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1、杭州市市政设施监管中心桥隧在线监测系统平台提升改造详细设计说明书（版本：V1.0）浙大网新系统工程有限公司二0一六年五月修订历史记录日期版本说明作者变更说明：C：Create，初始创建；A：Add，增加内容；M：Mod，修改；D：Del，删除目录1引言11.1编写目的11.2文档范围11.3背景11.4定义、术语、缩略语21.5参考资料22总体设计概述12.1 框架设计22.2 运行环境42.3 硬件结构52.4 软件结构72.5 系统安全与性能83 公共模块设计13.1程序描述13.2功能13.3性能13.4输人项13.5输出项23.6类设计23.7类关系33.8接口33.8.1设备接口33
2、.8.1.1获取所有设备的接口33.8.1.2根据类别id获取所有设备的接口43.8.1.3根据类别id获取所有设备的接口-分页43.8.1.4按属性条件、根据类别id获取所有设备的接口-分页53.8.1.5新增单个设备53.8.2静态属性接口63.8.2.1根据单个id 查询该设备静态属性的接口63.8.2.2根据多个id 查询多个设备静态属性的接口63.8.2.3根据cid查询该类别设备的静态属性定义63.8.2.4根据cid查询该类别设备的实时属性定义73.8.3实时数据接口73.8.3.1根据id获取单个对象的所有实时数据73.8.3.2根据id列表获取多个对象的所有实时数据73.8.
3、3.3个对象的指定实时数据83.8.3.4多个对象的指定实时数据83.8.4历史数据接口93.8.4.1根据id列表、起始时间、实时数据名称做为查询条件 去匹配适合条件下的所有实时数据93.8.4.2根据id列表、起始时间、时间间隔类型，时间间隔做为查询条件 去匹配适合条件下的所有实时数据93.8.4.3根据id列表、起始时间、实时数据名称,时间类型，时间间隔，做为查询条件 去匹配适合条件下的所有实时数据103.9存储分配103.10注释设计183.11限制条件183.12测试计划183.13尚未解决的问题194 GIS监控一张图模块设计14.1程序描述14.2功能14.2.1视图操作14.2
4、.2图层管理14.2.3搜索查询24.2.4图属联动24.2.5综合统计呈现24.2.6系统快速导航24.2.7实时告警34.3性能44.4输入项44.5输出项44.6算法44.7流程逻辑44.8接口54.9存储分配64.10注释设计64.11限制条件64.12测试计划74.13尚未解决的问题75 设施设备监控模块设计15.1程序描述15.1.1隧道监测监控子系统15.1.2地道监测监控子系统15.1.3天桥监测监控子系统15.1.4立交雨水泵站监控监测子系统25.1.5超重车辆监控系统25.2功能25.3性能45.4输入项45.5输出项45.6算法55.7流程逻辑55.8接口55.9存储分配
5、95.10注释设计95.11限制条件95.12测试计划95.13尚未解决的问题106 视频监控模块设计16.1程序描述16.2功能16.3性能26.4输入项26.5输出项26.6算法36.7流程逻辑36.8接口36.9存储分配46.10注释设计56.11限制条件56.12测试计划56.13尚未解决的问题57 应急指挥模块设计17.1程序描述17.2功能17.3性能47.4输入项47.5输出项47.6算法47.7流程逻辑57.8接口57.9存储分配77.10注释设计77.11限制条件77.12测试计划77.13尚未解决的问题88 值班管理模块设计18.1程序描述18.2功能18.3 性能28.4
6、输入项28.5输出项38.6算法38.7程序逻辑38.8接口38.9存储分配38.10注释设计48.11限制条件48.12测试计划48.13尚未解决的问题49 结构健康监测模块设计19.1程序描述19.2功能19.3 性能29.4输入项29.5输出项29.6算法29.7程序逻辑39.8接口39.9存储分配39.10注释设计39.11限制条件49.12测试计划49.13尚未解决的问题410 知识管理模块设计110.1程序描述110.2功能110.3性能210.4输入项210.5输出项210.6算法210.7流程逻辑210.8接口310.9存储分配310.10注释设计310.11限制条件310.1
7、2测试计划310.13尚未解决的问题311 系统管理模块设计411.1程序描述411.2功能411.2.1系统用户管理411.2.2权限管理411.2.3系统日志511.3性能611.4输入项611.5输出项611.6算法611.7流程逻辑711.8接口711.9存储分配711.10注释设计711.11限制条件811.12测试计划811.13尚未解决的问题812 设施设备管理模块设计112.1程序描述112.2功能112.3性能212.4输入项212.5输出项212.6算法212.7流程逻辑312.8接口312.9存储分配312.10注释设计312.11限制条件412.12测试计划412.13
