（机械设计及理论专业论文）基于bs应用系统污染源远程监控系统的设计和实现.pdf

摘要 污染源远程监控是环境保护行业研究的热点问题，论文以i t 行业和环保业为 背景，结合江门市污染源远程监控管理系统b s 管理甲台的设计和实现，研究了 基于b s 方式的分布式应用系统原理、设计和应用。在选题上具有重要的现实意 义。课题的研究工作是在广州市天河区科技计划项目“广域水质实时监控系统决 策支持系统的研究( 2 0 0 2 x g p 2 5 ) ”和广州市科技攻关重点项目“广州市水质及污 染源在线监测监控系统及示范工程( 2 0 0 2 2 2 一e 0 1 7 2 ) ”的基础上进一步发展完善 的。 随着i n t e r n e t 的快速发展和基于h t t p 协议的w 曲技术的广泛使用，使得基 于w e b 技术的应用系统的开发成为软件开发中的热点。由于j a v a 的可移植性、 易用性和与h t m l 的紧密结合，再加上完善的w e b 应用体系结构，使j a v a 成为 开发w e b 应用的首选编程语言。 本文首先对江门市污染源远程监控管理系统b s 平台进行需求分析和规划， 指出系统研究的特点与要求。在此基础上，详细阐述了编程模型的发展历史和趋 势，w e b 应用的基本原理。在w e b 体系结构中，介绍了微软的d n a 应用体系结 构和s u n 提出的基于j a v a 技术的w e b 应用模型，并对这两种w e b 应用方案进行 比较。最后详细的讲述了w e b 应用编程模型。 最后，论文详细设计和实现了江门市污染源远程监控管理系统b s 管理平台， 系统的实现是采用j a v a 的w e b 应用开发的主要部件( j s p ，s e r v l e t ，j a v a b e a n ) 。运 用m v c 的s t r u t sw e b 应用框架。采用了网关u d p t c p 转换协议和a p p l e t 技术。 解决了基于w e b 污染源实时监控的设计难题。并对本课题的工作进行了总结和展 塑! 关键词：b s 结构； 实对监控系统：s t r u t s , a p p l e t 望塑翌二盔兰三堂堡主兰焦笙塞 a b s t r a c t w i t ht h eb a c k g r o u n do fi ti n d u s t r ya n de n v i r o n m e n ti n d u s t r y ，t h i sp a p e r r e s e a r c ht h et h e o r y 、d e s i g na n da p p l i c a t i o nb a s e d0 1 1t h ew e bb a s e dd i s t r i b u t e ds y s t e m ， c o m b i n i n g t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fe n v i r o n m e n tm o n i t o r i n g a n d m a n a g e m e n tb ss e a r c h i n gs y s t e mi nj i a n g m e nc i t y t h i ss e l e c t e dt o p i ch a st h e i m p o r t a n t r e a l i s t i c m e a n i n g t h e r e s e a r c ho fd e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o n o f e n v i r o n m e n tm o n i t o r i n ga n dm a n a g e m e n tb ss e a r c h i n gs y s t e mi nj i a n g m e nc i t y b a s e do nw a nw a t e rq u a l i t y ( 2 0 0 2 x g p 2 5 ) a n dt h ek e yp r o j e c to fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g yp r o j e c t so fg u a n g z h o uc i t y “o n l i n es y s t e m f o rm o n i t o rw a nw a t e r q u a l i t yo fg u a n g z h o uc i t ya n de x a m p l ep r o j i e c t ( 2 0 0 2 2 2 一e 0 17 2 ) ” t h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n t e r n e tt e c h n o l o g ya n dt h ew i d e r a n g i n ga p p l i c a t i o n o fw e bt e c h