福建省水库最小下泄流量在线监控中心系统建设方案.doc

福建省水库最小下泄流量在线监控中心系统建设方案福建省环保厅2009年8月目 录1项目概述41.1建设背景41.2建设原则42监控系统52.1数据通讯服务52.1.1数据采集52.1.2数据转换处理52.1.3数据转发52.1.4告警处理52.1.5接口协议62.2监测项配置62.3实时、历史数据监控72.4告警管理82.5统计报表82.6地理信息系统82.7视频监控融合92.8基本信息设置102.8.1计量单位102.8.2告警事件112.8.3行政区划112.9系统管理112.9.1组织机构112.9.2用户管理112.9.3角色管理122.9.4日志管理123网络及硬件平台方案123.1建设内容123.2平台拓扑133.3监控节点接入设计143.4各设区市监控中心接入设计143.5硬件配置153.5.1各设区市监控中心硬件配置153.5.2省环保厅硬件配置163.5.3硬件配置清单173.5.4软件清单与预算193.5.5其他费用错误！未定义书签。4预算合计错误！未定义书签。5售后服务方案195.1本地化服务响应195.2服务响应时间及方式205.3服务框架201 项目概述1.1 建设背景水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。随着经济的发展，水库建设以农业灌溉、城市供水为主，结合防洪、发电、旅游、养殖、果林等综合开发利用为目的。近几年几百家水库在福建省敖江、九龙江等各个主要流域建成，由于缺乏对各个水库下泄流量的有效调节与监管，各个支流出现的断流的现象。依照福建省政府关于加强重点流域水环境综合整治的意见（闽政200916号）文件的要求，针对库区的流量建设高水平的在线监测监控系统，实现库区下泄流量的自动监测监控。1.2 建设原则l 先进性：系统采用B/S建设模式。系统采用当前技术领先的主机、网络、数据库技术和产品，从而保证系统的技术先进性。在具体产品的选择上，在注意实用可靠的基础上，尽量选择先进的技术方案，提高系统的生存周期。l 稳定性：系统应基于成熟产品基础上构建，采用成熟的技术开发设计，确保系统的稳定、可靠性。l 灵活性：系统应建设遵循灵活性原则，适合不同的用户群体使用，使用方便、灵活，可以按照不同的需求进行相关方案配置。l 安全性：应充分考虑系统的安全策略和安全机制，可根据不同的业务要求，设立安全措施；具备网络级的安全性，以保证整个网络的安全。l 开放性：能够兼容多种软、硬件系统，能够方便地与其他信息系统完成数据共享；能够兼容现有各服务系统和平台，充分利用原有资源。2 监控系统2.1 数据通讯服务2.1.1 数据采集对监控对象进行数据采集，主要有如下数据：第一类：在线监测仪器的数据。第二类：水库流量数据第三类：流量监控设施运行记录开关量第四类：仪器自诊断数据第五类：报警信息。2.1.2 数据转换处理该模块对数据采集模块采集下来的各类数据进行分析处理和本地化存储。使各类信息根据信息源、信息种类可以按时间顺序方式进行妥善保存，便于后续数据传送及查找。2.1.3 数据转发将采集机上采集下来的数据按国标污染源数据传输协议将信息有选择的转发给其它信息中心。支持国标污染源数据传输协议要求的实时采集、告警传输、参数配置等指令。2.1.4 告警处理当监测监控项目超过标准值或报警阀值（可以通过在本地配置文件设置或接受信息中心的远程设置）时，对监测项目水量超标、水量监控设施关闭、流量计关闭、在线监测仪器运行异常、实时流量异常等情况立即向监控中心传送报警信息，由各监控中心通过设定的报警途径进行报警。2.1.5 接口协议数据传输通讯协议对应于ISO/OSI定义的7层协议的应用层，在基于不同传输网络的现场机和上位机之间提供交互通讯。应用层依赖于所选用的传输网络，在选定的传输网络上进行应用层的数据通讯，在基础传输层已经建立的基础上，整个应用层的协议和具体的传输网络无关。协议结构如下图所示： 传输接口协议使用国家标准，详见污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准2.2 监测项配置在监控中心平台系统提供了指标参数配置功能，允许用户自定义配置各种指标参数。配置主要内容包括：l 指标编码（标识一种指标参数的唯一编码）l 指标名称（截面积、流速、流量、水位）l 指标所属流域（闽江、九龙江、鳌江等）l 指标单位（立方米/秒、千立方米/小时、米、厘米等）2.3 实时、历史数据监控系统提供各监测点位的日常监控功能，允许用户查看各监测点位的数据及运行情况。