能源信息管理系统设计说明书.doc

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1、文档编号：2015TM0216 能源信息管理系统设 计 说 明 书文档信息项目名称: 能源信息管理系统项目编号: 2012TM0216标题: 能源信息管理系统设计说明书作者: XX创建日期: 2015-11-02上次更新日期: 2015-08-12版本: :1.9部门名称:设计部文档状态文档状态草稿 正式文档评审员修订文档历史记录日期版本说明作者项目背景能源信息综合管理系统是以帮助工业生产企业在扩大生产的同时，合理计划和利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益为目的信息化管控系统。把企业的能源消耗如：水、气（汽）、风、电的使用过程数据，监测、记录、分析、指导。实时监控企业各种能源的详细使用

2、情况，为节能降耗提供直观科学的依据，为企业查找能耗弱点，促进企业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低。使能源使用合理，控制浪费，达到节能减排，节能降耗，再创造效益的目的。通过数据分析，可以帮助企业对每条生产线、每个工作班组以及主要耗能设备进行实时考核，杜绝浪费，并可以帮助企业进一步优化工艺，以降低单位能耗成本，提高企业综合竞争力。能源管理系统的开发应用为企业生产管理、计量管理、节能管理提高到一个新的概念，是我们对节能减排、节能降耗实现的一种行之有效的解决方案。通过能源计划，能源监控，能源统计，能源消费分析，重点能耗设备管理，能源计量设备管理等多种手段，使企业管理者对企业的能源成本比重，发

3、展趋势有准确的掌握，并将企业的能源消费计划任务分解到各个生产部门车间，使节能工作责任明确，促进企业健康稳定发展。 遵照国家有关工业和煤炭信息行业运营和管理基本准则的行业政策，认真执行国家及有关部门颁发的规范、规定和标准，以提高企业效益管理水平为目的，合理使用资金，符合实用、安全、经济的要求，注重节约能源和保护环境，积极采取先进技术，适当考虑今后企业发展的需要。矿能源信息综合管理系统是由矿矿办企管依据矿能源管理的实际情况，依照管理工作中程序、指标、数据、技术资料等内容，策划的一个以软件系统实现能源管理网络平台的科技项目，在能源消耗方中，属于创新性的项目。该项目共投资94.8万元，涉及矿能源管理的

4、三级系统，应用到多项先进的软件开发技术和本矿所涉及的所有能源管理资料。如该项目试验成功，可推广至集团公司资源环境管理局及所有子、分公司。一、 系统需求分析现有能源信息管理系统的业务模式矿能源管理目前主要分为指标管理、统计管理、设备管理、项目管理和程序管理等内容。管理模式为三级管理，管理层次如下图所示：集团公司资源环境局节能科煤层气管理XX部门XX部门XX部门XX部门用电管理自用煤管理用水管理燃料油管理子分公司节能办公室子分公司各耗能单位XX部门第三级是能源牵头单位对各单位的管理，第二级是节能办公室对能源牵头单位的管理，第一级是节能办公室服从集团公司资源环境管理局节能科管理。矿能源管理的指标管理

5、、统计管理、设备管理、项目管理和程序管理等的所有操作环节，都服从于三级管理网络，目前所有的程序都通过纸质或者邮件形式完成，其中纸质居多。根据我们的调查了解，矿能源管理的三级管理模式和各具体内容的操作，目前在晋煤集团内部而言，均属于较成熟和有效的。能源管理按照矿资源节约与综合利用管理办法的相关规定开展，每季度一检查，每月一考核，三级管理的考核由各牵头单位自行开展；已形成矿级能源统计制度，各能源末端均已建立能源消耗的原始记录台账；每年年初由矿节能办公室下发年度节能工作安排，全年工作围绕该工作安排开展；每年固定开展世界水日、节能宣传周、全国城市水日等活动。现有业务模式存在的问题分析能源管理是发达国家

