地震监测专业设备全生命周期运维保障系统
【系统方案】
XXXX企业有限公司
XXXX年XX月
目录
1系统概述 (4)
2需求分析 (5)
2.1系统目标 (5)
2.2组织结构 (5)
2.3角色定义 (6)
2.4功能需求 (7)
3系统设计 (10)
3.1系统功能 (10)
3.2系统组成 (11)
3.3系统架构 (13)
3.4角色权限 (14)
3.5运行环境 (14)
4系统实现 (16)
4.1智能监控 (16)
4.1.1数据采集 (16)
4.1.1智能监测 (17)
4.1.1远程控制 (17)
4.1.2报警策略 (17)
4.2运维管理 (18)
4.2.1故障排除 (18)
4.2.2维护通知 (18)
4.2.3转单派单 (18)
4.2.4维护登记 (19)
4.2.5运维统计 (19)
4.3设备管理 (19)
4.3.1采购管理 (20)
4.3.2库存管理 (20)
4.3.3运行管理 (20)
4.3.1维修管理 (20)
4.3.2综合查询 (20)
4.3.1设备统计 (20)
4.4入网管理 (20)
4.4.1需求管理 (21)
4.4.1定型管理 (21)
4.4.1入网管理 (21)
4.5数据管理 (22)
4.5.1基础数据 (22)
4.5.2观测数据 (22)
4.5.3质量数据 (23)
4.5.4业务数据 (23)
4.6综合业务 (24)
4.7决策分析 (24)
5技术实现 (25)
5.1编程语言及技术 (25)
5.2面向对象的组件技术 (25)
5.3数据代理技术 (26)
5.4应用程序的开发和运行结构 (26)
5.5系统设计原则 (27)
6系统服务器 (28)
1 系统概述
根据国家、省防震减灾工作的指导思想：即认真贯彻落实科学发展观，把人民群众的生命财产安全放在首位，实行预防为主、防御与救助相结合的方针，依靠法制、依靠科技、依靠全社会力量，通过建立健全地震监测预报、震灾预防、紧急救助三大工作体系和进一步完善地震灾害管理机制，不断提高防震减灾能力，为人民和社会提供可靠的安全保障。经过多年的不懈努力，特别是“九五”、“十五”、“十一五”、“十二五”、“十三五”防震减灾重点项目的实施，目前已建立和完善了地震监测、前兆观测、强震观测、地震预警、地震工程预防、地震应急系统等专业地震业务系统。
随着“十一五“、“十二五”、“十三五”项目建设的不断开展，各种类型的地震观测台站和专业设备不断增多，特别是无人值守台站的数量成倍增加，在地震台网功能不断增强、监测能力进一步提升的同时，地震专业仪器装备方面存在管理环节缺失，发展难以持续的现状，因此急需建立基于发展需求、技术要求、研制、定型、许可、使用、运行保障、质量监督和退出等环节构成的仪器装备全链条业务管理体系。技术上需要新的思路和管理系统对地震专业仪器装备进行科学管理，以有效提高台网及台站技术系统的稳定性和管理的规范性，为地震数据产出的连续可靠和应用共享奠定基础。
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统是一个集成化的信息管理平台，由需求发布、定型、采购、检定、入网运行、维护维修、更换升级、质量监督和退出等环节组成的仪器装备全生命周期的业务管理系统。
2 需求分析
2.1 系统目标
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统的总体目标是实现对设备所有流转节点的跟踪监控。
一、建设国家级、片区/省级、中心台站级备机备件库，对国家级备机备件库、片维中心/省级备机备件、中心台站备件库资源进行合理配置和有效管理；
二、实现在网运行设备的跟踪监控，对设备运行状态、周期检定、入网退网、维修维护情况进行全面跟踪管理；
三、对设备运行质量、维护维修情况等进行大数据分析，为备机备机库建设、设备采购、维护维修预警等提供决策分析。
