1、XX市环保云计算数据中心项目规划与可行性报告版本 V1.3编写单位：XX市环保局XX研究中心目 录1.引言11.1编写目的11.2项目背景11.3定义31.4参考资料32.项目规划32.1项目概述32.2平台功能模块设计62.2.1异构系统数据集成模块62.2.2海量数据云存储模块112.2.3环保数据分析与应用模块212.2.4GIS功能模块262.2.5云平台安全控制模块282.3平台应用规划302.3.1水环境智慧监控服务312.3.2大气环境智慧监控服务342.3.3噪声环境智慧监控服务372.3.4核与电磁辐射智慧监控服务382.3.5固体废物智慧处理服务392.3.6土壤环境智慧监2、控服务402.3.7环保突发事件应急处理服务432.3.8综合环境感知服务432.4项目开发平台452.5项目建设原则和实施方案492.6计划进度安排533.项目可行性研究前提533.1可行性研究要求533.1.1系统功能要求533.1.2系统性能要求543.1.3输入数据553.1.4数据获取方式563.2可行性研究目标563.3可行性研究方法573.4决定可行性的主要因素604.现有系统分析614.1系统资源分析614.1.1市环保局机关现有系统分析614.1.2环境监察支队现有系统分析624.1.3环境监测中心站现有系统分析634.1.4机动车排气污染监督管理中心现有系统分析654.1.3、5固体废物与监督管理处现有系统分析664.1.6核与辐射安全监督管理处现有系统分析664.1.7区县环保局现有系统分析664.2存在问题和局限性685.所建议系统技术可行性分析705.1云计算平台的系统结构705.2关键技术及其可行性分析735.2.1基于Web Service的数据集成中间件技术735.2.2海量数据的云存储技术785.2.3数据自适应容错与恢复技术825.2.4智能化数据分析与应用技术845.3技术指标分析885.4技术路线915.5技术可行性评价946.所建议系统经济可行性分析966.1经费概算966.2预期效益1017.所建议系统的管理可行性分析1037.1现有基础和条4、件1037.2主要研究人员1048.风险控制和组织管理措施1058.1风险控制1058.2组织管理措施1069.所建议系统的推广可行性分析1079.1技术推广与应用1079.2前景展望10810.结论109图目录图 21系统功能设计图6图 22 数据集成模式10图 23云存储模块结构图11图 24 cStor云存储系统框架图13图 25 云存储平台物理结构15图 26 云存储站点拓扑结构16图 27 自主研发的低功耗主板16图 28 处理器为4核的MV78460设计图17图 29 IO口控制SATA硬盘电源打开和切断电路设计图18图 210 SATA硬盘电源开关控制电路示意图19图 211数据5、中心具体应用规划图31图 31 可行性研究的步骤58图 51环保云计算数据中心物理结构图71图 52 数据集成中间件框架74图 53异构数据源的数据集成中间件体系结构75图 54云存储系统体系结构79图 55自适应容错和恢复技术的结构图83图 56基于环境污染事件的知识库建立86图 57环保云计算数据中心实施技术路线图92表目录表格 21项目计划进度安排53表格 61市环保云计算平台项目经费概算表96表格 62材料费明细表98表格 63会议和评审费明细表98表格 64研发费明细表100表格 71主要研究人员情况错误！未定义书签。XX市环保云计算数据中心项目规划与可行性报告1. 引言1.1 编写6、目的XX市环保云计算数据中心项目规划与可行性报告是在对环保局及各部门进行多次调研和座谈后，针对环境质量数据中心和环境管理数据中心建设的具体要求，从总体上进行项目规划和实施方案的设计，并对项目实施的可行性、有效性、技术方案及技术路线进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。本报告以全面、系统的技术分析为主要方法，从宏观上把握云计算数据中心的总体设计和规划，结合环保局各部门现有业务系统特点，围绕影响平台建设的各种因素，通过实际调查研究和以往的设计经验，全面论证项目建设的必要性，技术上的先进性和适应性，经济上的合理性以及建设条件7、的可能性和可行性，从而为项目的开展提供科学依据。1.2 项目背景随着计算机网络的飞速发展和信息化建设的推进，数据的采集、存储、处理和传播数量与日俱增，政府部门、企事业单位内部、高校等都针对各个区域特点开始数据中心的建设，集成在用异构系统，能够实现数据资源的共享，从而减少资料收集、数据采集等重复劳动和相应费用。目前，XX市环保局已经拥有包括“阳光政务系统”、“污染应急指挥控制系统”、“机动车排气监测系统”、“污染源在线监测系统”、“环境空气质量监测系统”等多套业务系统，可以实现业务审批、数据采集、排污申报以及在线监控等各项业务功能。然而，现有的在用系统各不相同，缺乏统一的管理模式，数据存储格式不8、规范，无法实现数据的共享，传统的数据库集成方法现在已经远远不能满足环保局各系统获取与共享数据的需求。随着环保业务数据量的快速增长、复杂性的增加、应用种类的增多，从环保局综合管理和宏观决策角度看，迫切需要一种新的数据集成和统一存储的平台。新建平台不仅能够集成传统的数据库中的结构化数据，而且还可以集成应用日益广泛的半结构化和非结构化数据，实现各种数据的海量存储，以满足环保局各部门不断增长的业务需求。在这种背景下，XX市环保局和全军网格研究中心共同合作，启动了XX市环保云计算数据中心项目。项目的定位首先是服务于环保局的科学管理，建成行业特色鲜明、信息高度综合、突出数据集成、海量存储、安全可靠和高效一9、体化服务，同时又能带动整个环境系统科学管理与应用的智能化数据中心。1.3 定义（1）GIS：Geographic Information System，地理信息系统；（2）B/S：Browser server，浏览器/服务器；（3）C/S：Client server，客户端/服务器。1.4 参考资料（1）环境信息系统集成技术规范（2）环境信息网络建设规范（3）环境信息化标准指南（4）环境信息网络管理维护规范2. 项目规划2.1 项目概述本项目的任务目标是建立一个XX市环保云计算数据中心，以该中心为平台，能够提供面向环保系统的统一的海量数据存储能力；标准化、规范化的环保质量信息、管理信息的获取能10、力；统一的系统用户权限管理能力；强大的GIS应用支撑能力以及智能化的数据分析能力。建成后的云计算数据中心能够满足XX市环保局各部门对未来数据中心的迫切需求，具有较高的安全性和稳定性，能在数据自动化抽取的基础上，提供企业信息综合查询、污染源在线监控、环境数据统计分析等各类服务，实现各种信息的交流和共享，便于各项工作的全面分析和正确决策。高度集成、统一存储、低功耗、自动化管理、安全可靠、智能环保将成为环保云计算数据中心建设的主要特点。对于像环保局这样拥有多部门多数据源的政府部门来说，对数据进行高效管理至关重要。通过本项目研究，一方面要利用可靠的数据集成技术，动态集成现有系统的业务数据，打破各系统间11、隔阂，解决环保局范围内各系统的数据分散问题，并逐步构建包含：水、气、声、固废、核与辐射等环境质量信息以及环境管理信息在内的综合性数据中心，实现数据的智能关联分析、查询统计和趋势预测；另一方面，采用最先进的云存储和云计算技术，开展统一的数据存储、备份、冗余和控制管理，形成更为便捷、经济、安全、规模化的服务。对于环保局今后预建的其他系统，新数据中心不仅能够集成优化，支撑其应用与管理，而且还能提供统一的标准和技术方向，以供参照，实现一体化连续服务。数据中心将实现从环保局机关、环保监察支队、环境质量监测中心到各区县的环境数据与资源共享，面向各系统提供针对性和专业性的业务应用，为领导决策和各单位的使用提12、供依据和支撑。数据中心的智能化服务不仅能够满足环保局内部的需求，同时还能延伸到各个区县，将全市区范围内的环保企业融合于一体，实现整体优化布局和管理。各区县的环保系统同样也能利用数据中心提供的开放性资源，在环保局的统一引导下，履行职责，高效、便捷、安全获取信息并做好行政审批、数据上报等业务。同时，数据中心将致力于服务社会公众，为公众提供更多可视化和上报服务，更好地满足广大群众对环境保护的需求，增加环保工作的透明度，赢得广大群众的支持与信赖。云计算数据中心是一个具有战略重要性的新型产业，正在成为新一代信息产业的重要组成部分。云计算数据中心的建设将参照省级和市级信息中心规范，从计算能力、存储量和实际13、应用等方面满足XX市环保局三至五年的整合需求，通过采用最先进的存储技术，开展一体化的数据存储和控制管理，形成更为便捷、经济、安全、规模化的服务，力争南京建成新型环保示范城市，促进产业化快速发展。2.2 系统功能模块设计XX市环保云计算数据中心的主要功能包括异构系统的数据集成、海量数据的云存储、数据的分析与应用、GIS、安全控制五个部分，如图2-1所示。各功能模块设计如下：图 21系统功能设计图2.2.1 异构系统数据集成模块随着环保局信息化地不断深入发展，各部门使用的管理系统越来越多。由于各部门中的相关人员对信息系统的搭建和实施缺少系统全面的认识和把握，使环保局信息化建设缺乏整体一致性和系统协14、调性。这样，业务流程的不同部分采用了不同的信息应用系统，它们独立存贮自身，产生和从外部输入大量信息，因此，我们很有必要研究异构系统的数据集成问题。否则，时间的推移，环保局内部的“信息孤岛”就会越多。异构系统数据集成能够保证在不影响原数据库系统正常使用的前提下，对原有系统的数据（既可以是原始数据也可以是成果数据）进行集成和整合，对新建或欲建系统的实施方案将参考本模块的设计模式。本模块主要从数据集成的内容和模式两个方面进行分析。（1）数据集成的内容分析a）数据内容。针对环保局业务特点和对数据的应用需求，抽取的数据主要是各业务系统的成果数据（经各部门处理过后的）；如果对原始数据有需求时，也可以通过数15、据集成模块从各数据库直接抽取原始数据。环境质量数据内容主要包括水环境、大气环境、固废污染控制、环境噪声、土壤环境、机动车污染源排放、生态环境保护等数据；环境管理数据主要包括公文数据、审批数据、处罚数据、收费数据、执法数据、许可证书、信访数据和档案数据；基础支撑数据主要包括GIS数据和底层支撑数据等。此外，还包括其他的质量报告、年度报告、规划设计报告等信息，都可以汇聚到数据中心。实现数据集成需要统一的数据模式作为数据内容集成的基础，保证集成的相关人员对统一的数据模型有准确的、无歧义的理解。数据样式可以是纸质文档，也可支持电子版文件。对于纸质文档，可以通过软件的智能识别、扫描等方式录入数据库中，而16、电子版的文件除了支持传输、存储等功能，还可以通过格式转换、打印等方式输出。b）数据组织。环境信息数据组织包括信息分类与数据描述。在环境数据集成过程中，可根据现有的信息分类标准进行信息的分类。对数据的描述主要通过元数据来实现的，元数据是从环境数据中抽取出相应的特征，组成的一个特征元素集合，描述环境信息相关的数据标识、内容、分发、限制、管理和维护等信息，为各级环境保护部门环境数据的查询和获取提供一种实际而简便的方法。c）数据交换。数据交换是数据共享平台研究和实现的核心内容。数据交换是指不同计算机应用系统之间相互发送与传递有意义、有价值的数据，包括数据交换格式和数据交换技术部分，用于异构系统之间数据17、的传输和交换。数据交换格式是数据的一种特定编排部分，是数据格式不同的多个源数据系统进行数据交换的中介标准格式，以满足环境保护数据共享活动中对某类业务交换数据的共享要求，保证在双边或多边的数据交换中各方对所交换数据的无歧义理解和自动处理，采用XML作为数据交换的标准格式。数据交换技术将待集成的数据移植到新系统的数据库中，同构的数据之间，通过数据库复制技术实现数据的交换；异构的数据之间，通过数据的抽取、转换、加载过程来实现数据的整合、共享。如果不进行数据的物理移动，为实现数据的交换和共享，可以通过中间件进行交换，利用中间件访问异构的数据源；利用消息中间件实现不同应用间的数据交换。（2）数据集成的模18、式分析由于数据集成系统涉及到多个异构的数据源，因此在系统的设计上就要考虑好系统的集成模式。所谓模式集成，指的是在逻辑上将各个数据库中的信息同一概念模式表示，最终形成一个统一的异构平台，达到数据共享的目的。数据库的集成一般可分为两步进行：第一步是将各个异构的局部数据库映射成局部集成模式；第二步将多个局部集成模式集成为异构统一的全局概念模式。从实际应用角度看，采用基于中间件技术来构造集成的系统。中间件技术，即在底层数据和上层应用之间建立一个中间层。上层应用和底层数据之间的操作，都要通过中间层进行，这一中间层屏蔽了数据源的异构性和分布性，对应用层提供统一的标准接口，这样，使系统对每个不同数据源的操作19、变为对单一的中间件的操作，而后再由中间件进行操作的分解和结果的合成。可见，采用中间件技术是一个较为理想的解决方案，不仅提供了访问的透明性，而且从安全性、灵活性和可扩展性方面都将提供更好的表现。各级环境保护部门报送的数据资源、数据提交/接受工具如图2-2所示。图 22 数据集成模式基于中间件技术的数据集成模式，可以实现总数据库与各项数据库之间需共享数据之间的传输和交换，适合各级环境保护部门进行数据报送和接收。