GMS气体管理系统系统需求.doc

_GMS气体管理系统系统需求调控中心二零一四年六月1、编写目的本文档将全面仔细的描述 GMS 气体管理系统需求分析说明和数据要求说明。本文档是GMS气体管理系统开发工作的依据，也是用户将来检验GMS气体管理系统的是否达标的依据。1.2背景（1）随着公司场站及线路投产数量的大幅增加，公司调控中心及市场部有关计划、销售、结算等类型数据处理工作量大，开发GMS气体管理系统有助于帮助优化数据处理流程，通过层层审核把关，杜绝气量统计过程中的人为失误，提高工作效率。（2）GMS气体管理系统的基本用户：湖北省天然气发展有限公司调度中心，场站及市场部。 2系统需求说明2.1目标GMS气体管理系统的开发是为了完成以下目标：1. 由原来手工处理，传输数据改为通过计算机通讯处理，传输数据，以提高工作效率。2. 通过气体计量需求的制定更科学的对各场站以及管线的输气进行管理。3. 由原来文件式的存储数据方式，改为后台数据库的存储方式。增加了数据的安全性的同时，省去业务人员手工整理表格的繁琐操作。4. 通过全面的报表和图形功能，让业务人员更科学和实时的了解各个场站以及管线的输气供气情况。5. 将原来手工上报审批输气量的方式改为网上申报审核的方式，申报、批准信息及时反馈至调度界面。其中场站进行初步审核，对原始数据的准确性负责，调控中心对于场站产生的各类数据进行管理，场站原始数据的修改必须通过调控中心。6. 能够同时录入场站的温度、压力、流量等各种具体生产信息，并能够通过计算算出线路及管线的输气特点，给出输气建议，并可以根据调控中心及市场部对于数据的不同要求，自定义生成各类报表。7. 系统具备web发布功能，访问采用C/S或B/S方式，下游用户可以通过权限管理登陆气量申报界面。8. 系统必须有相应的安全特性，通讯组网需要考虑未来生产系统web的需求。9. 系统硬件架构要有冗余特性，采用虚拟IP、心跳帧等技术完成数据的热备功能。2.2 用户与角色（1）系统管理员：管理系统用户、角色与权限，保证系统正常运行。（2）场站工作人员：申报本场站每日的气体计量计划；录入本场站每日的气体实际交接量；录入本场站的气体压力、温度等生产数据；维护场站各类设备配置项；查询本场站的供气输气情况。（3）市场部人员：审核场站的气体计量计划；对管线内可调配的气量进行分配。（4）调度中心工作人员：查询输气过程中各类重要参数，智能监控输气的各个环节。通过自定义报表以及图形功能，根据自身需要实时查询任一时间段内一个站或多个站的输气情况。根据实际需要选择相应参数型内各类报表以及图形并打印；维护各个场站，管线以及下游渠道的信息。2.3系统功能划分GMS气体管理系统将才用BS架构,分为气量管理，设备管理，数据管理，场站管理，管线管理，系统管理6大功能模块，每个模块中又有相应实现其功能的子模块（如下图所示）。3功能需求规定 3.1 系统总用例图系统总用例图如下所示，参与者包括调度中心，市场部以及场站（系统管理员由调度中心人员担任）。3.2系统管理模块3.2.1 系统管理模块用例图3.2.2参与者该模块的参与者为系统管理员、其他用户。3.2.3功能描述1用户管理：（1）添加用户：系统管理员负责添加用户，在界面输入用户信息和密码后提交，如果无重复用户名则成功提交。（2）删除用户：系统管理员负责删除用户，再系统提示确认后，完成提交操作，删除用户成功。（3）修改用户权限：系统管理员负责修改用户权限，可以将对用户现有的角色进行添加和删除。（4）修改用户属性：系统管理员负责修改用户属性，可以修改用户部门，职务等属性。（5）修改密码：系统管理员可以修改任一用户密码。普通用户在输入自己原密码后，可以修改自身密码。2. 角色管理：（1） 添加角色系统管理员负责添加系统角色，每个角色可对应一个或多个功能模块。（2） 删除角色系统管理员负责删除角色，再系统提示确认后，完成操作。（3） 修改角色系统管理员负责修改角色，可以对每个角色所能覆盖的功能进行添加或者删除。3.3气量管理模块3.3.1 数据管理模块用例图 3.3.2参与者该模块参与者为场站与市场部人员。3.3.3 功能描述1.查询数据场站人员可以使用此功能查询该场站的力量，温度，压力等数据。2.录入气量数据场站人员使用此功能录入场站的各类凭证，计划气量，交接气量等数据。3. 确认气量计划市场部人员在场站人员提交了该场站当天的气量计划后，使用此功能进行气量计划的确认，如果对气量数据有疑问，可以退回到场站人员重新录入提交。4. 管道存量分配该功能可以通过系统对于线路能够根据线路的实际运行情况，计算出相应的管道存储气量，能够调节的气量，并给出相应的调节区间，此数据提供给市场部的界面中，由市场部进行气量统计分配。3.4 场站管理模块3.4.1 场站管理模块用例图3.4.2 参与者该模块的参与者为系统管理员与一般用户。