智慧城市数据中心平台概要设计说明书.docx
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智慧城市数据中心平台概要设计说明书
智慧城市数据中心平台
概要设计说明书
1.引言
编写目的
本文档对数据中心平台的整体架构及各模块功能的设计进行概要性描述。
本文档编写的目的在于:
1、方便系统用户、分析人员和软件设计人员进行交流,在设计阶段再次判定目标软件能否满足其原来的期望。
2.方便软件设计人员及开发人员了解系统体系架构和技术方案,并以此文档为基础进行系统详细设计。
本文档主要目的是以设计人员进行软件详细设计为基本出发点,也是维护人员的技术支持文档之一。
项目背景
在信息化时代背景下,数据资源的多寡、数据质量的高低直接决定着各类社会主体的运作效率,数据分析应用能力也影响着管理者决策的方向,对数据的全面搜集和有效挖掘利用已经成为当今世界各国信息化建设的重要内容。
自2020年以来,在《智慧城市顶层设计总规》的指导下,开展了业务、资源、系统、基础设施等方面的顶层设计,提出要加强数据中心建设工作,搭建数据中心辅助决策平台,进一步提升数据整合、共享和分析决策能力,并通过数据架构体系的理论研究和网格化社会服务信息化系统的建设,积累了大量人、地、物、组织、房屋、地下空间的基础资源数据和协同业务数据,为数据分析决策、数据共享应用奠定了数据基础。
鉴于以上背景,提出了构建数据中心的整体规划,整合北京市现有数据库和系统资源,建设统一规范的人、组织、地、物等基础信息库,实现全区基础信息的准确性、唯一性和权威性;建设各政府部门之间准确、完整、规范、清晰、权则结合的基础数据信息共享交换平台,实现基础数据信息高度共享和综合应用;通过基础数据和业务数据的整合集中、统一管理,为科学决策提供强大的数据支持;建立和健全数据标准规范体系和数据安全体系,建立一个统一规范、集中部署、安全规范、充分共享的基础信息数据中心。
其中数据中心平台是整体规划的重要核心系统,通过本项目建设,为政务部门和社会公众提供数据共享服务,保障政府决策的科学性、有效性和规范性,提升政府管理能力和公共服务水平。
术语
序号
术语
所指对象或含义
1
2
人
实际生活在的人口总称,包括常住人口、流动人口、散居社会境外人员等。
3
地
地点,社会管理区域内需要关注的重要场所、部位等地理位置的统称
4
物
物件,社会管理区域内需要关注的重要设施、物品的统称
5
组织
社会管理区域内需要关注和利用的各类单位、团体等集体的统称
6
经济
宏观经济,以统计经济信息为基础的金融、税收、统计等经济数据
7
网格化社会服务
一种创新型的社会服务管理模式,采用网格化管理理念划分社会管理网格单元,实现网格内“人、地、事、物、组织”等全要素信息的常态化管理与服务,促进社会管理由“粗放型管理”向“精细型管理”转变
2.总体设计
设计原则
实用性原则:
这是所有应用软件最基本的原则,直接衡量系统的成败,每一个提交到用户手中的系统都应该是实用的,能解决用户的实际问题,达到用户的“功能性需求”和“非功能性需求”。
适应性和可扩展性原则:
系统需要具备很好适应能力,采用J2EE的技术架构体系能适应于多种运行环境,来应对未来变化的环境和需求。
可扩展性主要体现在系统易于扩展,系统总体设计采用高内聚,低耦合原则,该原则设计的系统具有更好的扩展性,可以更高效的完成系统的维护开发,持续的支持业务的发展,而不会成为业务发展的障碍。
可靠性原则:
系统设计从系统结构、设计方案、设备选型等方面考虑,使得系统故障发生的可能性尽可能少,影响尽可能小,对各种可能出现的紧急情况有应急的方案和对策。
可维护性和可管理性原则:
在系统设置、系统维护等方面的设计要易于操作,体现灵活性的原则,通过实用性与方便性的设计来提高管理水平和工作的效率。
安全性原则:
现在的计算机病毒几乎都来自于网络,系统遵照国家安全等级保护三级标准,在网络安全、系统安全、用户安全、用户程序的安全和数据安全环节采取措施,使系统具备较高安全性,对使用信息进行严格的权限管理,技术上,应采用严格的安全与保密措施,保证系统的安全可靠性、保密性和数据一致性等。
总体建设目标
以现有业务系统资源为基础,梳理制定信息资源标准规范,构建人员、地点、物件、组织和经济五大资源库,实现基础信息的集中、统一与规范管理,实现资源元数据及资源目录管理,提供数据对外共享服务,为政府统计分析及决策支持提供数据支撑,为政务部门和社会公众提供基准数据服务,保障政府决策的科学性、有效性和规范性,提升政府管理能力和公共服务水平。