中间件在负载平衡、连接管理和调度方面起了很大的作用，可以使数据应用的性能得到大幅提升，满足关键业务需求。2.2.2 海量数据云存储模块为了满足环境数据大规模存储的需求，同时保证数据存储的可靠20、性与安全性，依靠云存储平台实现数据的高效存取与访问。（1）云存储平台模块结构云存储平台整体架构可划分为四个层次：存储层、基础管理层、应用接口层以及访问层，如图2-3所示。图 23云存储模块结构图a）存储层存储层是云存储最基础的部分。各存储设备上都安装有统一的存储设备管理系统，可以实现存储设备的逻辑虚拟化管理，集中管理、多链路冗余管理以及硬件设备的状态监控和维护升级等。b）基础管理层基础管理层是云存储最核心的部分。应用接口通过集群系统、分布式文件系统等技术，实现云存储中多个设备之间的协同工作，使多个存储设备可以对外提供统一的服务，并提供更快、更好的数据访问性能。云存储系统通过数据压缩技术保证存储21、数据更有效，使用和占用更少的空间以及更低的传输带宽，从而对外提供更高效的服务。c）应用接口层任何一个授权用户都可以通过标准的公用应用接口来登录云存储系统，享受云存储服务。应用接口层是云存储最灵活多变的部分。不同的云存储运营单位可以根据实际业务类型，开发不同的应用服务接口，提供不同的应用服务。任何一个授权用户通过网络接入、用户认证和权限管理接口的方式来登入云存储系统，都可以享受云存储服务。d）访问层云存储运营单位不同，提供的访问类型和访问手段也不同。云存储使用者采用的应用软件客户端不同，享受到的服务类型也不同，比如用户空间服务、运营商空间租赁服务、数据远程容灾和远程备份、网络硬盘引用平台，远程数22、据备份应用平台等。本项目云存储系统所选用的是云创存储的具有自主知识产权的cStor云存储技术产品，这是一款软件与硬件相结合的高科技系统产品。与国际上知名的云存储技术相比，该产品具有极高性价比、超低功耗、高可靠、通用、安全等优势，可广泛应用于有大量数据存储需求的场合。存储系统的框架图如图2-4所示。图 24 cStor云存储系统框架图a）cStor存储系统cStor存储系统支持用户访问控制权限控制，实现数据的用户级安全，具有空间配额、冗余备份等功能。同时，支持POSIX操作系统规范文件操作接口，对应用可透明为直接操作本地的文件系统，与业务应用可无缝集成，无需另行开发。系统可根据数据容量需求，动态23、增加存储集群空间或减少存储集群空间，也可以动态地增减存储集群空间中的数据存储节点设备；实现真正的空间按需分配。b）MC监控配置系统配置管理包括节点网络参数配置、节点运行参数配置、挂载空间管理、备份因子设置等模块；监控中心主要对系统设备空间、运行状态实行监控、告警等管理措施。（2）云存储平台的物理结构云存储平台的物理部署结构如图2-5所示。图 25 云存储平台物理结构a）超级管理节点：该节点维护所有元数据管理节点子集群的信息，为挂载客户端提供元数据管理节点标识和IP地址和端口号信息。b）元数据管理节点：即名字节点，为文件系统挂载客户端提供元数据访问服务。c）数据存储节点：同时会根据配置的备份策略24、将数据块发送给另一数据节点进行数据块备份。d）文件系统挂载客户端：挂载后可对应用透明为普通的单点文件系统。云存储站点拓扑结构如图2-6所示。主控服务器、监控服务器、元数据服务器集群以及存储设备集群采用内部组网的方式，通过私有IP进行通信。存储站点与客户端采用公用IP进行通信。存储站点中联网设备众多，可采用基于IPv6的通信方式，以避免IP地址耗尽的问题。图 26 云存储站点拓扑结构存储平台采用自主研发的低功耗主板，其功率已降至几瓦的数量级，处理国内外业界先进水平，如图2-7所示图 27 自主研发的低功耗主板存储节点选用MV78460处理器，如图2-8所示。图 28 处理器为4核的MV7846025、设计图4xGbE/QSGMII，4个千兆以太网口MAC外接Marvell4端口SGMII/QSGMII to Cu/Fiber 10/100/1000Base-T。物理层收发器88E1340扩展4个千兆以太网口。4个PCI-e2.0 4x接口，选择其中3个外接三片PCI-e2.0转SATA接口转换器88SE9485,每个88SE9485可扩展8路SATA接口，一共最大可扩展38共24个SATA盘位。设计2路USB2.0接口，其中1路UART接口、1路I2C接口，用于外接NOR Flash/SPI Flash，和1G2G DDR2-800 Memory接口。IO接口实现硬盘的状态监测和控制以及硬26、盘读写指示，状态指示等。Advanced Power Management 配合电源电路优化系统功耗。IO口控制SATA硬盘电源打开和切断电路如图2-9所示。图 29 IO口控制SATA硬盘电源打开和切断电路设计图其中，VCC为SATA硬盘供电电源5V或者12V，IO_CTR为MV78460控制硬盘电源开关的IO口，VCC_SATA给硬盘供电。下面是其中一组的SATA硬盘电源开关控制电路示意图（图2-10），其它2组类似。图 210 SATA硬盘电源开关控制电路示意图（3）性能和容量支持系统存储节点可灵活伸缩，容量无上限，可根据业务需要增减数据节点或Master子集群节点。假定每个文件的大小为27、25MB的小文件，文件数约为4亿，则元数据需要的内存约为128GB，若每个Master提供内存为32GB，则配置4个Master子集群即可满足500TB的存储需求。对于单个Master子集群而言，文件越大支撑的容量越大。通过针对SSD(Solid State Disk)固态硬盘读写IO驱动优化技术，从而实现访问存储空间时达到更高的存储读写吞吐率。与目前的传统硬盘相较，具有低耗电、无噪音、产生热量低、耐震、稳定性高、耐低温等优点，缺点是目前价格稍高。传统典型的硬盘驱动器只能在5到55范围内工作。而大多数固态硬盘可在-1070工作，一些工业级的固态硬盘还可在-4085，甚至更大的温度范围下工作。（28、4）环境与场所数据中心场所设计集建筑、结构、电气、暖通空调、给排水、消防、网络、智能化等多个专业技术于一体，机房的环境应满足计算机等各种微电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全防范、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。并应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩展的机房。按照存储容量为500TB的要求，新建的数据中心机房拥有散之四个机柜，需要占地大约20平方米，随着存储容量需求的增加，只需要增加机柜数量即可。数据中心机房建设是一个系统工程，它由主机房(包括网络交换机、服务器群、存储器、数据输入/输出配线、通信区和网络监控终端等)、基本工作间(包括办公室、29、缓冲间、走廊等)、第一类辅助房间(包括维修室、仪器室、备件间、存储介质存放间、资料室)、第二类辅助房间(包括低压配电、UPS电源室、蓄电池室、精密空调系统用房、气体灭火器材间等)、第三类辅助房间(包括储藏室等)组成的。主机房内放置大量网络交换机、服务器群等，是综合布线和信息化网络设备的核心，也是信息网络系统的数据汇聚中心，其特点是设备24小时不间断运行，电源和空调不允许中断，对机房的洁净度、温湿度要求较高。机房需要安排34人定期维护，保障平台的正常运转，尽管云存储平台具有可靠性高、易维护等特点，但在使用的高峰期，需要至少1人负责系统的状态监控，及时反映故障现象，便于快速处理和恢复。2.2.3 30、环保数据分析与应用模块环保数据的分析与应用模块主要包括系统管理、数据应用和业务应用三个方面。（1）系统管理环保云计算数据中心的系统管理平台主要是为保证数据中心的安全、稳定和可靠运行，实现数据资源的共享和统一管理。主要分为用户管理、数据管理、服务配置、信息溯源等几个方面。用户管理：通过用户权限、角色分配与管理等方式实现用户的管理，从而提高系统的安全性。管理员可以完成对用户的各种管理功能，其中包括添加用户、删除用户、账户的批量导入和删除、启用/禁用用户、用户查询、用户属性修改等。数据管理：数据管理利用计算机硬件和软件技术对数据进行有效的收集、存储、处理和应用的过程。建立信息和数据的分类以及根据这种31、分类建立开放的数据目录。这样产生的面向内容的数据根据其内容的某一属性（如服务、地域等）分别存储在不同类的数据中心。这样，既可以有效降低单个数据库的存储压力；又可以大大提高信息检索的效率。信息数据目录将以多维方式建立，根据数据内容的不同属性将数据以二维、三维（甚至更多维）分类方式进行存储。实现数据有效管理的关键是数据组织。在数据库系统中所建立的数据结构，更充分地描述了数据间的内在联系，便于数据修改、更新与扩充，同时保证了数据的独立性、可靠性、安全性与完整性，减少了数据冗余，故而提高了数据共享程度及数据管理效率。此外，数据管理不仅能够管理电子档案数据，而且还能将已有的、历史的纸质文档数据转化为电子32、版数据，形成统一的数据管理和无纸化办公。无纸化办公将人从繁琐、无序、低端的工作中解放出来从事核心事务，整体提高了办事效率和对信息的可控性，降低办公成本，提高执行力，使管理趋于完善。服务配置：平台提供的服务功能是可控、可配置的。具有相应权限的用户可以对整个系统的各类服务进行管理配置，包括数据抽取、服务接口定义、访问权限、IP地址、抽取字段等。信息溯源：确保中心数据库中的重要数据的全寿命管理。（2）数据应用数据中心能对所管理的信息进行各种类型的数据分析，以服务的方式提供给环保用户使用。数据分析：对数据进行关联分析和数据挖掘，数据分析的结果可以供环保用户、领导决策使用。信息检索：根据用户需求进行全局33、范围的数据查询统计工作。一旦有某一类服务需求到达数据中心时，即可根据综合服务平台提取的此类服务的特征和信息分类存储的方式快速地检索到相关的数据信息。服务生成：在信息检索模块获取到相关数据信息的基础上，依据数据中心提供的服务的组合策略和规则，利用广义编程的方法将各相关信息组合成完整的面向服务的信息。信息决策：根据平台提供的服务特性和服务生成模块产生的服务信息，智能地做出判断和决策，产生相应的指令。本模块为平台的核心，能够建立完善决策系统，具有学习、自适应、预测、判断、决策能力。信息发布（决策执行）：在信息决策模块做出决策的基础上，本模块负责决策的执行和信息的发布。如果仅是为用户提供某类服务信息，34、本模块直接将服务信息发布给用户；如果涉及到服务提供者，本模块将决策指令发布给服务提供者予以执行，并通知用户。报表输出：可以根据用户的需求输出指定格式的报表，同时数据分析的结果也可以以报表的形式输出展现。图形显示：数据可以以线图、饼图、柱状图等方法进行显示。外部调用接口：提供外部程序可调用的API，对外提供数据服务。（3）业务应用在数据分析的基础上为客户提供具体的与环保相关的应用，比如污染源的统计、大环境质量监控与报警等。以下分五条主线来阐述数据中心为环保业务系统提供的相关应用。a）企业主线数据中心为排污企业等提供相应的业务服务，包括排污企业新建项目审批（总量、新建审批、审批流程）、排污企业日常35、管理（动态档案、排污申报、排污许可、排污收费、环境统计、行政处罚等）、危险废物管理（存量核定、转入转出审批、转移监控）等。b）区域监测主线数据中心能够从功能上，将全市各个区域划分为工业区、商业区、住宅区等，并进一步对不同区域的主要污染种类（大气、水、噪声、固体废物等）进行标记和定位；同时也能够按各区县的地理位置划分，对重点污染企业（化工厂、钢铁厂等）实行环境质量监控，及时获取信息。c）污染物主线数据中心将针对水主要污染物、大气污染物（机动车排气等）、噪声污染、核辐射污染、固体废物污染、土壤污染等提供在线监控、环境质量监控预警、环境风险源监管等环境管理服务，接收下级环保部门的污染源监控数并解析入36、库，同时将指定污染源的监控数据向上级发送，形成多级联动应用。d）行政管理主线数据中心支持各项行政管理服务，包括环保专项工作（创建模范环保企业、6月5日环境日活动、区县长责任制考核）、日常行政工作（与环保有关的日常会议、工作安排、值班安排、多媒体资料存储等）、公文政策（法规库、标准库、文件库）等。e）应急管理主线在应对环境突发事件时，及时启动“环境突发事件应急服务”，将应急指令下发至各应急小组，应急小组按照分工实施应急处理。处理突发事件时，数据中心可以通过污染物关联库提供污染源基本情况及周边环境信息、气象信息，污控专家组根据专家库信息确定控制方案，采取措施，控制污染扩散，生成事故处理方案。最终由37、应急指挥部统筹安排，跟踪处理进度，采取进一步措施消除污染。2.2.4 GIS功能模块地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和技术，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。GIS从应用的角度看，GIS是解决空间问题的工具、方法和技术；从功能上看，GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能。GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单地说，GIS是一套智能地38、图，同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图，被构建成“数据库的窗口”，来支持查询、分析和信息编辑。从环保业务角度看，通过GIS可以实现目标车辆的运行轨迹监视、关键地段目标车辆统计等功能。GIS模块的主要功能有以下几种：（1）环境资源规划空间规划是GIS的一个重要功能，在本项目中主要体现为环境资源的规划。例如，在环境保护和企业建设中，对企业污染源的分类和合理布局，保证环保措施的合理配置和发挥最大效益。（2）基于位置的服务基于GIS的位置服务不仅能够通过图形的形式记述道路通行状况、污染源的定位，调度抢险车辆，提供目标跟踪，还能够为这些信息的深层次挖掘、后续信息服务、辅助决策提供位置属性上的39、支持。缓冲区分析是根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围的缓冲区多边形,它是地理信息系统重要的和基本的空间分析功能之一。（3）环境管理与应急响应借助GIS可以实现区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。在解决环境问题引发的危害时，可以安排最佳的人员撤离路线，制定环保应急措施。2.2.5 云计算数据中心安全控制模块环保云计算数据中心负责存储、计算和转发环保部门最重要的数据信息。数据中心建立在一套行之有效的安全控制策略的基础上，这套策略将准确地定义平台的接入和连接要求。在以下安全策略制定后，就可40、以防止平台遭受内部和外部威胁，确保数据的保密性和完整性。安全控制主要包括权限管理、传输加密、操作行为监控、数据备份等。权限管理除对系统用户的基本进行管理外，还可以实现完善的权限管理。数据中心的权限管理包括功能权限管理和数据权限，其中功能权限可以实现对每一项操作进行授权；数据权限既可以实现对数据行的授权，还可以实现对数据字段的授权。安全性管理主要通过身份认证、用户登录、角色管理来完成。在平台中可设计相互独立的数据权限授权机制和功能服务权限授权机制，针对每个用户分别授予不同的数据访问权限和功能服务使用权限。权限系统提供的服务可以分步在远程，提高认证的安全性、易分配性及可重构性，采用条件判断方式的权41、限规则和采用过滤机制的访问控制，使符合数据中心标准的权限规则和访问控制相互融合形成数据中心的权限体系，按规则动态赋权即动态的生成权限属性；可定义权限系统中的权限元数据；通过用源驱动定义对源数据的源属性的机制，从而在权限部分只需要维护源驱动；可提供权限虚拟引擎把数据中心的权限映射到真正的权限系统中。为保证系统使用的安全性，在数据传输中使用传输加密，实现用户的授权访问和数据的SSL加密传输，确保数据的完整性。为实现整个系统运行时的安全稳定，还可增加操作行为监控、使用记录备份等功能。此外，数据自适应容错与恢复技术应用将保证是环保数据中心服务的连续和业务的稳定运行。数据自适应容错与恢复技术提供了数据实42、时监控、错误检测、容错、自动恢复等功能，集中的平台管理将有利于异地容灾数据备份中心的建立，保证灾难发生时数据的安全，保持数据中心服务的连续性。2.3 数据中心应用规划XX市环保云计算数据中心建立之后，可以利用本身的数据优势和云计算、云存储能力提高XX市环保业务的管理水平，具体体现在可实现对水环境、大气环境、噪音环境、核与电磁辐射、固体废物、土壤环境、机动车排气及环保突发事件的监管处理能力，实现“智能化服务”。具体应用规划如图2-11下：图 211数据中心具体应用规划图2.3.1 水环境智慧监控服务可提供水污染源的在线监控、水环境质量监控预警、环境风险源监管等环境管理业务，有效解决水生态环境信息43、的过程化、高密度、精细化、快速化采集问题，促进环境监管方式和能力的根本性变革，构建强大的“智慧水环境”监管能力，全面满足政府、企业、社会民众对水环境的管理要求。同时本服务将以现有的污染源自动监控、水环境质量监测为基础，着重在监测精细化和分析智能化方面加强研究，在污水处理过程监控、数据综合分析等重点关键领域实现突破，建立一个集污染源自动监控、污水处理过程监控、饮用水源地水质监测、地表水水质监测、生态遥感监测、预警应急等功能于一体的水环境综合管理服务。（1）水质量智慧监控服务a）饮用水源地水质监测服务通过对饮用水源地水质的实时监测，动态评估饮用水源地的安全状况，为相关部门和社会民众提供数据服务，保44、障饮用水安全。本服务中平台完成的主要内容如下：第一、实时显示水源地水质监测数据及其水质类别，可查询监测数据各个指标的月、季、半年、年均值及其水质类别；第二、综合评价水源地环境安全状况，对水源地的环境安全指数进行统计分析，生成环境安全指数专题统计图；第三、以图表的形式对同一水源地不同年份的监测数据月均值变化情况进行对比分析、对同一时间段内水源地的监测数据月均值数据进行对比分析。b）地表水水质监测服务通过在现有的地表水水质自动站基础上，建立地表水水质监测数据采集、分析系统，及时、准确地掌握地表水质量现状和发展趋势，为开展水环境管理工作提供可靠的数据和资料。平台完成的主要内容如下：第一、对监测点的单45、因子达标率、水质达标率进行查询统计，支持按流域、区域的达标率汇总，生成统计专题图，形成水质评价系统；第二、以图表的形式对同一监测点不同年份的监测数据月均值变化情况进行对比分析。对同一时间段内监测点的监测数据月均值数据进行对比分析；第三、对同一河流不同监测点的数据进行对比分析，以展示河流不同河段的水质变化状况，在GIS地图上用不同的颜色表示不同水质类别的河段。（2）水污染源智慧监控服务a）水污染源智慧监控服务水污染源可分为工业污染源、农业污染源和生活污染源三大类，水污染源是导致水质恶化的首要因素，必须对其排污行为进行严格监管。本服务通过对污染源排污数据进行在线监测，保证达标排放，加强各级监管部门46、监管力度。平台完成的主要内容如下：第一、根据环保部门的有效性判别规范，自动剔除异常突变数据，也可对缺失数据自动补遗。系统也提供人工的数据更正和数据导入功能，所有对数据的更正和导入操作均保存历史记录，可进行溯源查询；第二、对企业、区域的监测数据进行统计汇总，生成规定的日报、月报、年报报表；第三、接收下级环保部门的污染源监控数并解析入库，同时将指定污染源的监控数据向上级发送，形成多级联动应用；第四，向污染源企业提供相关数据，为企业工艺优化提供参考数据。b）污水处理过程智慧监控服务污水处理过程监控以采集污染处理全过程工艺参数为手段，分为面向环境监管部门的污水处理智能监管服务和面向污水处理厂的污水处理47、工艺优化服务两大部分，一方面增强政府对排污行为的监管能力，确保污水处理厂达标排放，另一方面为污水处理厂提供工艺参数优化建议提高污水处理效率，降低处理成本，以达到节能降耗的目的。平台完成的主要内容如下：第一、以图表等形式动态显示排放口的最新监测数据、采样时间及设备状况；第二、移动数据查询。可通过Windows Mobile、iPhone等智能移动设备，查询排放口的实时排放数据及历史统计数据；第三、通过对污水处理过程中各个工艺环节的用电情况实时监测，精确计算每个工艺过程的电耗成本，经有效的数据分析，提出需要优化的工艺环节、优化方法等建议，以帮助污水处理厂节能降耗。2.3.2 大气环境智慧监控服务（48、1）大气环境质量智慧监控服务a）城市空气质量智慧监控服务在市区典型区域具有代表性的交通干道附近，设立机动车尾气监测系统模块，对目标区域的机动车尾气排放进行连续自动监测。同时，在社区设立空气环境监控点，对社区空气质量以及天然气、煤气等有害气体进行实时监测。按要求提交有效数据，连续自动监测数据汇总至环保云计算数据中心，所提交数据经分析处理后提交各级监管部门，确保及时、准确、可靠。平台完成的主要内容如下：第一、对主要道路废气数据、社区空气监测数据等做相关性分析，自动判断出气体状态是否正常，建立突发事件决策模型；第二、以图表等形式动态显示道路废气的最新监测数据、采样时间及设备状况；第三、移动数据查询。49、可通过手机、电脑等智能移动设备，查询道路废气、车流量数据及历史统计数据。b）主要功能区大气环境质量智慧监控服务通过对主要功能区大气环境质量的智慧监控，向民众提供部分生活、旅游相关的大气环境数据。平台完成的主要内容如下：第一、对主要功能区空气质量数据做相关性分析，自动判断出控制质量是否正常；第二、以图形、柱状图、GPS定位信息等形式动态显示各功能区的最新监测数据、采样时间及设备状况；第三、对主要区域现场视频设备进行远程控制，可在实时视频中动态叠加显示监测区域实时空气状况。（2）大气污染源智慧监控服务a）大气灰霾监控服务构建大气灰霾立体综合监测系统并实施业务化运营，支持空气污染预报预警、污染减排效50、果评估，为认识和改善大气环境问题，制定长远的空气质量目标，提供技术支撑和方法。中心平台主要功能包括：第一、数据反演功能。大气信号谱、背景谱的自动载入，以及斜柱浓度反演。第二、显示功能。显示当前光谱强度、范围，显示浓度值，以及浓度随时间的变化趋势图。第三、测量结果的查询、显示、以及打印输出等，系统工作日志的自动生成和管理功能；系统运行参数管理。b）污染源气体监控服务通过监测重点工业区排放污染物的时空分布演变，结合风廓线雷达参数及GPS数据，分析该重点工业区污染源的排放因子，为政府相关部门对污染源监管以及制定控污限排政策法规提供帮助。中心平台主要功能包括：第一、对各工业区SO2、NO2污染排放的监51、测，结合相关资料和GPS系统，计算工业区总排放量；第二、建立包括政府、企业的互动体系，将空气污染的信息及时提供相关人员；第三、接收各级监测点的空气污染监控数据并解析入库；第四、对重点工业区域的监测数据进行统计分析，为环保部门及时了解状态提供依据。2.3.3 噪声环境智慧监控服务（1）交通噪声智慧监控服务通过监测城市市区噪声敏感建筑物集中区域的交通噪音，为环境保护行政主管部门提供数据支持，以采取有效的措施降低噪音至规定范围内。平台完成的主要内容如下：第一、实时监测市区噪声敏感建筑物集中区域的交通噪音数据以及交通流量数据，形成动态监测结果，当自动监测结果超标时，记录超标的指标值及超标倍数等；第二、52、以图表的形式对同一地域不同年份的监测数据月均值变化情况进行对比分析、对同一时间段内地域的监测数据月均值数据进行对比分析。（2）工业噪声智慧监控服务通过监测工业生产活动中使用固定的设备时产生的干扰周围生活环境的工业噪音，为环境保护行政主管部门提供数据支持，以采取有效的措施降低噪音至规定范围内。平台完成的主要内容是综合评价工业噪音对周边环境的影响状况，生成有效的降噪方案供行政主管部门参考。（3）建筑噪声智慧监控服务通过监测建筑施工过程中产生的干扰周围生活环境的建筑噪音，为所在地环境保护行政主管部门提供数据支持，以采取有效的措施降低噪音至规定范围内。平台完成的主要内容是实时监测建筑施工所在地周边环境53、噪音数据，记录超标的指标值、超标次数及超标倍数。2.3.4 核与电磁辐射智慧监控服务（1）核辐射智慧监控服务通过监测核电站附近以及城市监测点的核辐射的强度，为城市提供预警，提前躲避与核辐射的接触。平台完成的主要内容如下：第一、对核电站附近以及城市监测点的核辐射的强度进行分析比对；第二、建立与核电站的互动体系，将实时的辐射量信息及时提供给核电站，以监控核电站的正常运行，避免发生重大泄漏事故；第三、对监测数据进行统计分析，为环保部门及时了解城市辐射强度的状态提供依据。（2）移动基站智慧监控服务通过监测移动基站附近的电磁辐射的强度，为管理电磁环境提供数据支持，减小电磁负面效应。平台完成的主要内容如下54、：第一、建立与运营商的互动体系，将辐射超标的基站信息及时提供给运营商，敦促其及时处理；第二、根据环保部门的有效性判别规范，自动剔除异常突变数据，也可对缺失数据自动补遗。系统也提供人工的数据更正和数据导入功能，所有对数据的更正和导入操作均保存历史记录，可进行溯源查询；第三、对辐射源区域的监测数据进行统计分析，为环保部门及时了解基站辐射强度的状态提供依据。2.3.5 固体废物智慧处理服务（1）非危险固体废物回收体系智慧监控服务可再生固体废物的资源回收是再生资源综合利用的基础和保障，本服务通过对可再生固体废物综合再利用的监控，实现资源回收再利用的全寿命周期管理。平台完成的主要内容如下：第一、可再生固55、体废物从离开工厂开始建立识别标签，对标签的种类进行定义，自动识别可再生的类别，制定再生路线，以供管理部门对再生方案的制定；第二、对可再生固体废物的产生量进行统计分析，为环保部门及时了解状态提供依据。（2）危险废物的安全处置监控通过对可危险固体废物安全处置的监控，实现危险废物安全处置的全寿命周期管理。平台完成的主要内容如下：第一、危险固体废物从离开工厂开始建立识别标签，对标签的种类进行定义，自动识别危险级别，制定处置方法，以供管理部门对处置方案的制定；第二、对危险固体废物的产生量进行统计分析，为环保部门及时了解状态提供依据。2.3.6 土壤环境智慧监控服务（1）工业区土壤环境监控服务通过对工业区56、土壤进行监控测，实现对重金属污染、酸碱度平衡破坏等提供数据支持，加强对土壤污染的控制。