监测平台范文
时间：2023-03-22 11:11:43
导语：如何才能写好一篇监测平台，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：DVB平台 MPEG-2 码流分析仪 码流监测 C/N QAM调制
中图分类号：TN938 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0037-01
1 背景
传统的数字监测，通过输出图像，靠人工监看和评估方式，根本无法及时准确的判断和预警，通过码流分析仪，人工方式逐点进行码流测试和分析，也无法多点同时在线监测，反而造成了人力、物理等维护成本的增加，也未能保障节目的播出品质，保障节目的安全播出。
针对数字电视传输中各级信源综合监测而推出的DVB平台的监测。该系统基于嵌入式结构，综合数字电视解密解扰、数字电视传输信道监测、码流监测、多画面显示、网络监管等众多功能为一体的平台DVB监测。
2 数字电视系统前端的构成
一般由数字卫星接收机、复用器、QAM等设备组成。数字卫星接收机对接收的节目进行QPSK解调并输出码流；复用器将多个传输流复用为一个数字传输流，实现在一个模拟电视频道上传输1-8路数字电视节目；码流适配和QAM调制，对国家、省级等通过SDH下传的数字节目流进行码率调整，完成SDH--DS3（44.736Mbps）到DVB--ASI（22-56Mbps）接口的转换；并对其进行QAM调制。
3 DVB平台的监测
监测系统主要是由信源监测（SDI流、ASI流）到复用器的输出监测（TS传输流）到QAM的监测（RF信号）3个部分组成，涵概监测信号从基带传输流到单节目码流到TS复用传输码流最后到射频信号的监测，在这里面我们的射频监测对象主要是DVB-C的QAM调制监测，同时支持QPSK、COFDM的物理层监测。保障节目的播出质量、保障节目的安全播出，需要对数字信号的几个方面进行分析：HDTV多画面监测（可将加扰流解扰监看）、码流层的各种信息、射频信号的各种参数的监测三方面，通过统一网管进行集中监视、监测、分析、报警。
监测的重点放在数字电视系统的末端，通过监测设备实时的监测，深入分析、相应的报警信息判断出输入和输出信号的质量及安全，码流的深入分析，作为信号质量劣化分析点和故障判断点。
以我市有线电视数字电视监测系统为例，我们采用的是2台监测主机射频信号（加扰流）进行在线实时监测，监测主机监测分为4个层面：（1）HDTV多画面监视；（2）在线实时码流分析；（3）在线射频分析；（4）联动报警。
监测主机对射频信号、信道调制信号、TS流、TS加扰流、MPEG压缩信号进行系统的分析并监测，并将接收到的信号进行解扰、解码，通过多画面HDTV处理显示输出。在监视图像和声音的同时，可实时监视、监测射频信号、信道调制信号、TS码流、音视频信号的指标，通过网络拓扑图，可以在线实时监视各个点的状态，达到统一监视、集中管理的目的。
功能应用层：根据网管系统提供的信息和数据，监测主机通过硬件独立完成各个功能，包括前端网络拓扑图、运行状态信息显示、报警提示、日志生成和查询等。
数据处理层：通过SNMP协议，将监测主机分析的数据汇聚到网管服务器端，进行存储、过滤和分类。
监测数据层：完成节目的质量、内容的监测功能，并输出相关的运行状态和参数信息。
（1）监测点A：HDTV高清多画面监测
监测主机内置独立的视、音频解码器；内置多画面分割器；内置独立的解扰模块；内置矩阵切换功能。监测主机将接收到的信号进行解码、解扰，通过HDTV多画面输出显示。
通过多画面的监测，完成对加扰流或清流输出质量的监测，除了可以对视音频的信息监测（静帧、黑场、伴音、马赛克等）外，还可以将码流层的报警信息在屏幕上显示（联动报警），使操作员可以通过屏幕也可了解到某节目的状态信息。
（2）监测点B：码流核心监测
监测主机内嵌码流分析功能，一台设备含有16个码流分析模块，可以同时对16个MPTS流在线实时码流分析。
监测主机通过内嵌的码流分析功能，完成对MPEG/TS码流和参数的监视、监测、分析和报警，符合ISO/IEC和TR101 290三类优先级共计3级22个参数的实时在线监视、监测、分析和报警：
第一级：（直接与正确解码相关的监测项）：传输流同步丢失、同步字节错误、PAT错误、节目映射表错误、连续技术错误、PID错误、共计6个参数。
第二级：（连续性监测项和一些重要的监测项）：传送包错误、节目时钟参考错误、PCR精度错误、CRC错误、PTS错误、CAT错误。共计6个参数。
第三级：（与应用相关的监测项，但不影响正常解码）：网络信息错误、SI表重复错误、缓冲器错误、未引用PID错误、业务表述表错误、时间信息表错误、运行状态错误、时间日期错误、时间日期表错误、缓冲器空错误、数据延世错误。共计10个参数。
（3）监测点C：射频信号监测
完成对射频信号的性能参数（通过电平，符号率，MER，EVM，星座图和RS前后的BER等）进行实时监视、监测、分析和报警。根据信号标准，判定信号的好坏，是否有干扰等。前端综合网管系统：
作为前端核心的信息操作，系统设计采用了基于IP技术的DVB监测体系，分布式架构，监测主机网管通过网络对接监测主机，实现对系统中的各个硬件设备监测的信息的监测，通过统一界面监看，了解系统中各个信号的信息。
RF失锁报警：可判断是否有信号，有着绿灯、无红灯提示。
TS错误报警：了解2个MPTS当前的状态，发生错误红灯提示、恢复为黄灯（曾经错误过）、绿色表示正常。当发生错误时，点击对应的通道，可在下方查看出某个节目发生什么错误，及时提醒操作员处理。
图像报警：可查看出现目前各个节目的状态，绿灯正常，红灯表示某个节目发生错误。
篇2
关键词： 云平台； 中小桥梁； 施工O控； 健康监测
中图分类号：TP399 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）02-13-03
0 引言
近年来有关桥梁结构的安全问题频发，桥梁结构安全已经成为大众关注的焦点之一；许多桥梁采用了施工控制技术来保证施工期安全，一些重要的桥梁还安装了健康监测系统来保证运营期安全。然而这些应用目前仍存在许多问题[1]。
一是施工监控大多采用便携仪表进行人工测量和记录，信息化程度和效率低下，信息丢失严重；测量数据的分析计算离线进行，实时性差，监控指令容易滞后；理论与实测数据的对比分析等操作低效，更深入的数据分析较困难。
二是运营期的桥梁健康监测，由于造价和运维成本高昂，主要在大型桥梁上实施，在量大面广、事故频发的中小桥上反而很难推广；监测系统软件复用性低， 研发调试周期长；监控中心专业技术力量不足，专家支持成本高；多座桥梁的监测数据难以共享。
云计算是当代信息技术发展的主要趋势，互联网的计算架构也由“服务器+客户端”向“云服务平台+客户端”演变[2]。基于云计算技术与云服务理念，建立一个桥梁结构云监测平台，可以有效解决桥梁施工监控和健康监测中碰到的以上几个问题，主要有以下优势：
⑴ 解决了传统桥梁结构监测统一管理、系统整合的问题，使管理者无需关心监控中心软硬件开发与购置、系统运维等成本投入和数据传输与处理等深层次的技术问题，即可享受专家级云端监测服务，投资性价比高；
⑵ 云监测终端实现可插拔式操作，大大减少现场工作量，使监测作业方便快捷，更具灵活性；
⑶ 解决了传统系统中对数据量大、并发突变等情况难以应变的问题，提高了系统的运行效率和稳定性；
⑷ 能够真正做到跨终端、集群式随时随地实时监测，为管理者进行现场监测和管理提供了极大便利，降低了桥梁现场发生事故的几率。
1 桥梁结构云监测平台架构
本文提出的桥梁结构云监测平台架构如图1所示，包括感知控制层、网络传输层、数据汇聚层、应用层和信息输出层。
云监测终端汇接安装在桥梁结构上的传感器，将采集的数据编码成统一的数据格式，再通过无线互联网发送至云计算数据中心。数据汇聚层部署有数据整合和海量数据存储管理工具，实现对各座桥梁数据的分库存储与管理。应用层各种桥梁结构云监测服务模块，模块采用HTML5开发技术，可在PC端和各种智能终端设备上使用，用户可以根据需要购买；同时，用户可以在系统界面向云监测终端发送指令，对终端进行诊断，并控制现场传感器的数据采集[3]。
2 关键技术研究
2.1可插拔式操作的云监测终端
桥梁结构云监测终端可以外接电压电流信号、振弦式以及振动等各类传感器，将采集数据统一编码后，通过无线通信方式传输到云平台进行处理[4]，云监测终端使用方法如图2所示。终端可以安装部署在户外的立杆或者墙壁上，自带电池或者由太阳能供电，这种部署方式更加符合超大规模部署的条件，便于进行集成管理[5]。
2.2 基于松耦合分层技术的应用层设计模型