6、普遍推行的、运用市场手段促进节能的服务机制，可以大大降低用能单位节能改造的资金和技术风险，充分调动用能单位节能改造的积极性，是行之有效的节能措施。当前，我矿正处于工业化快速推进时期，能源需求增长较快，经济发展与节能降耗的矛盾较为突出。我矿节能服务产业起步较晚，对能源管理认识不足，节能服务产业还存在财税扶持政策少、融资困难、节能量审核制度不健全以及规模偏小、市场发展不规范，形成新的经济增长点的迫切要求,在长期的操作过程中，我们发现了诸多问题。首先，简单的数据统计和指标核对、传递，耗费大量的人力、物力；而且每月重复制表，重复劳动造成统计人员的麻痹大意，在复制数据的过程中容易出错。其次，指标管理、数

7、据管理、项目管理等本来是能源精细化管理的具体体现，但因为其中人为操作过多，在统计数据、考核结果、项目资料的传递过程中，很难控制其准确性。另外，晋煤集团很多子、分公司的能源管理基本属于“鸡肋”，相互之间没有交流和对比，也没有统一的管理标准；在能源管理及节能技改项目等方面，我们开展了许多工作，但影响力较小；在资料的保存及节能管理方面，由于涉及多个行业的多类型技术，掌握起来有一定的困难，在人员工作交接的过程中存在难点，如果忽略交接，又会使技术资料遗失。对能源信息管理系统需求的提炼分析通过以上的了解，可以将矿能源信息管理系统的需求提炼综合如下：我们希望通过这个项目的研究，建立能源管理的五个模型，统一通

8、过网络形式体现。一、指标模型（含矿级指标、各分类指标、各单位指标、单机单车各人指标等）1.矿能源管理信息公布，既包括各类能源管理的通报信息，又包括软件系统更新数据的公告。2.矿能源管理相关文件和各类能源所建立的标准台账，如单机、单车能源消耗指标等，方便查询二、统计模型（含三级管理的各类报表）a)能源统计系统操作平台，可由原始记录末端填写数据，直接生成矿级能源统计报表，并记录修改时间，以防止不定时修改数据。b)能源消耗分析系统，可实现年份之间月度和累计能源消耗对比、同年各月度之间能源消耗、各单位年度各月能源消耗趋势等，可方便生成图表，并做简要分析。指标模块和统计模块有交叉点，即统计数据要用于做指

9、标对比，指标可用于能源统计后的分析。这两个模块在可满足层次性输出需求，即原始记录末端仅可浏览打印输出末端资料，矿级数据客户端可浏览、打印输出矿内各级资料，集团公司数据客户端可浏览、打印输出矿级和集团公司级资料。三、项目模型（含各类节能项目的技术资料）申报节能技改项目平台，包括项目投资、实施方案、时间、负责单位、节能量等，以便各基层单位及时填写申报节能技改项目。上级部门审批资料可部分扫描上传，如环评资料、备案资料、资料的封面、印章页等。应满足单一层次输出需求，即矿级数据客户端仅可浏览打印输出矿级资料，集团公司数据客户端仅可生成集团公司级资料。四、设备模型（含各类高耗能设备的技术资料）可通过扫描，

10、上传部分技术资料，技术资料可浏览，但不可以打印和输出。五、管理程序模型(用于增加网页系统的知识性、参与性和操作性)a)政策性信息，包括集团公司能源管理动态以及更高级别的政策性文件、信息；相关法律法规。b)实用性操作软件，如能源消耗计算器、工序能耗计算器等，将我们提供的数据公式转换为参与性窗口。c)交流反馈平台，方便收集节能减排合理化建议。d)相关链接。二、 系统设计系统总体设计矿能源信息综合管理系统项目总体设计方案的指导思想是在一个应用支撑平台的基础之上，以统一的业务和技术标准，建立服务于企业的业务框架，以规范化的商务流程和生产流程为核心，通过对水、气（汽）、风、电的使用过程数据，监测、记录、

11、分析、指导。实时监控企业各种能源的详细使用情况，为节能降耗提供直观科学的依据，为企业查找能耗弱点，促进企业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低的全过程。系统总体设计架构如下。本项目所有应用系统的设计均基于B/S架构，采用分层的思想进行设计。软件系统分层的目的是为了降低系统的设计难度，提高程序的可读性、可维护性和可修改性。程序以流和层的方式组织在一起，每一层都建立在它的下层基础上，使用下层提供的服务，下层对上层隐藏了许多服务实现的细节。这种方法几乎应用于整个计算机科学领域，也可以称为信息隐藏，数据类型抽象，数据封装，面向对象编程等。1) 基于内部网的各单位联网数据网络传输在矿内部网上，建立