建设基于全国地震监测专业设备全生命周期运维保障系统平台，实现对地震监测专业设备的入网管理、采购管理、库存管理、监控管理、运维管理、数据管理等功能的集成化管理，从而使管理者可以对信息进行直观、方便、快捷的管理，真正实现规范化统一管理的目标。
2.2 组织结构
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统的管理组织结构实行国家、区域、省、台站等多级布局的方式，如国家级地震监测技术装备中心、片区运维中心、省级运维中心、中心台站、一般台站等。
组织结构（可自定义）
2.3 角色定义
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统的目标用户角色主要可以分为以下几大类：
国家级地震监测技术装备中心，是国家地震监测专业设备运维保障业务的主体，对片区运维中心、省级业务单位及台站具有技术指导、管理和监督职能。负责全国地震监测专业设备的入网退网管理；设备运维状态监控；备机备件库采购入库、运行、调度监控；运维考核管理；组织设备运维技术培训；组织设备评价工作；总体协调运维保障体系运行。
片区运维保障中心依托部分省局建设，为片区内若干省局的运维保障提供支持，是国家运维保障中心部分职责的延伸，主要建有国家级备机备件库；负责国家级备机备件购置、存储、调度、维护等备机备件库的运行工作；向国家中心汇总上报备机备件及设备的更新需求；牵头开展片区设备更新升级工作。
各省地震局建设省级运维保障中心，建有省级备机备件库；负责本省备机备件的购置、存储、调度、维护等备机备件库的运行工作；设备维护维修工作；设备的标定校准工作；向片区运维保障中心汇总备机备件购置需求；设备更新升级实施。
各地震中心台站在国家和省级统一规划和指导下，根据本区域装备配置和特点，负责台站辖区内地震设备维护维修、日常巡检、标定校准等工作，开展辖区内运维
保障工作。
2.4 功能需求
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统的功能需求主要可以分为以下几大类：
系统角色功能（可自定义）
系统功能需求
◆入网管理
依拖前沿的现代化信息化方法辅助地震管理部门全面开展全国地震监测专业设备的入网退网的过程管理，包括需求收集、需求分析、技术要求制定与发布等。
◆智能监控
随着地震基础能力建设的不断提升，地震监测种类繁杂、各类仪器设备种类和数量众多，如何全面、快速、准确地掌据各种仪器设备(特别是关键设备)的运行状态，以便快速进行响应尤其重要！借助当前前沿的互联网、物联网、GIS等领域的技术手段，在结合地震行业地震监测设备特点的基础上，充分借用高新科技技术力量实现台站设备的智能化监控。智能化监控包括对各类仪器设备的集成监测与控制，同时要能根据不同的策略（大数据分析、经验分析）进行自动化、智能化的运维操控。
◆运维管理
同样，随着地震监测种类越来越多，台站越建越多，各类仪器设备种类和数量也越来越多，那么需要进行维修维护的工作量也越来越大，同时相关的管理部门对数据的完整性和质量要求也越来越高，这对于维护人员而言工作压力无疑也越来越大，那么应该如何解决工作量越来越大和维护人员越显不足的矛盾呢？一方面通过上面的智能化监控平台的实现高效率的台站设备运维操控；另一方面也需要借助各种现代化科技手段来支持维修维护工作。
地震台站有着分布广、数量多等特点，台站设备有着种类多、维修难度大等特点，因此台站设备的维修维护工作需要多方人员参与(值班人员、维护人员、区县人员、台站人员、社会化企业以及厂商等)，这就需要一个统一、便捷的维修维护管理平台来整合各方资源来开展维修维护工作，功能包括远程故障修复、维护通知、派单转单、维护登记等。
◆设备管理
为了支持越来越多的地震监测业务开展，伴随着各类仪器设备种类和数量越来越多的现况，建立一个全面、可靠的设备保障平台很有必要，设备管理的核心思路是实现对各类仪器设备的全生命周期管理，从仪器设备的采购、库存、变更、运行、维修、巡检、返修、报废等过程进行全程的跟踪管理。在这基础上提供精准的数据分析统计功能，实现对各种类的设备进行分类统计分析(设备的库存状态、运行状态、