根据云监测应用需求和现代软件设计思想，将本系统中的应用层设计为应用服务层、业务逻辑层和用户界面层，分层设计模型如图3所示。每一层都抽象地定义各自的功能和对外接口，每层都可以独立开发，层与层之间通过共享数据库数据以及调用中间件等进行通信[6]。
应用服务层通过云监测终端直接与传感器对接，转发底层数据，实现对不同传感器的兼容；业务逻辑层采用插件式的模块形式，由一个主监听程序和若干模块插件组成，可以根据不同的数据处理需求、成本和性能等因素自由裁剪，增减功能；同时采用进程间通讯技术，可以兼容不同语言开发的插件，增加了系统的兼容性和开发效率。
2.3 使用云计算建立桥梁监测应用平台
桥梁结构云监测平台采用具有集中式、高性能计算特性的云计算模式。每座桥梁无需单独的监控中心和运维，在云计算数据中心都分配单独的虚拟机计算资源，监测系统相互独立，即使其中某桥梁监测系统发生故障也不会影响其他监测系统的运行。随着桥梁监测数据和计算等要求的增加，云计算可以提供快速的计算资源动态扩展，包括存储空间和计算能力等。通过虚拟机镜像，提供了方便快捷的服务、应用和数据的备份还原解决方案；同时利用云计算构建统一的运维架构，便于对大规模中小桥进行集成式管理[8]。
3 系统实现与工程应用
系统采用VMware构建桥梁结构监测云计算基础架构，采用云监测终端进行数据采集与传输，在数据中心实现桥梁监测的接入和后台管理，在PC端、智能设备端提供人机交互界面。系统主要实现以下功能。
⑴ 桥梁监测的接入：云监测终端接入桥梁监测现场的传感器，运行在服务器端的数据采集软件实现对传感器数据的解算和存储管理，可以进行监测站配置、监测点配置、监测数据实时查看等功能。
⑵ 云监测终端设备监控管理：通过监听终端设备是否在线、发送诊断指令的方式，可以诊断终端设备状态；同时可以远程发送控制指令，修改数据传输参数、传感器采样频率、数据归零等功能。
⑶ 桥梁监测服务：通过Web平台和APP应用的方式提供桥梁监测云服务，针对用户实际需求开放不同的模块。主要的模块包括：GIS地图集成管理、实时监测数据查看、历史数据查看和下载、数据分析报告、监测预警、终端设备远程监控。
目前平台已在平潭海峡大桥施工区域监测、武汉杨泗港大桥沉井监测、福州金山大桥施工监控、福州琅岐匝道桥长期监测、云南大瑞铁路澜沧江特大桥施工监控等项目中得到应用。实际应用证明，采用监测云服务平_，极大简化了监测现场的工作，能够快速稳定获取监控现场数据，提高工作效率，降低监测成本。
4 结束语
本文针对桥梁施工监控和健康监测存在的问题和不足，对桥梁监测云服务平台进行了研究与实现。经过广泛实践应用证明，桥梁监测云服务平台与现有的桥梁监测系统相比，投入成本、部署效率和系统运行稳定性等方面具有明显优势，十分适合在桥梁施工监控、大规模中小桥监测中推广应用。
参考文献（References）：
[1] 李博，施发弘，宋顺兵，郑晓未，陈林杰.基于云计算的桥梁检
测新技术研究[J].预应力技术，2012.6（95）：36-37
[2] 孟利波，唐光武.基于云平台的中小桥梁监测系统架构方案
研究[J].公路交通技术，2013.4：106-109
[3] 韩瑞聪.基于智能移动终端的土木结构集群云监测探索研究[D].
大连理工大学，2014.
[4] MIZUNUMA M，KATOH T，HATA S.Applying IT to farm
fields：a wire-less LAN[J].NTT Technical Review，2003.1（2）：56-60
[5] 曹骝，吴修文.基于大数据平台的PM2.5监测预警系统研究[J].
互联网天地，2015.4：74-79
[6] 刘洋.基于物联网与云计算服务的农业温室智能化平台研究
与应用[J].计算机应用研究，2013.11（30）：3331-3335
[7] 张亚运，钱国明.基于云平台的桥梁健康监测系统在工程中
的应用[J].计算机工程应用技术，2015.10（30）：206-208
篇3
【关键词】人身安全；硫化氢；报警系统
在石油工业特别是石油化学工业的生产过程中，会产生大量有毒有害气体，这些有毒有害气体既污染环境又对生产者的身体健康造成极大影响。目前对有毒有害气体的监测仍采用传统的、较为复杂的监测方法，费时费力且不适合于全天候、连续、多点的监测工作。其中硫化氢就是油气钻井过程中的无形杀手之一。
1、硫化氢简介
硫化氢（分子式H2S）是一种无色、剧毒、弱酸性、具有明显臭鸡蛋味的气体，当浓度超过一定程度时，在很短的时间内即可致人伤残或死亡，是油气钻井过程中的无形杀手。因此，为确保人员的绝对安全，杜绝硫化氢中毒事故的发生，设计一款硫化氢监测系统，成为生产过程中的必需。本文针对目前彭阳采油作业区生产井硫化氢严重超标设计的一款井场硫化氢监测系统，能够及时的监测到硫化氢气体浓度的变化，并发出警报提醒工作人员予以处理，可以保证工作人员的生命安全。
2、硫化氢检测方法
2.1快速测定管法
快速测定管法是现场检测大气中硫化氢含量的常用方法。原理是将吸附醋酸铅（PbAC2）和氯化钡（BaCl2）的硅胶装入细玻璃管内，抽100ml含硫化氢的气体，在60s内注入，形成褐色硫化铅（PbS）。根据硅胶柱变色的长度测定出硫化氢的体积分数。现场录井是在钻井液出口槽面上，用注射器抽取100ml气样，通过测定管，硅胶柱变色长度与标准尺比较，求得硫化氢的体积分数。此法具有简单、方便快捷、便于携带和灵敏度高的优点。
2.2醋酸铅试纸法
醋酸铅试纸与硫化氢反应生成褐色硫化铅，与标准比色板对比求得硫化氢的体积分数。此法适用于钻井液和硫化氢测量，是一种定性和半定量方法。
2.3硫化氢报警法
利用硫化氢的氧化还原反应这一原理，为了准确测定硫化氢体积分数变化，把发生化学反应的电极与电路组合在一起，硫化氢的体积分数变化由仪器检测下来并自动报警。它可以连续检测大气中硫化氢体积分数，当指针达到预定调节位置时，仪器就发出警报声。这种仪器已成为碳酸盐岩地层录井井场常用的必须配备的仪器，这种仪器我们通常称之为硫化氢传感器。
已上前两种报警方法均需人员现场操作，危险系数大且不易随时进行，难以现场硫化氢浓度实时监控，第三种方法便于随时对现场硫化氢浓度进行掌控。
3、系统设备选型
基于硫化氢报警法的可监测浓度变化，反应速度快，可持续测量，不需人工操作等特性本设计采用此测量原理进行硫化氢的监测。本系统以索福达SFD-300ⅡSW（P）半导体式作为固定探头进行数据采集处理及报警，并上传至RTU中并通过网络传至监控电脑。
3.1报警器工作流程
主程序主要是完成系统初始化以及各个程序之间的联系任务。其主程序流程图如图1所示。系统接电源后，程序先将P1口置0，然后调用A/D转换测量子函数，把输入的电压转换成数字量，最后进行数据与设定量的比较，进行报警与否。
硫化氢报警器主要分为5个模块组成，传感器信号的采集模块，I/U转换与电压放大模块，A/D转化模块，PLC处理模块和报警及显示模块。先通过传感器检测硫化氢，将输出的电流信号转换为电压信号，送入调理电路进行信号的放大，再经过A/D转换器进行模数转换后送入到PLC中，通过PLC处理，根据预设的报警级别进行分级报警，并显示实时的硫化氢浓度，且通过RTU采集。
硫化氢气体检测仪现场安装时，根据硫化氢比空气重的特性选择距离地面30CM的高度安装表头，检测仪安装位置根据现场硫化氢危害情况从安全及成本考虑合理安装，保证设备完好有效运行。
彭阳硫化氢气体监测平台采用陕西盛源通科技贸易有限公司自主开发的监控平台，使用SFD-300ⅡS硫化氢气体报警器，该系统采用现场仪表通过RTU采集数据，再通过局域网络传输到服务器，在局域网内任意一台电脑都可以通过安装检测平台对已安装硫化氢探数据显示实时监控，通过硫化氢可燃气体报警器的合理安装布局，在硫化氢浓度达到设置值时发生声光电报警，且硫化氢气体检测平台也会同时进行声光报警，使得整个指挥系统对场站内硫化氢浓度及分布情况有一个整体掌控，在发生险情时通过集合视频监控系统及远程喊话功能可以合理有效的指挥人员撤离到指定的安全区域，避免因为事故现场人员对周围整体环境掌握不全面而指挥不当发生人员伤亡。
4、总结
硫化氢监控系统突破了以前固定探头安装，在本地硫化氢含量超标时发生声光报警，不能远传的格局，通过网络技术实现硫化氢探头数值远传的优点，使得现场硫化氢数值“千里之外”均可掌控，极大程度的加强了“安全远程监控，事故及时处理”。从这一改进也可看出长庆油田第九采油厂以人为本，勇于创新，把员工生命健康放在第一位的工作理念。同时这一改进工作也为一些暂时遇到瓶颈的项目及创新提供了“灵感”，使得很多很有意义的改进及创新工作都有了前进的方向。
参考文献
[1]贾裕鲤，曹宇欣，荆志军.含硫化氢井的测井技术与测试工艺[J].国外测井技术，2010年.