12、能源管理信息系统。系统采用B/S结构、集中数据库的方式，系统软硬件设备全部部署在矿机房。计划财务、水电工区、地质测量部、科教中心、调度指挥部、物资采供部、矿办企管、机电管理部、选煤厂等各级部门连接到内网上。各单位人员只需使用IE浏览器登录到系统上即可完成操作。另外，充分利用互联网络的广泛性、灵活性、多样性，将管理网络化，构筑一个覆盖多级管理网络、涵盖各个使用环节的能源管理信息网，为各级管理部门、提供一个生产性系统。2) 建设面向公众服务的内部门户网站建立一个能源管理信息服务网站为广大的干部、职工、个人、社会大众提供信息宣传、咨询互动、建议、投诉举报等服务，提高整体服务管理水平。3) 系统建设的

13、目标和要求本次能源信息综合管理系统建设项目中的网络和硬件系统建设的主要目标为：（1）建设覆盖本次应用软件系统所涉及的所有部门和用户，利用千兆以太网技术构建高性能、高可靠性、安全、可管理的网络平台。（2）建设满足应用运行的应用平台，实现应用的集中部署，实现数据的集中存储、集中备份和管理，实现快速的备份和恢复。（3）建设网络安全管理系统，实现对设备、人员、网络行为、终端设备的安全管理本次能源信息综合管理系统建设项目中的网络和硬件系统建设的应满足以下总体设计要求：（1）高可靠性在系统整体设计中应选用高可靠性设备产品，设备充分考虑冗余、容错能力和备份，同时合理设计总体架构，制订可靠的身份认证及网络隔离

14、的保证策略，最大限度保障系统正常运行。（2）可扩展性根据未来业务的增长和变化，系统可平滑扩充和升级，避免在系统扩展时对网络架构的大幅度调整。（3）可管理性支持集中监控、分权管理，以便统一分配网络资源。支持故障自动报警。（4）高性能设计必须保障网络及设备的高吞吐能力，保证数据的高质量传输，预留出一定的流量增长的范围，保证在可预见的将来满足流量要求，避免网络瓶颈影响整体的系统应用。（5）先进性和成熟性设备采用先进的技术和制造工艺，对于数据流量分配，抵御网络攻击、高性能方面保持技术领先，网络结构和路由协议采用成熟的、普遍应用的并被证明是可靠的结构模型和技术。（6）标准开放性支持国际上通用标准的网络协

15、议、国际标准的应用与大型网络规模的动态路由协议等开放协议，保证与其它网络之间的平滑连接互通，保证与其它主流网络产品的兼容性，以及将来网络的扩展性。总体拓扑结构设计1) 服务器系统设计服务器系统设计主要思路如下：（1）安装一套数据库和应用软件，数据库服务器和应用服务器合并配置。（2）建议采用Rose Mirror HA双机热备方案.实现对服务器的故障迁移与数据同步。在一台服务器宕机的情况下.另一台服务器迅速的接管应用业务。2) 数据库服务器备份模式因为数据库内的数据是频繁变化的，为了数据的一致性以及资源的分配协调等，所以像应用服务器那样只有分流是不够的，各个节点需要频繁的交互。这也是数据库集群的

16、关键应用。为保证关键应用系统后台数据的最高性能和最安全性。我方建议再采购一台服务器并购买RoseMirrorHA软件进行数据备份。采用RoseMirrorHA的方式，可以保障服务器上所运行软件系统及应用程序等资源出现故障时数据无损失且对应用系统无任何影响。RoseMirrorHA支持Active/Standby和Active/Active两种模式。在Active/Standby方式中。本次项目建议采用Active/Active模式，每台主机上运行各自的应用程序。服务器在运行自身的应用服务时，同时也是另一台主机的备机，即两台主机互为备机。RoseMirrorHA 通过网络在两台主机之间进行实时的