平台完成的主要内容如下：第一、将传感终端采集的重金属监测数据进行分析比对；第二、提供对现场监测设备、排渣口电动阀的远程反控功能，可根据需要向设备发送反控命令，控制监测设备启动采样、调整污染治理设施的运行参数或控制排污阀门的开关；第三、提供重金属超标时提供土壤修复方案。（2）农业区土壤环境监控服务通过对农业区土壤进行监控测，实现对土壤污染的控制，保护土壤生态环境，同时为环保监管单位提供农业土壤相关信息以及为农业种植者提供相关种植信息。平台完成的主要内容如下：第一、土壤污染超标时，可自动调取周边工厂、灌溉水源以及57、肥料的监测数据，进行分析，提出土壤修复方案；第二、对排污区域的土壤监测数据进行统计分析，以便企业自身整改，并为环保部门及时了解企业排污状态提供依据；第三、为农业种植者提供公共接口，开放部分数据（3）城市土壤环境监控服务通过对城市土壤的实时监测，为环保部门及时掌握城市土壤状况提供数据基础，为城市居民生活创造良好环境。平台完成的主要内容如下：第一、将传感终端采集的土壤监测数据与正常值进行比对，超出正常范围时自动启动预警或报警系统。第二、为民众提供公共接口，开放部分数据，满足民众对城市生活环境知情权的需求。（4）流域土壤监控服务通过对流域土壤的监测、分析，为降低流域污染提供数据基础，为政府治理流域污58、染提供信息，亦为流域群众生产生活提供保障。平台完成的主要内容如下：第一、通过对各类指标的数据监测，形成土壤侵蚀评价体统；第二、根据环保部门的有效性判别规范，自动剔除异常突变数据，也可对缺失数据自动补遗；第三、接收下级环保部门的污染源监控数据并解析入库，同时将指定污染源的监控数据向上级发送，形成多级联动应用。2.3.7 环保突发事件应急处理服务环境污染事故的发现一般来源于“12369”环保平台和110联动的接警，接警部门详细了解记录事故发生情况和污染程度等信息后，向应急指挥部报告，启动“环境突发事件应急服务”，将应急指令下发至各应急小组，应急小组按照分工实施应急处理。其中：通信信息组提供污染源基59、本情况及周边环境信息、气象信息等，生成环境监测报告；环境监察组调查取证，确定污染物性质，提出控制意见，生成污染物报告；后勤保障组提供器材、车辆等救援物资；污控专家组确定控制方案，采取措施，控制污染扩散，生成事故处理方案。最终由应急指挥部统筹安排，跟踪处理进度，根据监测数据采取进一步措施消除污染，注意污染动态、处理情况，直至污染消失，关闭应急流程。2.3.8 综合环境感知服务系统利用GIS技术对XX市地形地理、港口航道、场地建筑、化工企业厂等多专业信息和成果进行一体化存储管理，在此基础上实现二、三维地质成果图件生成及专业分析计算；实现地上建筑、地表模型、企业设施、特殊设备的构建，借助三维可视化技60、术在一个统一的时空框架下对该区地面以上、地面各种环境进行整体的三维可视化表达、管理、更新、查询与分析、量算工具、窗口管理、地图打印等，建立集数字化、信息化、可视化为一体的空间信息系统。本服务提供的主要内容包括：第一、多功能显示服务。按显示比例尺的变化，自动增加或较少图面显示信息量，减少信息叠加，增强可视性；提供定位，导航，视角定位等功能；可按需要调整当前显示各图层的叠放次序，并可设置各图层信息的透明度；提供基于图名、图号、地名、位置和索引图等调图方式；能够对矢量地图、像素地图、遥感图像、三维正视图、统计专题图以及其它专题图进行叠加显示。第二、地图查询服务。为方便用户的查询，将主要以GIS的空间61、拓扑关系处理为依据，提供多种查询方式供选择，如：屏幕点击查询、一般查询、各类专题图查询、条件/模糊查询、地理背景查询等。第三、示范工程规划展示服务。系统不仅能查看XX市试点地区现状图，还能在图上叠加显示建设规划图。系统方便的查询示范区规划数据，查询示范区建设状况，系统可以同时显示规划图形与已完工图形，对各规划或建成数据进行各种统计分析，领导和有关人员可以及时了解示范工程建设状况。第四、统计计算比较服务。数据统计是指针对某一类数据进行基于时间或其他情况下的统计，从而为用户提供业务上的支持。提供基于地图计算的数据统计、基于数据本身属性的数据统计、查询结果要素统计、根据统计数据生成各种图表等。第五、62、数据分析转换服务。系统提供GIS常用分析转换功能，如：地形分析与量算、缓冲区分析、网络分析、叠置分析、栅格分析、地图投影转换功能、大地坐标系转换等。第六、三维地理信息服务。以三维的手法进行建模，模拟出一个三维的建筑、场景、效果，可以在数字场景中任意游走、驰骋、飞行、缩放，从整体到局部再从局部到整体，无所限制。借助PC机、显示系统等起到展示、解说、指挥、讲解等作用。2.4 项目开发平台新建的云计算数据中心将会综合考虑环保局各家单位现有在用系统，在不影响现有系统正常工作的前提下，尽可能统一其他系统开发平台，针对各系统特点进行数据集成和整合，对新建或欲建系统的实施方案将参考本数据中心的设计要求。本项63、目开发研究选用的平台和技术具体如下：（1）数据库XX市环保局负责全市环保业务日常工作，监测全市范围内的水、气、声、固废等环境质量信息，有着信息量大，信息更新频繁的特点，特别是随着“电子卡”的逐步实施，结合路口监测数据的采集，数据中心需要处理和存储海量数据，因此必须选择一款高性能的数据库软件，经过调查比较，可以采用Oracle 11G的企业版，该版本数据库软件可将业务应用数据整合到快速、可靠和可扩展的云存储系统中，使单一数据库能够跨一个服务器集群运行，从而无需变更管理软件即可提供无与伦比的容错性、性能和可伸缩性；最大限度地提高可用性，消除空闲数据中心的冗余；将数据压缩到低成本的存储分区中，以提高64、性能（2）B/S架构B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构，是目前的主流架构，特别适合信息系统。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现。B/S结构的系统不需要安装客户端软件，它运行在客户端的浏览器之上，系统升级或维护时只需更新服务器端软件即可，这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。B/S结构系统的产生为系统面对无限未知用户提供了可能。从目前的技术看，局域网建立B/S结构的网络65、应用，并通过数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。特别是在JAVA这样的跨平台语言出现之后，B/S架构管理软件更是方便、快捷、高效。本项目中网络平台主要应用于环保局及各单位间内网之上，与外网进行隔离。内网与外网系统间采用符合国家标准的单向传输设备与人工数据拷贝相结合的方式实现数据的交流。数据中心的网络建设将以安全为先，确保重要数据的安全保障。（3）基于Web Service的数据获取接口Web Service是一种构建应用程序的普遍模型,66、可以在任何支持网络通信的操作系统中实施运行；它是一种新的web应用程序分支，是自包含、自描述、模块化的应用，可以发布、定位、通过web调用。Web Service是一个应用组件,它逻辑性的为其他应用程序提供数据与服务。各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式（Http，XML，Soap)来访问Web Service，通过Web Service内部执行得到所需结果。Web Service可以执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能。一旦部署以后，其他Web Service应用程序可以发现并调用它部署的服务。实际上，Web Service的主要目标是跨平台的可互操作性。为了达到这一目标，We67、b Service完全基于XML（可扩展标记语言）、XSD（XML Schema）等独立于平台、独立于软件供应商的标准，是创建可互操作的、分布式应用程序的新平台。本项目可以全部采用Web Service架构也可以只在数据获取做接口。（4）千兆以太网统一的网络是建设数据中心的基础之一，本项目建议使用千兆以太网。千兆以太网以高效、高速、高性能为特点，已经广泛应用在金融、商业、教育、政府机关及厂矿企业等行业。作为以太网的一个组成部分，千兆以太网也支持流量管理技术，它保证在以太网上的服务质量。目前，千兆以太网已经发展成为主流网络技术。大到成千上万人的大型企业，小到几十人的中小型企业，在建设企业局域网时68、都会把千兆以太网技术作为首选的高速网络技术。传统的百兆网传输速率相对较慢，已经无法满足今后业务数据的增长。而千兆以太网能够提供更好的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资，从而使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具。相对于原有的快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，千兆位以太网提供了一条最佳的路径。网络设计人员能够建立有效使用高速、关键任务的应用程序和文件备份的高速基础设施。（5）操作系统采用Windows操作系统。Windows操作系统系列具有较为稳定，维护方便，便于使用等特点。2.5 项目建设原则和实施方案环保云计算69、数据中心的建设原则主要有以下几个方面：（1）统一领导，统筹规划。加强环保局对环保云计算数据中心建设的组织领导，充分发挥局机关的政策引导和制度保障作用，做好总体规划，有计划、分层次地协调推进。（2）应用主导，服务需求。以需求为主导，充分发挥市场机制配置资源的基础性作用，探索成本低、实效好、带动作用强的环保信息化发展模式。围绕建设智慧节能环保产业发展方针，着力打造环保信息化服务和产业发展特色，强力支撑XX市环保产业的建设。（3）集约建设，互联共享。加快环保信息化基础网络和环保信息交换共享平台的建设，通过环保局的引导作用，推动集约化发展，推动环保信息资源的有效整合与共享交换。推进环保基础设施、环保信70、息资源、应用系统等整合，逐步消除信息孤岛，促进跨部门、跨领域、跨地区的资源共享。（4）创新体制，提高效率。完善环保信息化管理体制和协同推进机制，创新环保云计算项目建设。建立健全有利于环保云计算发展的环保相关政策和法规体系。推进环保产业信息化发展，使得环保服务快速及时到达需求方。以适应不同需求、特色实用的信息化应用，充分受信息化带来的便捷和高效。（5）突出重点，递进发展。以建设“全国一流的智慧环保体系”为龙头，重点推动环保监测、节能减排以及资源循环利用等信息化建设，带动环保产业的全面发展。按照实际需要与技术基础条件逐步建设应用系统，注重环保信息系统的可扩展性和可重构性，确保现有以及未来应用能以逐71、一递进的方法嵌入，做到云计算数据中心可持续滚动扩展。（6）规范标准，保障安全。加快环保信息化规范标准的制订和实施，坚持全市环保信息化标准的统一；在建设过程中，优先“等效采用”已有国内标准；若遇创新型技术体制，则可通过国内外标准化组织争取本系统的技术体制率先成为国内、国际标准。采取科学有效的技术和管理措施，做到物理、网络、系统和信息安全一起抓，确保XX市环保信息化安全，并正确处理环保信息化安全与环保信息化发展之间的关系，以安全保发展，以发展促安全。项目实施的步骤主要分为下及六个阶段：（1）系统分析阶段对现有环保各部门系统做进一步调研，深入研究数据库数据结构，分析抽取数据的格式和数据之间的关系，记72、录需要解决的问题，研究解决方案，为系统设计和异构系统集成做好准备。（2）系统设计阶段在需求调研与可行性分析的基础上，根据环境平台建设的功能要求和性能要求，明确需要集成的系统和数据，分析各系统的兼容性，在原有系统的基础上进行整合和继承，完成系统的总体设计，形成总体设计方案。（3）数据抽取阶段在总体方案和框架的引导下，抽取关键业务数据，分析数据格式和相互间逻辑关系，对需要集成系统的数据进行归类，对重要数据进行必要的标识。（4）数据整合阶段利用数据集成技术对抽取的数据进行整合，搭建云存储的软硬件平台，按照一定的规范和标准对数据资源进行处理、存放，为数据的分析和应用打下基础。（5）数据应用阶段数据利用73、阶段主要是完成数据的分析、查询、统计、趋势预测、图形输出及生成报表等，为领导宏观决策提供参照和支持，也可以供环保业务专家对环保业务的未来发展做出规划。同时，数据中心能在全局统一的权限管理基础上，向其它系统提供包括GIS数据、综合企业基本信息、权限认证信息在内的公用数据，从而供一线工作者使用。（6）环保云计算数据中心的部署与推广在完成数据中心的建设后，继续开展中心的部署与推广工作，提供项目的详细设计、用户手册，进一步做好维护部署工作。2.6 计划进度安排表格 21项目计划进度安排序号阶段工作内容起止日期阶段成果形式1系统分析阶段深入研究数据库数据结构，分析抽取数据的格式和数据之间的关系2011-74、10至2011-12完成系统分析报告2系统设计阶段明确需要集成的系统和数据，完成系统的总体设计方案2012-1至2012-3完成系统设计方案3数据抽取阶段抽取典型和关键业务数据，分析数据特征。