了详细描述。第四章介绍了系统的设计过程。针对系统的每个模块，对重点内容进行了详细描述。第五章详细介绍了本系统的核心数据库构成及数据库表的设计。第六章介绍了系统的操作界面及实现过程。第二章 相关技术5第二章 相关技术第一节 企业级 J2EE 架构现如今，在企业中成本的掌控是想要提高利润的关键因素。在软件开发方面，Java 2 Platform Enterprise Edition (J2EE)技术将组件作为了整个技术的核心内容。应用基于组件的方法，在企业级应用程序的设计、开发、装配、部署等方面都能够带来极大的便利。与此同时，J2EE 平台 13还为用户 提供了一个多层结构的分布式的应用程序模型。应用这种模型，用户编写的代码具有重用组件的能力，可以用 XML（扩展标记语言）进行数据的交换、事务的控制变得更加灵活并且安全。你不仅可以比以前更快地发表对市场的新的解决方案，而且你的独立于平台的基于组件的 J2EE 解决方案不再受任何提供商的产品和应用程序编程界面(APIs)的限制。提供商和买主都可以自己选择最合适于它们的商业应用和所需技术的产品和组件。为了保证企业级应用的高要求， J2EE 体系架构经过大量大型项目的实际考验，为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的商务系统提供了良好的机制14。（1）保留现存的 IT 资产由于基于 J2EE 平台的产品几乎能够在任何操作系统和硬件配置上运行，J2EE 架构可以充分利用用户原有的投资，现有的操作系统和硬件也能被保留使用。（2）高效的开发J2EE 允许公司把一些通用的、很繁琐的服务端任务交给中间件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上，相应地缩短了开发时间。（3）稳定的可用性一个服务器端平台必须能全天候运转以满足公司客户、合作伙伴的需要。因为 INTERNET 是全球化的、无处不在的，即使在夜间按计划停机也可能造成严重损失。若是意外停机，那会有灾难性后果。J2EE 由于的平台无关性，可部第二章 相关技术6署到可靠的操作环境中，他们支持长期的可用性，从而最大限度地减少故障几率。 15第二