智慧消防數據采集-智慧消防數據中心系統建設方案
通過消防大數據平臺，為企業事業單位和個人提供火災危險通報、火災通報、業務處理、信息查詢、知識技能學習等方便高效的服務。提供更強大的數據基礎，破解信息化發展瓶頸，與大數據相關的物聯網技術、云計算技術，能夠迅速進行各種數據的全面收集和傳輸，不是單一的，而是基于完整的數據圖譜分析。
1.1 數據中心設計
數據中心以浪潮、華為等國有自主核心技術為基礎建設，包括機房裝修、網絡的部署、設施設備的安裝調試等。有條件的地方，建議采用租用政府云計算中心的方式建設。
1.1.1 基礎環境系統建設方案
本項目數據中心以浪潮、華為等國有自主核心技術為基礎建設，包括機房裝修、網絡的部署、設施設備的安裝調試等。有條件的地方也可租用政府云計算中心資源，機房基礎環境及所需的網絡安全、計算資源和存儲資源由其負責。
1.1.2 數據庫系統建設方案
“中心智慧消防”數據庫（以下簡稱“數據庫”）用于梳理消防相關各種數據資源，為消防業務提供基礎數據服務。數據庫設計是否合理，對本系統各個應用起極其重要作用，數據庫的建設不是一朝一夕可以完成，是循序漸進的過程，涉及的數據不可能一次性獲得，是分批分次的進行，本項目建設數據庫過程將遵循“統籌規則、分期實施”的原則展開。
1.1.2.1 基礎數據庫建設
本項目主要完成機構（單位）信息基礎數據庫、人員信息基礎數據庫、物品信息基礎數據庫、事件信息基礎數據庫、地理信息基礎數據庫、其他信息基礎數據庫等六類。
（1）總體設計
本項目基于分布式存儲技術建設基礎數據庫；
本項目提供統一的數據標準體系來構成基礎數據庫，各單位接入數據；
提供基于數據交換與共享系統之上的基礎數據庫建設，采用統一的用戶登錄、申請授權、安全認證，保證數據的規范性和安全性；
提供數據的權威性、正確性和可用性的基礎數據庫；
提供統一的數據管理規范，保證數據發布、共享、質量的可監控、可追溯；
提供基于消防基礎數據庫的GIS地圖完美結合，對機構（單位）情況、人員情況、消防業務情況等統計分析等信息的展示；
提供相關的消防數據檔案，有效的顯示消防的相關基本信息內容。
（2）基礎數據庫管理
l 信息歸集
數據編目：依托信息資源目錄，提供對消防安全各管理部門有關消防相關信息，建立、發布和維護人員登記、許可審批信息資源目錄結構，各單位編目、注冊，相關使用部門檢索使用。
數據交換：通過統一的消防資源目錄分類從較高層次的系統架構于內容格局上解決信息兼容問題，從根本上消除“信息孤島”。通過本項目建設的信息資源目錄，為消防相關信息共享、數據交換、資源整合提供基礎。
數據橋接：提供擴展性良好的數據抽取、清洗、關聯模型，實現數據有序地加載到基礎庫數據庫中，建立數據處理規范、外部數據源管理、元數據管理平臺、數據處理系統、數據監控等服務。
l 數據查詢與服務
歸集數據查詢：提供可通過多種方式進行消防相關信息歸集數據的查詢。可按不同的資源目錄分類查詢相關數據。通過不同的目錄、組合條件查詢數據項和相關詳細信息。
綜合查詢：實現對消防相關信息數據的查詢檢索應用，利用綜合查詢為消防業務提供對基礎數據的多種查詢檢索服務，包括組合查詢、關聯查詢、主題庫查詢等。
接口服務：基于開放式標準規范體系，通過主流技術，在不需要平臺供應商的支持下實現無障礙的數據接入。
l 數據共享與使用
提供按照統一的數據標準提供相應的數據共享；提供可根據數據交換與共享系統訂閱相關數據的功能；提供通過相應服務接口獲取相關數據的功能。
l 數據統計及決策
統計分析：建立統計分析功能，能夠按照工作人員的要求將統計結果直觀的提供出來，并可將統計結果生成各類圖形，并重點提供對消防相關數據的“動態監測”功能。可以根據工作人員的要求快速、靈活地進行大數據量的查詢處理和匯總統計。具備報表生成功能，可按一定規則生成報表。能夠直觀易懂將查詢結果提供給工作人員，以便他們能準確掌握消防相關狀況。支持各類統計圖形的生成，如：可生成柱狀圖、曲線圖、餅圖等。提供對匯總數據的綜合分析功能，能夠多種復雜的分析操作。