8、尚未解决的问题413 辅助决策模块设计113.1程序描述113.2功能113.3性能213.4输入项213.5输出项313.6算法313.7流程逻辑313.8接口313.9存储分配313.10注释设计413.11限制条件413.12测试计划413.13尚未解决的问题41引言1.1编写目的本文主要是对“桥隧在线监测系统平台提升改造”项目的详细设计，在概要设计的基础上进一步明确系统结构，详细的介绍系统的各个模块，为进行后面的实现和测试做准备。本文主要阅读对象为：系统设计人员、系统开发人员、系统测试人员、软件的验收人员、软件的评审人员。1.2文档范围本文档用于软件设计阶段的详细设计，它的上游（依据的
9、基线）是概要设计说明书，它的下游是源程序清单及测试计划，并为测试报告提供测试依据。1.3背景a. 项目名称桥隧在线监测系统平台提升改造项目b. 项目干系人任务提出者：浙江省杭州市市政设施监管中心开发者：浙大网新系统工程有限公司、浙江大学用户：杭州市市政设施监管中心c. 本系统同其他系统或其他机构的基本的相互来往关系其它系统名称关系桥梁健康监测系统基础信息、桥梁健康监测相关实时数据接入隧道监测系统风机运行状态数据接入天桥监测系统电梯运行状态数据接入超重监测系统超重设备监测数据接入地道监测系统电梯、水泵及风机运行状态数据接入立交雨水泵站系统电机及水泵运行状态数据接入视频监控系统视频监控设备视频流数
10、据接入1.4定义、术语、缩略语1. Nginx：Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。将作为本系统的负载均衡服务器以及静态资源服务器使用。2. Tomcat：Tomcat是一个免费的开放源码的Web应用服务器，主要用于承载业务逻辑。3. SQL Server：系统所使用的数据库。4. SQL Server Manager：项目所使用的数据库管理工具。5. 事务流：数据进入模块后可能有多重路径进行处理。6. 主键：数据表中的关键域，值在表中唯一。7. 外键：数据表中与其他表主键关联的域。8. ROL
11、LBACK：数据库的错误恢复机制。9. MyBatis：来自于Apache基金会的开源项目iBatis，是本系统的持久层框架。1.5参考资料（1）杭州市城市桥隧管理养护标准（试行）；（2）杭州市城市隧道养护技术规范；（3）城市隧道养护技术规范；（4）城市隧道养护规程；（5）城市桥梁养护技术规范；（6）国务院关于全面加强应急管理工作的意见，国发200624号；（7）国家应急平台体系建设技术要求（初稿），国务院应急管理办公室，2007年；（8）交通运输突发事件信息报告和处理办法，交应急发201084号；（9）交通信息基础数据元总则，交通部科教司，2007年；（10）公路水路交通信息化标准建设方案（
12、2007-2010），交通部，2007年；（11）信息安全等级保护管理办法，公通字200743号；（12）GB50174-2008电子信息系统机房设计规范；（13）GB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范；（14）GB 50464-2008 视频显示系统工程技术规范；（15）ITU-T H.264-2005 关于高压缩比通信的视频编解码。（16）GB 50252-94工业安装工程质量检验评定统一标准 1994.12.；（17）GBJ115-87工业企业通信接地设计规范；（18）GB50174-93电子计算机机房设计规范；（19）GB/T5465-1996电气设备用图形符号；（2
13、0）GB/T50169电气装置安装工程接地装置、施工及验收规范；（21）GBF232-92电气装置安装工程施工及验收规范；（22）GB2887-89计算机场地技术条件；（23）GJB 1649-1993电子产品防静电放电控制大纲；（24）GJB 3007-1997防静电工作区技术要求等国家标准；（25）GA/T75-1994 安全防范工程程序与要求；（26）GA/T74-1994 安全防范系统通用图形符号；（27）GB50198-1994 民用闭路监控电视系统工程技术规范；（28）GB242 电工电子产品基本环境试验规程总则；（29）GB2422 电工电子产品基本环境试验规程名词术语；（30）
14、GB2423.l 电工电子产品基本产品试验规程，低温试验方法；（31）GB2421.2 电工电子产品基本环境试验规程，高温试验方法；（32）GBJ54-83低压配电装置及线路设计规范；（33）GBJ232-82电气装置安装工程施工及验收规范；（34）GA/T75-94安全防范工程程序与要求；（35）GBJ115-87工业电视系统工程设计规范；（36）1995电视监控系统设计规范；（37）建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范修订（38）GB GB6650-86计算机机房用活动地板技术条件；（39）浙公算59号关于加强计算机信息系统防雷减灾的通知；（40）GB50174-1993电子计算机机房设计
