智慧城市用水远程监控系统应用方案设计.docx

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智慧城市用水远程监控系统应用方案设计

智慧城市用水远程监控系统

应用方案设计

第一章需求分析

一.1系统用户分析

本项目的使用者包括节约用水办公室、计划用水单位、地下水取水户。

此外，基于系统管理的需要，还有一类用户为系统管理员。

一.1.1市节水办

通过本项目的建设，市节水办可实现计划用水、地下水、节水技术的信息化管理，同时还能满足内部的协同办公需要。

一.1.2计划用水单位及地下水取水户

计划用水单位及地下水取水户可通过系统直接办理业务申请，通过系统及时获悉节水办提供的信息或业务办理情况信息等。

第二章建设目标与原则

二.1建设目标

按照“功能优化、操作简便、权限明确、运行安全”的工作思路，以政务网为依托，充分利用电子政务建设的已有资源，结合实际的业务需求，着力构建具有“远程监控，用水管理，多元展示，智能辅助”等主要功能的中心中心城区非生活用水户远程监控系统（一期），利用信息化手段提升节水管理工作水平。

二.2建设内容

中心城区非生活用水户远程监控系统（一期）建设内容包括共五大部分：

1、城市节水服务管理平台

实现城市节水服务管理功能，利用平台实现计划用水管理、地下水管理、节水技术管理、GIS地图展示和节水办内部协同办公。

2、应用支撑层

实现结构化数据资源、非结构化文档和互联网资源、各种应用系统跨数据库、跨系统平台的无缝接入和集成。

3、数据层

存储和管理数据的主要形式和有效手段，通过建立相对稳定的、符合统一数据标准的数据层，为信息共享和系统整合打好基础。

4、基础设施平台

为整个信息平台提供软硬件平台，提供网络、服务器、存储环境及通讯链路的支持，同时通过系统软件和平台支撑软件对应用系统提供数据和运行环境上的保障。

二.3建设原则

根据中心城区非生活用水户远程监控系统（一期）的建设目标，在信息化建设过程中，应遵循以下原则：

1、需求导向原则

设计与建设应避免纯技术驱动，紧扣节水服务管理工作业务需求，通过建设、完善应用系统，满足业务需求，有效提升节水服务管理水平。

2、信息安全原则

项目建设应以信息安全为基础，采取完善的安全措施，严格遵守业务流程和各项安全规定，确保应用系统安全、有效运行。

3、标准化原则

项目的设计和建设应遵循相应的国际、国内、地方或行业标准，确保工程建设的有效性。

4、实用性原则

在保持工程总体设计具有前瞻性和先进性的同时，确保工程建设切合实际、符合现状，能够切实解决业务工作中存在的问题，为有关工作人员的业务开展提供强有力的信息化支撑手段。

5、开放与可扩展性原则

政府管理职能和服务方式正处在不断变化的过程中，有关的技术体系和标准也在不断地完善和发展，为确保工程的可持续发展及良好的生命力，工程的设计和建设应充分考虑到政府职能和服务方式转变、技术体系和标准发展的可能性，进行开放、灵活的设计，便于工程的后续扩展。

第三章系统总体设计

三.1设计原则

中心城区非生活用水户远程监控系统（一期）的总体框架必须既满足当前的应用需求，又面向未来业务和技术的发展要求，应遵循以下设计原则：

1、标准化和开放性

总体框架的各部分应符合国家标准、工信部部颁标准、相关技术规范和要求。

要具备较好的开放性，保证采用相关技术的软硬件能够随时无障碍地接入，实现系统和数据的集中运行和统一维护管理。

2、适用性和先进性

充分考虑节水管理业务的现状和发展，采用成熟、稳定、完善,并符合业界主流发展趋势的产品和技术，既满足当前应用需求，也满足未来3-5年业务和管理的需要。

3、安全性和可靠性

应遵循国家电子政务信息安全的要求并结合节水管理应用的特点加强信息安全防护，具有一定的防病毒、防入侵能力。

具备有效的认证、授权和审计机制，在权限分级和数据分级的基础上，能够对关键操作、敏感数据进行重点防护，同时对内外部攻击和滥用具备一定的检测和防御能力。

软硬件资源需要保障节水服务管理业务应用的5×9（部分关键业务7×24）小时不间断、可靠运行，因此必须配备完善的可靠性措施设计，保证系统运行的高度可靠，包括数据库、主机、应用部署、网络等关键环节配备高可用性方案。