2012-3至2012-6完成数据分析报告4数据整合阶段数据集成与整合，搭建云存储平台2012-6至2012-8建成海量数据的云存储平台5数据利用阶段完成数据中心的建立，根据业务需要，对数据进行分析与应用2012-8至2012-12数据中心的建立和数据的应用6环保云计算数据中心的部署与推广完成环保云计算数据中心的部署工作2013-1提用户手册、维护手册3. 项目可行性研究前提3.1 可行性研究要求3.1.75、1 系统功能要求本项目所设计研究的环境平台需要具备异构系统的数据集成、海量数据存储、数据分析与应用、安全控制等功能。其中，异构系统的数据集成需要从环保局各部门（包括XX市环保局、XX市环境监测中心、XX市环境监察支队、XX市机动车排气污染监督管理中心等）的在用数据库系统以及相关业务系统中抽取所需数据，并对异构系统进行整合与集成；海量数据存储支持环境数据的统一存储，在数据存放时，应对数据来源和抽取时间进行标识，保证数据资源的可靠性与稳定性，提供大容量、可扩展的存储环境；数据的分析与应用需要在全局统一的权限管理基础上，向其它系统提供包括GIS数据、企业基本数据信息、权限认证信息，并能对各类数据进行76、分析，以报表或图表的形式展示，分析结果为领导决策和专家预测做出参考和依据。数据中心需要包括的其它具体功能有：传输加密、身份认证、信息溯源、数据冗余备份、数据自动化抽取、综合查询、图形显示、数据访问权限、统计分析、报表输出等。3.1.2 系统性能要求环保云计算数据中心的系统性能要求如下：（1）数据存储具有安全抗毁性，系统中具有冗余设计、容错或容灾设计，使之能确保数据中心稳定持续的系统连接，既满足关键业务对系统性能的要求，又能保障环保各部门数据的安全；（2）具有高可靠性，系统在规定的时间内能正常运行，满足连续服务的高可用性要求；（3）快速响应速度和抽取数据速度，提高运营效率，快速响应业务需求；（477、）海量存储能力，支持大容量数据的存储，并且可以动态扩展，按不断变化的业务需求实时变化，形成高度灵活的系统扩展性。3.1.3 输入数据数据中心所集成的数据主要分为环境质量数据、环境管理数据和基础支撑数据三类。（1）环境质量数据：企业环境数据主要是污染源数据，包括水环境、大气环境、固废污染控制、环境噪声、移动源排放、生态环境保护等各类数据。这些数据主要用于指标的综合分析，为宏观决策奠定基础；（2）环境管理数据：主要包括公文数据、审批数据、处罚数据、收费数据、执法数据，信访数据和档案数据；（3）基础支撑数据：基础支撑数据主要包括GIS数据和底层支撑数据等。底层支撑数据可以分为人员数据、权限数据、IP78、配置数据等。3.1.4 数据获取方式数据获取的主要方式包括手动、定时、实时三种情况：（1）手动方式：即数据抽取的触发方式为手工触发，数据抽取的过程是自动的；（2）定时方式：数据抽取按照一定的时刻要求，自动的定时触发，完成数据的抽取；（3）实时方式：数据抽取是实时的，能够实现数据的实时抽取。3.2 可行性研究目标本项目的可行性研究是对环保数据中心的建设进行系统、科学的综合性研究，对项目实施的可行性、有效性、技术方案及技术路线进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，解决目前在用系统存在的问题和局限性。本项目要建设一个集成环保局范围内各在用系统的数据中心，具有较高的安全性和稳定性，能在数据自动化抽79、取的基础上，提供企业信息综合查询、污染源在线监控、环境数据统计分析等各类服务，实现各种信息的交流和共享，便于各种工作快速的决策和分析。在软件设计开发过程中，要确保管理信息的先进性，提高开发效率，减少人力与设备费用的浪费，对开发过程中的各项风险充分考虑，提出补救措施和应对机制。3.3 可行性研究方法可行性研究的方法主要包括现场调研和座谈讨论两种。现场调研，即对XX市环保局及各部门进行调查研究，分析各部门信息系统的组成及主要职能，分析数据来源与类型，在对各类数据梳理的基础上，考察系统数据集成的可行性，充分考虑关键技术应用的适应性与有效性；座谈讨论主要是明确数据中心的功能与性能要求，结合调研结果，从80、技术、经济、管理三个方面探讨项目的可行性建设，将项目规划与实施落到实处。可行性研究的步骤如图3-1所示。图 31 可行性研究的步骤（1）确定系统的目标参考环境信息系统的相关资料，如环境数据库设计与运行管理规范、环境信息化标准指南、环境信息系统集成技术规范等，并对各部门和系统进行调查，从而确认数据中心要完成的任务。（2）分析研究现有系统研究现有系统功能特点，阅读相关文档资料，观察系统的运行状况和实地操作系统，分析数据类型和特征，收集用户对现有系统的意见，总结现有系统的问题和局限性。（3）研究新系统的技术方案根据环保局及各部门的需求与期望，研究新建数据中心的应用技术和系统功能，并对现有系统中存在的81、问题进行改善或修复。在分析研究现有系统的基础上，从总体上把握数据中心的系统结构和功能，选择相适应的关键技术。（4）对新系统做可行性分析从技术、经济和管理三个方面对环保数据中心的可行性进行分析。技术可行性研究是对技术解决方案的实用性、技术资源的可用性和技术指标做出评估；经济可行性研究对项目开发的经济效益和社会效益进行分析；管理可行性研究主要从现有研究基础和条件，以及主要研究人员对新系统做管理层面上的分析。（5）选择合适的解决方案对多种解决方案进行比较评估，从数据中心建设的实用性、必要性、可能性以及预期的效果和价值等方面考察最优方案，选取出最合适、最可行的解决方案。（6）撰写可行性研究报告可行性研82、究报告是可行性研究阶段的输出文档，撰写完该报告要得出可行性研究的结论。上述可行性研究分方法与步骤是实施研究的计划，在实际的使用过程中，根据环保中心的其他需求和特点会有相应的变化。3.4 决定可行性的主要因素根据环保云计算数据中心的特点和环保业务系统的要求，本项目是否可行性，主要因素有一下几点：（1）可靠稳定的数据来源数据是云计算数据中心建设的第一要素，首先要有稳定持续的数据来源，这样数据中心才能定期、按时抽取数据源数据，共集成系统和存储系统进行分析和管理。因此，数据中心的建设首先要保证有可靠的、持续的数据源提供相关业务数据支持。（2）基础设施建设基础设施的配备是云计算数据中心构建的重要组成部分83、，只有通过基础设施的投入和实践，才能将理论上的方案付诸实际，才能验证项目规划技术方案中的功能、性能以及技术可行性。而基础设施的准备又需要大量的资金投入，所以合理的配置方案和采购计划又成为了基础设施建设的重要内容。（3）技术研发对于现有大多数系统来说，数据库管理技术已经较为成熟，但目前存在的最大问题是很多先进的技术只停留在局部系统，并未在环保系统全面推广。因此，先进技术的推广和研究也将本项目中进一步落实，并且将引进新的云存储技术，从而形成规模相应，降低总体成本。（4）组织管理项目的实施和数据中心的建设需要有较好的研发团队和生产管理团队，这也是保证环保业务可持续发展的必要条件，技术研究的组织是否有84、效、环保各业务系统能够积极配合、数据中心的维护管理是否到位，决定了本项目能否按计划进行、环保云计算数据中心是否能够落实的关键因素。4. 现有系统分析4.1 系统资源分析平台中数据集成能够保证在不影响原数据库系统正常使用的前提下，对原有系统进行集成和整合，对新建或欲建系统的实施方案将参考本平台的设计要求。在设计新平台前需要对现有系统资源进行分析，掌握系统的构成和需求数据。4.1.1 市环保局机关现有系统分析XX市环保局信息中心主要协助局领导协调处理机关日常工作，负责机关政务信息、建设和管理局机关电子政务系统，并负责全市环保系统信息化建设工作的组织实施。其在用系统是“阳光政务系统”，功能主要包括公85、文办公和行政权力两个方面。公文办公主要完成公文收发和公文存档，公文办公主要是环保局内部人员使用；行政权力主要完成行政审批、行政征收和投诉举报，能够通过Web Service集成到新的数据中心。该系统集成后能够实现全市范围内环保各系统的政务与公文办公，形成阳光透明的政务体系。4.1.2 环境监察支队现有系统分析市环境监察支队承担的主要职能是：负责向全市排放污水、废气、固体废弃物和噪声等污染物的单位或个体工商户征收排污费；并负责排污费财务管理和统计报表的编报汇审工作；作为市环保局环境违法行为举报中心常设机构，全面负责“12369”环保热线工作，负责全市污染举报的接诉、批转、现场调查处理、回复、上报86、等工作。现有系统主要包括：（1）排污申报收费系统该系统使用的是全国统一的环保系统排污申报软件，目前有C/S版本和B/S两个版本，在用的C/S版本，B/S目前正在试用。两个系统目前数据格式还未统一，可以通过异构系统集成技术实现数据格式的统一，并将污染信息和工作报表等通过Web Service集成到新的平台中。（2）“12369”环境投诉系统该系统是一个电话集成CTI系统，目前有6个电话坐席。处理信访工作。该系统用于接受市民对环境污染方面的投诉与建议，是环保部门第一时间了解环保问题的窗口，获取的投诉数据可为环境整治、政策指定、执法监督提供决策支持，可以通过数据抽取实现数据集成，也可以新建数据库并集87、成到平台中。4.1.3 环境监测中心站现有系统分析环境监测中心站是对全市水质、环境空气开展例行监测，监测范围涵盖全市的水体质量、空气质量、噪声与振动、生态、土壤、固体废弃物、核与辐射，开展污染源监督监测和部分重点企业在线监控，负责全市重大污染事故应急监测，以及污染纠纷与仲裁监测。同时，承担污染源评价、污染处理设施鉴定验收、环境摸底调查等专项监测。现有系统主要包括：（1）南京环境质量自动监测（控）系统与STARLims系统两个系统都是用于对市地表水、空气、噪音、生物、固体废物、土壤、辐射等大环境数据的采样分析与监控并上报给上级业务部门。其中，南京环境质量自动监测（控）系统主要用于自动分析大环境数88、据，特点是方便，快捷，缺点是所能分析的项目较少；STARLims系统作为一个实验室分析系统，能人工采样分析，特点是分析项目多、数据更加准确，缺点是需人工操作，时间较长。两个系统结合能提供数据中心所需的大环境数据，并通过Web Service集成到新的数据中心中。（2）XX市放射源监控管理系统用于统计放射源的位置、个数、强度，5min更新一次，可以通过Web Service集成到新建数据中心中。（3）污染源在线监测系统该系统主要功能是对企业的排污信息进行监测，采用基于单片机和无线网络实现排污信息的自动采集和回传分析，目前已覆盖全市181家企业，340多个监测点，数据每5分钟更新一次。该系统结构设89、计合理，全部基于Web Service开发，可以集成到新建数据中心中。（4）环境监测数据中心该数据中心集成了南京环境质量自动监测（控）系统与STARLims系统中的大环境数据，该系统基于GIS平台，可以通过Web Service集成到新建数据中心中。4.1.4 机动车排气污染监督管理中心现有系统分析该单位，现有系统主要包括：（1）XX市机动车排气污染监督管理系统该系统主要用于管理全市机动车辆信息和环保标识信息，具有新车上牌、二手车过户、机动车环境监控、电子卡发放、路检、遥测、维护、统计分析等功能。该系统可用于构建机动车信息库。（2）高污染车辆管理平台该系统由市交通管理局建设，主要具有对黄标车、90、无标车的管控，接收实时路况视频、曝光处罚、通过GIS实现目标车辆的运行轨迹监视、关键地段目标车辆统计等功能，可以通过Web Service集成到新的数据中心中。（3）智能交通平台该系统主要用于电子卡的管理。具有的服务包括车辆年检和违章曝光短信提前告知、实时路况传输和查询、过路过桥不停车通行、智能泊车诱导、建立车辆“电子病历”以及安全出行服务、车辆信息共享等，可以通过Web Service集成到新的数据中心中。4.1.5 固体废物与监督管理处现有系统分析固体废物与监督管理处目前没有成型的系统，为进一步加强固体废弃物的管理，防止危险废物非法处置和转移事件的发生，确保环境安全，提高固体废弃物管理水平91、，建议开发建设一套“危险固体废弃物管理系统”，对固体废弃物进行申报登记、分类管理、分类统计、现场监察。4.1.6 核与辐射安全监督管理处现有系统分析核与辐射安全监督管理处目前相关的系统主要是XX市放射源监控管理系统，用于统计放射源的位置、个数、强度，5min更新一次。“核与辐射管理系统”正在规划中。“核与辐射管理系统”应该能支持对新建、扩建核设施的安全审查、健全辐射环境监测监督体系；能够实现辐射监测数据的传输、分析显示和存储，为加强环境辐射监测，确保民众安全提供基础。4.1.7 区县环保局现有系统分析区县环保局在用系统包括“权力阳光电子政务系统”、鼓楼区环保局“信访分转系统”、“扬尘控制系统”92、和“餐饮源系统”。（1） 权力阳光电子政务系统“权力阳光电子政务系统”是涵盖XX市区级政府所有职能部门的综合性电子政务系统，它采用计算机技术和通讯技术，实现了物理大厅与网上政务大厅同等受理，内部职能部门协同办理的电子政务系统，在业务上支持所有职能部门全部行政许可和行政处罚项目的过程管理，达到“一网受理、抄告相关、并联审批、限时办理、效能监察”，提高政府依法行政效能，实现公共权力运行的电子化、网络化，做到行为规范、程序严密、运行公开、结果公正、监督有力，最大程度的满足人民群众对政府行政服务的需求。