山东省级电子政务系统实施方案DNA实验室专家辅助分析与管理系统0308 3文档格式.docx
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2.3.3标准化原则
在计算机系统总体结构设计中,所有软件产品的选择必须坚持标准化原则,选择符合开放性和国际标准化的产品和技术;
在应用软件开发中,数据规范、指标代码体系、接口标准都应该遵循国家和行业规范要求,遵循物证鉴定信息化建设标准和数据标准。
同时系统也需要将建设成果以标准化文档的方式提交出来。
系统遵循和采用的标准包括:
1)软件技术标准
WebServices标准;
统一软件开发过程;
MVC的架构模式。
2)软件开发实施规范
部分规范如下:
计算机软件产品开发文件编制指南GB/T8567-1988;
计算机软件需求说明书编制指南GB/T9385-1988;
计算机软件测试文件编制规范GB/T9386-1988;
计算机软件质量保证计划规范GB/T12504-1990;
计算机软件配置管理计划规范GB/T12505-1990;
软件维护指南GB/T14079-1993;
计算机软件可靠性和可维护性管理GB/T14394-1993;
计算机软件单元测试GB/T15532-1995;
软件支持环境GB/T15853-1995;
计算机场地安全要求GB/T9361-1988;
网络代理服务器的安全技术要求GB/T17900-1999;
路由器安全技术要求GB/T18018-1999;
信息技术包过滤防火墙安全技术要求GB/T18019-1999;
信息技术应用级防火墙安全技术要求GB/T18020-1999。
3技术方案
3.1系统总体架构
图1系统架构图
如图1系统架构图所示,系统主要分为展现层、应用层、接口层和资源层。
展现层
该层由采用成熟的门户系统,作统一的访问入口,提供单点登录、通知通告发布、统计信息发布、信息提醒等功能。
应用层
基于应用支持层的业务支撑组件,以及其他通用支撑组件,提供系统业务应用如:
委托送检、委托受理、案件检验等等。
数据接口提供与其他公安业务系统如:
警综系统、现场勘查系统等数据共享交换接口。
应用支持层
本层为应用层提供业务支撑,提供通用支撑组件包括:
权限、工作流引擎、模板和系统管理等等。
数据资源层
数据资源层是本系统的数据支撑层,提供本系统中数据存储、数据传输和服务支持、数据备份等基础数据服务和应用支撑底层服务。
3.2逻辑结构图
图2逻辑结构图
如图2逻辑结构图说明:
1)系统首页是本系统的门户,用户直接访问,实现登录,与访问权限控制;
2)系统对接现勘、警综和DNA国家库等外部系统;
3)系统自动收集送检管理、检验鉴定、环境的数据,对整个鉴定过程实现科学化管理。
3.3系统部署
图3系统部署示意图
如图3系统部署示意图所示,系统按照省厅大数据警务云技术白皮书的要求开发部署,应用服务器及数据库部署在云平台上,所有用户通过公安网访问云端。
3.4云端运行环境
系统部署在山东警务云上,需要的服务如下:
1)运行环境服务
系统需要警务云平台提供系统运行应用服务器TOMCAT7.0。
2)数据库服务
系统需要警务云平台提供数据库MYSQL5.6。
4业务需求
4.1系统流程
图4系统流程图
如图4系统流程图所示,系统流程主要包括委托信息填报、委托受理、检验鉴定和数据上报四个环节。
1)委托信息填报
DNA样本送检用户需要登陆系统填写案件信息,为了避免二次填报,可以通过现勘号、警综号调取案件信息。
2)委托受理
DNA鉴定室人员对提交的鉴定委托进行审核,对满足条件的鉴定委托进行受理。
3)检验鉴定