在出现异常时，应用系统应有人性化的异常信息方便用户理解原因，或采取适当的应对方案。

4、高性能和高负载能力

必须能够承载较大的应用运行负载，提供高性能的数据处理和应用响应能力，确保各类应用的高效运行。

5、灵活性与可扩展性

要能够根据信息化不断发展的需要，方便地扩展系统容量和处理能力，具备支持多种应用的能力。

同时可以根据应用发展的需要进行灵活、快速的调整，实现应用的快速部署。

6、经济性与投资保护

应以较高的性能价格比构建系统，使资金的产出投入比达到最大值。

以较低的成本、较少的人员投入来维护系统运转，达到高效能与高效益的要求。

尽可能保护已有系统投资，充分利用现有设备资源。

三.2设计依据及建设遵循规范

中心城区非生活用水户远程监控系统规划依据的相关标准规范包括：

《国家电子政务标准化体系》

《电子政务工程技术指南》（国信办［2003］2）

《关于我国电子政务建设的指导意见（即17号文件）》

《信息资源规划—信息化建设基础工程》

《关于加强信息资源开发利用工作的若干意见》（中办发［2004］34号）

《国家信息化领导小组关于加强信息安全保障工作的意见》（中办发[2003]27号）

《电子政务信息安全等级保护实施指南》（国信办[2005]25号）

《信息系统安全等级保护基本要求》（GB/T22239—2008）

《关于信息安全等级保护工作的实施意见》（公通字[2004]66号）

《信息安全等级保护管理办法》（公通字[2007]43号）

《电子政务业务流程设计方法通用规范》（GB/T19487-2004）

三.3总体框架

中心城区非生活用水户远程监控系统建设采用“五横二纵”的总体框架。

平台总体框架如下图所示：

●“五横”分别指基础设施平台、数据层、应用支撑层、应用系统和用户：

Ø基础设施平台

包括提供服务器系统、安全系统、存储与备份系统和基础软件，统一由电子政务云平台提供。

Ø数据层

包括计划用水管理数据库、地下水管理数据库、节水技术管理数据库、协同办公数据库和地理信息数据库。

Ø应用支撑层

包括报表工具、日志服务和地理信息系统。

Ø应用系统

包括远程监控系统和城市节水服务管理平台两部分。

Ø用户

包括节水办、计划用水单位、地下水取水户。

●“二纵”分别指标准规范体系和信息安全体系：

Ø标准规范体系

中心城区非生活用水户远程监控系统的建设依据。

标准规范体系建设有利于整个信息系统建设的规范性、正确性和科学性，实现数据资源的共享和业务流程的规范。

Ø安全保障体系

中心城区非生活用水户远程监控系统的建设保障。

安全保障体系建设涵盖了整个中心城区非生活用水户远程监控系统建设的所有领域，从物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、数据安全、安全管理制度等多个方面保障信息化建设。

中心城区非生活用水户远程监控系统的总体框架是以分层的思想进行设计的。

基于层间松散的耦合关系，在已确定平台的总体工作模式和层间的相互关系后，只需专注于本层的设计，不必担心本层的设计会影响他层，从而较少、甚至不关心他层的设计，提高了系统的稳定性和扩展性。