[2]孙维生.硫化氢的危害及防治[J].现代职业安全，2002年.
[3]周金堂.井场硫化氢气体检测方法及防护措施[J].录井技术，2004年.
作者简介
篇4
[关键词]共享应用 环境监测 GIS平台 研究探讨 建议措施
[中图分类号] X84 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-174-1
GIS是一种计算机数据处理系统，其主要是通过对空间数据信息进行获取、储存、整理、处理、检索、分析和表达等。在环境监测系统中运用地理信息系统主要是将环境信息进行获取、分析、储存和表达，然后为环境检测和治理工作提供技术依据。环境GIS具有环境空间、广泛实用、多技术集成和动态变化等特性。实现了环境检测工作中各种图标和报告的处理，对环境资源进行有效的分析和统计，为环境检测和治理工作提供决策依据。
1构建环境GIS平台需要实现的目标
首先要搭建环境监测GIS平台的框架，配备环境GIS平台工具和软硬件资源等，满足统筹规划的要求，提供基础的检测系统，降低运行和维护成本；2.监理环境检测的环境GIS数据库，为检测系统提供地图资源服务，保证了资源的共享，是其他的数据库和环境GIS数据库资源共享；3.开发出系统需要的各种网络组件，开发了基础功能，简化了操作流程，提高了工作效率。
2环境检测GIS平台数据库
2.1数据的获取
空间数据库的数据获取方式有环境检测专题数据获取和基础空间数据获取两种。（1）基础空间数据是通过专业化的测量人员利用扫描数字化输入、手扶跟踪数字化输入、航空摄影测量、遥感技术和GPS接收机等方式来获得基础地理和自然共同形成的数据信息；（2）环境检测专题的数据是通过利用手持式GPS来测量，然后通过接收机导入到地理信息系统中定标，最后由航空摄影数据和卫星遥感数据进行配准处理。
2.2数据的处理
环境监测空间的数据信息包括应急基础数据、地理数据、测绘部门提供的城市数据、气象数据等，这些数据很难直接被空间数据库所识别和利用，需要经过处理。
数据处理主要包括下面几个方面的内容：（1）数据的格式转换，将空间数据中Coverage、WG、MIF、E000、DGN、TAB、VCT和DXF等格式转化为MIF、E00格式，以及SDB格式的数据。（2）空间数据的坐标转换，通过旋转、平移和缩放等参数来进行数据坐标转换。（3）为了建立空间数据的拓扑关系，需要将数据进行修改和删除等工作，有时需要从地图上通过分割和拼接的方式来获取空间数据。（4）将转换后的数据入库，便于统一管理。
2.3数据的组织和存储
空间数据库的数据组织和存储主要内容包括：（1）逻辑结构的设计，物理结构的设计和数据字典设计，主要是依据空间数据的分类编码、元数据库表结构、数据字典和数据库表结构等。并在设计时严格按照设计规范和标准，注意编码、符号、比例尺和坐标系等。（2）数据入库，主要是根据标注，通过数据导入、手工输入和接口接入等方法来完成数据入库。（3）完成后进行自动化检查。
为避免在数据整理中产生较大的数据误差，需要通过特殊的方式来控制数据的质量。（1）人工控制，数字化数据跟数据源对比。（2）数据元检查法。（3）相关性分析法，根据空间数据的地理特征进行相关性分析。（4）数据匹配法，把人口、环保和经济统计数据用特殊的方法匹配到矢量地图中，跟遥感数据对比。
3环境检测GIS平台的基本功能
环境检测GIS平台主要是通过信息系统来实现的，其中在地图数据管理、网络、地图数据查询和通用GIS分析服务等方面具有很好的用途。
3.1地理数据的管理功能
用户看到的地图数据都是通过数据管理功能实现的，其中经过地图显示和制图输出等过程，主要的管理包括三个方面：（1）制作地图，根据实际的需要，通过数据整理和应用将数据转变为示意图、分布图、分级图和统计地图等类型，并可以通过特殊的方式进行加强。（2）地图的操作功能，在这些地图上可以实现各种操作功能，其中包括地图的量算、地图比例缩放、图层的控制和地图的输出等。（3）地图的和管理，将地图完成之后，进行保存，然后通过适量地图的形式或者JPG、PNG、BMP等格式输出。
3.2地图数据查询功能
地图数据的查询功能是信息系统中最基本功能，其中包括：（1）地图缩放，缩小、放大、全幅显示等；（2）空间定位，有时要查找某个位置，可以通过输入坐标，行政区、图幅等方式查询；（3）可以将影像数据和矢量数据进行叠加；（4）实现图形要素的符号化，按照标准实现地形图标准的可视化；（5）可以实现图属混查、属性查图和图查属性的等方式。
3.3网络功能
其主要功能是通过网络平台向公众环境检测的分布图、重点污染图和环境污染图等。
用GIS分析服务功能：（1）空间分析，该功能是基本的分析功能之一，包括空间量算、空间查询、空间变换、几何分析、缓冲区分析、叠加分析、路径分析和三维模型分析等。（2）插值分析，通过离散点的观测数据来分析插值，并通过生成的数据信息来查询栅格内的值。（3）栅格分析，水文分析、栅格统计、表面分析和栅格代数运算等。
4GIS平台与环境监测业务系统的应用集成
4.1环境应急监测数据集成应用
环境应急监测数据的集成应用是通过信息系统平台中的监测数据表现出来的，利用专题图的方式来表达环境监测数据在空间上的分布关系。例如，在水污染事故的处理中，可以根据污染源的情况，分析居民的应用水源，因为环境跟焦点要素存在空间关联的关系，需要分析河流断面、监测点、护坡和水功能区等，然后分析环境数据和空间位置的关系，实现污染数据的可视化和地图化。
4.2环境应急监测专题集成应用
（1）环境影响范围的分析，例如在化学品的泄漏应急事故中，可以利用空间叠加和信息系统缓冲区分析来找出影响范围。
（2）空间聚集度分析，使用该功能可以分析离散的环境污染和突发事件点等的聚集程度。①采用空间趋势分析，一方面可以分析事件的整体变化情况，另一方面能从微观角度进行分析。②资源调度分析，通过信息系统可以分析出资源的分布状况，对于研究资源的调度问题十分重要。③技术要素。1）充分利用环境检测GIS平台的各种工具和资源，数据资源、开发的软件等；2）完善应急的环境检测信息系统，并对数据库进行整合处理3）根据实际需要，开发信息系统的功能。
篇5
关键词：GIS集成平台污染 紧急预案
1、概述
城市重大污染事件监测报警应急系统集成平台是城市突发事件报警应急挥系统的重要组成部分，是一个多部门处理突发重大污染事件的协同工作平台。系统综合运用地理信息系统、传感与控制、GPS全球定位、无线移动通信网络、虚拟仿真等技术，对城市发生重大污染事件实时大气要素及现场污染物扩散方向、浓度梯度等数据进行快速采集和追踪，通过监控中心计算机进行污染扩散模式运算，预测污染物扩散方向、速度、区域、近地层污染分布梯度动态图形显示等；并根据重大污染事件类型和发生的空间位置、地形地势、人口密度、交通道路等预先制定的应急预案，为重大污染事件应急指挥调度提供一个空间可视化、智能化技术平台，应对城市突发重大污染事件给人们带来的危害。
2、系统结构
2，1系统平台结构
2，1，1 三层架构
系统基于Cli-cnt／Server＋Browser／Server体系结构；数据服务层、功能服务层、用户表现层三层架构；动态菜单树形权限结构。三层架构的相对独立，保证系统的安全可靠性和高度可扩展性。
2，1，2应用系统结构
3、系统技术目标与功能
3，1技术目标
城市重大污染事件监测报警应急系统集成平台基于城市应急信息中心、城市各地大气环境监测网络、现场车载移动监测网和分布式数据库架构，通过GIS服务器、数据库服务器、WWW服务器、应用服务器来实现整个网络上的实时监控信息、管理信息的交互、综合和共享；实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问；对各子系统进行统一的监测、控制和管理；实现跨子系统的联动，提高整个系统工程的功能水平可以真正做到局域和远程信息的实时监控，数据资源的综合共享，以及全局事件快速的处理和一体化的科学管理的要求。
3，2系统集成平台总体功能结构
系统集成平台基于Web GIS平台主要包括地图服务器、数据引擎、地理数据的维护更新机制以及基础数据应用、。系统以地理信息应用为背景，将各自独立的子系统连接起来，为用户提供了一个统一管理和分级管理操作平台。这一平台上可以获取各种管理信息，统一组织、统一处理，是一个具有监视、控制、管理一体化功能的强大的信息管理系统。