決策支撐：利用消防相關信息進行多類型、多層面的分析研究，建立固定的分析模型。以表格、統計圖和專題等表現形式為載體展現和分析數據。
l 數據安全與管理
提供統一用戶和權限驗證服務，實現統一和批量的授權操作；提供安全的用戶登錄，保證登錄的安全性；提供共享和傳輸數據的統一加密，保證數據的安全性；提供統一日志記錄、查詢等服務，使管理員了解系統目前的狀態。
1.1.2.2 業務數據庫建設
消防業務數據庫是基于消防基礎數據庫的業務性擴展數據庫。消防業務數據由根據消防業務應用需要而擴展的各類指標項構成，是一種動態的、不斷擴充的業務數據模式，是消防數據的“目”，指標項來自各類消防智慧應用的建設。
1.1.2.3 主題數據庫建設
主題數據庫由各類專題應用類數據庫構成。主題數據是通過對基礎數據、業務數據進行清洗、挖掘、分析后形成的有特定應用場景的服務型數據集，為各應用部門提供融合后的專題應用資源服務。
主題數據庫主要是消防安全各管理部門的專屬數據庫，該數據庫是共享的基礎數據庫的主要數據來源。對該數據庫的存取必須擁有相關的權限，并通過用戶認證。基于“智慧消防”云數據庫，自定義分析主題，開展輔助決策功能。
1.1.3 數據接口及服務建設方案
（1）開發接口服務
本系統提供開發接口服務，支持開發者或應用開發商調用系統提供的服務和自己的業務應用進行集成，或是開發基于“智慧消防應用平臺的應用系統。“智慧消防”應用平臺提供二次開發包、webservices開發接口，以滿足不同的開發用戶需要。
（2）數據服務系統
數據服務系統的服務內容為基礎數據、業務數據和主題數據。系統提供服務申請、審核、使用等管理功能和服務注冊、上架、撤銷等維護功能。通過建立數據服務系統，將達成以下目標：
建立嚴格的數據服務管理，數據的使用必須遵循申請～審核～使用的管理流程；
提供數據服務本身的注冊、上架、撤銷等服務維護功能，支持服務的動態配置；
數據服務須提供動態擴展能力，能支持大用戶量并發訪問。
（3）動態擴展服務
l 時空信息承載服務
實現具備時間、空間特性的公共數據庫數據的可視化展示和管理，通過與3S 技術（GPS、GIS、RS）結合，可以構建各種時空可視化的信息系統。同時，基于業務數據的信息資源圖層也可以通過服務的時空化接口功能來進行快速制作，從而大大降低了信息資源圖層更新的成本和復雜度。
l 專題數據挖掘服務
功能主要分為多維數據透視和信息綜合挖掘，系統的數據來源為基礎數據庫與業務數據庫，系統產生的分析成果數據以主題數據形式存儲于主題數據庫。
1.2 監控中心設計
監控中心用于實現對轄區消防安全遠程集中監督，管理坐席、監管電腦及網絡構成。監控人員通過監管電腦瀏覽器遠程登入數據中心系統，進行轄區消防安全監督管理，把控轄區消防安全態勢。對發生異常的消防設施和未履行消防安全管理工作的單位和人員，立刻告之并敦促整改，促使各級部門和人員落實消防安全責任。
1.3 應用支撐系統設計
應用支撐系統是面向Java技術的開發平臺，應無縫支持主流的商業中間件產品，包括Websphere、Weblogic、TongWeb、Apachi Tomcat、GIS等，這樣將為用戶選擇合適的應用中間件提供自由的空間。
1.3.1 服務構件
服務構件層提供了若干個基礎服務構件，包括SOA服務調度、物聯應用服務、流程協同服務、移動應用服務、通用視頻服務、通用數據服務、運維應用服務、管理應用服務、分析決策服務、數據治理服務等構件。其主要任務是為多應用系統開發、運行管理提供基礎資源配置、組織機構及用戶授權、數據接入與整合、數據應用以及面向服務架構的服務管理和調度。