3.4.3 功能描述1. 查询场站：该功能所有用户均可使用，可以在页面中查询到天然气公司所有场站信息，包括场站的上游接气渠道信息，下游供气渠道信息，以及场站的位置，设立时间等其他属性。2. 添加场站：由系统管理员负责添加场站，添加场站时除添加场站的名称，地点，设立时间等属性时，还需要可以对上游进气以及下游输气的渠道进行关联。5. 修改场站：由系统管理员负责修改场站，除可以修改场站的基本属性外，还可以修改场站上游接气以及下游送气的渠道。6. 删除场站：由系统管理员负责删除场站，删除场站前系统会提示需要解除与上下游管线以及供气商的关联关系。系统确认被删除场站已经无上下游关联关系后，成功完成删除操作7. 下游用户管理（1） 添加下游用户：由系统管理员负责添加下游用户，在界面上完成属性填写后提交,系统判断是否已有该供气商,判定为新供气商则完成添加操作。并且需要与上游场站关联。（2） 修改下游用户：由系统管理员负责修改下游用户，可以修改其属性以及关联场站。（3） 删除下游用户：由系统管理员负责删除下游用户，点击删除按钮后，系统提示需确认，确认后完成删除下游用户操作，并同时删除与上游场站关联。3.5 管线管理模块3.5.1 用例图3.5.2 参与者该模块的参与者为系统管理员与一般用户3.5.3 功能描述1. 查询管线系统管理员与一般用户均可使用查询管线功能，在该功能界面中可以查询到公司各个管线的具体信息以及各个管线的上下游关系。2. 添加管线系统管理员以及授权用户负责添加管线功能，在完成管线基本信息提交并填写后，系统转跳到添加管线上下游关系页面（如果此时上下游渠道信息还未建立可以跳过此步骤），完成与上下游关系关联后，操作完成。3. 修改管线系统管理员以及授权用户负责修改管线功能，可以对管线的属性以及上下游关联关系进行修改。4. 删除管线系统管理员以及授权用户负责删除管线功能，在完成确认删除操作后，可成功删除管线，并同时删除该管线的上下游关联关系。5.上下游渠道管理（1） 添加渠道系统管理员以及授权用户负责此功能，该功能可以添加管线的上下游渠道信息，并且与管线关联。（2） 修改渠道系统管理员以及授权用户负责此功能，该功能可以对管线的上下游渠道属性以及关联关系进行修改。（3） 删除渠道系统管理员以及授权用户负责此功能，删除渠道后被删除渠道的上下游关联关系也将被删除。3.6 设备管理模块3.6.1 用例图3.6.2 参与者该模块的参与者为系统管理员（或者系统管理员授权用户）以及一般用户3.6.3 功能描述1.查询设备该功能所有用户可使用，该功能可以查询天然气公司各个场站的所有设备的属性以及关联关系。2.添加设备模板该功能系统管理员以及授权用户可使用，可以同坐制作模板的方式实现添加一种新类型的设备。3.修改设备模板该功能系统管理员以及授权用户可使用，可以对已有的设备模板进行修改，比如修改设备属性名称，修改设备属性单位，增加设备属性等。4.删除设备模板该功能系统管理员以及授权用户可使用，可以删除现有的设备模板，删除模板后也会把属于该模板的设备全部删除。5.添加设备该功能系统管理员以及授权用户可使用，可以在现有设备模板的基础上添加新的设备。同时该设备可以关联到具体的管线以及场站。6.修改设备该功能系统管理员以及授权用户可使用，可以对已录入设备的属性进行修改。7.删除设备该功能系统管理员以及授权用户可使用，可以对已录入设备进行删除。在系统提示确认并按下确认按钮后，完成删除操作。3.7 数据管理模块3.7.1 用例图3.7.2 参与者该模块的参与者为普通用户3.7.3 功能描述1.查询数据所有用户都可以使用此功能，可以通过改变查询条件查询任一时间段内，一个或多个场站，一条或多条管线的气量，温度，压力等数据。2.自定义报表所有用户都可以使用此功能，可以通过改变查询条件生成任一时间段内，一个或多个场站，一条或多条管线的气量，温度，压力等数据报表，并提供打印功能。3.自定义图形所有用户都可以使用此功能，可以通过改变查询条件生成任一时间段内，一个或多个场站，一条或多条管线的气量，温度，压力等数据折线图，饼状图，并提供打印功能。4.非功能需求规定4.1 系统部署需求4.1.1 系统部署架构1. 前端代理服务器设置两台台代理服务器，用于接收请求并做负载均衡处理。技术上适使用keepalived和haproxy两款软件。Keepalived的作用是检测web服务器的状态，如果有一台web服务器死机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的web服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后Keepalived自动将web服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的web服务器。