同时分层设计使得系统整体结构清晰、升级和维护工作更加容易、整体工作量相对较小、并且能对产生的错误进行有效的管理和控制，从而更加合理和有预见性得规避风险。

总体框架作为一个统一的整体，在一定的时期内相对稳定，具体内容可随着外部环境和内部条件的改变而适当调整。

第四章应用系统建设方案

四.1城市节水服务管理平台

城市节水服务管理平台包括计划用水管理系统、地下水管理系统、节水技术管理系统、GIS地图展示系统、协同办公系统、系统管理六大部分。

四.1.1计划用水管理系统

计划用水管理系统包括用水单位管理、用水计划编制、用水计划调整、用水考核管理、用水缴费管理、用水预警管理、用水统计分析等功能。

四.1.1.1用水单位管理

1.用水单位信息管理

系统实现对计划用水单位基本信息的管理，包括单位编号、单位名称、地址、法人代表、联系单位、所属行业、水表数量等信息。

系统提供对用水单位信息的增加、修改、删除等操作。

2.用水单位信息查询

系统能够实现对用水单位信息的自定义条件查询，自定义条件默认为单位名称、所属行业、水表数量区间等。

在查询功能界面提供导出每月用水单位增减情况统计表，导出的统计表能够支持打印。

系统能够按照银行格式要求打印和导出用水单位的“银行账号审核”信息。

四.1.1.2用水计划编制

四.1.1.2.1业务流程

各用水单位计划编制业务流程如下：

四.1.1.2.2系统功能

1.用水计划自动生成

以用水单位的历史实际用水量为参照，按照节水办的计划用水计算公式，系统实现自动在每年年底生成各用水单位下一年的年度计划用水量和季度计划用水量。

2.用水计划查询打印

系统能够按条件查询用水单位各个年度的计划用水量，同时按照用户要求模板打印出“年度分季用水计划表”，包括单位编号、单位名称、市城市节水办下达计划用量（分季）、本单位自动平衡量（分季）、水表档案号等信息。

3.用水单位信封套打

系统能够根据用水单位的信息，以信封模板为标准，通过卷筒打印机打印出用水单位的信封，用于计划表的邮寄工作。

四.1.1.3用水计划调整

四.1.1.3.1业务流程

用水计划调整的业务流程如下图所示：

四.1.1.3.2系统功能

1、用水计划调整申请

计划用水由系统自动产生后，用水单位能够根据实际需要按季度申请对计划用水量进行调整。

系统提供用水计划申请填报功能，政务中心工作人员能够根据用水单位提交的申请资料，在系统中填写计划用水申请信息，包括单位编号、单位名称、申请年度、季度用水计划量、季度用水调整量、调整原因、申请时间等。

2、用水计划申请审核

节水办在系统中接受到用水单位的调整申请后，内部讨论确认。

对于申请不合理的，节水办在系统中填写不合理原因，通过系统发送到用水单位；对于申请合理的，节水办在系统中审批通过后，系统自动生成“用水计划调整表单”和调整后的用水计划量，同时将审批通过信息发送到用水单位，用水单位能够通过系统自行查询打印“用水计划调整表单”，并打印盖章后提交至节水办备案。

四.1.1.4用水考核管理

1、用水数据导入

对于自来水公司提供的用水数据文件（包括两种格式数据，Excel文件和DBF文件），系统能够自动读取数据文件内容，将各计划用水单位的用水量等相关信息保存到系统中。

2、用水单位考核

按季度对各用水单位的实际用水量进行季度考核，查询用水单位的用水执行情况，包括单位编号、单位名称、本季度用水量、本季度计划量、是否超用等信息。

系统根据季度用水量信息，实现用水单位年度的考核工作，能够查询到用水单位全年的用水执行情况,包括单位编号、单位名称、本年度用水量、本年度计划量、是否超用等信息。

3、超计划用水加价管理

根据远程监控采集到的用水量，对比用水计划数据中的季度计划用水量，系统能够自动进行季度超计划用水量的核算工作，生成超计划用水告警单位报表、超计划用水单位报表信息。

对于超出计划用水量的单位，系统根据节水办超出计划用水的加价收费管理标准，自动计算出超计划部分加价收费金额。

四.1.1.5用水缴费管理

1、缴费信息生成

系统能够针对超计划用水单位套打出对应的季度“超计划用水累积加价收费缴费通知书”，用于通知超计划用水单位完成缴费工作；同时系统提供自动弹出窗口，提醒用水单位尽快完成缴费工作。