17、数据复制。当Active主机发生故障时，RoseMirrorHA将自动将服务迅速的切换到备机。并在备机镜像数据的基础上，继续为客户端提供业务服务。3) 应用服务器负载均衡机制本项目目前只应用于本矿局域网，访问量并非很大，所以不需采用应用服务器负载均衡机制。系统安全设计确保本系统的安全需从安全体系的角度去考虑和设计，一个安全体系是多层次、分级别的，在设计安全体系时，必须考虑系统的安全要求，但又必须考虑到安全是有代价的，安全级别越高，付出的成本也会越高，安全体系的维护和管理也会越复杂，另外，系统的易用性及响应效率也会受到影响。从网络安全技术的观点分析，目前的安全问题分以下几类：1、网络安全：通过网

18、络链路传送的数据被窃听；非法用户与非授权的客户的非法使用，而造成网络路由错误，信息被拦截或监听。2、系统安全：目前流行的许多操作系统和数据库系统均存在系统安全漏洞，如Windows操作系统和其它一些操作系统。3、应用安全：事实上在网络系统之上的应用软件服务，如应用服务器、电子邮件服务器、Web服务器等均存在大量的安全隐患，很容易受到病毒、黑客的攻击。4、安全管理：如管理制度，安全机制，技术措施，以及工作人员的素质和责任心等。5、物理安全：是主机和网络设备等硬件的安全。6、信息安全：包括规范化操作、合法性使用、防止信息泄露、信息篡改、信息抵赖、信息假冒等等。在信息化建设过程中，安全的建设目标和建

19、设重点不能只局限于物理网络层，必须要对系统的总体信息安全予以高度重视，建立一套完整的安全防护体系，以保证系统和信息的安全。a) 身份认证在用户登录的身份验证方面，我们提供多种方式对使用系统的用户身份进行认证（USB Key+口令或登录名+口令+IP地址）。对于普通级别的用户可以采用简单的用户名+密码+IP地址的基本验证方式。但是对于部分高层以及接触机要信息的文秘人员对于安全的要求较高，对于这部分用户，我们建议采用双重认证：USB Key+口令或登录名+IP。USBKey采用与智能卡相同的，提供访问控制的文件系统。应用程序能使用它存储个人信息、私钥、密钥、许可协议、识别特征、数字证书或其它数据。

20、USBKey具有可靠性、便携性、安全性、不可仿制性等优良特点。采用USBKey作为用户登录系统的身份认证手段可以很好的确保系统安全。b) 访问控制与入侵检测系统通过统一出口接入外部网络。在局域网的出口处配置防火墙，实现对用户的入网访问控制；在局域网的关键环节配置入侵检测系统，有效防止非法入侵；对那些能够登录到局域网的用户限制他们对信息资源和工作站的访问权限。网段划分是隔离非法访问的有效措施，可根据业务类型、涉密类型等对局域网内的用户进行分类并划分为不同网段，将敏感信息与网络资源相互隔离，从而限制用户非授权访问，保证网络系统内部的安全性。为此，可用虚拟网络（VLAN）技术划分为子网，在综合数据网

21、基础上进一步隔离，实现访问控制。对数据库的访问在应用程序级加以严格的身份认证。c) 漏洞扫描采用专业漏洞扫描工具，定期对网络系统及计算机系统进行漏洞扫描，及时发现潜在安全隐患，加以防范处理。d) 容错容灾为防止突发的、难以预期、无法抗拒的人为或自然灾害的产生（如电网故障、火灾、水灾、雷电等）给系统带来的毁灭性损失，系统的重要数据库服务器应考虑双工运行或采用磁盘阵列技术，作好数据备份和定期保存，以便数据和系统的快速恢复，保证系统稳定安全的运行。e) 审计跟踪对关键设备（主要服务器、网络交换机、路由器、防火墙、操作系统、数据库）等配置安全审计系统，完成对系统的审计跟踪，记录每个用户的每次活动以及系