n o l o g yo nt h eh t t pa g r e e m e n ti m p e lt h ed e v e l o p m e n to fa p p l i c a t i o n s y s t e mo nt h ew e bt e c h n o l o g yb e c o m et h eh o ts p o ti nt h ed e v e l o p m e n to fs o f t w a r e b e c a u s et h ea d v a n t a g e so fj a v al a n g u a g e ，a n dp l u sp e r f e c tw e ba p p l i c a t i o ns y s t e m c o n s t r u c t i o n ，m a k et h ej a v ab e c o m et h e f i r s tc h o i c el a n g u a g et o d e v e l o pt h e a p p l i c a t i o no fw e b a tf i r s t ，t h i sp a p e rc a r r i e st h r o u g ht h ed e t a i lp r o d u c ts t r a t e g i ca n a l y s i sa n d d e m a n d i n ga n a l y s i s o fe n v i r o n m e n tm o n i t o r i n ga n dm a n a g e m e n tb s s e a r c h i n g s y s t e mi nj i a n g m e nc i t y t h e ie x p r e s s e dt h eh i s t o r ya n dt r e n do fp r o g r a mm o d e l ，t h e b a s i cp r i n c i p l eo ft h ew e ba p p l i c a t i o ni nd e t a i l ，a n da n a l y z et w oa r c h i t e c t u r ew e b a p p l i c a t i o n ，o n e i st h ea r c h i t e c t u r eo ft h em i c r o s o f t w e ba p p l i c a t i o nn a m e d d n a ( d i s t r i b u t en - t i e ra r c h i t e c t u r e ) ，t h eo t h e ra r c h i t e c t u r ei sp u tf o r w a r db ys u n w h i c hb a s e do i lj a v at e c h n o l o g y f o l l o w i n ga n a l y z e ds e v e r a lw e bm o d e l i nt h ee n d ，t h ep a p e ri n t r o d u c e sw i t ht h ed e t a i ld e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h e e n v i r o n m e n tm o n i t o r i n ga n dm a n a g e m e n tb ss e a r c h i n gs y s t e mi nj i a n g m e nc i t y t h es y s t e ma d o p t sj a v ad e v e l o pm o d e la n dt h em a j o rd e v e l o pc o m p o n e n t ss u c ha s j s p 、s e r v l e t 、j a v a b e a n 。f o l l o w i n g ，d e s c r i b e dt h ef r a m es t r u t sw h i c hb a s e do nm v c t h es y s t e ma d o p t su d p t c pg a t e w a yt r a n s f o r m i n gp r o t o c o l ，i nt h ep r o c e s so ft h e i m p l e m e n t a t i o no ft h i ss y s t e m ，t h ei d e ao fu d p t c pg a t e w a yt r a n s f o r m i n gp r o t o c o li s a d o p t e dt os o l v et h et o u g hp r o b l e mo fm o n i t o r i n gt h ep o l l u t i o ns p o ti nt h ew e b b r o w s e r k e y w o r d s ： b sa r c h i t e c t u r e ；r e a l - t i m em o n i t o r i n gs y s t e m ；s t r u t s ；a p p l e t i i 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意 识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：万曩 日期：硼乡年石月7 0e l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密酉。