总体建设任务
2.3.1资源标准规范
以现有业务系统数据资源为基础,提取每类资源的数据指标,按人员、地点、物件、组织和经济分类整理,分析合并形成业务元数据,整理元数据名称、类型、长度、数据单位、来源部门、备注说明等信息项。
结合元数据及现有业务系统的数据结构,对每类数据资源进行分析,抽取形成业务资源对象基本模型和业务主题模型,整理具体模型对象的指标名称、指标类型、指标长度、计量单位、代码标识符及备注属性。
2.3.2五大资源库
1、人口库,依托人口规范模型构建人口资源库,管理包括常住人口、流动人口、散居社会境外人员在内的所有人员基本信息和业务主题信息。
2、地点库,依托地点规范模型构建地点资源库,管理社会管理区域内需要关注的重要场所、部位等地点位置。
3、物件库,依托物件规范模型构建物件资源库,管理社会管理区域内需要关注的重要设施、物品等物件信息。
4、组织库,依托组织规范模型构建组织资源库,管理从事市场活动的经济组织、机关事业单位、街道社区组织、社会团体等组织信息。
5、经济库,依托宏观经济规范模型构建经济资源库,管理以统计经济信息为基础的金融、税收、统计等经济数据
2.3.3资源目录管理
根据数据资源的业务类型、来源部门等多维度对数据资源进行灵活编目,实现数据资源的有效管理,包括元数据、信息集、资源目录、数据查询等功能。
2.3.4共享服务管理
提供在线和离线接口形式,对外提供人、地、物、组织、经济信息的共享服务.
2.3.5搭建基础软硬件平台
实现系统软硬件、运行环境和应用的集成,内容包括硬件设备安装调试、中间件安装初始化和数据库安装配置,为上层业务应用提供一个稳定可靠的支撑环境。
总体架构设计
本项目应按数据中心建设的总体要求,以构建权威、完整、准确的数据资源库为核心,以数据标准规范、数据管理和共享服务为重点,充分挖掘数据的应用价值和服务效能,进行整体优化设计和资源库建设。
从资源的管理生命周期及数据加工过程视角来看,项目的总体架构分数据提供层、数据整合层、数据资源层、数据应用层和应用访问层。
数据提供层:
现有系统已积累的数据资源,如网格系统数据库。
数据整合层:
对分散在各个系统的数据源进行提取、清洗、整合,完成数据的汇总、校核和质量检查,存在问题的数据向数据源反馈。
数据资源层:
存放整合后数据资源,作为对外提供服务的核心生产库。
资源应用层:
提供数据管理和数据共享服务应用,可以对资源元数据、资源目录进行管理,对外提供数据接口服务。
应用门户层:
提供web应用平台和在线服务接口,提供系统数据的访问。
系统功能结构
系统功能划分主要包括数据资源规范、数据资源库、资源模型管理、数据资源管理、共享服务管理和系统管理。
技术架构
技术实现架构描述了系统在开发过程中采用的具体技术实现方案,也是对逻辑架构的进一步补充。
技术架构中重点对业务处理部分的系统服务层、应用支撑层、业务运行层和数据交换层所采用的实现技术和应用的组件进行说明。
2.6.1应用系统架构
系统技术架构遵循J2EE标准,以东软成熟的技术平台解决方案为基础进行开发,客户端基于RIA富客户端开发,应用服务共分为Action、IABO、ALBO、DAO四层,其中Action层为统一代理。
2.6.2富互联网应用程序(RIA)技术
RIA(RichInternetApplications,富互联网应用程序)是目前B/S架构系统最为常用的技术。
传统的基于HTML页面的系统已经渐渐不能满足网络浏览者的更高的、全方位的体验要求了,RIA的出现也就是为了解决这个问题。
RIA技术提供了多种数据模型来处理客户端复杂的数据操作。
使用RIA可以将部分原本需要在后台程序处理的问题转移到客户端,使数据能够被缓存在客户端,从而可以实现一个比基于HTML的响应速度更快,数据往返于服务器的次数更少的用户界面。
RIA技术提供了比HTML更为丰富的界面表现元素,密集、响应速度快和图形丰富的页面元素与数据模型结合在一起,为用户提供好的使用体验。
RIA具有的桌面应用程序的特点包括:
在消息确认和格式编排方面提供互动用户界面;在无刷新页面之下提供快捷的界面响应时间;提供通用的用户界面特性如拖放式(draganddrop)以及在线和离线操作能力。
RIA具有的Web应用程序的特点包括如:
立即部署、跨平台、采用逐步下载来检索内容和数据以及可以充分利用被广泛采纳的互联网标准。
RIA具有通信的特点则包括实时互动的声音和图像。
本系统中所有应用系统均采用RIA实现技术。
下面就本项目中用到的RIA典型应用作个介绍:
2.6.2.1界面交互
基于Ajax的web应用程序模型与传统的web模型具有很大优势,如上图所示。
在本系统的界面交互方案中采用业界比较成熟的Ajax技术,从而在以下方面提升系统效能:
1.Ajax的根本理念是“按需取数据”,可以把以前的一些服务器负担的工作转嫁到客户端,利用客户端闲置的计算能力处理,从而减轻服务器和带宽的负担,节约存储和网络成本。
2.为了更好的用户体验,无刷新更新页面,减少用户实际和心理等待时间,即使要读取比较大的数据,也不会像刷新一样出现白屏的情况——Ajax是用XMLHTTP发送请求得到服务端应答数据,在不重新载入整个页面的情况下用JavaScript操作DOM最终更新页面的,所以在读取数据的过程中,相对时间比较短。
3.Ajax不需要插件或下载小程序,基于标准化技术实现,被广泛支持,其应用前景很广泛,同时也利于日后维护和修改。
2.6.2.2界面组件
Dojo是一个开源的JavaScript用户界面开发工具包,Dojo体系结构如上图所示。
它能够使我们更容易编写JavaScript,更快速的制作大型的界面,在一定程度上使我们更容易开发动态的用户界面:
1.Dojo是基于Ajax的客户端架构
2.Dojo是基于JavaScript的界面开发工具包。
这意味着使用Dojo可以直接画出静态页面,而不依赖于任何服务器资源,使界面设计与功能实现相分离,功能实现时可以直接应用界面设计的成果,这是Taglib标签库等无法实现的。
3.Dojo是一个面向对象的JavaScript框架。
通过JavaScript的封装来提供面向对象特征,使界面开发完全组件化,使代码更容易维护、藕合性更低,并且可以进行很好的自定义组件扩充。
4.Dojo是开源的。
利用开源特性,我们可以获得更广泛的组件复用及功能支持。
在本系统中采用基于Dojo并高于Dojo的策略构建页面组件,即在Dojo之上实现更高层的封装及扩展,借此即能利用Dojo已有功能及组件,又能对局部进行优化改造、组件替换。
2.6.2.3客户端与服务器端数据交互
在标准的J2EE规范中,客户机与服务器之间使用Http协议通信,数据采用XML格式交互,Ajax架构也是如此。
Xml是交换数据的标准方法,但通常不是最好的方法。
尽管Xml可以为数据添加结构和元数据,但这确实是一个比较麻烦的方法。
Xml还有相当复杂的语法,需要解析器解析它。
在JavaScript中,Xml必须被解析为DOM树才可以使用。
并且,一旦构建了DOM树,还不得不通过建立相应的JavaScript对象或其他方法才能在客户端应用程序中使用Xml数据。
最关键的是Xml数据解析的性能问题,大数据量下将成为速度瓶颈,虽然可以使用自定义的字符串格式来替代Xml,但数据量大时字符串的解析仍然成为问题,而且很大程度上增加了客户端与服务端代码的藕合性,增大了维护的成本。
为解决上述性能问题,本系统中客户端与服务端数据交互将采用Json技术(JavaScriptObjectNotation)。
Json与Xml相似,也是采用文本格式,但其比Xml具备如下优势:
1.Json的文本数据格式和JavaScript对象的内部数据格式一致,可以将Json字符串直接转换为JavaScript对象,与Xml和字符串解析不同,这种转换而不需付出任何代价。
2.与Xml相比,Json的文本数据格式更加简单、非冗余。
这将大幅减少客户端与服务器之间通信的数据量,提高应用性能。
对比如下:
Xml数据:
Json数据:
{"addressbook":
{"name":
"MaryLebow",
"address":
{
"street":
"5MainStreet"
"city":
"SanDiego,CA",
"zip":
91912,
},
"phoneNumbers":
[
"619332-3452",
"664223-4667"
]
}
}
体系架构
2.7.1运行环境
应用服务器及数据库采用集群部署,数据库服务器采用光纤交换机链接磁盘整列,数据库集群共享统一的磁盘整列存储,即所有数据库数据存放于磁盘阵列中实现快速交换及安全存储。