22、统出错和配置修改等信息，保证审计日志的保密性和完整性。f) 病毒防范在服务器端安装服务器端防病毒系统，以提供对病毒的检测、清除、免疫和对抗能力；在客户机和主机安装单机防病毒软件，将病毒在本地清除而不致于扩散到其他机器。软件系统架构和应用体系架构总体设计根据对我矿能源信息综合管理需求特点的分析，我们提出一套以面向服务架构（SOA）的思想为基础的系统架构。该架构采用了三层架构进行设计，可支撑B/S模式的应用结构。该系统架构如图所示：该架构共分为四个层次，每个层次功能分担如下：（1）客户端通过浏览器软件，如IE、Fire-Fox等访问的瘦客户端，通过GUI图形界面访问应用系统，简洁易用。为统一产品的

23、界面风格和开发方法，使界面开发工作尽量简单，提高开发效率。考虑基于微软.Net Framework 3.0中的WPF技术实现客户端应用，该技术可很好支持上述客户端应用。（2）服务接口层整个架构的核心，负责前后端应用之间的交互通信，定义业务逻辑服务所提供的操作、服务以及相互之间交互的消息标准和方式。它包含服务总线（ESB）、服务注册库（ESR）和服务查找与调用三大元素，服务总线将SOA的所有参与者相互连接在一起，定义数据传输的标准格式，封装各种类型的消息传递方式；服务注册库将所有业务逻辑服务定义在一起，通过它可以发现服务，获得使用服务的所有信息；服务查询和调用则对查找和调用业务逻辑服务的方法进行

24、封装，使得服务对于应用来说具备透明性。（3）业务逻辑层真正的业务逻辑实现层次，将各类业务逻辑封装并发布为服务的形式，供应用开发进行调用。服务可划分为基本服务、中介服务、流程服务和公用服务四大类型。基本服务是SOA的基础元素，它是对各类服务的封装和组合，是应用调用的主要服务，其颗粒度可大可小，取决于具体的业务需求；中介服务是指技术网关、适配器等类型的服务，用于衔接不同类型的实现；流程服务则是以工作流为中心的服务，它封装了业务流程的知识；公共服务则是一些在不同类型应用中均需要实现的基础服务，诸如数据持久化、日志管理、权限管理等。信息系统平台将提供服务生成和发布的工具，同时抽取和实现公共服务组件，作

25、为应用开发的基础。（4）数据服务层负责对应用数据的存储，执行数据处理，采用Oracle、SQL Server、DB2等数据库软件进行管理，保证数据读取和存储的高效和稳定。与系统架构设计相对应，形成如图所示的应用架构：其中数据存储层利用Oracle、SQL Server、DB2等关系型数据库实现；基础支持层和通用服务层由开发平台提供支持；业务服务层则由不同业务领域的ERP模块开发人员在所提供的服务规范基础之上进行开发实现。 采用的主要技术及说明NET三层构架技术本系统采用微软标准的三层构架系统的基础平台，即表示层，业务层，数据层。采用这种架构利于该系统的功能扩展、系统平台的转移（硬件或操作系统的

26、升级）、系统的再次开发和维护、代码和数据的安全性都得到了很好的保证。Ajax技术AJAX全称为“Asynchronous JavaScript and XML”（异步JavaScript和XML），是一组创建交互式网页应用的网页开发技术，AJAX不是指一种单一的技术，而是有机地整合了一系列相关的技术： 基于web标准（standards-based presentation）XHTML+CSS的表示； 使用 DOM（Document Object Model）进行动态显示及交互； 使用 XML 和 XSLT 进行数据交换及相关操作； 使用 XMLHttpRequest 进行异步数据查询、检索；

27、使用 JavaScript 将所有的东西绑定在一起。它使浏览器可以为用户提供更为自然的浏览体验，Ajax提供与服务器异步通信的能力，从而使用户从请求/响应的循环中解脱出来。借助于Ajax，可以在用户单击按钮时，使用JavaScript和DHTML立即更新UI，并向服务器发出异步请求，以执行更新或查询数据库。当请求返回时，就可以使用JavaScript和CSS来相应地更新UI，而不是刷新整个页面。最重要的是，用户甚至不知道浏览器正在与服务器通信：Web站点看起来是即时响应的。采用的领先技术及说明Ext JS 技术Ext JS是一种用于开发富客户端Web应用程序的javascript技术，它不需要