故障状态、健康状态、质量状态等等)，以便于对决策分析的支持。
◆数据管理
系统需求建立一个融合基础数据、观测数据、监测数据、质量数据、业务数据等综合管理与应用的管理平台，得所有信息、数据处于同一平台的管理之下，解除信息孤岛的现象，以此来提高管理人员的工作效率，加强领导者的统一管理和决策。
◆综合业务
地震监测业务需要对各类型的运维中心、地震台站进行统一平台管理，真正实现规范化统一管理的目标。以网络平台为基础，建成标准统一、功能完善、安全可靠的地震监测专业设备全生命周期运维保障系统，提供日常观测业务一站式管理。依托地震监测专业设备全生命周期运维保障系统规范工作方法和流程，提高管理水平和工作效率，降低管理成本。根据平台提供的观测信息统计数据，管理者可获得整个监测部署的不足之处，以便综合调配现有人员、设备、网络等资源。
◆标准化建设
依托地震监测专业设备全生命周期运维保障系统，拟对系统所涉及的数据及应用服务等进行标准化接口定义，以此提高规范化、标准化管理，同时，对系统平台的各类型数据按照行业标准进行输入输出接口定义，以便于数据信息的互动同享。
◆统计、决策分析
建立在地震监测专业设备全生命周期运维保障系统大数据集成的基础上，需要对大量的数据进行有效的分类管理和数据挖掘，以及提供各种统计分析工具，以便于管理者对业务的各方面进行决策分析支持。
3 系统设计
3.1 系统功能
系统功能
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统主要提供7大主要业务功能，包括入网管理、智能监控、运维管理、设备管理、数据管理、综合业务、决策分析。
◆入网管理
入网管理模块主要实现对地震监测行业专业仪器设备的入网管理功能，包括需求管理、定型管理、入网管理等。
◆智能监控
智能化监控模块主要实现对地震监测的各种类型仪器设备的智能化监控管理，功能包括数据采集与控制、智能化监测、远程控制、报警通知策略等子模块。
◆运维管理
运维管理模块主要实现对地震监测的各种类型仪器设备的的维修维护、巡检等管理，功能包括远程故障排除、维护通知、转单派单、维护登记等子模块。
◆设备管理
设备管理模块主要实现对地震监测的各种类型仪器设备的生命周期管理功能，
包括采购管理、库存管理、运行管理、维修管理等。
◆数据服务
数据管理模块主要实现对系统所涉及到的各种类型数据进行统一的集成管理并提供标准化接口输出等数据服务功能，包括基础数据、观测数据、观测数据、质量数据、业务数据等。
◆综合业务
综合业务模块主要实现对各级别管理机构及台站的综合办公业务管理。建立各级别管理机构与台站电子化办公机制。通过建立电子化的办公流程，规范各级别管理机构与台站的常规申请和审批流程，提高管理效率。
◆统计、决策分析
决策分析模块主要实现对各级别管理机构及台站的综合数据统计及分析功能，以辅助地震管理部门的决策分析，包括各种级别的设备统计分析管理、运维统计分析管理、综合业务统计分析管理、数据及质量分析管理等。
3.2 系统组成
系统组成
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统的建设是充分依托地震监测专业o 业务系统建设和实施原则以及地震监测行业标准规范进行的。
系统的所有功能及架框设计都是建立在目前国内外专业地震监测系统体系的
基础上。
系统对地震监测所涉及的各学科设备的数据流、状态流、控制流等接口进行标准化定义，通过地震监测专业设备全生命周期运维保障系统实现各种数据流的接入和控制。同时系统兼容对接各种专业的业务系统及数据库(JOPENS系统、JOPENS数据库、十五前兆系统、十五前兆数据库、国内外标准数据流协议等)，为地震监测专业设备全生命周期运维保障系统提供底层的数据来源。
系统核心部分按层次划分可分为三层，分别是底层组件、中层数据存储、上层应用。
其中底层组件包括数据采集、数据管理、数据加工、数据服务、数据接口、数据共享、GIS服务、推送服务、系统管理等，按照功能分类进行组件式开发，并对上层进行底层服务。