（1）SOA服務調度：SOA本質強調“松耦合”的架構，以服務形式進行封裝。從應用開發的層次看，一方面應用支撐平臺的統一授權和認證、工作流、數據應用、數據交換等服務均可以Web服務的形式進行封裝，然后提供給應用系統調用，另一方面，面向業務的應用軟件開發過程中，可以將共性的業務形成服務注冊到平臺中，然后通過、問服務的方式進行調用。
（2）物聯應用服務：提供面向異構物聯網的協議解析及接入服務。
（3）流程協同服務：提供基于工作流的業務流程的自動化、智能化和整合化管理。
（4）移動應用服務：提供移動應用的注冊、管理、同步等服務。
（5）通用視頻服務：提供視頻流的接入、分析、管理、點播和錄制等服務。
（6）通用數據服務：提供數據檢索、交換等通用服務。
（7）運維應用服務：提供系統運行數據及應用監控的服務。
（8）管理應用服務：提供基礎資源配置、組織機構及用戶授權等服務。
（9）分析決策服務：提供數據統計分析服務。
1.3.2 數據可視化工具
本項目數據可視化工具采用成熟的開源軟件Echart。
數據可視化工具可以運行在 PC 和移動設備上，可提供各類數據可視化圖表，包括常規的折線圖，柱狀圖，散點圖，餅圖，K線圖，用于統計的盒形圖，用于地理數據可視化的地圖，熱力圖，線圖，用于關系數據可視化的關系圖，樹形圖，多維數據可視化的平行坐標，用于 BI 的漏斗圖，儀表盤等，并支持動態特效圖表。
1.3.3 支撐軟件
（1）操作系統
操作系統是位于硬件之上、所有其他系統軟件之下的系統軟件，使得管理系統中的各種軟件和硬件資源得以充分利用，方便用戶使用計算機系統。本項目建設操作系統與市級平臺一致，配置5套操作系統，用于智慧消防5個應用系統。
（2）虛擬化軟件
虛擬化軟件可以讓主體服務器建立與執行一至多個虛擬化環境，形成可以動態管理的“資源池”實現IT資源的動態分配、靈活調度、跨域共享，提高IT資源利用率。從而提高資源的利用率，簡化系統管理，實現服務器整合，讓IT對業務的變化更具適應力。本項目虛擬化軟件由數據中心統一部署。
（3）數據庫軟件
根據建設需要，本項目需配置數據庫軟件1套，部署在智慧消防數據庫服務器上，用于本項目結構化業務數據的讀、寫服務。
（4）中間件軟件
中間件軟件包括基于SOA的服務總線（ESB）中間件、消息中間件等。
（5）數據備份軟件
數據備份是保護數據與數據恢復的重要前提，數據備份軟件可使備份后的數據完整、快速、簡捷、可靠地恢復原有系統。
1.4 數據庫設計
智慧消防數據庫（以下簡稱“數據庫”）用于梳理消防相關各種數據資源，為消防業務提供基礎數據服務。數據庫設計是否合理，對智慧消防各應用平臺起極其重要作用，數據庫的建設不是一朝一夕可以完成，是循序漸進的過程，涉及的數據不可能一次性獲得，是分批分次的進行，本項目建設數據庫過程將遵循“統籌規則、分期實施”的原則展開。
1.4.1 基礎數據庫建設
本項目主要完成基礎信息庫和消防業務信息庫。
（1）總體設計
l 本項目基于分布式存儲技術建設基礎數據庫；
l 本項目提供統一的數據標準體系來構成基礎數據庫，單位接入數據；
l 提供基于資源共享交換的基礎數據庫建設，采用統一的用戶登錄、申請授權、安全認證，保證數據的規范性和安全性；
l 提供數據的權威性、正確性和可用性的基礎數據庫；
l 提供統一的數據管理規范，保證數據發布、共享、質量的可監控、可追溯；
l 提供基于消防基礎數據庫的GIS地圖完美結合，對人員情況、單位（機構）情況、消防業務情況等統計分析等信息的展示；
l 提供相關的消防數據檔案，有效的顯示消防的相關基本信息內容。
（2）基礎數據庫管理
l 信息歸集
數據編目：依托信息資源目錄，提供對消防相關信息，建立、發布和維護人員登記、許可審批信息資源目錄結構，各單位編目、注冊，相關使用部門檢索使用。
數據交換：通過統一的消防資源目錄分類從較高層次的系統架構于內容格局上解決信息兼容問題，從根本上消除“信息孤島”。通過本項目建設的信息資源目錄，為消防相關信息共享、數據交換、資源整合提供基礎。