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名： 导师签名： 万其 诱胁下 日期：2 c 心年月p 日 日期：知眵年f 月o 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究的背景和意义 2 0 世纪后半叶以来，信息技术飞速发展，对人类生产力产生了前所未有的巨 大推动作用。在这种信息化环境下，针对分布、异构的计算机环境要求，应用系 统的开发遇到了严峻的挑战。人们需要一种既简单，又能满足分布，异构的计算 机环境要求的系统框架来进行应用系统的建设。而基于w e b 的分布式b s 系统是 目前能满足这种要求的唯一选择【l j 。 随着我国工业经济迅速发展，工业污染日趋严重，各地的环保监管部门从自 身业务发展需要出发，开展了环境监理信息系统，这些系统对提高环境监理的现 代化水平起到了一定的作用。然而这些污水在线自动监测或监控系统的研究主要 集中在单机或局域范围内，往往是几个或数十个采样点的较小规模系统，对广域 范围的大规模污水在线自动监控系统的研究很少，并且这些系统存在着一些明显 的不足，主要表现在： 1 缺乏总体规划，数出多门，信息冗余，不一致。2 规范性差，难以推广移 植，多为小规模网络甚至单机运行，信息的采集能力不强，信息滞后，封闭，数 据库规模小，不利于信息的共享利用。3 信息的加工处理能力差，无法形成信息 仓库，不能满足环保部门决策的需求。4 重复开发现象严重，浪费了大量的人力， 财力，物力和时间。广域网络由于多个监测点在广域范围的分散性，系统往往采 用包括省级、地级、区县级监测中心系统和监测点子系统的多级结构。本文针对 这些缺点提出了一个可行的系统设计方案。 传统的环境领域实时监测系统通常采用的是c s ( c l i e n t s e r v e r ) 结构，位于不 同空间位置的c l i e n t 端功能模块与集中控制区的s e r v e r 端之间建立通信通道，各 种监测业务流通过这个通信通道得以实现，如监测数据流的汇合和实时发布、控 制数据流的触发和约束、异常事件广播、历史数据备份、通信安全机制等。c s 结构的优点在于：在保证通信带宽的前提下，通过面向连接的网络协议，c s 结构 能满足监测系统的实时性要求；能够满足c l i e n t 端和s e r v e r 端之间的双向功能触 发i 软件模块的分发授权容易控制。但是，c s 结构本身也存在着局限性：c s 结构的软件系统中各功能模块都是专用型的，系统功能的表现依赖于各功能模块 的组合装配关系，这种装配关系会随着业务空间位置的延伸而显得烦琐和困难， 系统的发布方式有很大的局限性；c s 系统大多固定于一种运行平台，平台间的 可移植性差；开发周期长，升级维护困难。而b s 结构具有开放性、灵活性和易 用性的特点。对于用户来说，面对的是界面统一、易于操作并且与平台无关的浏 华南理工大学上学硕士学位论文 览器，不需要接受过多的操作培训，也不需要经历烦琐复杂的配置过程，在任何 联网的地方都可以处理业务；对于开发者来说，毋需开发专用的客户端软件，客 户端功能模块经过w e b 服务器就可以发布，系统的升级和维护都变得简单化。随 着网络技术和i n t e r n e t 的发展，人们越来越多地选择基于b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 结构 系统作为业务信息交互平台1 2 j 。 基于b s 结构的应用系统具有广阔的前景。论文研究基于b s 结构的应用系 统解决江门市广域污染源监控中心子系统的问题，具有重要的意义。如今随着我 国即将加入w t o 信息化建设将变得更为迫切，在推进环境保护信息化的过程中， 基于w e b 的分布式技术发挥着举足轻重的作用。本文研究基于w e b 的分布式应 用系统的原理、设计和应用，目的在于采用基于w e b 的分布式应用系统解决方案 推进国家环境监理信息化的建设，完成国家环境监理领导查询系统的实现。 在水质监控领域，以广东省为例，“九五”期间，尽管污水处理能力不断提高， 但仍赶不上污水排放量的增加，大量污水的排放致使广东省的水质状况r 趋下降， 全省跨市河流边界断面水质达标率不足一半，流经城市河段的水质恶化，水质性 缺水问题突出，地区间水污染纠纷增多，因此，工业污染防治和水环境保护都成 为了“十五”期间广东省环境保护工作的重点内容。