用水单位能够通过系统查询到超计划用水信息和加价收费信息。

2、缴费信息管理

系统能够实现对超计划用水单位缴费信息的管理，记录包括单位编号、单位名称、缴费状态（收取中、己收取）、是否到账、是否欠费、欠费理由等信息。

系统能够实现对用水单位缴费信息的自定义条件查询，生成缴费统计相关报表。

3、缴费票据打印

系统提供关于超计划用水缴费的相关票据打印功能。

系统能够按照银行要求格式导出加价信息等托收数据。

四.1.1.6用水预警管理

1、超量用水预警

系统根据用水单位的实际用水量和计划用水量，判定用水单位是否超量用水，并形成超量用水预警列表，节水办通过预警列表能够查看单位详细信息和超量用水信息，同时系统能够以自动弹出窗口的形式提醒超量用水单位。

2、用水欠费预警

系统提供用水单位欠费预警列表，节水办通过预警列表能够查看单位详细信息和缴费信息，同时系统能够以自动弹出窗口的形式提醒欠费用水单位。

四.1.1.7用水统计分析

能够根据用水单位信息、用水信息、缴费信息等数据，按照用户需求生成相关统计报表，并提供报表自定义模板，满足用户自行调整报表的需求。

支持以图形化和列表方式，基于根据各个用水单位的历史用水情况，形成包括每月用水量的增减情况对比，季度计划用水量和实际用水量对比，年度计划用水量与实际用水量对比；同时可提供区市县的区域用水统计对比图，用于分析和展示计划用水的用水趋势，辅助领导决策。

四.1.1.8典型参考界面

用水单位管理参考界面

用水计划编制参考界面

用水计划调整参考界面

四.1.2地下水管理系统

地下水管理系统包括固定取水户管理、施工降水户管理、地下水水资源管理、地下水计划管理、地下水考核管理、地下水缴费管理、地下水预警功能、地下水统计分析等功能。

四.1.2.1固定取水户管理

1、固定取水户信息管理

系统实现对固定取水户基本信息的管理，包括编号、取水户名称、取水地址、证数、井数、使用情况，年报表分类、取水户类型等信息。

系统提供对固定取水户信息的增加、修改、删除等操作。

2、固定取水户信息查询

系统能够实现对固定取水户信息的自定义条件查询，同时能够打印“每月固定取水户增减情况统计表”。

3、取水户许可证管理

系统实现对地下水取水户的许可证管理。

登记水务局所发的固定取水许可证信息，包括编号、取水户证号、取水户名称、发证日期、有效期限起、有效期限止、取水量、退水量、取水用途等。

系统提供证件到期提醒功能，根据设置的到期提醒时间，系统能够以自动弹出窗口的形式提醒相关负责人。

四.1.2.2施工降水户管理

1、施工降水户信息管理

系统实现对建筑施工降水用户基本信息的管理，包括编号、取水证号、单位全称、单位地址、法人代表、联系人、电话、缴款信息（账号、开户银行）、凿井取水施工单位信息、取水地点等信息。

系统提供施工降水户信息的增加、修改、删除等操作。

2、施工降水户信息查询

系统能够实现对固定取水户信息的自定义条件查询，同时能够打印“施工降水用户资料一览表”。

3、临时许可证管理

系统提供对施工降水户建筑工地的现场巡查情况管理，记录包括建设单位名称、建设工程名称、建设工程地址、联系人、联系电话、巡查时间、现场巡查情况、现场处理情况、水泵信息、备注等信息，同时支持导入排管处所提供的“建筑工地巡查情况”表格信息。

系统提供对临时许可证的管理功能，包括新办、续办和停止，记录所发的临时取水许可证信息，包括编号、项目名称、取水户证号、续办信息、取水户名称、发证日期、开始日期起、到期日期、取水量、退水量、取水用途、停用时间等。

系统提供证件到期提醒功能，根据设置的到期提醒时间，系统能够以自动弹出窗口的形式提醒相关负责人。

同时能够统计打印“施工降水到期用户报表”。

四.1.2.3地下水资源管理

1、地下水资源信息管理

系统提供对地下水源（水井）信息的管理，包括地下水源（水井）名称、地下水源（水井）地址、区域、负责人名字、水量等信息。

其中水量信息由远程监控系统实时采集。

系统提供对地下水资源信息的增加、修改、删除等操作。

2、地下水资源信息查询

系统能够实现对地下水资源信息的自定义条件查询。

四.1.2.4地下水计划管理

1、地下水计划自动生成

以取水户前三年的历史实际用水量为参照，按照节水办的计划用水计算公式，系统实现自动在每年年底生成各取水户下一年的年度计划用水量和季度计划用水量，同时提供计划用水量的人工调整功能。