“权力阳光电子政务系统”采用西安协同工作流SynchroFLOW为底层支撑平台，包括了行政许可及其他93、权力业务、行政处罚业务、综合管理平台、门户网站、多媒体服务平台等多个业务子系统。这些子系统既相互独立，又是有机结合，系统之间组件共用、数据共享、业务联动。系统建成投入使用后，形成一个联动的政务平台，政府工作人员在此平台上记录行政权力行使的全过程，开展与当事人的互动，并接受上级领导、监察部门和人民群众的多重监督。（2） 信访分转系统鼓楼区环保局的信访分转系统与环境监察支队的12369环境投诉系统建立了互动，并与市长信箱12345建立了互动。（3） 扬尘控制系统“扬尘控制系统”是为加快环境空气质量的有效改善，结合行业职能规范设计开发的，目的在于让广大人民群众呼吸到清新的空气，着力推进扬尘控制管理规94、范化、精细化、长效化发展。（4） 餐饮源系统餐饮源系统在重要监测点上安装传感器，对油烟等进行实时监测和监控，保证餐饮企业的食品安全和食品卫生。4.2 存在问题和局限性现有的环境信息系统种类繁多而负责，各系统分布在不同的位置，异构而且自治，无法保持环境数据在不同系统上的完整性和一致性，主要存在以下几方面的问题和局限性：第一、异构系统数据分散管理。由于历史或其他原因，环保局各部门已拥有多种业务系统，完成环境数据采集和抽取工作、执行污染源监测等任务，既有完全靠人手工录入方式建立数据库体系，又有自动化提取数据系统，既有数据的不定期监测或抽查，又有数据定时或定期更新。所以，每个部门都可视为一个异构的信息95、源，这些异构数据使得整个环保局构成了一个巨大而复杂的异构数据库环境。第二、数据存储不一致，难以共享。传统的数据库已越来越难以满足环保局信息中心动态响应及按需分配的需求，数据存储不一致，有些数据缺乏标识，随着时间的推移和数据量的积累，很难获取和查询，也因此无法缓解因业务的快速扩展而给政府部门带来的巨大能耗和成本压力。随着环境数据的复杂多变和数量递增，为确保行政审批和公文处理的公开透明、领导决策和趋势分析的正确有效，亟需建立一个支持海量数据存储、高可靠、动态扩展的数据中心。如何让数据中心变得更加灵活、经济，如何降低数据中心的能耗与运营成本，如何实现资源与信息共享并快速产生效益，已经变成了数据中心建96、设中的重要问题。第三、数据应用平台不一致。在信息系统方面，环保系统内部各自独立，彼此的信息和组织也不尽相同，以至于计算环境和信息系统都不一样。此外，在日常业务中需要交互的信息量是庞大而复杂的，用简单的文本信息交换显然力不从心。如何将不同数据库应用系统纳入一个系统下，实现用户的统一应用平台，各数据库系统间数据信息的交换、共享和集成，就必须利用一种具有通用性、操作性良好的数据交换技术，使数据中心具有异构相容、集成现有信息的特点。由此，如何将原有的各类成熟的数据库系统纳入到新的数据集成中心中，建成统一的应用平台成为本项目迫切需要解决的问题。第四、存在安全隐患，访问控制不健全。由于各信息系统独自为政，97、大多没有考虑数据的安全问题，服务偶尔出现中断现象，突发情况导致的系统中断引起业务中断，特别是关键业务系统中断将会对环保各系统的运营产生重大影响。信息系统中缺少安全保障，从而进一步影响到系统运行的连续性和可靠性。安全访问控制的不健全，给重要数据的保护和数据中心的管理带来破坏和威胁，破坏程度和范围持续扩大，会引起系统崩溃、网络瘫痪，使机构蒙受严重损失。因此，在多种业务需求的刺激下，在各种问题的频繁困扰下，新的数据中心的建设便显得的尤为重要。5. 所建议系统技术可行性分析5.1 云计算数据中心的系统结构本项目所建议云计算数据中心的物理结构如图5-1所示。数据中心具有数据抽取与处理、数据存储和数据交换98、与应用等功能，分为环境质量数据中心和环境管理数据中心两部分，能够集成环保局及各部门现有系统，对抽去数据进行统一标识和分类存储，并提供数据分析与应用等多种需求。集中的数据中心管理将有利于容灾数据备份中心的建立，保证数据资源的安全性和数据中心服务的连续性。图 51环保云计算数据中心物理结构图从数据中心的数据抽取角度看，能够整合各信息系统并对关键数据进行提取。如从排污申报收费系统中抽取污染源基本信息（排污企业或个体工商户信息）和污染源排污信息（排气、排水、噪音等），从“12369”环境投诉系统中抽取投诉信息（污染种类、危害情况、位置、发生时间、处理结果等），为污染事情分析、重点区域污染情况统计做数据99、支撑，从高污染车辆管理平台中抽取机动车的运行路线信息，可用于后期提供基于GIS的监控与统计功能。从数据存储的角度看，数据中心采用云存储系统，依靠云存储平台实现数据的高效存取与访问。云存储承担着最底层以服务形式收集、存储和处理数据的任务，它不仅仅是一个硬件，而且是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的系统，具有构建成本低、性能高效可靠、使用简单方便的特点。平台除了需要对传统的路由器、交换机、安全等网络设备进行管理外，还需要对存储、服务器、打印机等IT设备进行管理，实现数据中心基础设施的统一管理。从数据分析与应用的角度看，数据的应用与分析是面向整100、个环保系统的，具有相应权限的人员都可以在相应的权限范围内访问自己所需的数据，数据中心对所管理的信息进行各种类型的数据分析，以服务的方式提供给环保用户使用，包括数据应用和业务应用。从数据中心的推广角度看，数据中心存在着各种关键业务和应用，如服务器、操作系统、数据库、Web服务、中间件、邮件等，对这些业务系统的管理遵循高可靠、可视化的原则，在不影响业务系统运行的同时，又可以从各个角度对业务和流量进行监控和管理，并根据需要进行服务质量、安全策略、服务水平等管理策略的调整。5.2 关键技术及其可行性分析5.2.1 基于Web Service的数据集成中间件技术数据集成的目标是为了实现各个异构数据源之间101、的数据共享，有效地利用资源，提高整个异构数据集成系统的性能。中间件是一种基于分布式技术的系统软件或软件平台，设计多种资源，包括各种操作系统、数据库、网络协议甚至语言。在环境平台中，数据通常位于整个系统的中心位置，各种应用软件都围绕着数据来展开。而且涉及多数据源的环保系统还有这样的一个特点，即整个数据中心开发都是围绕着环保局或环保各系统的数据和信息进行的，这些数据和信息在特点领域内具有相对一致性的特点。因此，可以通过数据集成中间件在系统业务逻辑和数据源之间建立一个中间层，对服务层屏蔽各种数据源的差异。中间件向服务层提供一致的数据视图，完成从实际数据源到用户数据视图的转换，并在中间充当数据总线，如102、图5-2所示。图 52 数据集成中间件框架Web Service作为一种成熟的开发技术，被当前所有的主流开发工具和数据库系统所支持，主流的Microsoft.NET平台和Java平台早已将Web Service作为重要的发展方向，提供了从发布到调用的完整的解决方案。Web Service可以对外提供各种类型的数据，可以将数据以XML的方式封装对外发布。外网的计算机可以方便的像调用本地资源一样调用该计算机发布的Web Service。基于Web Service的异构数据中间件的引入可以有效降低开发难度，减少开发工作量，如图5-3所示。图 53异构数据源的数据集成中间件体系结构其功能分为集成应用数103、据交换操作层和集成中间件配置基础层两大部分。通过建立一个数据交换中心，提供统一的服务和管理，以保证服务的质量和安全性。数据交换中心采用Web服务技术进行服务组件和应用系统的包装，将系统的数据展示和需求都视为一种服务，通过服务的请求和调用实现系统间数据的交换和共享。基础层为支撑中间件的配置组件，生成的配置文件充当数据导入/导出元数据交换的媒介，分别实现数据导入和导出功能。因此，该部门功能是由中间件配置者使用，实现异构数据源数据到XML格式的映射定义，或者实现XML格式到目标数据库的转换映射的定义。应用操作层实现从异构数据源到XML文件，以及由XML格式文件到目标数据库的数据迁移工作。因此，该部分104、由一般用户使用，用来交换数据或者实现数据的导出和导入工作。其中，从各异构数据源中导出数据和向目标数据库写入数据的功能，采用Web Service技术实现，使用这两个数据流向互逆的服务，分别完成对异构数据源数据的数据检索、交换、迁移以及数据更新的请求。该架构下实现的集成中间件可以集成任何可连接数据源的应用系统，各系统可以互为元数据或目的数据源。因此，实现了异构数据源间的数据集成。将异构数据源集成系统设计成基于Web Service的中间件形式，使数据集成与中间件相结合，主要是因为这种结合有以下优点：（1）可伸缩性：数据集成系统必须建立在灵活可伸缩的基础之上，使产生于不同时期的数据能够整合成一个有105、机的整体，而基于Web Service的中间件正好提供了这样一种基础环境。（2）互操作：基于Web Service的中间件通过一套简单的API或通过界面将应用程序与底层环境分离开来，实现异种硬件平台、异种操作系统平台之间的互操作。这也解决了数据集成中的系统异构问题，中间件的互操作能力为系统数据集成提供了一种经济而有效的手段。（3）适应性：基于Web Service的中间件使异构数据集成系统能够适应业务需求的不断变化，在产生增加或减少客户机，应用程序、服务器节点等环境变化时，能够对整个系统的影响减至最小。（4）易开发：基于Web Service的中间件提供了构造数据应用的基础构建，为开发人员屏蔽106、了直接接触底层环境所要面对的复杂性，使开发人员专注于业务流程的实现上，方便灵活，Web Service能够快速、低代价地开发、发布、发现和动态绑定数据服务。（5）经济性：基于Web Service的中间件可以为不同的数据应用提供不同的标准灵活的基础结构，使企业避免了为多个数据应用反复编写底层程序重复劳动，使应用开发的人力投入大幅度减低。（6）高效性：基于Web Service的中间件能彻底地改变传统的数据集中点对点的集成处理方式，作为标准的基础构件，产品化要求是自身处于持续的不断优化中，从而使居于上层的数据应用能够获得一种有质量的运行环境，满足数据集成在处理效率上的需求。（7）易实用性：中间件107、支持多种开发工具和语言，实现了数据集成开发环境的平台无关性。总之，中间件这样一种形式比较灵活，可以很方便地应用于各种异构平台的系统中；同时它也能够屏蔽应用底层的传输协议、系统结构、操作系统和其他应用服务的差异，是解决异构数据集成的一种比较好的技术。5.2.2 海量数据的云存储技术本项目所采用的云存储系统是以云创存储研制的cStor为基础，开发出的新一代海量云存储平台。它具有构建成本低、性能高效可靠、使用简单方便的特点。在需要存储海量数据的应用中，可以大幅度提高存储系统性能价格比。与目前国际上知名的Google、Amazon等云存储相比，具有更高的性价比、更低的能耗、更加通用和更方便的使用模式，108、其体系结构如图5-4所示。图 54云存储系统体系结构（1）元数据管理元数据存储于元数据管理节点服务器的内存中，并于本机进行持久化备份。元数据管理节点为主备双机方式，提供高可靠不间断元数据管理服务，单机故障时可实现无缝快速切换。考虑大容量数据存储时文件数量多，系统将元数据进行分布式存储，采用多个元数据管理节点进行元数据管理。元数据分布式存储时，每个管理节点有唯一标识。（2）存储节点管理文件数据在大于一定空间的情况可以划分为多个数据块，数据块被分布存储到不同的数据节点服务器。每个块可被设置为备份一定的份数，块信息被元数据管理节点管理，数据备份时由数据节点进行串行复制到其它数据节点进行备份。（3）自109、适应容错与故障恢复每份数据都被备份多份，而且分布在不同的存储服务器中，因此一个存储节点损坏不影响应用程序访问数据。为保证业务的连续运行，数据的备份是至关重要的。数据备份管理为每份数据存储两份备份，两份备份分别存储于设备逻辑环中该节点的前后两个节点上。当该节点发生故障后，系统通过轮询可探测到其已经离线，进而启动在线恢复过程。（4）压缩存储为提高存储效率，文件需要经过相应的压缩处理后进行存储。（5）数据存取管理挂载客户端根据文件目录信息映射到相应的元数据管理节点。挂载客户端与相应的元数据管理节点建立通信连接和元数据操作，获得数据块节点存储信息。挂载客户端与相应的数据节点进行数据读写。数据节点根据合110、适的备份策略向相应的其他数据节点发送备份。对海量环境数据进行存储和处理时需要有较高的稳定性和可靠性，保持数据服务的连续性，使用云存储系统具有以下优点：（1）支持海量数据的统一存储云存储服务将分布在不同节点上的数据和信息资源利用集群技术进行统一管理和维护，具有较高的性价比，提供高可靠不间断的元数据管理服务，单机故障时可实现快速切换，保证系统运行的连续性。（2）动态可扩展性动态扩展是一种在线扩展，系统增减节点时能自动适应这种变化，自动完成资源的迁移和重新配置，在无人干涉的情况下进行自动管理和自我维护。动态扩展技术是基于设备逻辑环的管理。设备逻辑环由主控服务器与监控服务器维护。主控服务器与监控服务器111、采用同步算法维持设备逻辑环的一致性。（3）低功耗与高利用率云存储技术采用低功耗存储与能源控制技术，提供具有动态电源管理和软件可控的低功耗工作模式切换的功率管理单元。该单元可以控制云存储硬件节点处于主动待机或被动激活状态，达到能源控制的需求。