对受理通过的鉴定任务实验室内部进行任务分配,实验员对委托鉴定样本进行处理,实验,数据分析,最终出具鉴定报告。
4)数据上报
将最终的DNA分型数据上报DNA国家库。
4.2系统功能
4.2.1委托登记
此系统将开放给所有需要送检的用户。
系统为用户开设账户及权限,用户可以管理自己的用户名及密码,登陆系统向省厅DNA实验室进行鉴定委托登记,查看自己的委托情况及接收省厅DNA实验室的鉴定通知。
包括用户远程委托登记、领导交办登记、通知通告等功能。
委托登记用户可以在系统中通过现勘编号和警综编号调取案件信息完成委托登记,避免二次填报。
主要的功能如下:
1)委托登记
用于案件的委托登记。
2)补送登记
3)附件上传
用于现场图片、委托书及介绍信上传。
4)进度跟踪
用于送检用户对送检情况的跟踪。
5)案件检验情况查询
用于送检用户的查询。
6)送检表格打印
用于打印送检登记表。
7)物证拍照
用于送检物证的拍照。
8)通知通告
用于发布送检要求,鉴定范围等通知。
4.2.2DNA检验鉴定
1)实验任务分配与领取
用于检验鉴定任务的分配和领取。
2)手工提取
用于DNA样本手工提取过程的记录。
3)提取表打印
用于提取记录表的打印。
4)自动提取
用于获取DNA样本自动化工作站提取过程的记录。
5)PCR
用于DNA扩增的过程记录。
6)PCR试剂用量自动计算
用于多种DNA扩增体系试剂量的计算。
7)PCR表打印
扩增记录表打印。
8)上样测序
用于DNA样本上样测序的过程记录。
9)上样表打印
上样记录表的打印。
10)测序仪上样文件生成
贝克曼自动工作站上样表转换生成测序仪可识别的上样文件。
4.2.3鉴定审核
1)基因数据审核
对于自动分析系统处理的数据文件进行人工审核。
2)基因图谱WEB查看
在WEB页面上查看基因分型数据,包括峰型图和分型数据。
4.2.4检验质控
1)质控库比对
用于排除勘验人员及检验人员对样本的污染。
2)同板污染处理
用于排除同一板样本相互之间的污染。
4.2.5自动出具鉴定书
1)自动出具鉴定报告
一键生成鉴定书,包括案情,样本,分型数据,鉴定结论。
2)自动计算似然比
用于数据比对的概率计算。
4.2.6卷宗管理
1)归档申请
用于鉴定结束之后的案件卷宗归档申请。
2)归档审核
用于鉴定结束之后的案件卷宗归档申请审核。
3)归档提醒
用于鉴定结束之后的案件卷宗归档提醒。
4)归档台账
对所有案件的卷宗归档情况建立台账。
5)归档资料打印生成
用于卷宗归档资料的打印。
4.2.7数据比对
1)同一比对
用于同一身份认定比对。
2)三联体比对
用于父母子三者关系认定比对。
3)单亲比对
用户父子、母子之间单亲关系的比对。
4.2.8案件比对
1)本案比对
用于同一案件的样本分组,区分受害人和嫌疑人。
2)亲缘比对
用于同一案件中有亲缘关系的样本手工比对。
4.2.9快速比对
1)codis文件导入
支持单个和多个codis格式文件的导入。
2)codis文件解析
对codis格式文件进行解析处理,分离出基因座和基因型信息。
4.2.10后台比对引擎
1)集群横向扩展
系统支持集群横向扩展,支持虚拟化技术,通过增加服务器即可实现比对处理能力提升。
2)内存比对
采用内存比对模式,支持多CPU、多线程实现DNA数据信息的快速的查询、比对。
3)引擎管理
具有集成管理功能,轻松实现服务器性能、比对队列等监控。
主要包括如下功能:
YSTR比对引擎、同一比对引擎、三联体比对引擎和线粒体比对引擎。
4.2.11测序数据采集
1)测序仪监控系统
用于监控测序仪,当有信号输出时调取数据采集客户端进行采集。
2)数据采集客户端
对测序仪输出信号进行采集。
3)数据采集服务端
用于接收数据采集客户端采集的数据。
4.2.12数据自动分析