15、规范；（41）GB28872000电子计算机场地通用规范；（42）GB9361-1993计算机场地安全要求；（43）GB2887-89计算机场地技术条件；（44）建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范；（45）高层民用建筑设计防火规范（1999年版）（GB50045-95）；（46）建筑防雷设计规范（2000年版）GB50057-94；（47）工业企业照明设计标准GB50034-1992；（48）通信接地设计规范GBJ79-85；（49）采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87。（50）需求调研总结报告（51）需求规格说明书（52）概要设计说明书2总体设计概述本系统功能需求主要包括几个方
16、面:监测数据实时采集与集成统一、基础信息维护管理、数据在线监控分析、应急决策分析、知识管理、告警评估模型、值班管理、规划建设管理、养护管理、移交管理、安全运营管理等。需要通过全市隧道、地道、天桥、立交雨水泵、大型桥梁群各类监测监控系统、汇总的接报信息，以及基层监控中心的安全监管与应急管理信息、应急联动单位的信息来源，获取监测监控对象，包括隧道、地道、天桥、立交雨水泵、大型桥梁内机电设施设备、交通基础设施和特殊监测装备的运行状况信息、预警预测信息、风险隐患管理信息等，实现对全市23个隧道、21个地道、20座天桥、26个立交雨水泵站、4座大型桥梁各类监测监控对象的统一掌握，对全市隧道、地道、天桥、
17、立交雨水泵、大型桥梁各类事件的发生、发展信息的统筹管理。提供多种信息展示平台，包括大屏控制显示与电脑PC端，需要在应急状态下完成各隧道、地道、天桥、立交雨水泵、大型桥梁突发事件的应急信息接报、报警定位、报警信息核实。按照应急值守相关工作制度，将突发公共事件的发生信息及时上报，并根据应急预案相关规定，通知相关应急指挥人员到位。需要传达上级管理部门下达的各项安全监督和应急指挥管理指令。需要对安全应急组织体系内想关单位和个人的通信方式实现统一管理。设计原则：建设应遵循以下原则：（一）统筹规划、分期实施结合杭州市桥隧在线监测系统平台提升改造的总体框架，统筹规划该平台的整体建设方案。此外，平台的建设不是
18、一个孤立的工程，牵扯业务面广，涉及单位较多，因此本工程的建设需随着相应管理体系的逐步完善，分期实施，有序推进。（二）职责明确、业务协同细化工程建设及运行阶段的目标和任务，明确各部门和单位的分工及职责，形成合理的组织方式、技术架构和运行模式；同时加强部门间、单位间和区域间的沟通协调，逐步建立组织有序、管理科学的业务协同机制。（三）资源整合、标准统一充分整合全市各隧道、地道、天桥、立交雨水泵、大型桥梁现有各业务应用系统的软硬件资源，结合各类监控软件和数据开放接口，形成统一的杭州市桥隧在线监测系统平台提升改造；各类数据资源的采集须按照统一的标准，各类设备的选择也应满足国家相关技术标准，满足本工程建设
19、的功能和性能要求。（四）平战结合、务求实效坚持日常运行监督与应急处置相结合、管理与服务相结合，从实际业务需求出发，明确系统建设目标，构建集协调管理与应急处置于一体的指挥管理平台，平时服务于安全监督和社会公众便捷出行，应急发生时服务于快速响应与应急处置。2.1 框架设计根据SOA架构设计理念以及软件分层设计理念，桥隧在线监测系统整个系统自下而上分为六大层次：感知层、基础设施层、数据资源层、平台服务、应用层、以及用户与展示层。如下图所示：在线监测系统平台总体架构感知层（数据源）感知层主要包括本项目涉及的各类传感器设备，包括风机、电梯、积水监测仪、水泵、视频、以及其它物联网传感器设备。随着监测需求的
20、变化，未来可能会有潜在新增监测传感器。基础设施服务层基础设施层提供系统运转的基本设施环境，包括服务器、网络、存储设备和操作系统。基础设施服务层主要基于杭州市市政监管中心现有的基础软硬件基础，采购部分硬件产品作为补充。数据资源层数据资源层实现本项目涉及到的各类实时监测数据、统计数据、业务数据、空间数据、非结构化数据的统一建模，并进行统一集成与存储管理，直接的数据存取、查询和事务功能。同时考虑桥隧监测未来潜在的监测设备类型的新增、设备数量的新增、以及监测业务的扩展等需求，数据模型设计需要具有很高的通用性与可扩展性。数据总线与共享交换平台（实现数据的采集、接入、以及数据在系统内以及系统与系统之间的流