中层数据存储主要负责对系统各种数据进行分类存储，包括基础数据库、生产数据库、监测数据库、运维数据库、设备数据库、质量数据库、统计数据库、入网数据库、业务数据库、系统数据库等。
上层应用层主要负责提供各种业务功能，包括入网管理、智能监控、运维管理、设备管理、数据管理、综合业务、决策分析等。
同时，系统提供了专业的数据共享服务功能，可用于不同级别或区域的地震监测专业设备全生命周期运维保障系统之间进行数据共享，以实现分布式管理。
3.3 系统架构
Web浏览器客户端
系统架构图
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统架构如上图所示，主要由后方数据存储与基础数据服务层、中间核心数据发布与处理层、前端应用客户端三大部分组成：
其中后方数据存储与基础数据服务层包括行业专用系统数据库和地震监测业务平台数据库两部分，系统数据库用于以标准的格式统一存储系统的种数据资源，以便于对系统数据的统一管理与发布。
中间核心数据发布与处理层包括数据中心数据库管理平台与地震监测专业设备全生命周期运维保障系统以及后台服务管理三部分组成，其中数据中心数据库管理平台用于标准化存储、处理、发布系统数据以及提供标准的接口服务，地震监测专业设备全生命周期运维保障系统布是基于Web浏览器的服务系统；后台服务管理
平台应用于后台数据同步及采集等应用。
前端应用客户端包括手机客户端应用、浏览器应用客户端应用、平板客户端应用，用于向各种场合的用户提供系统服务。
3.4 角色权限
地震监测专业设备全生命周期运维保障系统的功能都是根据不同的业务管理部门和观测项目进行定制的，因此用户可以灵活地根据实际业务需要为每种类型的部门机构赋予系统功能权限。同时，在明确管理部门的功能权限后，系统还会根据部门机构定义的观测项目及用户角色进行自动或人工的功能裁剪和定制，以最简便的方法灵活满足不同业务需求的人员。
3.5 运行环境
类型内容备注
体系架构B/S架构
访问浏览器IE9+、Firefox、Chrome、
主流手机浏览器等网页设计成自适应模式，兼容PC、平板、手机浏览
操作系统Linux
地图服务天地图、百度地图数据库平台MySQL
4 系统实现
4.1 智能监控
智能化监控模块
智能化监控模块主要实现对地震监测的各种类型仪器设备的智能化监控管理，功能包括数据采集与控制、智能化监测、远程控制、报警通知策略等子模块。
4.1.1 数据采集
数据采集子模块负责实现台站各种类型仪器设备的数据采集功能，数据类型包括数据流(观测数据流)、状态(设备运行环境状态)、控制流(远程控制信息)三种。系统针对地震行业的各种类型仪器设备进行分析分类，总结规律，在这基础上定义了标准的接口协议，用于统一规范化管理台站各种类型仪器设备。
数据流
数据流主要是指各种观测类型对应的仪器观测数据，比如测震、强震观测数据，这部分数据一种方式可以直接与设备进行通讯采集，另一种方式可以与中心的标准数据流服务器LISS进行通讯共享(更为常用)；前兆观测数据，这部分数据一种方式可以直接与设备进行通讯采集，另一种方式可以与中心的国家前兆十五数据库进行共享。
◆状态流
状态流主要是指的是实时采集台站各种类型仪器设备的工作状态及台站环境状态等仪器监视类的数据。比如测震、强震、前兆关键设备的供电电压、供电电流、主板温度、GPS状态、存储状态、数据状态、零位状态、标定状态等；台站环境监测设备的台站温度、台站湿度、交流电压、交流电流、太阳能电压、太阳能电流、供电电压、供电电流、蓄电池状态、防盗监控、视频监控等。
◆控制流
状态流主要是指对台站各种类型仪器设备远程控制指令类数据，包括设置工作参数、设备复位、设备重启、设备标定、设备调零、设备对时、设备更新以及自定义控制等。
4.1.1 智能监测
智能化监控子模块负责实现对所有台站各种类型的仪器设备工作状态、数据传输状态、网络状态等进行自动化、智化化的监控，系统可根据不同的管理机构、管理区域、自定义范围等条件提供不同的监控管理平台界面，以满足不同级别的管理业务需求。