1)数字信号傅里叶变换
对采集的信号数据进行傅里叶数学变换,分析信号数据。
2)信号降噪
对信号进行降噪处理。
3)信号归一化处理
利用数理统计方法对数据进行归一化处理。
4)基线校正
在数据分析过程中,同一样本中5个色带的峰图底部并不在一条线上,高低各不相同,需要将底部基线进行统一到一条线上。
5)饱和峰处理
对数据中的过饱和的数据进行峰图校正。
6)尖峰处理
对锯齿状的尖峰进行处理。
7)伴随峰处理
通常主信号峰的左边或右边有波浪状的多个峰,这些信号都为假信号需要进行处理。
8)影子峰处理
通常影子峰位于主信号峰0.2bp的位置,而强度低,像主信号峰的影子一样,此类信号也为假信号需要处理。
9)数据打分
根据峰高和面积及形状对峰的质量进行打分,100分制。
10)panel自动匹配
根据数据等位基因分布自动匹配panel模板。
11)ladder自动匹配
根据数据等位基因分布自动匹配ladder模板。
12)测序仪适配器
支持310-3500各型号测序仪。
13)自动备份程序
FSA文件自动备份。
4.2.13CallSize自动检查
1)CallSize线性处理
对CallSize进行描点线性处理。
2)CallSize打分
根据CallSize的点分布接近直线的程度进行打分,100分制。
4.2.14DNA专家分析
1)图谱分析
人工进行四色图谱、五色图谱分析,将假的峰信号删除。
2)胶图展现
将所有样本数据进行还原,组合成胶片图进行展现。
3)样本峰型批量报告
生成一批样本的峰型质量报告,以红、黄、绿三色显示。
4)峰图单色展示
每个峰图有5个色带,用户可以选择只显示其中一个色带。
5)峰图多色展示
用于显示峰图的全部色带。
6)杂合不平衡比率自动计算
同一个基因座下有两个等位基因时,以其中一个等位基因为主体计算另一个等位基因与主体的比率。
7)操作记录
对数据分析的修改过程进行记录。
4.2.15数据提交
1)分型数据提交
2)案件提交
3)峰图提交
4.2.16系统接口
1)与DNA国家库接口
2)与现勘系统接口
3)与警综系统接口
4.2.17统计查询
主要包括:
工作量统计、全省统计、案件统计和其他统计。
4.2.18试剂库存管理
1)试剂出入库管理
2)试剂申购申请
3)试剂申购审批
4)试剂类别管理
5)试剂预警提醒
6)试剂供货商管理
4.2.19设备管理
1)设备登记管理
2)设备类别管理
3)设备预警提醒
4)设备供货商管理
5)维修记录
4.2.20耗材管理
1)耗材出入库管理
2)耗材出库申请
3)耗材出库审批
4)耗材申购申请
5)耗材申购审批
6)耗材类别管理
7)耗材预警提醒
4.3数据分析
系统数据存储量除了数值型和文献型数据之外,还必须处理和存储各类图像图片。
根据经验数据,系统存储的数值型、文献型信息约占整个系统存储量的五分之一。
1)数据存储量估算
文献型和数值型信息主要存储到数据库中。
主要数据库的存储量估算如下:
数据库名称
主要内容
平均日
记录数(条)
平均日存储
量(MB)
平均年存储
增量(MB)
DNA数据库
案件信息
样本信息
分析结果报告
<
300条
1M
300MB
因此,年增量不超过3GB。
2)信息访问流量测算
访问量预测:
预测日平均访问HTTP次数为1.5万次。
网络流量测算:
按照每天100个用户同时分别基于网络进行数据加载、查询和下载操作,平均的信息流量为3MB/人计算,每日信息总流量为300M,仅此一项,全年总流量应该不小于109.5GB。
3)信息处理量测算
信息处理量估算:
按2-4台基因分析仪,每台机器平均每天处理80个样本计算,每个样本结果文件300k,再加上其他实验过程记录每天数据增长量应为100M以内。