HAProxy提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代 理，支持虚拟主机，它是免费、快速并且可靠的一种解决方案。HAProxy运行在当前的硬件上，可以支持数以万计的并发连接。并且它的运行模式使得它可以很简单安全的整合进当前的架构中， 同时可以保护web服务器不被暴露到网络上。利用Haproxy对多台WEB服务器进行负债，再利用keepalived对Haproxy进行监控，从而使系统具有高可用的负债均衡功能，将请求均衡的分配到后台WEB服务器的同时，通过对故障WEB服务器的剔除保证系统的可用性。2WEB服务器 GMS气体管理系统拟使用两台WEB服务器，中间件容器为轻量级的应用服务器apache tomcat 7.x。通过前端的haproxy分发请求后，做出响应。2. 数据库GMS气体管理系统拟使用两台数据库服务器，数据库软件拟使用关系型数据库软件MySql。MySQL的高可用，由一对互为主从的MySQL服务器组成，平时只有主库提供服务，备库不提供服务。当主库停止服务时，服务自动切换到备库。主备库通过双向复制，保证数据一致性。主备库以VIP对外统一服务接口。MySQL对外服务接口的VIP，由Keepalived来实现心跳检查和动态漂移。因此MySQL和Keepalived部署在同一台服务器上. 4.1.2 系统硬件需求1.代理服务器CPU核数：2个内存：8G磁盘容量：100G指令集：X86操作系统：Linux2.WEB服务器CPU核数：4个内存：8G磁盘容量：200G指令集：X86 操作系统: Linux3.数据库服务器CPU核数：4个内存：8G磁盘容量：500G指令集：X86 操作系统: Linux4.1.2 系统开发框架系统开发采用MVC框架，即模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。页面部分使用JSP动态网页技术标准，CSS框架使用基于JQuery框架开发的Bootstrap。JavaScript使用JQuery。后台使用轻量级的控制反转（IOC）和面向切面（AOP）的容器框架Spring，以及基于SQL映射支持Java和NET的持久层框架ibtais。4.1.3 系统开发工具GMS气体管理系统的集成开发环境拟使用Eclipse。 JDK版本拟采用jrockit 1.6。4.2 系统可靠性4.2.1 web层可靠性WEB层通过前置keepalived+haproxy代理服务器的方式实现高可靠性，并且可以通过增加WEB服务器的方式提高WEB层面的可用性。用户请求到经过DNS服务器解析到VIP后，将请求分发到Haproxy1服务器，Haproxy将请求通过轮询的方式将请求均衡的分发给后端两台WEB服务器。如果KeepAlive 检测到Haproxy Master无法访问，则将VIP漂移到HaProxy 2服务器，此时 HaProxy 2负责分发用户请求道后端两台WEB服务器。4.2.2 数据库层可靠性数据库层通过一组互为主从关系的MySql服务器实现高可用性。如下图所示，KeepAlived分别安装在两台DB主机上，共用一个VIP，默认以DB1为主服务器，此时请求会分发到主服务器DB1，如果keepAlive检测到DB1出现问题，则VIP漂移到从服务器DB2上，此时请求分发到DB2服务器上。数据库的数据一致性由MySql配置主从同步实现。 4.3 系统可扩展性4.3.1 系统功能的可扩展性GMS拟采用插件式系统架构设计，任何一个系统功能模块都用插件的方式进行开发，提高通用功能模块的的重用性。各个功能进行独立开发，相互之间不存在依赖性，使每个单独的功能都能够单独运行。需要对功能进行扩展时，直接在架构中开发新的功能模块即可。4.3.2 处理请求能力的可扩展性1.WEB层GMS采用HAPROXY+KEEPALIVED的模式实现负载均衡以及系统HA，需要扩展WEB端处理能力时，只需要增加部署WEB服务器，然后配置HAPROXY以及KEEPALIVED，使其加入集群即可。2.数据库层GMS采用的是KEEPALIVED+MYSQL主从模式的数据库HA架构。可以将主从模式调整为多主模式对数据库层面的性能进行扩展，具体架构如下图所示。一台My SQL Master负责处理写请求，通过异步的方式将写入的数据同步到其他负责处理读请求的MySQL Slave服务器。4.4 系统安全性4.4.1 程序设计安全性（1）在后台代码中必须验证输入信息安全后，才能向服务层提交由用户输入产生的操作。可以避免嵌入到查询字符串、表单字段、cookie 和 HTTP 头中的恶意