3，3系统协同工作模式
系统集成平台通过宽带和移动CDMA无线网的集成，在系统集成平台支持下实现突发污染事件现场车载GPS移动污染监测数据；整个城市小网格大气、污染环境实时监测数据与应急指挥信息中心服务器数据交换；不同业务技术部门对污染扩散动态模拟、趋势预测会商；指挥调度协同工作。具有分布式结构、分级管理、跨部门协同、数据资源共享、管理智能化等功能，以适应当前与未来城市报警应急系统发展的客观需求。
3，4网络与通信集成
网络与通信集成是将各种异构网集成到以太网，构成畅通的实时数据、语音、视频网络平台，包括：城区小网格大气环境监测网，车载GPS／CDMA大气、污染、视频监控无线移动网、紧急呼叫(话音、短信)网与应急调度指挥中心以太网的集成。在网络服务器、数据库支持下，通过各种通信接口实现跨部门远程实时数字、语音、视频监控数据传输与交换；调度、紧急预案、紧急呼叫、管理数据交换。系统通过ODBC、OPC和动态IP／DNS解析技术解决信息中心服务器与车载移动监测数据采集，视频云台、变焦远程操作双向通信。
3，5数据库总体框架
分布式数据库结构，各部门大气污染实时监测数据库通过中间数据库交换，用户不直接操作有关部门数据库。
3，6大气污染车载端结构与功能
(1)移动监测车载端由地面气象要素、污染要素传感器、监测要素处理控制器、摄像机、单路视频服务器、GPS定位、无线网卡、笔记本电脑、工作台组成。
(2)主处理系统采用便携笔记本电脑，视频服务器、GPS、无线通信模块接入笔记本。笔记本带有地图导航系统，可以实时显示其他监测车辆位置图像；车载摄像机云台、变焦、变倍操作，支持GSM报警短信功能；重要监控视频图像文字说明编辑、监测要素同步发送、图像自动保存等功能。
3，7应用系统
应用系统是基础地理信息系统的一个上层平台，是用户服务、监控、管理、决策的信息平台，应用系统包括：城市固定大气环境、污染监测数据采集、车载移动实时监测数据采集、污染扩散模式计算、报警应急预案指挥调度系统。
3，7，1基于Web GIS城市污染监测系统
该系统利用城市已有大气环境监测网，通过宽带接入信息中心服务器。该系统以全市区电子地图为背景。电子地图以醒目标志显示了大气环境监测点位，执行任务的监测车辆动态位置，车载实时监测的大气环境、污染要素数据、视频图像，并具有以下功能：
(1)可以对电子地图进行放大、缩小、漫游、鹰眼、图层操作，可以通过点选、线选、框选查询大气环境监测点、车载监测数据列表；
(2)点击地图任何一个监测车辆，监控主机立即弹出该车摄像头视频图像，并可进行云台、变焦远程操作；
(3)可以点击选择一条道路、一个网格区的所有监测车辆，监控主机立即弹出4－8路分屏视频图像，并可对任一摄像头进行视频云台、变焦操作；可方便的对污染源目标进行视频追踪；
(4)地理环境要素、人口密度显示。
3，7，2实时监测、预报处理系统
(1)污染事件空间分析
污染事件空间分析基于城区电子地图，根据实时监测上传数据进行计算、分析。
实时监测数据处理与空间分析产品显示包括：固定监测网温度、湿度、雨量、风向、风速、气压以及现场污染物及浓度测点数值、符号显示；污染物浓度梯度值线、色斑级别图、密度图、饼状柱状图显示；提供直观的污染事件空间分布特征。
(2)污染扩散动态模拟及预报产品计算处理
污染扩散动态模拟是根据污染现场车载移动监测采集的数据，城市小网格大气、污染监测网采集的数据以及城市短时天气预报数字产品，通过扩散模拟模式计算，输出等时间步长污染扩
散空间分布状况预测图形产品。显示污染区域监测点污染物浓度随时间变化空间分布图、曲线图、直方图和数据表，并可按等一定间隔时间步长回放和预测污染物空间分布变化图，直观的提供污染事件扩散的时间空间分布特征。
3，7，2重大污染事件报警接警处理系统
报警接警处理系统包括话音和数字报警。
(1)语音报警
在信息中心设置专用污染事件紧急呼叫接警电话，具有电话通话录音功能。对群众以及出现紧急事件的企业可拨通专用接警电话进行报警。值班人员接到报警电话，立即输入报警地名、报警类型等，监控计算机立即在城区电子地图显示报警位置、报警类型、联动紧急事件处理流程和紧急预案。系统将记录整个接警、处警方式的过程和反应时间。
(2)数字报警
数字报警以奔赴污染现场车载监测为主体，根据现场污染程度发出不同警报等级和位置数据(经纬度)，调度中心计算机立即地图显示报警位置、报警类型、车载视频位置，自动联动相关区域大气环境监测数据、视频监控图像和紧急预案。系统将记录整个接警、处警方式的过程和反应时间。
3，7，4 紧急预案指挥调度系统
综合执法监控与调度以大屏幕显示器为平台，以电子地图为背景，直观显示叠加污染动态监测扩散模式计算分析、预测图形结果，同时显示最新气象数字预报产品，卫星云图等，为调度提供决策依据。包括污染实况显示、污染扩散空间分析与预测、紧急预案显示、指挥调度等。
(1)污染重大事件
包括因化工企业违规操作、交通事故引发的有害气体、燃爆气体大量泄漏；在人口密集区化学毒气人为释放；重大污染事件影响面大，涉及人员伤亡、财产损失、政治影响比较大的事件，需要调度多部门协同处理的事件。
(2)紧急预案
紧急预案采用面向空间，面向对象的智能专家系统。系统根据重大污染事件类型、发生的空间位置、地形地势、人口密度、交通道路、城市应急抢险队伍、物质资源等预先制定的应急预案。当监控系统发生报警，系统将立即启动紧急预案；系统通过人机对话，以word文档显示预置1、2、3可选择预案；指挥调度人员根据实时监测、计算分析结果，选择其中一个预案，并进行适当修改，保存、打印、分发职能领导批准，执行。如污染事态发生变化，可根据实况重新选择预案。系统具有预演、预防和快速反应功能，可以将发生的各种污染紧急事件损失降到最低。
(3)处理流程制定
计算机将按预先设定流程导引调度人员进行调度，如：接警、报告、呼叫(根据报警事件类型所预置通知的人员名单启用短信群发功能，同时显示紧急呼叫应通知的领导、部门、相关人员的名单、座机、手机电话号码；由人工拨号呼叫)、调度、启动预案、指挥中心与事件现场指挥协调、下达调度指令、事件处理结果报告、结案等；
(4)历史查询
系统提供每个污染报警监测应急调度过程历史回放，包括现流程记录、场监测数据、视频图像、扩散模式计算、调度预案、处理结果等查询。供预案进一步修订提供依据。
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关键词：水资源；监测数据；管理平台；研究
多年以来，我国水文部门对水资源的开发、利用、配置和保护工作中做出了建设性工作，上世纪80年代，第一次开展全国水资源和资源质量评价，基本明确了我国当前水资源质量的现状，近年来，随着计算机技术的高速发展，我国在水文系统中建立了科学的检测数据管理平台，经过不断的探索和实践，取得了可喜的成绩，但是，在实际操作中依然存在一些问题，亟待解决，以提高管理水平。
一、目前水资源检测数据管理中存在的问题
为了提高对水资源检测力度，加大水文环境建设，国家水文水资源检测局对我国水文资源实施检测，并对数据进行有效管理，就目前而言，监测数据管理一些环节主要依靠人工完成，管理效率普遍较低，表现为一下几点：
（一）查询统计手工操作繁重
在水文水资源监测数据管理中，对站点、指标和时间对监测数据进行有效筛选，通过筛选环节将选择的数据实行数理统计，主要内容包括求平均值、求极值、求比例值、求相关性等，另外，在统计中对河流、湖泊等不同地域的水质进行达标数量监测和统计，对检测过程中超标的项目进行统计，实现这些工作主要依靠EXECL电子表格功能进行，人工统计操作为辅，在数据的筛选和统计中人工任务繁重。
（二）分析评价手工绘制滞后
在对水资源监测数据管理中，数据分析内容应该包括水质类别、模型演算和画出趋势图等，就目前而言，根据监测数据进行评价的主要评价标准包括地表水的评价标准和排污口的评价标准；根据水资源监测数据画出趋势图的分析工作主要有对省界河流的监测站点进行水质类别区分，要求作出比例图，根据某个预项检测值作出示意图，对于同一流域内不同地段水质营养分布作出评分值比较图，而这些绘图工作的进行除了借助EXECL电子表格和Mapinf、Autocad等软件进行辅助工作外，主要靠人工绘制完成，在绘图的效率和精准度上较为滞后。