每年按365个工作日计算(考虑公安行业特殊性),年均信息量则为:
100×
365=36GB。
按5年业务量计算,约达到180GB,考虑数据备份和关系型数据库量,总数据库容量将达到800GB左右。
4)信息处理能力设计
数值型信息计算能力:
主要是对各类数值型数据的计算、汇总、分析能力。
特别是本系统需要处理基因分析模型,这些计算过程一方面耗时较多,不能中断,另一方面又必须反复运算,以求最佳结果。
因此,必须适当考虑具有较强处理能力和高可用性的的服务器系统。
4.4系统性能
系统达到以下性能指标:
性能项
性能要求
数据检索
简单查询响应速度<
3秒;
复杂和组合查询响应速度<
30秒;
查询结果可以按照一定原则进行排序、筛选、保存;
查询结果可以显示为图形或图表,可以输出到通用的办公处理软件中。
数据转换
向数据库中更新的速度<
5秒。
数据分析
能够检查出重复的关联,建立关联的速度不大于5秒。
模型分析计算
灵活建模、接收多种数据格式文件、显示计算进度。
业务办理流程
流程可调整以适应办公情况的变化(人员变动、缺席等)。
数据录入编辑
能够灵活生成数据录入表格以适应用户需求的变化。
数据上载接收
一般处理时间不大于10秒钟;
特别大的文件处理时间不超过5分钟;
视资料大小和网络情况而定,需要有进度提示。
数据汇总
简单汇总处理时间不大于30秒钟;
复杂汇总处理时间不大于10分钟,并有进度显示;
特别复杂汇总处理时间不大于1小时,并有进度显示。
数据库备份与恢复
应用系统和数据库系统等的备份、恢复定期自动进行,也可以人工进行;
提供数据库和表两级备份恢复;
处理时间最好不大于30分钟。
用户及权限管理
根据用户类别,划分角色和权限,处理时间不大于30秒钟。
代码维护
代码表唯一性检查、代码修改或删除,检查对应实体表的数据完整性、一致性,处理时间不大于30秒钟。
支持的并发用户
大于50。
4.5系统安全
4.5.1安全分类
本系统未涉及涉密信息且未接入到互联网中,所有信息均只在实验室内部及公安网中传输。
安全性对于系统来讲至关重要,没有安全保障的信息系统可以说是一种潜在的危险,是完全不可取的。
本系统产生的信息及数据完全存放在数据库系统中,所以应该综合多种有效的方法和手段,保证数据库系统和数据的安全,其中包括:
数据库系统安全性控制、数据备份、权限设置和登录控制。
1)数据库系统的安全性控制
数据库系统实现数据信息的组织、管理、安全及可靠性保障,并为各种应用提供数据访问、存储等服务。
数据库的安全分为安全保障和安全保密部分,安全保障包括:
可靠性和稳定性保障;
安全保密包括:
权限控制、信息加密。
2)权限设置
权限组是解决权限分级划分的主要方法,整个数据库系统以部管理职能分级划分权限组。
为了使他人能访问数据库资源并要控制被访问的范围,使用权限链。
这样可以严格控制外界人员访问数据库资源,将无关人员拒绝在外。
分级授权,可建立灵活应用。
只要拥有对资源的访问权限,就可以建立对资源的应用,并授权他人使用此应用。
3)系统安全
包括网络安全、登陆安全、应用系统安全、模块安全四部分。
4.5.2身份认证和授权
系统采用PKI、IP限制、用户名密码方式实现身份认证,用户权限与用户名绑定。
权限及登录IP限制只可由具有管理员权限的操作员修改。
4.5.3防病毒
系统各服务器和用户端均安装公安部统一的防病毒软件。
保证服务器防止病毒破坏。
4.5.4安全审计
系统严格按照《公安信息系统应用安全审计技术规范(试行)》要求,具备日志审计功能,明确审计内容,记录详细日志,并及时备份,以便在发生涉及信息安全事件后进行跟踪、追查和核实。