21、转）以及面向应用服务。平台服务层系统运行所需要的通用应用服务、组件、引擎、外部标准接口等，如工作流、报表、统一身份认证、视频监控平台、告警评估模型、桥隧监测数据分析平台、以及GIS平台等。平台服务层是根据用户的需求，要求使用多源异构空间数据源支撑和动态实时空间数据智慧计算支撑来整合所有涉及的空间数据、业务数据、关系基本数据。对海量实时的多源异构数据进行整合处理，为接下来的各部门各业务系统的数据交换和共享提供有力保障。这个层强调了对数据的传递与处理，接收从底层和各个业务系统传递上来的海量并经过处理再反馈给各个业务子系统，平台层必须满足各类业务的变化革新，具有可演进性。按照统一平台、协同建设的思路
22、，平台服务层基于数据中心的架构体系，以数据中心提供的各类服务，包括广谱数据融合、高性能并行计算、数据共享交换、分布式实时数据总线等为基础，不重复建设，降低建设成本。应用层应用层主要为本项目要构建的具体系统功能模块，包括基础信息管理子系统、监测监控子系统、应急处置与指挥调度子系统、综合查询与辅助决策子系统、视频管理子系统、知识管理子系统、值班管理子系统、以及系统管理等，是直接面向用户的应用服务，会在PC web端、大屏等多个展现端体现功能。2.2 运行环境a. 服务器：操作系统：Windows NT或以上版本；处理器主频：1.2Ghz以上；内存：1G以上；硬盘空间：100G以上；支持软件：SQL
23、 Server2005及以上版本、Apache Tomcat 7及以上版本b. 客户端： 操作系统：Windows 7 或以上版本； 处理器主频：1.2Ghz以上； 内存：1G； 显卡：独立显示器且内存在256M以上； 磁盘空间：1G以上； 支持软件：Internet Explorer 9及以上、或者360浏览器、Firefox、Chrome等2.3 硬件结构图1 系统的基本物理架构图2.4 软件结构桥隧在线监测系统平台监控子模块管理子模块GIS监控一张图设施设备监控视频监控应急指挥值班管理结构健康监测知识管理系统管理基础信息管理辅助决策移交接收管理规划建设管理设施预案管理图2 系统功能结构图
24、2.5 系统安全与性能系统安全：所涉及的各类监测监控数据关系到公众出行安全保障，数据的安全性问题非常重要，必须充分保障系统安全性，包括但不限于：(1) 访问控制须到页面级，具备页面防篡改功能；(2) 系统具有较强灾难恢复能力；(3) 系统支持用户及用户组的设置；(4) 系统支持功能授权，即不同用户使用不同的功能；(5) 系统支持不同用户之间数据查看的限制；(6) 系统具备数据备份、数据恢复的功能。系统性能：(1) 系统要确保7*24小时连续运行，整体系统的年可用率大于等于99%。(2) 系统具有高稳定性，可以处理大量数据及长时间运行。(3) 较为人性化的管理界面及应用界面风格。工作流程清晰，符
25、合用户实际情况。界面功能操作模块布局合理，要符合实际工作流程，又要适当考虑用户经常使用的菜单。用户使用较多的按钮放在容易看到的位置。(4) 系统应能满足用户访问平台的时效性要求，保证提供一致的、可预测的响应，平均延时应小于2 秒；(5) 在实施时需要进行系统压力测试，保证主要业务流程性能达到优化水平，在网络速度和终端配置有保证的前提下，最终用户操作不应该感觉明显时滞；(6) 当应用系统数据量增加和连接用户增加时，系统应具有良好的可伸缩性以满足技术规范书中对系统的功能、性能的要求；(7) 需要对如何保证整个系统性能提出分析和建议，并提供性能优化方案，对不同业务情况明确提供最大并发用户数、最大连接
26、数、最大数据存储量等的限制等参数。3 公共模块设计3.1程序描述本功能主要给系统提供基础文件支持以及基础信息的出库入库，大量通用的界面模块将在此功能中体现。3.2功能基础文件主要为前端界面的js文件，css文件，皮肤，插件等。现有的资源文件：3.3性能快速响应，按指定格式返回所需结果。3.4输人项GET|POST请求URI。3.5输出项URI所标记的文件。 3.6类设计3.7类关系3.8接口3.8.1设备接口3.8.1.1获取所有设备的接口方法： RequestMapping(value=getAllDeviceDataByDevice) ResponseBodypublic ResultMa
27、pListMap getDeviceData()；请求参数参数名必备/可选类型参数说明 3.8.1.2根据类别id获取所有设备的接口方法： RequestMapping(value=getDeviceDataByDeviceType)ResponseBodypublic ResultMapListMap getDeviceData(Integer deviceType) 请求参数参数名必备/可选类型参数说明 deviceType 必备 Integer 1个或多个类别id3.8.1.3根据类别id获取所有设备的接口-分页方法： RequestMapping(value=listJsonByDev