这种技术保证了节点的可靠度以及整个系统的可持续使用能力和扩展能力，有助于提高资源的利润率，降低成本，使IT基础设施具备更高的灵活性，并确保供需平衡。（4）快速访问特性云存储系统打破传统方式下都通过本地存储结构来访问本地文件系统的串行访问格局，应用高速访问控制技术实现对数据的快速存取和对接口的并发控制，采用并发写入和读出分布式数据块，确保网络带宽饱和利用，不仅112、加快了海量数据的存储速率，缩短了数据处理的冗余时间，还改进了传统文件存储随机分配的策略，实现不同类型数据的合理部署和负载均衡。（5）易维护云存储平台提供直观的系统状态监控和配置管理子系统，能够实时监控系统状态并进行异常告警。5.2.3 数据自适应容错与恢复技术自适应容错与恢复技术是环保平台服务连续、业务稳定的必要保障。对平台来说，安全问题不容忽视。实时监控、错误检测、容错、自动恢复对平台必不可少。容错机制是系统稳定性和可靠性的基础和保证，云存储系统设计使得系统在某个服务器节点或数据出现错误或故障时，不会影响用户应用程序的使用。在错误节点恢复正常后重新加入系统提供服务，通过这种机制来提高系统的高113、可用性和高可靠性。在设计存储系统时，我们采用多个节点服务器进行备份，一旦主服务器损坏，立刻选举一个新的节点服务。当一个对数据的操作请求传到服务器上之后，容错系统按照故障检测、系统容错的顺序执行。在系统运行的同时，节点服务器中有单独的线程通过接收其他节点服务器发送过来的信号来检测节点服务器是否崩溃。节点服务器利用日志和检查点来处理自身的崩溃恢复。自适应容错和恢复技术的结构框架如图5-5所示。图 55自适应容错和恢复技术的结构图数据自适应容错与恢复技术是平台安全的重要保障，数据复制与备份、容错机制的建立，真正在实现了平台安全的同时，又保证了业务连续性，从而满足平台高可用性的要求。5.2.4 智能化114、数据分析与应用技术环保云计算数据中心融合各类环保信息，采取分类、适配、中介等措施，按照使用者的要求对数据进行整合，用户可以根据其需要索取经过整合的信息。同时，数据中心支持用户识别、综合信息和网络管理、知识库建立、计费结算等重要操作，形成智能化、一体化服务。平台中的数据和信息并不是集中存放的私有或专有数据，而是建立在开放环境下广泛分布的共享开放数据的基础上的，用户以使用服务的方式对这些数据和信息进行接入。实现上述能力主要依靠的技术是：（1）数据的分类组织和开放目录技术云计算数据中心提供以环保信息为主体同时包括交通、建筑等在内的共享环保资源库；面向全市环保资源提供单位、组织、个人等多层次全方位的大115、型综合信息应用平台；提供各类应用信息的统一展现门户，因此，该信息平台应采用分类组织和开放目录技术，由市内各监管部门、企业和相关组织共同维护与建设的信息平台，并依照网页的性质及内容来分门别类。（2）数据挖掘和分析技术数据挖掘是一种新的商业信息处理技术，其主要特点是对环保数据库中的大量业务数据进行抽取、转换、分析和其他模型化处理，从中提取辅助突发应急时间决策、节能决策等相关决策模型的关键性数据。云计算数据中心进行信息处理和信息决策时将采用该技术。（3）信息检索技术用户可以在终端查询环保云计算数据中心的信息资源。数据分布式存储，大量的数据可以分散存储在不同的服务器上；用户分布式检索，任何地方的终端用116、户根据所持权限都可以访问存储数据；数据分布式处理，任何数据都可以在网络上的任何地方进行处理。（4）知识库技术数据中心的最终目的是为了给用户提供智慧化的业务和服务支持，因此将不满足于数据处理和控制，开始进入知识处理领域。知识处理除了管理大量的数据，需要利用人类从自身活动中积累的大量知识。利用文档管理将知识具体应用到实际生产中的过程，发挥其知识服务功能是建立文档知识库的目的。知识库是人工智能(AI)和数据库技术相结合的产物，将知识以一致性的形式进行存储的机构，其中的知识是高度结构化的符号数据。以环境污染事件分析知识库的创建和更新为例（如图5-6），来说明知识库的应用。建立基于知识库的环保行业环境事117、件分析和学习体系，将有利于汇集和保存业内的知识，并促进知识的交流共享。图 56基于环境污染事件的知识库建立具体的实现过程如下：发生环境污染事故的企业将污染事件相关信息上报，同时，在企业与企业、企业与质量监督机构、企业与监管之间形成一种横向的学习交流；经过环境污染快报系统的处理，进入环境污染原因分析和事故处理、跟踪阶段，这两个阶段是在业内各企业、机构和行业环境污染分析知识库的支持下完成；污染事故处理结束后是事故的总结和后评价阶段，其中包括对事故处理方法的评价、取得效果的评价等；事故后评价中提炼出的结论将按所设计的规则支持行业污染事故知识库的更新，完成知识库的升级；知识库建立的重要目的之一就是促进118、环保行业知识的共享，提高环保行业整体素质水平。因此，基于知识库的环境污染事故分析和学习体系将以知识库的知识反馈到每个企业、监督管理机构内进行学习为终点并作为下一次循环的开始,从而形成整个行业知识学习、更新、共享的良性循环。（5）业务关联管理设计业务关联则是提供对各个业务环节进行整合的方案，使得综合服务平台可以面向整个业务过程来进行管理。表面上看在平台中还是采用某个模块或某个功能完成某个业务环节的要求，但每一种“业务”分别定义独立的属性（如业务应用的时间点）、关联关系，最终在门户业务中进行重新组织，并进行应用展现。（6）污染源生命周期模型设计污染源生命周期模型提供了新的污染源管理策略。模型基于污119、染源的治理和评估特点，主要从污染源的发现、上报、监督、治理、整改和验收等方面，涵盖了初生期、成长期、成熟期和衰退期等生命进程，形成一整套的寿命周期管理机制。在初生期对污染源的发现、上报和举证进行调查研究，对重点污染区域进行划分和生命周期监控；进入成长期，随着污染源及污染企业的增加，治理管理成为了重点，同时加强污染源治理的力度，防止污染源规模的进一步扩大；成熟期标志着污染源的治理和监督达到了一个比较稳定的水平，管理往往集中在监督方面，其重点主要是将污染源指标控制在比较稳定的范围内；衰退期的到来，污染源实现了基本控制和治理，达到了污染排放的标准，进一步增强企业的环保意识，保证企业健康、有序、持续发120、展。5.3 技术指标分析（1）数据抽取时间抽取时间主要由抽取方式、网络带宽以及数据的类型和大小决定。数据抽取方式主要有全量抽取和增量抽取。全量抽取类似于数据迁移或数据复制，它将数据源中的表或视图的数据原封不动的从数据库中抽取出来，并转换为所需格式；增量抽取只抽取自上次抽取以来数据库中药抽取的表中新增或修改的数据。数据源除了关系数据库外，还可能是文件，例如Word文件、Excel文件、XML文件等。对文件数据的抽取一般是全量抽取，一次抽取前可保存文件的时间戳或计算文件的校验码，下次抽取时进行比对，如果相同则可忽略本次抽取。本项目建议的网络为千兆以太网，千兆以太网能够提供优越的迁移途径，相对于原有121、的快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，千兆位以太网提供了一条最佳的路径。网络设计人员能够建立有效使用高速、关键任务的应用程序和文件备份的高速基础设施，满足用户快速抽取数据的需求。此外，SQL Server平台的应用压缩了输出的数据流，以便使数据库镜像所要求的网络带宽达到最小。（2）损失50%节点后完全恢复使用具有高抗毁性的云存储系统实现数据库的高可靠性。设计存储系统时，采用多节点服务器进行热备，一旦主节点服务器损坏，立刻选用一个新的主节点服务，通过数据自适应容错与恢复技术，完成故障检测与故障恢复。故障检测技术负责故障的检测，故障检测主要有两种故障检测，数据正确性的检测和子服务器崩溃检122、测；自我恢复技术处理系统中出现的偶然性和间歇性故障；副本恢复技术和节点服务器崩溃处理技术负责处理系统中的永久性故障。善的备份数据保存策略保证系统数据在最多损失50%节点情况下可以完全恢复。在存储系统设计中，利用重操作方法来实现系统中操作集的自我恢复，利用RAID来实现系统磁盘的恢复。（3）系统正常运行概率大于99.95%环保云计算数据中心管理提供了更可靠的数据库镜像平台，当页面需要修复时，通过请求获得镜像合作机器上的出错页面的重新拷贝，使主要的和镜像的计算机可以透明的修复数据页面上的错误。数据的自适应容错、一致性检查和自修复的设计保证在规定的时间内，系统正常运行的概率大于99.95%。（4）操123、作不可抵赖性操作不可抵赖性指的是所参与者不能否认或抵赖曾经完成的操作，对关键数据进行篡改。平台采用陈述式管理架构（DMF），遵从系统配置的政策，监控和防止通过创建不符合配置的政策来改变系统，查找遵从性问题。使用DDL触发器阻止违反政策的操作，当一个或某个政策相关的改动发生时，使用时间通知来评估这个政策。（5）秒级响应速度数据中心提供了集成的开发环境和更高级的访问控制，确保平均响应时间小于3s，以此加快节点访问速率，保证服务响应在距离应用较近的节点上进行，从而确保秒级的资源检索响应时间。同时简化了数据的访问，以最小的执行消耗进行功能强大的执行，开发基于缓存的、基于同步的和基于通知的应用程序。（6124、）TB级存储能力本项目所设计的云存储体系架构由具有不同功能的云存储节点和主机服务器组成。具有管理功能的节点，可根据任务规模大小不等、实时性要求不一的需求特点，有效地管理不同的云存储节点，使得多节点之间能同时服务，提供有效的云存储服务。如此实现的云存储体系架构可支持海量文件数量，总存储容量达到500TB级或更高。动态可扩展技术设计能够满足对不断增长的环境数据的存储需求，存储站点的存储容量能够支持在线动态扩展。此外。数据中心的存储管理技术能够满足海量数据存储高性能、大容量和低成本等要求。5.4 技术路线本项目的总体技术路线如图5-7所示，分为三个方面展开。图 57环保云计算数据中心实施技术路线图X125、X市环保云计算数据中心的建设可以分为三个相对独立的研发任务开展，一个是数据集成，负责业务分析、数据抽取与集成工作，第二是数据自适应容错与恢复算法的研究，用来确保数据中心的安全与抗毁，第三是云存储硬件平台的建立，实现高性价比的海量数据存储，三个研发任务的同一目标是完成云计算数据中心的搭建，具体实施内容如下：（1）业务系统的数据集成对环保局及各部门现有业务系统的数据集成主要分为以下几个步骤：a）分析现有在用业务系统的关键流程、关键业务数据、数据间的逻辑关系，确定需要集成的数据，为之后的数据集成和环保数据中心的建立做好准备；b）研究数据抽取方法，对关键业务数据进行按需提取，对不同的抽取数据类型采用不126、同的抽取方式；c）利用基于Web Service的数据集成中间件技术对异构数据系统进行集成，建立一个面向环保系统的业务数据库；d）建立环保数据中心，实现数据和信息资源的共享；e）在数据中心的支持下，结合云存储技术和数据恢复技术，对数据进行统一管理，分类标识，为分析应用、制定决策提供信息支持；f）在环保云计算数据中心上建立环境信息综合管理，对数据进行统计分析、趋势预测等应用，并为其他系统预留数据调用接口；g）完成环保云计算数据中心的部署，进一步开展技术的推广工作。（2）云存储平台搭建采购存储硬件设备，设计存储系统的合理布局，在现有云存储软件的基础上，搭建支持大容量的云存储系统，该系统作为存取环保127、业务数据和质量数据的基础设施，为环境数据应用提供支撑平台。（3）数据自适应容错与恢复建立并健全云计算数据中心的安全机制，控制数据的安全访问，研究数据自适应容错与恢复机制，形成安全可靠，服务连续的环保云计算体系。5.5 技术可行性评价环保云计算数据中心建设中所选择的技术方案是从解决环保系统的实际问题出发，针对环保系统分散管理的现状，结合实际需求，所提出先进的、可持续发展的、能有效实施的、切实可行的方案策略。在现有技术基础和开发条件下，能够在规定的期限内，按计划实施并完成任务。现有技术的可行性主要体现在以下几个方面：第一，数据集成的合理应用。数据集成将分散式的信息应用系统、信息化平台等进行合理整合128、与服务配置，管理者能够方便及时地掌控各地分支机构的环境数据，同时，分支机构的环境污染监控或手机系统也能与中心的信息管理系统进行实时对接。将多个分散的数据系统整合到一个云计算数据中心，在网络、计算、存储、管理等方面加强了数据中心的应用与服务能力。第二，云存储基础设施完善。云存储技术带来了技术上的创新和平台建设的本质变化，基于云存储的云计算架构平台适应了时代和科技的发展趋势，同时又兼顾环保和节能。云存储技术提供了海量数据的存储空间，能够解决日益增长的环境质量数据和业务数据所带来的数据累积问题，并且能将不同的物理存储架构作为一个单一的虚拟存储池，允许平台的管理者聚集或分隔服务器的计算业务，改善了网络129、资源的再利用，提高了数据存取的灵活应，满足不断变化的环境数据管理需求和工作量。第三，数据配备安全保障体系。数据自适应容错与恢复技术为数据中心的构建提供了可靠的灾难恢复方案，保证了数据中心的安全与服务的连续性。整个数据中心提供了从物理基础设施、IT基础设施、应用与数据三个层面构建完善的安全防御体系，确保信息系统应用和数据在生成、传输、使用、存储各个阶段的安全。运营维护阶段将进一步提供安全监控与分析、安全监控与报告和安全响应与审计专业服务，以保障数据中心的长期安全运营。