登录日志记录用户标识、单位名称、用户名、登录日期时间、退出日期时间、终端标识(IP地址或MAC地址)、登录结果。
查询日志记录用户标识(警号)、单位名称、用户名、查询日期时间、终端标识(IP地址或MAC地址)、查询条件、查询反馈等。
有严格的权限控制,可以为每个人员、每个岗位详细设置每一项的应用权限,权限管理逻辑严密,不同岗位的人能进行权限的添加、删除等修改操作,能进行查询统计的权限设置。
数据的后步完成将自动锁死前面的数据修改操作,只有前步操作完成才能进行后面的数据操作。
4.5.5数据库安全性
系统产生的信息及数据完全存放在数据库系统中,所以应该综合多种有效的方法和手段,保证数据库系统和数据的安全,其中包括:
数据库系统的安全性控制:
权限设置:
系统数据库服务器不直接提供对外访问。
为提高数据安全性,数据库服务器应位于防火墙内部,不能提供对外访问。
局域网外计算机只能通过应用服务器访问数据,不能直接访问数据库;
局域网内部的计算机只可通过应用服务器访问数据。
5标准规范
本系统建设遵循以下行业标准范围:
《法庭科学DNA数据库建设规范GBT21674-2008》
《法医学物证检材的提取、保存与送检GAT164-1447》
《法庭科学DNA数据库现场生物样品和被采样人信息项及其数据机构GA470-1447》
《法庭科学DNA数据库选用的基因座机数据结构GA464-2004》
《全国公安机关DNA数据库管理办法》
《违法犯罪人员DNA样本采集和管理办法》
《应用DNA技术查找失踪人员工作规范》
《DNA技术确认重大案件未知名遇难人员身份工作预案》
《专用网与公用网联网的暂行规定》
《公安机关办理刑事案件程序规定》
本系统建设遵循网络标准规范:
《IEEE802.3系列标准》
《服务优先级标准IEEE802.1p》
《W3CHTMLXMLSOAPUDDI标准》
6实施方案
6.1实施组织
6.1.1管理组
我单位抽调人员成立项目管理组,职责如下:
1)确定项目负责人;
2)制定规范,建立质量标准并组织实施;
3)把握技术方向;
4)向实施组分配任务;
5)组织对工程质量和进度的监控;
6)组织工程情况会;
7)协调各部门及相关人员关系。
6.1.2实施组
成立实施组,实施组的职责如下:
1)组织各小组明确责任与实施方案;
2)环境准备、项目实施、服务、培训等具体工作的组织和实施;
3)对项目质量进行全程监控。
6.1.3验收组
项目结束后,成立验收组,职责如下:
1)对项目建设内容和目标进行验收测试;
2)完成验收需要的项目验收文件。
6.2实施进度
要求整个项目建设周期2个月左右,详见下表。
6.3保障措施
项目实施过程中,对项目实行如下保障措施:
1)项目自立项后,项目负责人需对项目的组织实施、进度计划、质量负责任;
2)项目负责人应按照《项目管理知识体系》的内容,对项目的范围、进度、沟通、风险、采购、集成等因素进行管理,对项目负总责;
3)项目负责人应该按照进度计划表,对项目进度进行检查、纠偏。
发现进度与计划不一致的时候,应查明原因,并制订纠正办法;
4)项目负责人应该定期组织召开项目周例会、月例会,负责召开问题解决会议,并记录会议纪要,保障项目实施的顺利进行。
6.4系统维护
由我单位精通计算机信息系统的人员组成维护小组进行维护,主要工作如下:
6.4.1现场维护
现场解决出现的各种软件问题,包括日常维护、故障排除等。
6.4.2巡回检修
1)定期巡检并提供检查报告
(1)系统运行状况和出现故
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- 特殊限制:
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