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1、（可行性报告）南京市环保云计算数据中心项目规划与可行性报告南京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：南京市环保局全军网格技术研究中心2011年11月目录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
2、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
3、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654.1.5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
4、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
5、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！
6、未定义书签。1. 引言1.1 编写目的南京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
7、适应性，经济上的合理性以及建设条件的可能性和可行性，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，南京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，
8、缺乏统一的管理模式，数据存储格式不规范，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，南京市环保局和全军网格研究中心共同合作，启动了南京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
9、据集成、海量存储、安全可靠和高效一体化服务，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：GeographicInformationSystem，地理信息系统；（2）B/S：Browserserver，浏览器/服务器；（3）C/S：Clientserver，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南京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
10、质量信息、管理信息的获取能力；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南京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
11、统的业务数据，打破各系统间隔阂，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，
12、为领导决策和各单位的使用提供依据和支撑。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
13、，从计算能力、存储量和实际应用等方面满足南京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 系统功能模块设计南京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
14、设缺乏整体一致性和系统协调性。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
15、据有需求时，也可以通过数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