根据广东省环境保护“十五” 规划的要求，为了落实国家环保总局制定的污染物排放总量控制制度【3 】，各市要 根据省下达的主要污染物总量控制指标制定具体的实施方案，将总量控制指标分 解下达给县( 市、区) 和主要排污企业，各县( 市、区) 再将指标分解到下一层次，结 合排污许可证制度的实旌，将总量控制指标最终分解落实到排污单位，实现污染 防治从未端治理向生产全过程控制转变，并建立相应的重点污染源排放实时监控 手段，各市县要对本辖区污染负荷前十位的企业进行重点控制，在2 0 0 0 年工业污 染源达标排放的基础上，实现污染物排放的全面达标。列入省重点的工业污染源， 各地要强化监督、管理，并逐步安装重点污染物排放在线监测装置，逐步实现重 点水污染源在线自动监测，为逐步实现区域和流域的污染物总量控制奠定基础， 提高环境监钡5 及数据分析能力，确保总量控制指标的落实。 在“十五”期间广东省各地级市和珠江三角洲县级市要建立和完善环境信息中 心，逐步建立省、地级市和部分县级市的环境信息网络，实现环境信息处理、传 输和办公自动化【4 j 。江门市作为我国工业发展最为迅速的城市之一，近年来在经 济上有了飞速发展，但同时也给江门市的环境保护部门和相关的环境保护科研人 员提出了新的、严峻的挑战，本课题的研究正是在这种背景下进行的。 本课题关于江门市污染源远程监控b s 管理系统的发展为环境监测数据与信 息的获取、发布、共享与操作的研究及相关示范工程的建设完成开辟了广阔的前 景，和传统的管理平台相比主要具有以下几方面的意义： 1 更广泛的访问范围； 2 第一章绪论 2 平台独立： 3 系统成本降低； 4 简单操作。 综上所述，基于w e b 的分布式应用系统具有广阔的前景。论文的研究具有重 要的现实意义，经济意义和社会意义。 1 2 研究目标、内容和研究思路 1 2 1 研究目标 基于w e b 的b s 系统的应用越来越普遍，如今，随着我国即将加入w t o ， 信息化建设将变得更为迫切，在推进环境保护信息化的过程中，基于w e b 的b s 系统发挥着举足轻重的作用。本文研究b s 系统的原理、设计和应用，目的在于 采用基于b s 系统解决方案推进国家环境监澳4 的信息化建设，实现数据的更广泛 的共享和数据对上层决策的支持作用。 本论文以系统工程、软件工程的原理和方法为指导，结合江门市污染源远程 监控b s 管理系统的设计和实现，该系统通过j a v a 语言实现了界面生动、易于扩 展、移植方便的优点，可以大大提高污染源远程监控b s 管理系统的功能和知名 度，从而实现提高公众环保意识，促进环保部门工作的科学化、决策的定量化和 管理的现代化，更好协助领导进行管理，共同发展祖国环保监测事业的目的，具 有重要的现实意义。 1 2 2 研究的内容和思路 本论文在研究思路上，论文主要以理论联系实践的思想进行研究，主要解决 实际问题。结合江门市污染源远程监控b s 管理系统的设计和实现，展开对其中 关键技术的深入研究，把研究的成果应用到江门市污染源远程监控b s 管理系统。 研究的内容主要包括以下方面。 第一章论文概述了研究污染源远程监控b s 管理系统的目的和意义。在此 基础上，论文结合了分布式系统的发展和趋势以及基于b s 的管理系统和传统的 c s 结构的系统的比较，提出了基于b s 的系统的解决方案。对国内水质监控系 统的研究现状进行了分析，突出了本课题研究的紧迫性和重大社会价值。 第二章论文针对江门市环保局的要求，分析了原有系统的不足，对江门市 污染源远程监控b s 管理系统进行了详细的需求分析和平台规划，把系统分为污 染源在线监控、污染源趋势管理、污染源基础管理三个子系统。并详细分析了各 个部分实现的功能和实现流程，论文对江门市污染源远程监控b s 管理系统的解 决方案的结构和原理进行了深入的研究，并从系统的角度分析了b s 平台的优越 华南理下大学工学硕士学位论文 性。 第三章对实现江门市污染源远程监控b s 管理系统的关键技术进行深入研 究，在理论上详细分析了w e b 的工作原理，分析了系统w e b 开发体系，分析了 系统w e b 应用编程模型。并在此基础上，选择了适当的w e b 开发体系和w e b 应 用编程模型进行江门市污染源远程监控b s 管理系统的开发。 第四章论文对江门市监控系统中的污染源远程监控b s 管理系统进行了详 细设计和如何实现的分析，重点分析了系统的架构和平台的选择，系统实现的难 点和解决方案。系统是采用j a v a 的w e b 应用开发的主要部件( j s p ，s e r v l e t ， j a v a b e a n ) 。运用m v c 的s t r u t sw e b 应用框架。采用了网关u d p t c p 转换协议和 a p p l e t 技术。解决了基于w e b 污染源实时图形监控的设计难题在最后对江门市污 染源远程监控b s 管理系统进行了总结，分析了江门市污染源远程监控b s 管理 系统的创新和意义，并指出了系统的不足之处。 最后本文作了总结，并提出了未来的工作展望。 