（三）信息共享效率偏低
水资源监测数据管理结果一般都是通过电子邮件的形式发送到上一级主管部门中，并根据需求与其他单位定期进行信息的交流与数据的共享，然而在这些数据管理过程中，无论是查询统计还是评价方法主要还是依靠手工完成，这样在数据统计中容易出现差错，而且工作效率普遍较低，尤其针对不同地质环境下监测数据的管理，对信息技术软件提出了迫切的需求：必须完善水资源检测数据库，更好的便于资源的交流和分享；开发设计以水资源检测数据库为内容的管理平台，能够对数据进行准确的筛选、快速的计算、自动化统计分析等，可以实现电子地图的绘制，并将电子地图、图标等实现图文转化，全面而灵活的提高人员的工作效率，高效而准确的进行数据处理。
二、水资源检测管理平台的应用探索
面对当前我国水资源环境破坏日益严重的现象，提高水文水资源监测能力，提高监测数据分析迫在眉睫，为了确保工作效率和准确的数据处理，可以从以下几个方面进行途径开发管理平台。
（一）多元管理平台的设计与开发
计算机数据管理系统的设计和开发可以给水资源检测数据管理带来工作状态的改革，为了提高监测数据管理效率，可以研究开发的软件有net、Oraelegi、XML技术、WebServieeS技术等比较先进的计算机应用技术和网络即时，如果遇到野外环境，或者缺乏网络环境中可以采用GIS技术和无线应用技术对水资源现场监测到的数据进行有效管理；针对于急需数据库的建设这一问题，可以围绕数据库开发应用服务系统，将水资源监测数据与用户查询、分析等功能融为一体，拓展数据库的空间，实现便捷式数据管理；对于水资源检测数据管理中手工绘图问题，可以通过WebG工S平台实现水资源监测多维电子地图功能，并实现远程绘制，大大方面了数据管理。这些软件功能的开发和利用无疑给水文水资源检测数据管理注入了生机与活力，实现便捷、迅速、准确的数据管理，提供有效的监测数据。
（二）管理平台设计功能
水文水资源检测数据管理平台的设计与开发应用程序中，主要功能包括查询功能、数据统计功能、数据分析与评价功能、数据远程管理功能和数据信息共享功能。从软件的开发上来看，均采用中文界面，这样的设计利于工作人员的管理和操作，开发系统并具有多层次体系，可以满足不同任务需求。如空间数据库的建设在逐步完善，而基于WebGIS数据应用服务系统的开发也得到有效应用，可以实现不同环境下对数据管理的要求，真正的实现水文水资源监测数据的采集、传输、存储和处理分析一体化操作。另外，每一个系统的开发和设计都具有极强的针对性，以数据库功能系统设计为例，数据库技术要求实现共享性、易操作性、功能的扩展性、信息的安全性，所谓共享性即保证数据库有良好的共享功能，利用数据库提供的数据接口进行系统的应用；所谓管理性，即将监测系统与数据库有效连接，并建立数据库的自动存储、手工录入和数据备份功能；而扩展性指除了运用模块化设计之外，数据库可以与不同系统进行数据的对接，扩展使用范围；信息安全管理也是管理系统设计的重要因素，因此，必须在系统设计中引入网络安全设计。
三、水资源检测数据管理平台的发展趋势
水资源监测数据管理的信息一体化发展是提高水资源管理水平的十分有效的管理手段。在当前经济全球化迅速发展，许多发达国家对于水资源管理的信息化利用程度已经很高，包括陆地与海洋水文检测预报、水利规划编制、水利工程的建筑管理、防洪抗旱减灾指挥等，涉及领域广泛，信息化利用率高，尤其是针对于水文水资源监测数据管理平台的开发和设计，投入了大量的科研人力资源和设备，务必保证给各个水资源信息利用部门提供最准确、最有效的数据信息，从而对工作的部署起到积极的促进作用。在我国，水文水资源监测数据管理平台依然处于探索与发展阶段，虽然也取得了一定的进步，但是从技术开发和应用中与发达国家相比还存在很大的差距，需要更多的科研团队不懈努力。
四、结束语
总之，建立健全水文水资源信息共享体系是今后一段时间内水文建设重要的工作内容，尤其是对水资源监测数据管理平台的开发和利用，可以利用信息技术与网络优势实现资源共享，需要在实践中不断探索经验，不断更新，力争开发更多、更好的系统提高数据分析的准确性，减少工作人员的工作量，获取准确的数据为水文建筑、环境预测等工作的顺利开展提供必要的基础保障。
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关键词：泥石流灾害 物联网在线监测 预警平台
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0151-01
随着世界科学技术的发展，无线传感器网络技术被开发出来，并得到了迅速的发展，应用于社会的的各个行业和领域。近年来，无线传感器网络开始运用于生态环境地质监测，其反馈结果良好。面向泥石流灾害的物联网在线监测预警平台，能够有效地对研究区泥石流的发生情况进行监测。
1 泥石流灾害的物联网在线监测预警平台的概述
我国是一个地质灾害发生率比较高的国家，地质灾害事件的发生和对灾害区域人们的生活存在很大的威胁。地质灾害的监测预警是一个比较复杂的工作，其工作主要任务是对山体滑坡、泥石流、山洪暴发等地质灾害进行研究和监测预警。利用物联网技术进行泥石流等地质灾害进行监测预警平台设计，以无线传感器网络对研究土壤水分、温湿度、土壤内部压力、GPS等环境基本信息进行采集，并利用ZIGbee无线通信技术将采集的信息反馈到泥石流检测中心，由检测中心对接收到的数据进行分析和处理。该系统的主要功能有：数据显示、数据图表显示、历史信息查询、网络拓补图和传感器网络系统的全局管理等。
2 泥石流灾害的物联网在线监测预警平台的设计
泥石流灾害的物联网在线监测预警平台主要分为无线传感器网络系统和泥石流灾害监测系统两部分。泥石流灾害监测预警系统从设计到开发是一个极为复杂的过程，其设计范围很广，工程量巨大。在设计时需要对其开发平台进行选择，并对其内部功能和结构框架进行设计。
2.1 无线传感器网络的泥石流检测
基于物联网的泥石流在线监测系统的设计主要分为：数据采集、信息输出和处理、上位机监控控制三个部分。基于物联网的泥石流在线监测系统首先由无线传感器进行数据自动采集、自动定位以及将采集数据自动数据存储上传。由数据采集终端进行自动定位、自动计量、本地显示存储等工作。传感器还需要实现安全保护功能，具有自动运行、通电保护、通电自行恢复运行、状态测试等能力，能够让系统进行自我保护，并方便其维修和故障处理。同时，其自动定位功能，需要能够显示设备的投放，并收集附近的地理信息，将其反馈到监控中心。传感器还需要能够进行自动检测，自行对研究区的土壤水分、温湿度、土壤内部压力、GPS等环境基本信息进行记录。本地显示存储主要是用于产看当前历史水质信息，能够存储本地数据。数据处理主要是对泥石流监测系统的数据进行分析和处理，计算出地质的参数改变，并给供用户提供相关数据。
2.2 监测预警平台的设计
（1）系统开发平台。泥石流灾害监测预警系统可选择J2EE开放台进行系统开发，在进行系统界面设计时，为其功能扩展提供方便。对该系统开发原因和需求进行分析，数据库使用ExtJS4.1、Java以及Oracle ll相较于其他开发软件较为合适，能够加快泥石流灾害监测预警系统开发的速度。（2）检测系统的结构框架设计。系统开发需遵循实用、可靠、简洁易懂、功能可扩展、整体规划分层实施五大原则。系统开发用于泥石流灾害监测预警，实用性是其基本原则，直接决定着系统质量的好坏，系统不仅需要满足泥石流灾害的监测、将其动态数据反馈到监测中心，还需要对泥石流灾害的发生进行预警，让灾害区居民能够及时得到消息并撤离，减少人们的财产损失。系统可靠性保证其安全、顺利运行，让用户得到信息的准确性和及时性得到保障，让系统为泥石流的检测和预警提供可靠数据。