2.7.2开发环境
配置环境:
SVN
应用服务器:
tongweb以上(Jdk1.6以上)
数据库:
Gbase8t
开发工具:
UniEAP3.5(基于eclipse架构)等
3.系统概要设计
数据资源规范
以现有系统数据资源为基础,梳理人口概念模型、地理概念模型、物件概念模型、组织概念模型和经济概念模型。
数据资源库
依据已有的人口概念模型、地理概念模型、物件概念模型、组织概念模型和经济概念模型生成对应的数据资源库。
资源模型管理
资源模型管理包括资源分类管理、元数据管理、数据集管理和数据集查询四个模块。
3.3.1资源分类管理
模块概要设计
模块描述
实现对基础数据库的分类管理,资源可分为人、地、物、组织和宏观经济五类
功能操作
新增:
新增资源分类
修改:
修改资源分类
删除:
删除资源分类
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
资源分类名称、资源分类标识符
3.3.2元数据管理
模块概要设计
模块描述
对物理模型信息项进行统一管理,包括元数据增加、查看、修改、删除功能。
功能操作
新增:
录入元数据信息
修改:
修改元数据信息
删除:
删除元数据信息
关键逻辑
元数据必须属于某一个数据集
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
元数据名称、资源分类、元数据编码、元数据类型、元数据长度、数据单位、代码集标识、拼音、备注
3.3.3数据集管理
模块概要设计
模块描述
参照数据资源库对每一类数据资源对应的物理表及字段进行维护。
功能操作
数据集查询:
根据资源分类和数据集名称查询符合条件的数据集
数据集新增:
录入数据集信息
数据集修改:
修改选中的数据集信息
数据集删除:
删除选中的数据集
信息项维护:
维护数据集的信息项
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
查询:
资源分类、数据集名称
新增:
数据集名称、资源分类、更新周期、来源部门、物理表名、备注
3.3.4信息项维护
模块概要设计
模块描述
参照数据资源库对每一类数据资源对应的字段进行维护。
功能操作
新增:
录入信息项信息
修改:
修改选中的信息项信息
删除:
删除选中的信息项
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
名称、类型、长度、数据单位、代码标识、备注
3.3.5数据集查询
模块概要设计
模块描述
根据查询条件查询符合条件的数据集
功能操作
查询:
查询数据集
关键逻辑
无
约束条件
无
信息项
资源类型、数据集名称、名称、类型、长度、数据单位、代码标识、备注
数据资源管理
数据资源管理包括代码集管理、资源目录管理、数据查询三个模块。
3.4.1代码集管理
模块概要设计
模块描述
对代码集进行管理,包括增加、修改和删除操作
功能操作
新增:
录入代码集信息
修改:
修改代码集信息
删除:
删除代码集信息
查询:
查询代码集
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
代码类型名称、代码类型编码、代码名称、代码值
3.4.2资源目录管理
模块概要设计
模块描述
对现有数据资源的描述管理,通过资源目录能够快速定位到资源数据信息,提供对多维度的资源管理
功能操作
新增:
新增资源目录节点
修改:
修改资源目录节点
删除:
删除资源目录节点
关键逻辑
叶子节点必须管理物理表名称
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
目录名称、物理表名称
3.4.3数据查询
模块概要设计
模块描述
通过资源目录用户能够快速了解到所需要资源的相关情况
功能操作
查询:
点击资源目录叶子节点,系统动态生成相关表的数据情况。
关键逻辑
资源目录叶子节点必须关联物理表
约束条件
无
信息项
资源目录名称、资源目录分类名称
共享服务管理
共享服务管理包括在线服务接口、在线接口管理和在线接口测试三个模块。
3.5.1在线服务接口
模块概要设计
模块描述
提供人、地、物、组织和经济信息的在线接口服务,支持对外基本数据提供要求
功能操作
数据需求方根据提供的接口url和方法名称获取所需要的数据