第二章江门市污染源监控系统b $ 平台 第二章江门市污染源监控系统b s 平台规划 2 1 江门市污染源远程监控b s 管理系统开发背景 目前，我国环境污染监测工作还处于起步阶段，许多地方主要在排污企业设 置污水流量计等简单监测仪器，根据企业的排污量收取企业的排污费，这种根据 排出污水量收取排污费的做法很不合理，根本无法判断企业对环境的污染程度。 虽然个别地方安装了在线监测仪，但数据的传送非常慢，达不到管理治污的目的。 我国环保行业已经意识到目前环境污染监测手段的滞后，许多地方的环境自动监 测网络正在建立和完善，并逐步向广域自动监测网的趋势发展。 环境信息系统是综合利用先进的网络技术、通讯技术和计算机技术等主流信 息技术，实现环境信息的收集、传递、存储、加工、维护和利用的系统，为解决 环境问题提供了一种有力的手段。 为提高环境现代化管理水平，创建优美城乡，根据“统筹规划、分布实施” 的原则，建设江门市环境自动监控系统。通过建设形成一个覆盖全江门市的环境 自动监测信息采集网络，实现对重点排污单位污染防治设施运行状况、主要污染 物排放监测监控数据的自动传输和异常报警。( 同样也能实现重点流域水环境质 量、重点城市环境空气质量自动监测数据实时传输) 通过建设一个基于地理信息系 统的环境分析系统和一个交互式的环境监测、环境保护的动态信息发布平台，向 各级政府、部门发布环境质量监测资料或环境质量状况，向公众发布概况信息。 针对江门市污染源远程监控管理系统的实施平台的变更，原来系统的c s 运行模 式的数据库设计不能完全满足新的b s 模式的运行需要。江门系统的平台特点， 需要一个能承担安全，快速的服务体系，从而使整个系统处于一种高效，稳定的 运行状态。江门系统虽然运行在江门市环保局的企业网( 内网) 中，但根据不同用 户的职能和业务要求，运作在同一个平台上，对用户的各种要求进行响应和处理。 所以新开发的系统必须满足以下几点： ( 1 ) 有的江门市环境信息系统融合成为一个集监控，采集，统计，分析于 一体的综合管理系统 ( 2 ) 通过高科技监测手段和先进的网络管理方式实现对污染源的远程在线 监控 ( 3 ) 分析经济发展和环境污染之间影响，提供流域及区域的污染状况和趋 势分析 ( 4 ) 污染源的长期有效的监控管理提供技术保障 华南理= 大学= 学硕士学位论文 2 2 江门市污染源远程监控b s 管理系统需求分析 2 2 1 原有江门市污染源远程监控管理系统存在的问题 江门市污染源远程监控管理系统原来是c s 运行模式，但是随着系统的应用 范围逐渐增加、环境监测工作的逐渐深入，对系统也提出了越来越高的要求。原 来的系统着重于对数据的获取和查询，对数据的合理分析比重较小，原来的系统 面向的对象主要是环境监测日常人员，数据对高层决策所需的分析支持小。原来 系统由于程序安装的限制，对于污染源的监控数据只面向日常工作人员，数据透 明度小。 1 原有作业流程 _ i 遴l 土则艇苎鹜芝 必竺 l ，= i i ? 、 l ，：二： 、厂荔i | i 、 图2 - 1 原有作业流程图 f i g 2 - 1o r i g i n a lw o r kf l o wm a p 2 原有作业运作情况 原有的作业基本都是手工作业，监查部门在监测数据采集上现在已经拥有一 个手工拨号的监测网络，数据收集信息只有单一的流量信息。该系统基本可以对 流量信息进行必要的查询统计。其他部门的统计分析等还没有进入实际的工作 中，基本都是手工采集数据，然后再手工整理统计，形成报表电子文档后再通过 办公系统进行流转，审核，修改的。 2 2 2 新开发江门市污染源远程8 s 监控管理系统的用户定位 按照环境监测中不同的职能提供给用户不同的系统，决策层和管理层用户主 要使用b s 系统，他们一般较少关心大量的数据，而是关心数据的实质内容和反 映的情况；对于操作层使用c s 系统，他们日常的工作是处理数据和报表；对 于企业用户层，他们关心的是数据的透明度和准确度，他们使用b s 查询与己相 关的情况。 6 旱人 第二章江门市污染源监控系统b s 平台 2 2 3 江门市污染源远程监控管理系统管理平台规划 根据江门环保局的日常业务职能， 理三个部分，也可以说是三个子系统， 环境管理分类中。 系统规划为在线监控，基础管理及趋势管 分别隶属于江门市环保局信息管理系统的 图2 - 2 污染源监控管理系统b s 管理平台规划 f i g 2 _ 2 b sa r c h i t e c t u r el a y o u to fm o n i t o r i n ga n dm a n a g e m e n ts y s t e m 下面就根据这三个子系统的业务范围，功能分布，数据流程加以说明。 2 2 ，3 1 污染源在线监控 污染源在线监控子系统，可以说是整个管理系统最为基础也是最为关键的部 分，它承担了系统对下属监控子站和监控分站的数据采集，指令的发布，仪器设 备的反控，仪器设备控制参数的同步及报警信息的传递等功能，同时也是最为直 观和及时反映当前各监控子站运行状况的窗口。污染源在线监控从功能上分为四 大模块，那就是“g i s 监视界面”，“实时监控”，“查询统计”及图形显示。 