系统提出一图一表的监控管理理念，就是通过一张GIS地图和一张矩阵网格图协同实现台站各种类型的仪器设备工作状态的可视化展示与监控。
4.1.1 远程控制
远程控制控子模块负责实现对台站各种类型仪器设备远程控制功能，包括设置工作参数、设备复位、设备重启、设备标定、设备调零、设备对时、设备更新、自定义开关控制、自定义参数设置等。
4.1.2 报警策略
报警通知策略子模块负责通过各种技术手段实现对台站各种类型仪器设备的报警通知功能，报警通知类型包手定时任务报警通知、实时异常报警通知、设备状态变更通知等，技术手段包括移动平台推送报警通知、邮件报警通知、短信报警通知、监测平台声光电报警通知等。
4.2 运维管理
维修维护模块
运维管理模块主要实现对地震监测的各种类型仪器设备的的维修维护、巡检等管理，功能包括远程故障排除、维护通知、转单派单、维护登记等子模块。
4.2.1 故障排除
系统一旦检测到台站设备的异常信息，将产即启动自动化台站远程故障修复程序(依据上一章节定义的自动控制策略)。
如在自动化修复失败，则启动报警通知值班人员进行手动处理。
值班人员可结合系统提供的建议修改方案和自身的经验进行手动远程修复如果手动远程修复失败，则启动维护通知请求维护人员协助。
4.2.2 维护通知
值班人员在手动远程修复失败后，可通过维护通知子模块向相关维护人员请求协助。
4.2.3 转单派单
当相关的维护人员接收到维护通知后，可通过系统平台并结合自身的经验进行远程修复。
如果远程修复无法解决故障，那么就需要派人到台站现场去解决，一方面可以亲自到现场解决故障，另一面如果需要现场有值守看护人员、厂家或社会化运维企业等资源可以协助，可以通过转单派单子模块进行转单派单结相应的人员请求协助。
4.2.4 维护登记
当相关的维护人员或技术人员接收到要到台站现场进行维修维护、巡检的任务后，将动身前往台站并可将任务状态变更为“正在解决中”，同时通知相关人员以便了解进度状态。
当维护人员或技术人员到达现场对故障仪器设备进行完修复或巡检后，将对本次任务进行维护登记，时通知相关人员以便了解进度状态。
4.2.5 运维统计
运维管理模块提供丰富的运维数据统计分析功能，以辅助决策分析，运维可灵活根据机构、部门、区域、人员、时间范围、仪器类型等多种组合条件进行筛选查询。
4.3 设备管理
设备管理
设备管理模块主要实现对地震监测的各种类型仪器设备的生命周期管理功能，包括采购管理、库存管理、运行管理、维修管理等。
4.3.1 采购管理
设备采购管理子模块用于部门机构针对自身的监测业务需求进设备进行采购的过程管理，功能包括采购需求管理、采购申请管理、采购审批管理、供应商管理等。
4.3.2 库存管理
当采购设备后，需要对设备进行库存管理，包括设备登记、入库管理、出库管理等，系统引入了当前流行而强大的二维码持术手段对设备进行库存管理。
设备登记登记完成后，系统将为该设德生成一个唯一的二维码，这个二维码可以通过平台外接的打印设备打印并粘贴在设备上，将来设备的整个生命周期管理都是通过去打描这个二维码来实现。实现便捷化、统一化的管理。
4.3.3 运行管理
设备运行管理主要是指设备采购回来后整个生命周期的过程管理，包括设备变更管理、设备报废管理等，设备运维管理的生过程管理基于二维码的基础上进行。比如维护人员通过扫描设备上的二维码直接进入相关的管理平台对设备进行管理。
4.3.1 维修管理
维修管理模块对库存中的故障设备进行统一的维修维护管理功能。
4.3.2 综合查询
设备状态综合查询主要实现通过扫描设备上的二维码即可对设备进行基本信息查询、命期周期过程查询、状态信息查询、维修维护记录查询等综合查询业务。
4.3.1 设备统计
设备统计模块应用于统计各种仪器设备的库存状态、生命周期过程状态等。4.4 入网管理
入网管理模块主要实现对地震监测行业专业仪器设备的入网管理功能，包括需求管理、定型管理、入网管理等。