关键逻辑
无
约束条件
无
信息项
访问url、方法名称、入参
3.5.2在线接口注册
模块概要设计
模块描述
实现对接口服务的注册功能,接口类型包括人、地、物、组织和经济五类
功能操作
查询:
根据条件查询需要的接口服务
新增:
录入接口信息
修改:
修改接口信息
删除:
删除修改信息
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
接口编号、接口名称、方法名称、访问地址、入参、出参、描述
3.5.3在线接口测试
模块概要设计
模块描述
实现对已注册的接口服务进行测试
功能操作
接口查询:
根据条件查询接口信息
接口测试:
测试已注册的接口是否正确
关键逻辑
接口服务必须先注册
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
资源类型、访问地址、入参、结果输出
系统管理
系统管理包括用户管理、组织管理、角色管理和权限管理
3.6.1用户管理
模块概要设计
模块描述
对系统用户进行管理,包括增加、修改、删除等操作
功能操作
新增:
录入用户信息
修改:
修改选中的用户信息
删除:
删除选中的用户信息
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
用户名称、用户账号、用户描述、组织单元、业务角色、是否锁定
3.6.2组织管理
模块概要设计
模块描述
对系统组织机构进行统一管理,包括组织的新增、修改和删除等功能
功能操作
新增:
添加组织机构信息
修改:
修改组织机构信息
删除:
删除组织机构信息
关键逻辑
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
组织单元名称、描述信息、上级领导岗位、组织单元
3.6.3角色管理
模块概要设计
模块描述
对系统角色进行统一管理,包括角色新增、修改和删除
功能操作
新增:
新增角色信息
修改:
修改角色信息
删除:
删除角色信息
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
角色编号、角色名称、备注
3.6.4权限管理
模块概要设计
模块描述
授权管理可以提供权限的配置功能,提供对权限本身的管理和对角色进行授权的机制配置,可以对不同资源进行授权。
功能操作
选择需要授权的节点,点击右侧节点进行授权,点击保存。
关键逻辑
无
约束条件
无
信息项
角色名称、角色编码、权限名称、权限编码
3.6.5菜单管理
模块概要设计
模块描述
菜单管理提供了系统应用菜单的维护,包括菜单的增加、删除和修改,支持菜单树形层次结构的管理
功能操作
增加:
录入菜单信息
修改:
修改菜单信息
删除:
删除菜单信息
关键逻辑
无
约束条件
带*号输入项必须填写,给予录入提示
删除信息时要提示用户是否确认删除
功能操作完成后给予操作完成提示
信息项
名称、请求对象、题目、目标区域、是否显示
对外接口
系统支持对外提供数据接口服务,接口类型为WbeService接口,系统提供接口访问url、接口名称、入参格式、出参格式。
接口类型分为人口数据接口、地理数据接口、物件数据接口、组织数据接口和经济数据接口五类。
序号
接口名称
所属资源分类
描述
1
人口信息接口服务
人口
实现访问人口数据的系列接口服务
2
地理信息接口服务
地理
实现访问地理数据的系列接口服务
3
物件信息接口服务
物件
实现访问物件数据的系列接口服务
4
组织信息接口服务
组织
实现访问组织数据的系列接口服务
5
经济信息接口服务
经济
实现访问经济数据的系列接口服务
4.非功能性设计
系统性能设计
系统为用户提供方便快捷的业务应用,快速的响应速度、准确的信息查询结果、友好的界面显示和高效的运行。
为了满足应用系统的性能的需求,在系统建设时,我们从人机交互、开发部署、系统支撑环境三个方面进行了优化设计,确保系统性能最优。
一、采用AJAX技术,减少页面刷新
根据系统架构的设计原则,尽量减少页面与数据库的交互以提高性能,其中,AJAX技术是最为普遍的技术之一。
AJAX技术的存在,使得用户不用手动刷新页面,重新读取数据库中该页面所有的数据元素,而是由系统自动刷新页面上
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