兰壹垄三盔兰三兰堡圭堂丝丝苎一 图2 - 3 在线监控子系统管理平台规划 f i g 、2 - 3 o n - l i n em o n i t o r i n gs u b s y s t e ma r c h i t e c t u r el a y o u t 1 g i s 监视界面 g i s 监视界面所表示的是各监控子站及监控分站所在地理位置，目前的通信 状态，运行状态，报警状态等基本信息，同时通过鼠标点击这些点，可以选择对 该监控子站的各项监测值，设备运行状态监视和功能操作。并把数据已图形方式 表现出来。 监视的状态包括： f 1 1 流量 ( 2 ) 设备运行状态( 提升泵，风机等) ( 3 ) 监测因子的监测值( t o c c o d ，氨氮，悬浮颗粒，p h 值等) ( 4 ) 现场视频( 通过链接到视频系统直接取得图象) ( 5 ) 通信状态( 数传电台通信情况，故障信息，拨号连接使用情况) 2 实时监控 实时监控界面所承担的就是对各监控子站和监控分站的控制及管理功能，通 过客户端的搡作来实现对子站的反控操作，当然这一部分功能只对有权限的用户 开放，并且根据对不同子站或分站的选择提供可执行操作。控制功能包括： ( 1 ) 指定时间段传送 指定时间段的数据传送，目的在于对监控子站或监控分站的数据进行选择采 集。由于通信故障，或者其他原因发生的控制中心的内部数据库数据的缺口，就 需要对这部分数据从新采集，采集的数据必须输入起始及终止的时间。当数据采 集完以后自动切断连接。 f 2 ) 数据库同步 数据库同步主要是针对监控子站及分站的各种控制参数，代码库进行设定， 保持系统内的所有设定的一致性。数据库同步一般在控制中心于监控子站及监控 第二章江fj 市污染源监控系统b s 平台 分站通信时系统自动完成。 ( 3 ) 时间同步 时间同步的目的是使整个系统时间保持一致，尽可能减小误差。也是在于子 站或分站的通信时系统自动完成。 ( 4 ) 仪器和设备控制参数设置 子站的监测仪器和设备的控制参数可以由所属的控制中心( 或分站) 来管理， 功能包括：监测仪器的采样时间控制，报警对象的修改，报警逻辑的定义，监测 因子转换系数的调整，仪器的精度调整，以及单因子报警上下限的设定。通过设 定来改变监控子站的运行行为。达到反控的目的。 ( 5 ) c o d 临时采样 为目前子站较多监测的单因子之一，也是判断排放的污水合格与否的重要标 志之一，对c o d 的临时采样可以帮助系统除j 下常采样计划外的另一辅助手段来 监测污水的排放情况，同是立刻取得监测结果。 3 查询与统计 和上面两个模块不同，如果说上面两大模块完成的是数据采集功能，那么查 询与统计模块完成的是对采集来的数据的统计和处理，分为对报警信息的统计， 对系统运行日志的统计，对监控子站的运行状态的统计，也是系统对原始数据最 为直接访问窗口。从功能上又可分为： ( 1 ) 监控子站原始数据查询 选择要查询的监控子站，系统会反馈目前该子站所有的监测项目，包括各监 控园子和设备运行信息，诸如电机状态、流量、t o c c o d 与p h 值( 氨氮，悬浮 颗粒) 等，然后用户输入查询的时间范围，系统返回查询结果。 ( 2 ) 子站运行日志查询 子站各监控因子和设备运行信息的日志查询。 ( 3 ) 报警信息查询 报警信息也是这个系统一个重要的组成部分，监控系统能够对这些报警信息 的有效及时的处理都是将对提高管理水平起到参考，辅助及指导作用，对报警信 息的统计汇总有助于分析和查找报警的原因，并制定解决方法。 报警信息的查询通过对子站的选择，及报警因子的选择，同时设定查询的时 间范围，通过图表的方式显示结果。报警因子包括：各种检测因子( t o c c o d ， p h 值，氨氮含量，悬浮颗粒含量等) 、多因子报警、，设备故障的报警、掉电报警 和通信故障报警等。 4 图形显示 和查询统计模块功能相似，但又有不同的数据表现形式，另外图形显示模块 更多的提供用户在数据汇总方面的能力，使表现更直观，便作更方便。 9 华南理工大学j = 学硕士学位论文 f 1 1 子站别监测值汇总图 用于统计以子站为单位，各监测因子( c o d ，p h 值，氨氮含量，悬浮颗粒) 的监测值图形，横向为时问单位，纵向为测定值( 针对不通监测因子有不同的单 位1 ，不同颜色的线条表示不同的监测因子。统计时间可以由用户选择，以日、星 期、月为单位进行统计。 ( 2 监测因子别子站排放情况汇总图 用户选择不同的监测因子，图表反映不同监控子站在这个监测因子上的监测 统计数据。横向为时间单位，纵向为测定值，不同颜色的曲线表示不同监测子站。 统计时间可以由用户选择，同上。这些子站可由用户选择。统计目的是从图 表上看出在某种监测因子上各子站污染排放情况和趋势。 ( 3 ) 仪器设备运行状态汇总图 设备运行状态是以子站为单位的统计，将该予站监控范围内的仪器，设备运 行状态反映在图形上，对设备运行不正常的，或有报警信息的部分用不同颜色表 示出来。红色表示故障报警，黄色表示需要维护( 这个功能等详细设计出来实现， 先预留处理接口) ，绿色表示运行正常。 ( 4 ) 监控子站排放量汇总图 排放量统计图表是根据不同统计时间范围来决定统计单位，如用户选择的是 按日统计，则图形中以1 0 分钟值为单位进行表示并将日排放量显示出来。如果用 户选择的是星期排放量，统计以小时为单位，月排放量的统计单位是日排放量。 