以SSH的服务器端体系结构设计为例。按照系统的开发要求，服务器端采取总体规划和分层实施的方式进行设计。将其分为以下三个层次：Action层、Service业务逻辑层和DAO数据。这种分层能够在很大程度上降低结构的耦合性，提高团队开发工作的协调性，缩短系统开发的时间，并降低其开发过程中出现的风险。系统的后台逻辑框架具体如图1。其中BaseAction的主要作用在于实现系统代码的可重复运行；业务Action继承自BaseAction；PcServiceTemplatelf作为Serwice层的常用接口，主要用于该层次的业务封装等。该系统中的DAO层的作用是完成数据持久，能够实现数据库资料的修改和查询；Serwice层主要用于设计系统业务的逻辑，实现接口之间与类之间的联系，方便接口调用。Action层的主要作用在于控制业务流程并展示前台页面。
3 结语
泥石流是一种自然灾害，会给灾害区域人们的生活带来很大的负面影响。基于物联网在线监控预警平台对泥石流灾害进行实时检测，运用了无线传感器网络、GIS技术、GPS技术、RS技术等高新技术，相较于传统的监测方式具有节省时间、人力、物力等优势。物联网在线监控预警平台将成为环境监测的主要研究方向。
参考文献
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关键词：UML；MVC；LINQ；WebService；设计模式
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2013）005-0074-03
0、引言
根据贵州省经济社会发展的特点，相关部门建立的能够全面、准确反映全省经济及其发展变化整体状态的指标体系，以大量第一手经济数据为基础，建设了经济监测预警信息系统，依靠数量经济模型及其它分析预测方法，通过对经济数据的深入分析，全面掌握国民经济运行情况，及时发现突出问题和潜在风险，准确预测经济走势，正确判断发展方向，并对重要经济指标和经济走势的非正常变化及时做出预警，为政府准确判断把握经济发展趋势、采取相应决策提供依据和参考。
因此，笔者采用微软.NET开发技术，设计开发了基于MVC架构，便于使用、技术先进、界面友好、高效稳定的浏览器/服务器模式的经济监测预警信息系统。把管理人员从手工操作中解放出来，方便、准确、快速地提供信息，系统对涉及贵州省经济社会发展的重要经济监测预警指标进行管理，发挥计算机网络的优势，利用信息系统获取信息快、分析能力强、系统容量大的特点，实现协同工作和信息共享，让管理工作达到规范化、现代化及科学化。
1、系统应用目标
经济监测预警信息系统是对指标信息相关各单位的数据进行集中式存储和管理基础上，提供一个获取个性化指标信息的统一入口，一个基于网络和Web开发技术的工作平台。能够提供信息交流、协同工作及信息共享的服务，并通过个性化的用户界面，为不同地区的各使用方提供一个高效监管工具和易用的信息沟通环境。
根据经济监测预警指标管理、监管方面的信息化管理要求，系统应满足下述需要：①满足省级各厅局相关单位不同层次，不同范围对经济监测预警指标信息的关注点；②设计开发高效率、稳定可靠的指标信息数据库，支持多部门和多层次的应用需求；③满足电力建设、交通、农业、水利、环保、制造、能源、房地产等不同行业的指标管理信息化需求。
2、系统分析与设计
通过与业务部门相关工作人员的沟通交流，针对经济监测预警指标信息系统的实际需要，按功能进行设计，共分为市场物价指标管理模块、经济监测预警指标管理模块、政府相关单位管理模块、行业及行政区域管理模块、系统日志管理模块及用户管理模块等。
本系统采用统一建模语言UML进行分析与设计，其综合了多种面向对象的建模语言、方法和过程，系统建模时从用户角度使用用例图进行描述功能和需求，给出系统内部的各种用例之间和系统外部各类角色之间的关系。
本系统两种类型的角色，各单位指标维护人员、系统管理员。各单位指标维护人员主要对本单位涉及的相关指标信息进行维护，如填报、修改及查询等。而系统管理员可对涉及的全部指标数据进行管控，例如增加新指标、查询、修改和删除指标等，同时还能完成统计分析、日志管理功能和进行导出Excel，并能对指标的填报授权进行指派。两种用户角色对已审核的历史月度指标数据不允许修改、删除。
根据经济监测预警指标信息系统的实际业务需求，同时结合具体管理的需要，用户要在线进行数据信息的管理维护，有必要时可以对指标信息进行补交和延时处理，并在各阶段都可对指标数据信息查询和统计分析，指标管理用例如图1。
具体指标单位管理员每月需填报本单位涉及的月度和季度指标数据的当月数、环比增长（%）、同比增长（%）、累计同比增长（%）等信息，对已提交的月度及季度指标数据需提出修改申请，获准后方可进行修改。
3、关键技术及实现
本系统利用面向对象的思想及方法来分析和设计，从系统资源的整合和可维护性的角度来思考。经济监测预警信息系统基于微软的IIS应用服务器和SQL Server数据库系统[2]，编程实现使用C Sharp程序设计语言，依照MVC三层模式设计，将系统界面展现和业务数据处理分开，也就是将设计系统的输入、处理和输出部分按照模型层（Model）、视图层（View）、控制层（Controller）的方式分为三层。在具体到的程序设计中，控制器获取视图里提交的数据和产生的事件，调用不同模型来实际处理，每个视图都需对应着一个控制器。控制器是一个中间层，介于视图和模型之间。用户浏览器、视图、控制器、模型、数据库之间的应用模型如图2所示。
3.1 模型的实现
该部分展现由控制器所控制的数据，封装了核心业务逻辑和功能的复杂计算关系，独立于具体的界面表达和I/O操作，包含业务逻辑与数据库连接和交互的公共操作。在系统开发建设中，定义命名空间，分别用Model、BLL、DAL和设计模式中的Factory来对应实现。BLL是对业务逻辑的实现，从控制器接收请求，执行业务逻辑处理，并将处理结果返回给控制器，以供视图显示。BLL的业务处理通过设计模式Factory创建对象接口，直接调用DAL的方法实现。DAL主要是为BLL操作数据提供支持，实现与数据库连接和交互的公共操作。
（1）指标信息模型封装的是指标数据中的当月数、环比增长（%）、同比增长（%）、累计同比增长（%）基础信息，下面是代码片段描述：
namespace Model{
public class Index{//指标数据
private decimal thisMonth；//本月值
private decimal thisMonthRiseGrowth；//本月环比增长
private decimal thisMonthRPK；//本月同比增长
private decimal cumulate；//累计值
private decimal cumulateRPK；//累计同比增长
}
}
（2）业务逻辑层BLL封装的是系统对指标月度数据，物价指数信息，还有各类高级检索、统计和报表等业务逻辑相关操作。其中的每个业务逻辑都存在相关的业务功能类与之对应。下面就是业务逻辑层指标管理所对应类的代码片段描述：
namespace Bll{
public sealed class IndexManager{//指标操作
public static IListgetAll（ ）//获取所有指标信息
{return DataProvider.GetlndexDefinelnstance（ ）.getAll（ ）；}
}
（3）数据访问层（DAL）采用微软的LINQ数据库访问技术实现，存储了包括指标数据、物价数据、单位、管理人员等多个数据表及视图信息。定义了一组实体类，每个实体类皆对应着物理数据库里一个具体的表或实际的视图，主要用于接收调用数据访问层（DAL）处理方法之后返回内容。以下是代码片段描述：
namespace IDal{
public interface Ilndex{//指标操作
IList%Index>getAll（int year，int month）；//按年月获取指标信息
IListgetByMonth（int month，int index-Id）；//指定指标获取该指标某月全部年份数据
}
}
（4）工厂模式（Factory）是创建型设计模式，等同于创建对象实例new的过程，目的是面向接口编程，减少模块之间的耦合程度，在设计时，只针对接口而非实现，不关心具体实现，也不关心实际的类型。用工厂模式的设计可带来灵活的可扩展性和尽量少的代码修改量，使得排错和维护都比较容易。在本项目中应用反射机制实现工厂设计模式。下面为代码片段描述：
namespace DalFactory{