28、iceType)ResponseBodypublic PageMap listJsonByDeviceType(RequestParam(value = page, defaultValue = 1) int pageNumber,RequestParam(value = rows, defaultValue = 15) int pageSize,Integer deviceType) 请求参数参数名必备/可选类型参数说明 page 可选int 当前页，默认1rows 可选int 每页显示记录数，默认15deviceType可选Integer类别id3.8.1.4按属性条件、根据类别id获取所
29、有设备的接口-分页方法：RequestMapping(value=listJsonByDeviceTypeConditions)ResponseBodypublic Object listJsonByDeviceTypeConditions(RequestParam(value = page, defaultValue = 1) int pageNumber,RequestParam(value = rows, defaultValue = 15) int pageSize,Integer deviceType,Stringname,String sign,Stringvalue,String
30、 connection) 请求参数参数名必备/可选类型参数说明 page 可选int 当前页，默认1rows 可选int 每页显示记录数，默认15deviceType可选Integer类别idname可选String静态属性英文名sign可选String匹配符号(EQ,GT,LT,LIKE)value可选String过滤值connection可选String条件连接符号: AND3.8.1.5新增单个设备方法： public int addDevice(String cid,String name)throws Exception; 请求参数参数名必备/可选类型参数说明 cid 必备Strin
31、g 类别idname必备String设备名称3.8.2静态属性接口3.8.2.1根据单个id 查询该设备静态属性的接口方法：RequestMapping(value=getAttributeDataById)ResponseBody public Map getAttributeData(String id, String name);请求参数参数名必备/可选类型参数说明id必备string设备idName可选String设备的属性名，如不传入该参数则查询指定设备的所有静态属性3.8.2.2根据多个id 查询多个设备静态属性的接口方法：RequestMapping(value=getAttri
32、buteDataByIds)ResponseBodypublic ResultMapListMap getAttributeData(String id, String name, String valueFilter)请求参数参数名必备/可选类型参数说明id必备String 设备id name可选StringEnname 不传该参数时则去除所有对应id的数据3.8.2.3根据cid查询该类别设备的静态属性定义方法：RequestMapping(value=getStaticAttributeDefineByCid)ResponseBodypublic ResultMapList getSta
33、ticAttributeDefineByCid(String cid )请求参数参数名必备/可选类型参数说明cid必备string设备类别id cid3.8.2.4根据cid查询该类别设备的实时属性定义方法：RequestMapping(value=getRtdAttributeDefineByCid)ResponseBodypublic ResultMapList getRtdAttributeDefineByCid(String cid )请求参数参数名必备/可选类型参数说明cid必备string设备类别id cid3.8.3实时数据接口3.8.3.1根据id获取单个对象的所有实时数据方法
34、：RequestMapping(getById)ResponseBodyprivate ListMap getRealTime(Integer id, String name)请求参数参数名必备/可选类型参数说明id必备Integer设备id3.8.3.2根据id列表获取多个对象的所有实时数据方法： RequestMapping(getByIds)ResponseBodyprivate MapString,ListMap getRealTime(Integer id, String name)请求参数参数名必备/可选类型参数说明id必备Integer设备id 3.8.3.3个对象的指定实时数据