28、为客户端安装任何插件就可以实现丰富多彩的界面效果，是进行富客户端开发的理想选择之一。它主要用于创建前端用户界面，是一个与后台技术无关的前端javascript框架。因此，可以把ExtJS用在.Net、Java、Php等各种开发语言开发的应用中。Ext JS的主要功能包括：对标准信息提示框的扩展、对标准表单组件的扩展、支持面板及各种布局方式、提供了大量的工具类和工具方法、提供了增强的事件机制、提供了对Ajax功能的支持、具有结构完整的数据模型、提供了灵活易用的模板功能、提供了美观实用的各种组件（其中的代表是表格组件Grid和树型自己Tree）。毫无疑问，无论从UI界面上CSS样式的应用，到数据解

29、析上的异常处理，都可算是一款不可多得的JavaScript客户端技术的精品。采用的创新技术及说明 全新的Web快逸报表（Quiee Reports）Web Quiee Reports（Web快逸报表）是一款商务智能（BI）软件，主要用于设计及产生报表。快逸报表是业内最专业、功能最强的报表系统，它除了强大的报表功能外，最大的优势是实现了与绝大多数流行开发工具的集成和接口。Web Quiee Reports 的灵活性并未停留在创建报表这一功能上。您可以用各种各样的格式发布报表，包括用 Microsoft 的 Word 和 Excel 发布、通过电子邮件甚至 Web 发布。高级的 Web 报表功能允

30、许工作组中的其他成员在他们自己的 Web 浏览器中查看或更新共享报表。应用系统功能设计用户管理对使用本系统的人员进行用户名密码的创建、维护。通过本模块维护系统内的所有用户信息，保障系统的安全。权限组管理权限组和用户共同组成了系统权限的载体，通过定义系统权限组，将系统用户进行分类管理并统一授权，也是方便系统管理及授权管理的重要部分。权限管理管理角色、用户的权限。针对角色分配系统菜单权限。提供对管理员和操作员的管理，创建/修改/删除管理员帐户密码和操作权限，管理员可以创建/修改/删除操作员的帐户密码和操作权限。单位管理对本系统中用电部门、用水部门，等部门的基础资料的管理维护。能耗设备管理对车辆、电

31、器、等能耗设备的管理维护。信息发布通过信息系统发布公告、重要通知。既节省时间，又提高了工作效率。系统管理对系统中所使用的各种字典、指标的管理维护以及系统用户数据维护、系统数据维护、数据备份和恢复功能日志管理提供对系统日志、用户日志和应用日志查看的功能。报表管理（查询统计）通过对各种能耗设备数据的采集，出具相关日报、月报、旬报、年报等。例如：能源资源消耗信息统计、能耗占比情况统计表、人均能源资源消耗情况统计等等。项目应达到的技术指标和参数技术架构要求1系统采用B/S架构。2软件架构：遵从微软.NET体系结构，符合.NET三层构架技术标准。3专业报表：快逸报表（Quiee Reports）技术4用

32、户体验：Ajax异步刷新技术5界面整合：Ext JS富客户端技术 运行环境参数要求服务器操作系统：Windows Server 2003/2005/2008。WEB服务程序：IIS6.0及以上 。 桌面操作系统Windows操作系统浏览器：IE 6.0（FoxFire3.0）及以上浏览器。数据库：SQL Server 2000/2005 要求对主流Windows系统平台提供完全支持；兼容主流浏览器（IE 6.0以上，FoxFire3.0 以上）；数据存储要求支持SQL Server2000/2005。 系统安全与部署要求网络安全与信息安全是建立和运行系统的前提与基础，系统的各个子系统需严格遵循规范中内外网的运行要求进行设计，内外网子系统通过防火墙或网闸进行逻辑隔离。三、项目实施计划九月十月十一月十二月合同签署系统需求调研系统详细设计软件开发测试现场设备安装现场内部测试系统上线系统初验系统试运行系统终验