public class DataProvider{
public static IIndex GetIndexInstance（ ）{//指标数据接口
string className=path+“.IndexImpl”：
return（Ilndex）Assembly.Load（path）.CreateIn-stance（className）；
}
}
3.2 视图的实现
视图是用于信息的展现，提供给用户可视的交互界面。在开发设计时，视图的设计非常简单，就像开发Windows应用程序的界面一样可直接在集成开发环境下，所见即所得地通过拖动部件完成大部分设计。
3.3 控制器的实现
控制器（Controller）是模型（Model）与视图（View）之间对话的纽带，可根据用户的操作来选择适当的视图用于响应并分发请求。
在上述实例中，类封装了指标的数据对象，数据访问接口定义用IDal类封装，获取数据的操作用DalFactory类封装，提交页面的数据模型在indexList.aspx文件中封装，视图的管理机制和权限检查机制在indexList.aspx.cs类中封装。用户在指标列表页面的统合查询框中，根据对指标数据关注的重点不一样，在选择查询组合条件，提交给控制器列表页面，这些类又有序地和控制器进行交互，完成了客户端数据被业务逻辑模型处理之后，再被视图显示的完整处理过程。
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>> 基于JSP的家政服务管理系统设计与实现 基于.NET平台的经济监测预警信息系统设计与实现 基于WEB的农产品质量追溯平台的设计与实现 基于物联网的环境状态监测预警平台的研究与实现 基于JSP 的自测系统的设计与实现 基于JSP的流媒体播放的设计与实现 基于JSP的在线考试系统的设计与实现 基于JSP在线考试系统的设计与实现 基于JSP的教材评价系统设计与实现 基于JSP的在线考试系统设计与实现 基于JSP的网上书店设计与实现 基于JSP的校园新闻系统设计与实现 共和县2009年儿童免疫规划4种疫苗免疫效果监测分析 基于云架构的山洪灾害监测预警系统的设计与实现 基于Android的水雨雪情实时监测预警系统的设计与实现 基于WebGIS的山洪地质灾害监测预警系统设计与实现 基于物联网的农产品质量安全可追溯平台的设计与实现 基于Web Services服务平台的设计与实现 基于Web服务的Communication Portal平台设计与实现 基于JSP的《计算机专业英语》网络辅导平台的分析与实现 常见问题解答 当前所在位置：.2006，3.
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关键词： HoneyGate； 入侵诱控； 入侵监测； 数字化网络平台
中图分类号： TN926?34； TP393.08 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）20?0133?05
Abstract： In view of the complex network environment， the traditional intrusion detection method only responds to the intrusion behavior passively， and also exists some great defects that it can′t detect the dynamic and random attack. In order to improve the network security performance， the HoneyGate?based digital network platform monitored with invasion deception and control was design and implemented. The platform is composed of packet acquisition， cheat network， cheat host， dynamic configuration and other modules. The WinPcap packet capture module is used to gather the data link package to realize ARP deception of intrusion behavior. The tree?form data structure is used to construct the virtual routing in deception network module to accomplish the network?level deception function against intrusion behavior. The dynamic configuration method of fusing active detection and passive detection is adopted to deal with the fluctuation of the internal network state， update the network configuration timely， and enhance the network adaptability. The experimental results indicate that the designed network platform can lure the intruder effectively， control its intrusion behavior， and maintain the network security.
Keywords： HoneyGate； invasion deception and control； invasion monitoring； digital network platform
0 引 言
随着互联网技术的不断发展，互联网受到入侵攻击的事件逐渐增加。因此，寻求高效的网络入侵检测技术，是网络安全领域研究的重点[1?3]。传统的入侵检测方法只会被动地响应入侵行为，无法检测到动态、随机攻击，存在较大的缺陷。而网络入侵诱控能够检测并分析网络入侵行为，对入侵攻击进行主动管理。设计依据网络入侵诱控的网络安全监控平台，具有重要的应用价值[4?5]。
现存的网络入侵检测方法存在较多的问题，如文献[6]提出的依据主机的入侵检测系统，同操作系统共同监测主机网络的运行情况，但是其对主机网络的稳定性要求较高，存在一定的局限性。文献[1]分析了依据网络的入侵检测方法，对网络数据包进行监测，采集有价值数据，若数据包同设置的相关规范一致，则进行报警，并终止网络通信。该方法需要监测大量的数据，效率较低。文献[7]采用已知的攻击方法按照设置的入侵模式，分析是否产生网络入侵事件，该方法按照具体的特征进行检测，具有较高的检测精度，但是，仅能检测到己知的入侵攻击。文献[8]提出基于行为的网络入侵检测方法，其按照网络用户的行为或资源使用状态，分析是否存在网络入侵攻击，但是该方法无法对总体网络的全部用户行为进行分析，存在较高的误检率。针对上述分析的相关问题，为了增强网络安全性能，设计并实现了基于HoneyGate入侵诱控监测数字化网络平台，该平台由封包采集、欺骗网络、欺骗主机以及动态配置等模块构成。
1 基于HoneyGate入侵诱控监测数字化网络平
台的设计与实现
网络入侵诱控技术可确保网络系统的安全。融合网络诱骗技术、主机诱骗技术以及动态配置技术，设计并实现一种基于HoneyGate入侵诱控监测数字化的网络平台，增强网络入侵诱控的性能。
1.1 网络平台总体框架结构设计
基于HoneyGate入侵诱控监测数字化网络平台的总体结构如图1所示。