35、方法： RequestMapping(getById)ResponseBodyprivate ListMap getRealTime(Integer id, String name)请求参数参数名必备/可选类型参数说明id必备Integer设备idname必备String实时属性英文名3.8.3.4多个对象的指定实时数据方法： RequestMapping(getByIds)ResponseBodyprivate MapString,ListMap getRealTime(Integer id, String name)请求参数参数名必备/可选类型参数说明id必备Integer设备id nam
36、e必备String 实时属性英文名3.8.4历史数据接口3.8.4.1根据id列表、起始时间、实时数据名称做为查询条件 去匹配适合条件下的所有实时数据方法：public ListMap getHistoryData(String id,Timestamp starttime, Timestamp endTime, List nameFilters);请求参数参数名必备/可选类型参数说明Ids必备Integer设备id列表startTime必备Timestamp开始时间endTime必备Timestamp结束时间rtName可选String实时属性英文字段名 3.8.4.2根据id列表、起始时间
37、、时间间隔类型，时间间隔做为查询条件 去匹配适合条件下的所有实时数据方法：RequestMapping(getHistoryDataByIds)ResponseBodypublic ResultMapMapString, ListMap getHistoryDataById(Integer ids,Timestamp startTime, Timestamp endTime, DataFrequency dataFrequency)请求参数参数名必备/可选类型参数说明ids必备Integer设备id数组starttime必备Timestamp开始时间endTime必备Timestamp结束时间
38、timeUnit必备String时间间隔类型：minute,hour inv必备Integer时间间隔，如: 5 ,15 3.8.4.3根据id列表、起始时间、实时数据名称,时间类型，时间间隔，做为查询条件 去匹配适合条件下的所有实时数据方法：RequestMapping(getHisDataByIdsNameFreq)ResponseBodypublic ResultMapMapString, ListMap getHistoryData(Integer ids,Timestamp startTime,Timestamp endTime,String rtName ,String timeU
39、nit, Integer interval)；请求参数参数名必备/可选类型参数说明ids必备Integer 设备id数组starttime必备Timestamp开始时间endTime必备Timestamp结束时间rtName可选String实时属性英文名数组timeUnit必备String时间间隔类型：minute,hour interval必备Integer时间间隔，如: 5 ,153.9存储分配DeviceCatogary表结构：设施设备类别表字段名数据类型主键允许Null值描述idvarchar(255)是Unchecked主键createIdvarchar(255)Checkedcre
40、ateIpAddressvarchar(255)CheckedcreateNamevarchar(255)CheckedcreateSystemvarchar(255)CheckedcreateTimedatetimeCheckedisDeletedintUnchecked是否逻辑删除updateIdvarchar(255)CheckedupdateIpAddressvarchar(255)CheckedupdateNamevarchar(255)CheckedupdateSystemvarchar(255)CheckedupdateTimedatetimeCheckedcatagoryNamevarchar(255)Checked类别名字cidintChecked内部规定的类别idlevelNumberintChecked级别号remarkvarchar(500)Checked备注sortNumberintChecked排序号Device表结构：设施设备表字段名数据类型主键允许Null值描述idvarchar(255)是Unchecked主键createIdvarchar(255)CheckedcreateIpAddressvarchar(255)CheckedcreateNamevarchar(255)CheckedcreateSystemvarchar(255)Ch