2、地下水计划查询

系统能够按条件查询取水户各个年度的计划用水量，同时按照用户要求模板打印出“中心城区20XX年地下水取水计划表”，包括编号、取水户证号、取水户名称、20XX年计划量、一季度计划量、二季度计划量、三季度计划量、四季度计划量、备注等信息。

四.1.2.5地下水考核管理

1、取水户考核

系统根据远程监控系统采集到的用水量，按季度对固定取水户的实际用水量进行季度考核，查询取水户的用水执行情况，包括编号、取水户证号、取水户名称、取水地址、本季度用水量、本季度计划量等信息。

系统根据季度用水量信息，实现取水户年度的考核工作，能够查询到用水单位全年的用水执行情况,包括单位编号、单位名称、本年度用水量、本年度计划量、是否超用等信息。

2、取水户费用管理

系统能够实现对取水户费用信息的管理，根据取水户的用水量数据和收费标准，系统自动进行计算出固定取水户的水资源费和污水处理费金额，施工降水户的水资源费金额。

四.1.2.6地下水缴费管理

1、缴费信息生成

系统能够针对取水户套打出对应的“水资源费缴款书“，用于取水户完成缴费工作；同时系统提供以弹出窗口的形式提醒取水户尽快完成缴费工作。

取水户能够通过系统查询到相关的缴费信息。

2、缴费信息管理

系统能够实现对取水户缴费信息的管理，记录包括单位编号、单位名称、缴费状态（收取中、己收取）、是否到账、是否欠费、欠费理由等信息。

系统能够实现对取水户缴费信息的自定义条件查询，生成缴费统计相关报表。

3、缴费票据打印

系统提供关于地下水缴费的相关票据打印功能，包括固定取水户污水处理费发票等。

系统能够按照银行要求格式导出银行托收数据。

四.1.2.7地下水预警功能

1、许可证到期预警

系统提供取水户取水许可证到期、预警列表，节水办通过预警列表能够查看单位详细信息和许可证到期时间信息，同时系统能够提供以弹出窗口的形式提醒许可证到期取水户。

2、超量用水预警

系统根据取水户的实际用水量和计划用水量，判定取水户是否超量用水，并形成超量用水预警列表，节水办通过预警列表能够查看取水户详细信息和超量用水信息，同时系统能够提供以弹出窗口的形式提醒超量取水户。

3、用水欠费预警

系统提供取水户欠费预警列表，节水办通过预警列表能够查看取水户详细信息和缴费信息，同时系统能够提供以弹出窗口的形式提醒欠费取水户。

四.1.2.8地下水统计分析

系统能够根据取水户信息、地下资源信息、用水信息、缴费信息等数据，按照用户需求生成相关统计报表，并提供报表自定义模板，满足用户自行调整报表的需求。

系统支持以图形化和列表方式，基于根据各个地下水取水户的历史用水情况，形成包括每月用水量的增减情况对比，季度计划用水量和实际用水量对比，年度计划用水量与实际用水量对比；同时可提供区市县的区域地下水用水统计对比图，用于分析和展示地下水的用水趋势和地下水资源使用趋势，辅助领导决策。