f 5 ) 单因子报警汇总图 根据不同的监测因子，在某个时间范围内出现的报警情况进行统计和表示， 横向为时间值纵向表示不同的监控子站，红色部分为报警发生的时间。 ( 6 ) 多因子报警汇总图 表示方法同单因子报警汇总图，区别是根据报警逻辑的判断不同的报警标准。 ( 7 ) 通信状况及报警汇总图 通信状况的汇总，是以子站为单位，将一定时间范围内，监控中心与之通信 的情况表示出来，不同颜色表示不同的通信方式( 数传电台，拨号网络，专线) ， 但红色都是表示通信故障及报警状态。 2 2 3 2 污染源基础管理 基础管理是对系统中各类管理数据、控制参数、检测数据进行维护、查询、 汇总和报表处理等日常业务，基础管理是因为在整个系统中承担了对基础数据的 处理，提供管理业务相关数据服务，同时又对整个系统运行所依赖的管理数据进 行维护，从而保障系统的正常运行，这就是基础管理的功能范围了。污染源基础 管理从管理职能来分，可以划分成监察、监督、污染控制、监测、综合查询、设 第二章江门市污染源监控系统b s 平台 施维护及系统管理等几大模块。下面对其中几个功能进行详细介绍。 图2 4 基础管理子系统管理平台规划 f i g 2 1 4m a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r el a y o u to fb a s i cm a n a g e m e n ts u b s y s t e m 1 监察 监察可以视为这个系统在对监控子站或分站的管理中最为直接的信息管理模 块，是监察对监督指示执行的窗i s ，同时也是在线监控和基础管理的中间模块， 负责传递管理信息和现场控制的指示。在线监控的数据也将在监察职能中统计和 报表处理。监察的管理职能可分企业信息管理、监控设备管理、监测仪器管理、 监督指示受理、报表打印和报表上报。 ( 1 ) 企业信息管理 它对企业所属行业，流域，流域的最终去向，污染治理设施信息，污染物排 放信息等相关信息，以及企业环保负责人，联系方法等企业基本信息进行数据管 理。它可以方便用户对企业的生产，环境治理，污染排放等情况取得全面了解， 同时为管理提供相关信息。 华南理工大学工学硕士学位论文 图2 - 5 监察流程规划 ( 2 ) 监控设备管理( 提升泵，风机等) 设各管理主要是针对子站监控设备的基本信息，包括安装，使用日期，监测 时间间隔与设备功能等信息进行管理。提供用户创建，修改和查询监控设备的相 关资料，提供管理依据。设备管理参数同时也存在于各子站系统中，系统通过数 据同步处理来保持子站，分站和中心的数据一致性。 ( 3 ) 监测仪器管理( t o c c o d 检测仪，氨氮，悬浮颗粒检测仪器，p h 检测仪器等) 对目前系统来说，子站的监测仪器主要是t o e c o d 检测仪、流量仪和p h 值检 测仪。随着系统的管理发展趋势，可以增加氨氮与悬浮颗粒等其他的监测因子， 所以系统设计能在一个监控子站上接驳最多2 0 种不同的监测仪器，并对这些仪器 进行管理，建立起仪器和设备运行之间的相应关系，并通过数据同步处理来保持 子站，分站和中心的数据一致。 避捧企业t 膳控子站) 0 进j 污，健 古囊艘j 蓝 1 l ，墨示谭设糊g 明蛔信息 j 射设篇僵i 进行晦改 “ j 摩处程 图2 - 6 监控设备管理流程规划 f i g 2 6 s u p e r v i s ef i x t u r em a n a g e m e n tf l o wl a y o u t 第二章江门市污染源监控系统b s 平台 图2 - 7 监测仪器管理流程规划 f i g 2 7s u p e r v i s ei n s t r u m e n tm a n a g e m e n tf l o wl a y o u t ( 4 ) 监督指示受理 监督指示是监督模块对监察模块提出的指示信息。指示信息由监督模块生成 并提出，由监察模块根据指示内容进行处理，同时将状态或结果返回给监督模块， 并对所有的监督指示记录数据库。 监督指示提示信息提出l 0 取得指示内窑( 受程 0 执行 揉反憧t 完成 蚓2 - 8监督指不受理流程规划 f i g 2 - 8s u p e r v i s ea c c e p t i n gf l o wl a y o u t ( 5 ) 报表打印 报表打印是围绕监察职能的业务范围，由用户选择相关的报表，填写该报表 相关的统计范围和条件。输出以p d f 文件的方式显示在用户界面中。另外每份报 表都包含审核信息( 一般在报表的左下方打印审核标志1 。 华南理j 二大学工学硕士学位论文 琏捧撮衰 辅人统计范围和条件 0 l 警 报衰打印 图2 - 9 报表打印流程规划 f i g 2 - 9r e p o r tf o r m sp r i n tf l o wl a y o u t 幽2 - 1 0报表上报流程规划 f i g 2 - 1 0 r e p o r tf o r m sc o l l e c t i n gf l o wl a y o u t ( 6 ) 报表上报 报表上报功能提供用户将所生成的报表上报给有关部门审核，只有通过审核 的报表才能正式使用。