可查看具体污染源在指定的时间段内的监控数据，可以查看分钟数据、小时数据、日数据，并且可以选择从数据的角度，或者以曲线图的方式直观对比。如下图所示：监控主要功能包括基本信息、各指标曲线图、数据查询、视频监控等。2.4 告警管理各监测点位在配置时，均直接或间接给定了其各项指标限值（水库水位指标限值、水库所属功能区域），当各监测点实时采集的数据超过该监测点预先设置的限值时，系统视其为异常（可能发生紧急事件），并将该事件通过异常告警功能发布至界面、监测点负责人等（具体发布渠道和通知目标可配置，参看接口管理中的消息发布接口），以便快速响应并做出应急处理。2.5 统计报表水库最小下泄监控系统中心平台提供了丰富的定期报表，供各级领导、负责人查阅，以便快速掌握辖区内的环境总体状况。根据报表产生的周期，系统将报表划分为以下几类：l 时报（按小时统计）l 日报（按天统计）l 周报（按周统计）l 月报（按月统计）l 季报（按季度统计）l 年报（按年份统计）2.6 地理信息系统为了整合地名位置，实现各类在线监控数据的可视化表征，实时直观地显示和查询各类环境数据信息，进行统计分析，提供可视化的超标报警提示功能，实现监测数据等按图层管理等功能，监控系统中心平台提供了电子地图管理功能。电子地图管理除提供普通的地图浏览、缩放功能外，还提供与各种监测监控点位的集成能力，允许用户将各种监控监测点位作为图元放置在电子地图中，使用不同的闪烁图标标识监测监控点的类型及状态，并允许用户通过点击图标查看/查询监测监控点的各种信息，实现各类在线监控数据的可视化表征。目前电子地图管理共提供了水库、视频监控、分支机构等三种图元，并提供了灵活的扩展接口，以便将来扩展新的地图元素。2.7 视频监控融合视频监控系统主要是针对重点库区污染源监控，采用中国电信“全球眼”监控系统，配备普通摄像头和前端视频采集服务器。“全球眼”图像业务是由中国电信推出的一项完全基于网络的图像远程传输、管理的网络视频监控系统业务。该系统采用先进的图像处理技术利用中国电信无处不在的网络端口将分散、独立的视频监控点进行联网，实现跨区域、大范围内的统一管理，资源共享。全球眼业务将为环保行业提供一种全新的直观的扩大视觉范围的工具。l 视频浏览在计算机上进行远程实时视频的浏览l 视频叠加显示出监测数值，效果直观生动l 超标告警监测数值越限产生告警时，画面中叠加的文字变色、闪烁，告警醒目l 图像抓拍在视频浏览的过程中，可对感兴趣的图像进行截取并保存l 语音监听通过客户端，在视频实时浏览的同时，可听到监控现场的声音，可采用集成的拾音器或分离的拾音器实现声音采集l 客户端存储在客户端设备（如监控计算机）进行视频存储l 视频回放通过前端视频服务器调阅历史视频（视频保存时间取决前端视频服务器容量）l 云台控制实现云台上下左右转动，可通过集成云台或外置云台方式实现2.8 基本信息设置2.8.1 计量单位对评估所要用到的计量单位进行配置管理，新增计量单位的代码、名称、符号等信息。2.8.2 告警事件当出现某事件数值超过指标时，为了让该事件能及时的被管理员了解，设置此功能，包含：n 事件的新增n 修改事件n 删除事件2.8.3 行政区划配置各个行政区域信息，包括：设置编码、名称等。2.9 系统管理2.9.1 组织机构在本系统中体现的组织机构设置，功能包括：l 机构的新增l 机构资料的修改l 删除机构l 组织机构的变更等信息。2.9.2 用户管理为了方便管理管理员对登录系统的用户进行管理，将用户管理的内容分为：l 用户的新增l 用户资料的修改l 删除用户l 用户部门的变更等信息。2.9.3 角色管理为了满足不同角色使用本系统，将按照角色的不同分配不同的使用权限。如通用角色就没有“平台管理”的权限，这个权限只对系统管理员角色开放。同时，这将设置每个功能哪些用户有新增、修改的操作权限。功能点包括：l 角色的新增l 角色资料的修改l 删除机构2.9.4 日志管理方便管理员记录日常信息。包含日志的添加、修改、删除等功能。3 网络及硬件平台方案注：省环保厅及各设区市监控中心需要为各监控节点、监控系统服务器以及VPN网络链路地址等，提供足够的IP地址空间。另外，本方案的设计对于全球眼视频监控前端及线路的设计未详细涉及，若需该块详细内容可咨询省电信公司。3.1 建设内容本期环保水监控系统网络平台建设主要内容包括：监控节点接入设计，各设区市监控中心接入设计，以及水监控系统网络硬件平台设计等。3.2 平台拓扑环保水监控VPN网络拓扑图典型某各设区市监控中心水监控硬件拓扑图3.3 监控节点接入设计监控节点接入指：各设区市的水监控系统（数据采集器）通过中国电信网络资源将监控数据传回所属各设区市监控中心数据中心的环境监控系统上。