此外，云计算数据中心的环境数据分析与应用技术改善了环境数据管理的高效性和便捷性，数据中心能够按需服务，提供多方面的应用分析，支持宏130、观决策，并确保数据快速便捷的获取和发布。数据中心是一个智能化的集成系统，能够提供更加灵活的机制和便捷的操作，具有自动化管理的能力，实现IT管理流程自动化，降低了数据中心操作的成本和复杂性。6. 所建议系统经济可行性分析6.1 经费概算（1）经费概算编制方法本项目的经费概算参考：市级科技项目经费概算编写提纲。（2）经费概算编制方法步骤1：对本项目成本科目（设计费、材料费、差旅费、人员劳务费等）进行核算。步骤2：对本项目研发难度和实际工作项目进行策划和分析，依据工作难度和工作量对项目经费概算进行分析、比较及修正。（3）经费概算结果XX市环保云计算数据中心项目经费概算为900万元，其中2011年费用131、90万元，2012年费用360万元，2013年费用450万元。（4）项目经费的八项成本组成本项目经费概算如表6-1：表格 61市环保云计算数据中心项目经费概算表金额单位：万元序号市财政科技经费拨付进度概算科目名称第一年第二年第三年合计1设备费01102203302材料费5105203差旅费5510204会议和评审费52015405研发费501351052906人员劳务费102830687专家咨询费61620428管理费9364590合计90360450900比例（%）10%40%50%100%经费概算说明如下：1）设备费云计算数据中心是一整套复杂的设施，包含计算机群组、数据通信连接、环境控制设132、备以及各种安全控制。设备费包括仪器购置费、运输费、安装费、零星技术实施费、样品样机购置费等。仪器购置费=（某设备台数单位计划单价）；零星技术实施费=（规定限额内的单项计划成本）；样品样机购置费=（样品样机台数计划单价）；硬件方面若使用已有资源，设备经费将会相应地核减。2）材料费在项目研究、开发过程中消耗的各种原材料、技术资料、辅助材料等消耗品的采购及运输等费用。原材料费=（原材料预计耗用量计划单价）；技术资料费包含项目相关资料的借阅、购买、复印、打印、刻录费用。材料费明细表如表6-2所示。表格 62材料费明细表单位：万元序号项目明细费用小计1原材料费消耗品15202技术资料费相关材料购买、复印133、打印、刻录53）差旅费项目研究过程中开展技术实验（试验）、考察、业务调研、技术交流等所发生的外埠差旅费（交通费、住宿费等费用）、市内交通费用等。4）会议和评审费会议费是指项目研究过程中组织开展研讨、咨询、协调、论证、鉴定等活动而发生的会议费用。评审费是指项目总体方案及各子系统设计过程中和设计完成后聘请相关专家参与设计评审所产生的相关费用。会议和评审费明细表如表6-3所示。表格 63会议和评审费明细表单位：万元序号具体内容费用小计1项目需求评审会3402详细设计评审会53测试计划及方案评审会54项目进度研讨会65项目实施协调会76项目论证与系统设计研讨会87项目鉴定会65）研发费项目设计、论证134、调研、技术研究、试验、评审等费用。设计费是指项目设计开发中所产生的系统设计费用。论证费是指用于本项目中涉及的总体和各项子系统软硬件平台框架设计的论证费用，包括项目论证科研过程、论证报告撰写过程中产生的设计论证费用。调研费包含项目开发中因设计需要产生的调查研究、参观学习和专项业务学习费用。技术研究费是指项目开发中所设计到的关键技术研究、公关，以及技术实现等所产生的费用。试验费是指项目软硬件设计中产生的科研、测试等过程中进行试验需要的费用，包括系统试验、软件试验、硬件试验等。研发费明细表如表6-4所示。表格 64研发费明细表单位：万元关键技术设计费论证费技术研究费试验费合计基于Web Servi135、ce的数据集成中间件技术151030560海量数据的云存储技术101025550数据自适应容错与恢复技术101015540智能化数据分析与应用技术3010955140总计6540165202906）人员劳务费为直接参加科技计划项目研究开发的全体人员支出的工资性费用，包括专职人员费用和外聘人员费用。专职人员8人，按每人2000元/月，从项目开始到2013年结束，专职人员劳务费为：82000（6+12+12）=480,000(元)外聘人员费用为200,000（元）人员劳务费总额=480,000+200,000=680,000（元）7）专家咨询费项目研究过程中支付给临时聘请的咨询专家的费用和结项评审136、费用。8）管理费管理费主要用于项目研制和试验过程中产生的各种软硬件及人员管理所需费用。6.2 预期效益环保云计算数据中心是各种业务的提供中心，是数据处理、数据存储和数据交换的平台。建成后的数据中心能够显著提升管理效率和业务水平，基于专业稳定的业务系统，提供智能化办公、自动化管理和一体化服务。云计算数据中心的预期效益主要体现在以下几方面：（1）标准化提升管理效率数据中心除了对业务数据、业务人员、业务流程实行管理外，还能够对存储、UPS、PC等IT设备进行管理，实现数据中心基础设施的统一管理。数据中心提供各种关键业务应用，如数据库、Web服务、中间件、邮件等，对这些业务系统的管理遵循高可靠、可视化137、原则，在不影响业务系统运行的同时，又可以从各个角度对业务和流量进行标准化的监控和管理。（2）一体化保障业务连续云计算数据中心将数据一体化融合于网络中，各个业务模块都考虑到了安全特性，如管理层支持人员的身份认证和安全控制，传输层提供数据的传输加密，存储层配有可靠的数据备份与容错机制，真正在实现了数据中心安全的同时，又保证了业务连续性。数据中心能够既满足短期内（5-10年）的需求，又具有可扩展性，满足中长期的发展需要。（3）专业化稳定业务系统专业化的数据中心建设实现了业务系统的稳定运行，明确了各部门的职能和业务，加强了各部门彼此之间的沟通。应对突发问题时，通过权责明确、条理分明的运维管理流程，及时138、协调并组织各业务系统人员，实现快速应变。（4）智能化引导优质服务数据中心通过引入智能化的知识库和信息检索技术，综合分析环保各业务系统之间的关联，利用高度结构化的知识学习体系，形成合理高效的业务流程，引导用户充分发挥数据中心的效用，服务于各业务领域。（5）科学化构建节能环保新建数据中心的消耗转向更清洁、更有效的技术、能源，利用有限的资源结合千兆以太网，存储并传输大容量数据。通过科学的机房配置建设，形成环境最优化的配置，实现初始投入最小化；在保障机房设备稳定运营的同时，达到节能减耗；合理规划云计算数据中心的使用寿命，达到总体拥有成本最小化，建成绿色环保的数据中心。7. 所建议系统的管理可行性分析7139、.1 现有基础和条件网格技术研究中心于2004年5月建立，目前中心拥有各类研究人员20多人，拥有网格试验环境、集群计算机、高性能海量存储器等多种科研装备。中心开展网格技术的体系结构、核心技术和标准规范研究，开发信息栅格中间件平台和典型应用。自成立以来，中心承担了国家自然科学基金、国家863、横向科研课题18项，完成14项，在研4项。研发了独有的核心技术，部分成果产生了重大影响。中心发表学术论文80多篇，其中20多篇被三大检索收录。中心主任刘鹏教授发表的栅格论文和论著被引用次数高达1300多次，位居全国栅格界第一。中心出版了国内最早的栅格书籍栅格计算、国际最早的栅格书籍走向军事栅格时代和第一本云140、计算教材。近期又推出了云计算第二版和配有大量实际应用案例的实战Hadoop开启通向云计算的捷径。作为开放实验室，拥有8位特聘教授。实验室与武汉大学、南京航天航空大学、南京信息工程大学、清华大学、中科院等多家单位建立了长期稳定的合作关系。7.2 主要研究人员（1）项目组人员组成项目组由XX市环保系统和解放军理工大学网格研究中心主任刘鹏教授和青年教员构成骨干力量，形成了一支结构合理、学历层次高、科研实力强的项目组。（2）项目负责人介绍刘鹏，清华大学工学博士，解放军理工大学教授，计算机体系结构学科带头人，中国电子学会云计算专家委员会云存储专家组组长，江苏省云计算论坛主席、专家委员会主任。研究方向：信141、息网格、云计算。获南京“十大杰出青年”、江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人、清华大学“学术新秀”等称号，被评为中国共产党第十七次代表大会候选人。现任中国电子学会云计算专家委员会委员、江苏省高性能计算专业委员会副秘书长、武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室兼职教授。8. 风险控制和组织管理措施8.1 风险控制环保云计算数据中心的风险控制机制主要包括基于需求变化、进度估计不足和关键人员流失等内容。（1）需求变化由于环保各部门的需求有多样化、可变性较高等特点，项目持续时间跨度较长，关键技术研究较多，环保云计算数据中心是一个需要重新设计的全新系统平台，考虑设计计划和需求变化因素，142、当前设计中已经考虑到可扩展性问题，对技术指标中的各项时间、精度指标在原有基础上做了一定的提高，当需求进一步变化时，需要确保系统设计实现过程的可行性和可靠性。（2）进度估计不足考虑系统需求变化和可能存在的关键技术难点，项目组已经组织项目成员对各自负责的关键技术及软件组件进行了前期研究，有些已经形成了一定程度上可利用的原型系统，并在此基础上对进度做了进一步放宽处理，预留了一部分软件后期扩展、检查、调试空间，能够确保按时完成各项指标。（3）关键人员流失项目由关键技术负责人牵头，已经建立起了由负责人带领的较完整人才队伍，并在项目组中成立了监督小组确保项目的正常运作，能够较好地防止关键人员流失。8.2 143、组织管理措施本项目的组织管理措施主要由以下几方面组成：第一，建立完善的人员管理规程，保证可信的人员来履行相关工作，制定完善的管理措施来指导系统日常工作。第二，建立完善的业务管理规范，包括一系列的管理制度、操作和维护管理规范，保障系统自身的正常运作秩序和安全性。第三，建立项目责任制，责任到人，层层落实。主要负责人要对项目实施的技术路线、重点任务等技术层面工作负责；每项技术可根据需要设立由各方面成员组成总体组，共同组织和推进专项技术的整体实施工作。第四，建立保密制度、控制策略与数据安全监督管理机制。第五，制定应急处理方面的规章制度、应急处理预案等，保证在正常工作中发生各类异常情况、安全事件、安全事144、故后，能够将影响降低至最小。9. 所建议系统的推广可行性分析9.1 技术推广与应用新建的环保云计算数据中心是一个能够高效利用能源和空间的资源共享平台，并支持环保局各部门或系统获得可持续发展的计算环境。面向服务、高度集成、可靠性强、低功耗、自动化管理成为环保云计算数据中心的主要特色。数据中心的研究成果将直接应用于环保局及各部门的环境数据管理与质量监测，将大量现有的环保部门信息系统集成到统一的云计算数据中心，建立对环境资源、环境污染源的管理控制，增强环保系统的质量监控、数据提取、标准化处理、数据管理和资源共享能力，达到数据高度集中、资源高效共享、用户快速获取、灵活运用的目标。从环保云计算数据中心的145、发展和推广角度上看，该项目的开展有利于提升XX市在环保领域的影响力，有利于树立国家模范环保城市形象，有利于XX市环保业务的可持续发展。我们将进一步推广智慧环保的概念，推进云计算数据中心的产业化进程，通过集约化实现对社会资源的有效利用。9.2 前景展望建成后的环保云计算数据中心发展将给予标准构建模块，通过模块化软件实现自动化计算与管理，并以供应链方式提供共享的基础设施、信息与应用等IT服务。也就是说，云计算数据中心将是一个整合的、标准化的、最优化的、虚拟化的、自动化的适应性基础设施环境和高可用计算环境，支持环保系统业务连续性（容灾、高可用），提供共享IT服务（跨业务的基础设施、信息、应用共享），146、快速响应业务需求变化（资源按需供应）、绿色数据中心（节能、减排）等。这样，新建的环保云计算数据中心将为环保局及各部门带来一系列好处，如降低IT运行成本、提高服务质量、降低数据丢失风险、加快实施IT变更的速度、提高相关业务灵活性、进一步推动业务增长。云计算数据中心是一个具有战略重要性的新型产业，正在成为新一代信息产业的重要组成部分。对于云计算数据中心的产业化发展，我们应从全局的、发展的、历史的角度加以思考。数据中心从分散走向集中，通过采用最先进的存储技术，开展一体化的数据存储、备份、冗余和控制管理，形成更为便捷、经济、安全、规模化的服务，已经成为一个全球性的趋势。在未来的发展中，需要进一步强化数147、据中心的安全性、可靠性和市场准入机制，加强数据中心建设项目的安全评估，通过集约化和规模化经营，实现技术水平和能效的提高；打造云计算数据中心产业链，鼓励产业聚集发展，以环保云计算数据中心为标榜，形成特色明显、类型多样、竞争力强的云计算数据中心；通过合理规划云计算数据中心的产业布局，解决高能耗和高致热难题，促进数据中心建设的绿色环保节能。10. 结论本报告针对XX市环保局各系统的业务需求，围绕各系统数据和功能特征，从总体上进行项目规划和实施方案的设计，研究现有系统的问题和局限性，从技术、经济、管理等方面对新建数据中心的可行性进行分析，制定风险控制机制和组织管理措施，并展望数据中心的未来推广与应用。经分析和研究，本项目可以开始进行。 85