报表上报是个自动过程，用户选择上报功能，系统将自动 将报表文件( p d f ) ，上报时间和编制人员等信息一起发送给上级部门。 ( 7 ) 报表修改 如果审核不通过的报表，由上级部门填写修改意见，并反馈给报表编制人员， 用户可以根据修改意见修改原来的报表，并记录修改的内容和修改时间。对修改 完的报表需从新上报。 第二章江门市污染源监控系统b s 平台 图2 - 1 1报表修改流程规划 f i g ，2 11r e p o r tf o r m sm o d i f i c a t i o nf l o wl a y o u t 2 监督 监督是系统对监察管理的一个指导窗口，目的就是对监察模块提供指示信息， 对监察所收集的数据进行统计分析，从而为合理的系统管理调度提供数据依据， 监督的管理职能可分监察指示发布、监察指示管理、数据汇总、报袁打印和报表 上报。下面就多种职能加以分别说明。 ( 1 ) 监察指示发布 监察指示的发布是由监督模块提出，依据对监察所收集的数据的分析。对有 问题或希望关注的信息提出需求的过程。这些指示可能包含对监控子站的管理要 求，对子站设备仪器的参数设定要求，也可能是对基础数据的处理要求。具体的 监督指示视系统具体业务而定，程序设计为一个通用的指示发布处理。 ( 2 ) 监察指示管理 指示管理的目的是对指示执行情况进行跟踪，对执行结果进行查询，以获得 期待的数据或结果的管理模块。 3 综合查询 提供管理用户对系统内各种数据的查询和统计处理，提供用户自定义条件的 查询，查询结果的打印处理等功能。综合查询可分为：子站别查询、同期别查询， 因子别查询、自定义条件查询、查询参数设定、报表答应和报表上报。下面就多 种职能加以分别说明。 ( 1 ) 子站别查询 提供对子站为单位的各类数据的查询功能，通过对子站的选择，提供子站为 单位的所有相关信息的查询，包括仪器设备的运行状态，通信状况，监测数据， 排放情况，故障报警等统计信息。查询的结果提供报表格式的输出。 ( 2 ) 日期别查询 华南理= 大学工学硕士学位论文 提供以日期为单位的查询功能，查询这个日期范围内所有子站的相关数据， 比如设备的运行情况、故障信息、通信情况与报警信息等的统计结果，查询的结 果提供报表格式的输出。 ( 3 ) 因子别查询 选择不同的监测因子，查询各因子的排放总量，查询的结果提供报表格式的 输出。 f 4 ) 自定义条件查询 由用户选择查询的对象，输入查询的条件，复合条件输入，查询结果以表格 形式提供，并提供打印功能。 ( 5 ) 查询参数设定 查询参数是针对用户的自定义条件查询方式，记录查询条件，同时把查询参 数记录在查询参数表中，以后可以通过选择该查询条件进行查询处理，这样可方 便用户查询数据，提高查询系统的 ( 6 ) 报表打印 报表打印功能同上，用户可以通过查询得到相应的数据报表。同时也可以选 择系统已经定义过的报表进行打印，用户不必再行输入查询对象和条件，比如各 种类型的固定报表( 日报，月报等) 。 ( 7 ) 报表上报 报表上报功能同上 4 系统管理 系统管理，顾名思义就是维护和管理整个系统的f 常运行所需要的一组功能 集合，处理和修复系统运行中所遇到的各类故障，对系统进行必要的优化或改进， 对系统中的数据库进行维护和处理，从而提高系统的易用性，和高效性。系统管 理职能可分数据库维护，数据库备份和恢复，通信管理，权限管理，错误处理， 日志管理等等。下面就多种职能加以分别说明。 ( 1 ) 数据库维护 数据库维护是针对系统管理数据库而言，对数据库进行必要的数据添加，修 改和删除等处理，但不能对系统内的各种检测，监控，报警等数据进行处理。同 时数据库的维护功能只开放给有管理权限的少数用户，再对数据库修改并保存入 库时，系统会对正在使用以上管理表的用户发送刷新通知，也就是说其他用户的 相关操作会被取消，用户请求需要重新填写参数并再次提交。 ( 2 ) 数据库备份恢复 数据库的备份将会保存在数据库服务器或管理中心的其他服务器上( 也可以 是其他存储设备) ，数据库的备份或恢复执行过程或多或少会影响到其他在线用户 对系统的使用，因此该功能一般不推荐管理者在系统繁忙的情况下使用，但对有 第二章江fj 市污染源监控系统b s 平台 特殊需要时，在数据库服务器进行恢复时，服务器会将相关信息发送给其他用户， 同时拒绝相应用户发来的请求信息，直到系统恢复后开始相应用于的请求。 ( 4 ) 通信管理 通信管理的功能主要是针对现场的通信状况，合理制定通信方法及相关参数。 同时这些通信参数将保留在服务器的配置文件中。 ( 5 ) 权限管理 用户权限管理，是结合目前江门环保局的信息管理系统( j m e i s ) 的用户管理模 块结合在线监控的业务需求进行设计和设定。 f 6 1 错误处理 错误处理的功能是帮助管理用户发现和排除系统软件上的故障，找到错误发 生的原因和及提供解决方法，同时也提供错误统计表。 ( 7 ) 日志管理 系统每天运行情况都会产生一个日志文件，根据对该日志文件的分析就比较 容易发现系统运行中出现的问题，帮助管理和维护这个系统，所以日志管理的目 的就是帮助管理用户整理保存这些日志文件，帮助用户解读文件中的信息。 2 2 3 3 污染源趋势管理 污染源趋势管理的服务对象是对江门市环保局的上层管理用户，针对该