监控点接入方式示意图监控节点接入方式采用2M ADSL 拨号接入方式，将传统的动态PPPoE拨号方式更改为固定IP方式，并就近接入电信PE端设备，在PE设备上定义并创建与数据中心相同的VPN实例，并将VPN实例绑定到相应VRF中，实现前端采集设备与数据中心的通信。该种组网方式，保证了前端数据采集系统的7*24小时实时在线、省以及各设区市环保中心平台随时可访可控的需求。该方案情况下，无需对前端数据采集机及网络接入设备做任何改动。3.4 各设区市监控中心接入设计各设区市监控中心接入示意图各设区市监控节点采集到的数据首先保存在各设区市数据中心数据库服务器上，然后通过中国电信专网线路统一上传汇总到省环保厅数据中心机房。本次各设区市环保接入省环保数据中心的专网设计采用依托于中国电信城域网以及CN2的MPLS VPN网络，中国电信为省以及各设区市监控中心提供100M的MPLS VPN接入带宽。依托中国电信MPLS VPN网络可以为用户提供稳定安全的数据传输、灵活多样的接入方式、不同业务（数据、语音、视频等）的分级服务、灵活的访问控制以及平滑的纵向网对接等全方位的网络服务。3.5 硬件配置3.5.1 各设区市监控中心硬件配置各设区市数据中心硬件平台图各设区市监控中心数据中心网络硬件平台主要由一台网关路由器，以及一台用于连接监控系统服务器的高性能千兆三层交换机组成。服务器方面主要是由数据库服务器、应用服务器、通信服务器以及视频监控服务器（有视频监控点需求的地市）等组成。其中网关路由器提供一个外网接口，通过100M光纤线路就近接入电信PE端设备，在PE设备上定义并创建与各接入节点相同的VPN实例，并将VPN实例绑定到相应的VRF中。属于同一个VPN实例中的节点可以实现相互间的通信（本期仅数据中心可以与监控节点相互通信，监控节点之间无法通信），这样，各监控节点可以将监控数据传回数据中心。网关路由器另外提供一个接口用于连接服务器交换机。服务器交换机主要用户连接本次监控系统的应用服务器、通讯服务器以及数据服务器等，此外，服务器交换机还提供一个千兆接口用于向上接入上级（地市到省级）MPLS VPN专网，实现与省环保厅数据中心的通信。3.5.2 省环保厅硬件配置省数据中心网络硬件平台省环保厅数据中心网络硬件平台主要由一台高性能网关路由器，以及一台用于连接监控系统服务器的高性能千兆二层交换机组成。服务器方面主要是由数据库服务器、应用服务器、通信服务器以及视频监控服务器（有视频监控点需求的地市）等组成。其中网关路由器通过100M光纤线路接入中国电信MPLS VPN网络，并通过MPLS多标签交换技术，将9地市环保数据中心部署到同一个VPN内，形成一张以省级节点为中心，各设区市节点为分支的专网网络，在该专网中各设区市数据中心仅跟省数据中心通信，各设区市数据中心之间无法通信。网关设备采用路由器（包括各设区市数据中心网关路由器）主要考虑如下：1. 使用路由器作为CE端设备，可以使用多种的接入MPLS VPN方式，包括光纤、以太网、SDH/DDN（N64K）、XDSL、ATM/FR、无线等；2. 路由器带有弱防火墙功能，采用路由器作为CE端设备，可以基于IP地址，根据用户的需要制定访问策略，包过滤以及端口控制等安全策略；3. 路由器支持BGP协议，通过在MPLS VPN上运行BGP协议可以有效的部署路由策略，实现链路的冗余及负载均衡；4. 路由器可以对不同的业务流进行分类，并打上QoS标签，为不同的业务流提供不同等级的服务。省环保数据中心的服务器交换机主要用于连接本次监控系统的应用服务器、通讯服务器以及数据库服务器等。3.5.3 硬件配置清单位 置设 备设备描述数 量省环保数据中心设备路由器1. *整机支持业务插槽数6；包转发率300Kpps2. *提供USB接口，方便管理维护，USB端口=23. *内存256M，可扩展到1G；闪存256Mbps4. *支持CPU或内置硬件加密技术，实现IPSec VPN和SSL VPN组网要求，加密性能150Mbps；5. *支持的接口类型包括如FE、GE、POS、ATM、EI、CPOS等；支持FXS/FXO/E&M/E1语音接口6. *支持静态路由；支持RIPv1 2、OSPFv2、BGPv4、RIPng、OSPFv3、BGP4+等路由协议7. 支持IGMP Snooping、IGMP；支持PIM-SM、PIM-DM协议8. 支持MPLS，以及支持MPLS VPN；9. 支持控制口、Telnet、SSH管理模式；支持CLI、SNMP v1 2 3、RMON 1/2/3/9；支持Syslog日志功能10. 