數據橋接：提供擴展性良好的數據抽取、清洗、關聯模型，實現數據有序地加載到基礎庫數據庫中，建立數據處理規范、外部數據源管理、元數據管理平臺、數據處理系統、數據監控等服務。
l 數據查詢與服務
歸集數據查詢：提供可通過多種方式進行消防相關信息歸集數據的查詢。可按不同的資源目錄分類查詢相關數據。通過不同的目錄、組合條件查詢數據項和相關詳細信息。
綜合查詢：實現對消防相關信息數據的查詢檢索應用，利用綜合查詢為消防業務提供對基礎數據的多種查詢檢索服務，包括組合查詢、關聯查詢、主題庫查詢等。
接口服務：基于開放式標準規范體系，通過主流技術，在不需要平臺供應商的支持下實現無障礙的數據接入。
l 數據共享與使用
數據質量：對于各系統提供的數據進行質量核查，并有相應的處理流程和結果反饋，最后形成各系統提供數據的質量報告，并進行統計排名和分析。
數據共享使用：提供按照統一的數據標準提供相應的數據共享；提供通過相應服務接口獲取相關數據的功能。
l 數據統計及決策
統計分析：建立統計分析功能，能夠按照工作人員的要求將統計結果直觀的提供出來，并可將統計結果生成各類圖形，并重點提供對消防相關數據的“動態監測”功能。可以根據工作人員的要求快速、靈活地進行大數據量的查詢處理和匯總統計。具備報表生成功能，可按一定規則生成報表。能夠直觀易懂將查詢結果提供給工作人員，以便他們能準確掌握消防相關狀況。支持各類統計圖形的生成，如：可生成柱狀圖、曲線圖、餅圖等。提供對匯總數據的綜合分析功能，能夠多種復雜的分析操作）。
決策支撐：利用消防相關信息進行多類型、多層面的分析研究，建立固定的分析模型。以表格、統計圖和專題三種表現形式為載體展現和分析數據。
l 數據安全與管理
提供統一用戶和權限驗證服務，實現統一和批量的授權操作；提供安全的用戶登錄，保證登錄的安全性；提供共享和傳輸數據的統一加密，保證數據的安全性；提供統一日志記錄、查詢等服務，使管理員了解系統目前的狀態。
（3）基礎信息數據庫管理門戶
l 信息管理門戶
建立基礎信息數據庫管理門戶，為消防基礎信息建立相應信息欄目，并將消防相關數據與統計分析信息在管理門戶中進行展現。系統界面簡潔美觀，能夠展現主要數據信息。
l 檔案信息公示
提供消防相關信息資源數據檔案，進行后臺配置，前臺展示的效果。
l 數據歸集排名
對消防相關接入數據進行統計匯總，并對數據進行排名和問題顯示。
1.4.2 業務數據庫建設
消防業務數據庫是基于消防基礎數據庫的業務性擴展數據庫。消防業務數據由根據消防業務應用需要而擴展的各類指標項構成，是一種動態的、不斷擴充的業務數據模式，是消防數據的“目”，指標項來自各類消防智慧應用的建設。
1.4.3 主題數據庫建設
主題數據庫由各類專題應用類數據庫構成。主題數據是通過對基礎數據、業務數據進行清洗、挖掘、分析后形成的有特定應用場景的服務型數據集，為各應用部門提供融合后的專題應用資源服務。
主題數據庫主要是消防各部門的專屬數據庫，該數據庫是共享的基礎數據庫的主要數據來源。對該數據庫的存取必須擁有相關的權限，并通過用戶認證。基于消防大數據實戰應用平臺信息共享庫，自定義分析主題，開展輔助決策功能。
1.5 數據處理和存儲系統設計
1.5.1 存儲系統建設
本項目的存儲系統建設采用“虛擬化分布式存儲+集中存儲”方式進行建設。
（1）虛擬化分布式存儲
在虛擬化分布式存儲架構中，每臺服務器同時也是一個存儲節點。除了安裝平臺軟件的系統盤外，每個節點上的其他所有磁盤空間（包括系統盤的剩余分區）都能被用于虛擬化存儲。虛擬化存儲會使整個LUN盡量均勻分布在所管理的全部節點和物理磁盤上，這樣的設計使得對LUN的I/O操作能利用整個系統中全部節點和磁盤的性能。當管理員創建一個LUN時，虛擬化存儲并不會馬上為該LUN分配實際的物理存儲空間，而是采用精簡模式，在有數據寫入的時候才分配存儲空間。精簡模式使用戶在存儲空間有限時，能按未來的業務發展需要提前規劃LUN的容量。本期項目配置1套分布式存儲軟件。