四.1.2.9典型参考界面

固定取水户管理参考界面

地下水统计参考界面

四.1.3节水技术管理系统

节水技术管理系统包括水平衡测试管理、节水型单位管理、节水技改项目管理、节水科技成果管理和节水技术培训管理等功能。

四.1.3.1水平衡测试管理

1、水平衡测试信息管理

系统实现对水平衡测试的信息管理，包括创建人、水平衡测试标题、测试单位编号、测试单位名称、联系方式、地址、状态（计划编制、实施、验收）、相关文档资料等信息。

系统提供对水平衡测试信息的增加、修改、删除等操作。

2、水平衡测试查询统计

系统能够实现对水平衡测试信息的自定义条件查询，并生成相关的信息统计报表。

四.1.3.2节水型单位管理

1、节水型单位信息管理

系统实现对节水型单位的信息管理，包括单位编号、单位名称、地址、法人代表、联系单位、所属行业、节水型创建时间、复查时间、复查情况、相关文档资料等信息。

系统提供对节水型单位的增加、修改、删除等操作。

2、节水型单位查询统计

系统能够实现对节水型单位信息的自定义条件查询，并生成相关的信息统计报表。

四.1.3.3节水技改项目管理

1、节水技改项目信息管理

系统实现对节水技改项目的信息管理，包括项目编号、项目名称、单位名称、节水技改时间、节水技改内容、节水技改实施情况、节水效益、资金投入和使用情况、验收管理、相关文档资料等信息。

系统提供对节水技改项目的增加、修改、删除等操作。

系统提供技改资金的资金申请、批复、使用管理功能，记录资金的总额、资金使用计划、资金使用信息、剩余资金等信息。

2、节水技改项目查询统计

系统能够实现对节水技改项目的自定义条件查询，并生成相关的信息统计报表。

四.1.3.4节水科技成果管理

1、节水科技成果信息管理

系统实现对节水科技成果的信息管理，包括成果编号、成果名称、单位名称、评议、鉴定、申报、登记、应用、考核评价、成果奖励、相关文档资料等信息。

系统提供对节水科技成果的增加、修改、删除等操作。

2、节水科技成果查询统计

系统能够实现对节水科技成果的自定义条件查询，并生成相关的信息统计报表。

四.1.3.5节水技术培训管理

1、节水技术培训信息管理

系统实现对节水技术培训的信息管理，包括培训编号、培训时间、培训单位、培训内容、培训人、培训效果、相关文档资料等信息。

系统提供对节水技术培训的增加、修改、删除等操作。

2、节水技术培训查询统计

系统能够实现对节水技术培训的自定义条件查询，并生成相关的信息统计报表。

四.1.3.6典型参考界面

四.1.4GIS地图展示系统

GIS地图展示系统包括用水展示、用水查询、用水预警和用水统计等功能。

四.1.4.1用水展示

系统提供可切换的二维电子地图和卫星图的底图，用符号将所有水表、用水单位和地下水资源的的空间位置信息在地图上显示，通过点击符号，可以查看到各个水表的基本信息、用水单位的基本信息和地下水资源（水井）的信息。

包括基本信息，用水信息，缴费信息等。

用水单位的基本信息包括单位编号、单位名称、地址、法人代表、联系单位、所属行业、水表数量等信息；用水信息包括季度计划用水量和实际用水量；缴费信息包含缴费状态（收取中、己收取）、是否到账、是否欠费、欠费理由等信息。

地下水资源的信息包括地下水源（水井）名称、地下水源（水井）地址、区域、负责人名字、水量等信息。

四.1.4.2用水查询

1、专题数据查询

系统提供对用水单位和地下水资源等信息的查询，包括属性查询和范围查询。

属性查询：

用户通过选择查询类别（用水单位和地下水资源），输入名称关键字进行检索，系统会形成结果列表，点击查询结果可以将查询结果定位到地图上，并显示用水单位或地下水资源的详细信息。

范围查询：

用户可以在选择查询类别后，自由框定查询的地图范围，系统会将该范围的查询结果显示到地图上并形成结果列表，点击查询结果可以将查询结果定位到地图上，并显示用水单位或地下水资源的详细信息。

2、辅助查询

系统提供基础的兴趣点和地名地址的辅助自由查询，通过输入关键字检索，系统将查询结果显示到地图上，可以帮助用户了解用水单位相关的兴趣点信息。

四.1.4.3用水预警

1、超量用水预警

系统根据用水单位的实际用水量和计划用水量，判定用水单位是否超量用水，对于超量用水的，系统在地图上使用高亮闪烁的图标进行预警提醒，并形成列表，点击后可以定位到具体用水单位，并查看详细单位信息和超量用水信息。

2、用水