支持LACP(802.3ad)，802.1p，802.1Q，802.1x，RSTP(802.1w)，MSTP(802.1s)等二层协议11. 支持IP标准的ACL、IP扩展的ACL、基于时间的ACL；支持基于ACL的流量限速和QoS功能12. *支持网络流量分析扩展模块，可以收集NetFlow报文、Netstream报文和sFlow报文，并根据统计结果生成报表13. *支持广域网优化扩展模块，提供数据压缩、应用加速、TCP加速等功能14. *支持网络防病毒插卡，获得原厂商授权，可以实现病毒库的在线实时更新；15. *支持PoE远程供电，符合802.3af标准1服务器交换机4个10/100/1000 Base-T以太网端口，4个复用的1000Base-X SFP千兆以太网端口, 交换容量（全双工）48Gbps，包转发率（整机）35.7Mpps，支持LAC、支持手工聚合、支持最大聚合组：端口数/2，每个聚合组支持最大8GE/2*10GE，支持基于端口的VLAN（4K个）、支持VLAN VPN（QinQ）、支持协议VLAN、支持Voice VLAN、支持GVRP，支持三层静态路由，支持IGMP Snoopingv1/v2/v3、支持组播VLAN、支持未知组播丢弃，支持基于端口的广播风暴控制，支持ACL、支持基于源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、TCP/UDP端口号、协议类型、VLAN等ACL、支持基于时间段的ACL、支持基于IPv6报文的ACL、支持基于全局、VLAN、端口（组）下发ACL，支持IEEE 802.1p/DSCP优先级、支持优先级映射、支持优先级标记、每端口支持8个队列、支持方式为SP/SDWRR/SP+SDWRR的队列调度、支持端口和队列的流量整形、支持基于流的重定向，支持N:1端口镜像和流镜像、支持远程端口镜像、支持STP/RSTP/MSTP协议、支持Smart Link，支持用户分级管理和口令保护、支持RADIUS认证、支持SSH 2.0、支持端口隔离、支持端口安全、支持802.1X，集中式MAC地址认证、支持Guest VLAN、支持MAC地址学习数目限制、支持IP源地址保护、支持ARP 入侵检测功能、支持IP+MAC+端口的绑定、支持EAD，支持XModem/FTP/TFTP加载升级、支持命令行接口（CLI），Telnet，Console口进行配置、支持SNMPv1/v2/v3，WEB网管、支持RMON告警、事件、历史记录、支持iMC智能管理中心、支持系统日志，分级告警，调试信息输出、支持HGMPv2、支持Modem远端拨号、支持NTP、支持电源的状态检测，告警功能，风扇报警、支持Ping、Tracert、支持Telnet远程维护、支持VCT（Virtual Cable Test）电缆检测功能、支持DLDP（Device Link Detection Protocol）单向链路检测协议、支持Loopback-detection 端口环回检测、支持IPv6 host功能族，实现IPv6管理1数据库服务器2颗Intel Xeon 四核E5530 CPU/8MB缓存，16GB ECC内存，5个146GB SAS硬盘，PERC 6/i RAID卡，256M缓存带后备电池，预装Win2008 x64企业版(可降级至2003)，集成2个千兆自适应全双工网卡，一个8X DVD-ROM，冗余电源，机架安装导轨，3 年当日 4 小时（5X12）上门服务（配件+人力)1应用/通讯服务器2颗Intel Xeon 四核E5520 CPU/12MB缓存，8GB FBD ECC内存，2个146GB 15K 3.5 SAS硬盘，PERC 6/i RAID卡，256M缓存带后备电池，预装Win2008 x64标准版(可降级至2003)，集成2个千兆自适应全双工网卡，一个8X DVD-ROM，冗余电源，机架安装导轨，3 年当日 4 小时（5X12）上门服务（配件+人力)2视频监控服务器1颗Intel Xeon 四核E5520 CPU/12MB缓存，4GB FBD ECC内存，2个146GB 15K 3.5 SAS硬盘，PERC 6/i RAID卡，256M缓存带后备电池，集成2个千兆自适应全双工网卡，一个8X DVD-ROM，冗余电源，机架安装导轨，3 年当日 4 小时（5X12）上门服务（配件+人力)1设备机柜19英寸标准机柜（42）13.5.4 软件清单与预算产品内容备注1、应用软件数据通讯服务数据采集、数据转换处理、数据转发、告警处理监测项配置提供了指标参数配置功能，允许用户自定义配置各种指标参数实时、历史数据监控监控在指定的时