图1描述的网络平台设置在内外网中的主机中，该主机存在三个网络接口，平台包括封包截获模块、欺骗网络模块、欺骗主机模块以及动态配置模块。封包截获模块对HoneyGate配置的IP地址空间的网络传输信息进行配置和传递，欺骗网络模块以及欺骗主机模块分别实现网络级诱骗以及主机级诱骗，动态配置模块探测内部网络信息，对HoneyGate模型的的信息库进行配置，完成总体网络平台的动态配置。
1.2 封包截获模块设计与实现
HoneyGate入侵诱控监测数字化网络平台，通过风波截获模块采集传递到相应网络地址区域中的地址网络数据包，实现对入侵攻击的ARP欺骗。
1.2.1 WinPcap封包截获
WinPcap是依据WIN32平台的封包截获与网络分析体系结构，其由包过滤器、低层动态链接库（packet.dll）以及高层系统无关库（wpcap.dll）组成，如图2所示。
包过滤器从网卡上捕获、传输以及过滤原始数据包，将满足过滤规范的数据包保存在核心缓冲区内。其通过函数对数据链路层内的数据进行读写，设置网卡为混杂模式。如果原始网络数据包传递到网络适配器中，则通过网卡驱动程序采集数据包，NDIS中间层驱动程序将数据包反馈到低层动态链接库中，再传输到filter内进行过滤处理，将满足规范的数据包保存在高层系统无关库内。通过用户级的应用程序从高层系统无关库中采集数据，完成数据链路层封包的截获。
1.2.2 封包截获模块工作流程
封包截获模块的工作包括接收和发送两部分，具体流程如图3所示。
封包截获模块的接收过程为：从配置信息数据库中，采集HoneyGate设置的虚拟诱骗环境的IP地址信息，捕获传递到该IP地址的网络原始数据包。若捕获到某IP地址的ARP申请报文，则反馈准确的ARP欺骗报文，否则向欺骗网络模块反馈原始数据包。持续分析网络配置信息是否变动，如果没有变动，则重复进行原始数据包的捕获工作，否则采集新的监控IP地址，再实施原始数据包的捕获工作。封包截获模块的发送过程，将欺骗网络模块反馈的数据包传输到外部网络中。
1.3 欺骗网络模块的设计
HoneyGate入侵诱控监测模型通过欺骗网络模块中划分出虚拟路由模块对网络拓扑结构进行虚拟设计，实现入侵行为的网络级诱骗功能，
1.3.1 欺骗网络模块的运行过程
欺骗网络模块的运行过程主要是虚拟路由模块的运行过程如图4所示。
欺骗网络模块通过虚拟路由模块先从配置信息数据库中采集HoneyGate需要模拟的网络拓扑结构，按照该结构信息塑造虚拟路由拓扑；然后欺骗网络模块从封包截获模块采集数据包并反馈给虚拟路由模块，虚拟路由模块采集IP数据包后对虚拟路由拓扑入口点进行检索，获取入口路由器IP地址、延迟、丢包率等信息；最后虚拟路由模块分析IP数据包的目标IP是否同此刻虚拟路由器处于相同的本地网络内，若不是，则从虚拟路由器的路由表内检索后续虚拟路由节点，执行路由虚拟拓扑过程，实现网络级诱骗；否则停止虚拟路由的工作，向欺骗主机模块反馈IP数据包，完成主机级诱骗。
1.3.2 欺骗网络模块具体实现
欺骗网络模块的关键过程通过虚拟路由模块完成，重点是通过树形结构塑造虚拟路由拓扑，其中的关键数据结构为：
（1） 虚拟路由拓扑树
如果传送到某目标IP的数据包被接收，则后续的数据包也会传递到同一目标IP。通过伸展树网的方式规划虚拟路由拓扑树，提高路由的检索效率。
1.4 欺骗主机模块以及动态配置模块的设计与实现
1.4.1 欺骗主机模块设计
网络平台中的HoneyGate模型将主机系统功能的模拟在欺骗主机模块中进行处理，完成主机级诱骗。采用数据包划分模块、协议操作模块和应用服务操作模块，模拟主机网络协议栈内的网络层、传递层和应用层的服务过程，完成在网络协议栈层次对入侵进行诱控，增强网络平台处理深度入侵攻击的能力。
1.4.2 动态配置模块的内部结构
网络平台的动态配置模块融合主动检测以及被动检测技术，对HoneyGate模型中的其他模块进行配置。动态配置模块的内部结构图如图5所示。
主控中心是动态配置模块的关键，网络平台开始通过HoneyGate入侵诱控模型进行入侵行为的检测时，主控中心通过主动检测模块对内部网络主机的地址、主机端口号和支撑不同服务的协议等信息进行分析，得到HoneyGate入侵诱控监测的原始配置策略，采用配置调整模块将配置策略信息存储配置信息数据库中。主动检测模块停止运行，主控中心按照设定的时间对新网络进行检测，并对被动检测模块进行检测。主控中心对比分析主动与被动检测结果中临时文件中的信息，若分析得到内部网络状态存在波动，则通过配置调整模块对配置信息数据库进行调整。
1.4.3 动态配置模块关键数据结构
动态配置模块的数据结构可确保主动和被动检测模块，依据数据结构将检测信息反馈给主控中心。网络端口中的信息有端口号、协议以及相关的服务，检测网络平台中主机的结果不仅有网络端口信息，还有主机地址以及开放端口数。主控中心读取拓扑结构后得到主机的检测结果，再对主机的状况进行对比，判断是否存在入侵攻击行为。详细的传递数据结构为：
（1） 存放各端口信息的结构
2 实验分析
通过实验测试验证所设计的网络平台的准确性，平台预防网络攻击的效果。采用本文设计的网络平台检测到的入侵事件如图6所示。
图6通过面板呈现出入侵事件信息，通过“Summary”能够获取入侵事件的起始和终止时间以及入侵动作等信息，获取的入侵事件的IP地址以及主机名通过“Visitor”呈现。因此能够看出本文设计的网络平台是有效的，可准确获取入侵事件。
2.1 ARP欺骗功能测试
本文设计的网络平台中的HoneyGate模型在宿主机上配置封包截获模块，对10.10.1.2～10.10.1.5地址段的申请进行监控，并传达出相关的应答报文。由封包截获模块运行状态可知，封包截获模块运行前，在入侵者主机（10.10.39.58）上对目标地址空间10.10.1.2～10.10.1.5发起的全部申请报文都无法收到反馈，入侵主机无法向网络接入目标地址区域的主机，使得传递到该网络地址区域的数据包出现缺陷，导致对应的虚拟诱骗环境运行中断。但是当所设计网络平台中的封包截获模块运行后，其可反馈10.10.1.2～10.10.1.5地址区间的申请，将HoneyGate宿主机的MAC地址当成源主机地址，并传达相关的反馈申请信息，将入侵者主机辨别地址区域内的系统连接到网络中，使得网络数据包可向HoneyGate宿主机传递，封包截获模块采集到数据包反馈给虚拟诱骗环境，确保该地址区域中的虚拟诱骗环境的顺利运行，完成入侵行为的诱骗。
2.2 虚拟路由功能测试
通过探测程序tracert分析入侵主机（10.10.39.58），进而检测HoneyGate中的虚拟诱骗环境 （10.10.1.4）的路由，结果如图7所示。通过图7能够看出，向虚拟诱骗环境传递的ICMP申请报文直接向10.10.1.5传递。而本文设计的网络平台通过设置HoneyGate虚拟路由功能，可塑造中间路由器10.10.1.1和10.10.2.1，并通过tracert程序对10.10.1.5的路由信息进行检测，结果如图8所示。
对比分析图7和图8中的虚拟路由检测结果可得，本文设计的网络平台通过HoneyGate入侵诱控模块中的虚拟路由功能，塑造了两个虚拟路由器，欺骗了入侵路由探测，保证了网络的安全。综合分析上述实验结果可得，未采用HoneyGate入侵诱控的网络平台中，入侵者的检测程序会采集到内部网络中的敏感信息，同时使得网络母板主机系统被入侵的程度增强。而采用HoneyGate入侵诱控的网络平台中，入侵者的探测程序tracert获取实际信息同诱骗信息混淆，使得入侵者无法准确分析实际目标地址，说明所设计的基于HoneyGate入侵诱控监测数字化网络平台对入侵者具有较强的诱骗和控制作用，保证了目标主机的安全。
3 结 论
为了提高网络安全性能，设计并实现基于HoneyGate入侵诱控监测数字化网络平台。该平台由封包采集、欺骗网络、欺骗主机以及动态配置等模块构成。通过WinPcap封包截获模块采集数据链路包，实现入侵行为的ARP欺骗。采用树形数据结构塑造欺骗网络模块中的虚拟路由，融合主动探测与被动探测的动态配置方法，处理内部网络状态波动，对网络配置进行及时更新，增强网络适应性。实验结果说明，所设计网络平台可有效地诱骗入侵者，控制入侵行为，维护网络安全。
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