（2）集中存儲
本項目配置1臺光纖存儲虛擬化控制器（雙節點）完成存儲虛擬化的控制和管理。光纖存儲虛擬化控制器具備冗余結構設計，實現鏈路層的冗余和故障容錯。
配置2臺磁盤陣列，數據容量不少于200TB，對兩臺磁盤陣列進行虛擬化整合，構建光纖存儲資源池，以虛擬化的邏輯磁盤方式對外提供存儲服務。FC存儲柜采用高速光纖磁盤，并配置RAID+HotSpare策略，保證存儲系統的高可用性。光纖存儲設備采用的是光纖鏈路上的SCSI傳輸，計算機和存儲間的光纖接口采用底層的塊協議。通過云管理平臺中的數據備份策略進行備份事務調度。在對需要備份的數據、數據庫等根據預先配置定義好備份策略后，備份系統將自動地按照預先設置的時間、方式將需要備份的數據備份到備份資源池中。
1.5.2 數據整合與交換系統建設
1.5.2.1 數據整合處理系統
數據整合處理系統的作用體現在兩個方面，一方面通過數據加工、數據整合、數據關聯等功能，能夠動態配置實現各類不同主題的信息處理，在城市公共基礎信息、管理對象信息和消防業務信息等基礎數據庫的基礎上，通過進行清洗、轉換、集成，構建業務應用所需的業務數據庫，豐富主題數據庫，提升數據的價值，實現數據向信息的轉變；另一方面，在消防應用的建設中，支撐業務數據庫及主題數據庫的指標項擴展，這些指標項的擴展也會充實基礎數據庫的指標項及數據內容。數據整合模型如下圖所示：
數據整合模型
（1）整合配置
以圖形操作模式配置數據整合參數，實現進行清洗、轉換、比對、數據導出、數據拆分等數據整合規則的動態配置。
（2）整合組件管理
數據整合服務系統以組件形式對清洗、轉換、比對、導出、拆分等數據處理過程進行封裝，同時提供這些整合組件的注冊、發布、撤銷、查詢等整合組件管理功能。
（3）整合流程管理
實現對整合實施過程的申請、配置、審核、執行等過程的流程化管理，并允 許在流程過程中進行回退、修改等操作。
（4）整合結果信息查詢
提供整合結果信息的查詢統計功能，無需定制開發，可動態根據不同的整合主題進行相應結果信息的查詢。
（5）整合結果訂閱
可針對整合結果，按需進行結果集數據的訂閱，在訂閱審核通過后，系統按預設的規則將接入部門要求的數據交換到指定位置。
（6）整合過程信息統計分析
動態設定統計口徑，對數據整合過程進行統計與分析，如清洗數據量、處理過程失敗記錄、處理成功數等。
1.5.2.2 數據交換系統
數據交換系統的作用在于實現信息資源的統一交換，通過交換實現城市公共基礎信息、管理對象信息和消防業務信息及其他等信息資源的同步更新，以及數據比對、清洗、轉換、異常處理等交換服務所需的基本功能。 通過建立數據交換系統將達成以下目標：
通過使用統一的技術手段與標準，提高交換的效率，降低維護復雜度；
同步優化信息存儲結構，采用松散耦合的方式，確保數據與應用適當隔離，保證數據的安全；
使數據交換始終處于被有序管理的狀態，避免了亂交換、重復交換等問題的出現，保證系統的穩定性。
數據交換系統模型如下圖所示：
數據交換服務模型
（1）交換能力要求
l 數據交換服務系統交換能力要求如下：
l 需要提供信息整合功能，可按主題要求整合形成共享資源庫(人員、機構（單位）、物品等)數據集合，支持動態組件形式的數據清洗等處理功能；
l 自動編碼轉換，統一編碼標準；
l 支持主動與被動兩種數據交換方式，實現按需交換；
l 支持增量與全量數據同步；
l 基于 web 圖形化平臺配置，簡單易操作；
l 統一管理元數據，提供統一標準化字段，規范系統；
l 為用戶提供個性定制處理組件接口，方便用戶自由拓展；
l 自定義數據交換格式，保證在無需代碼開發的情況下，完成新交換節點的接入，實現交換元素及交換規則的調整等；
l 支持信息資源申請、調度流程化，支持目錄驅動交換；
l 支持非侵入業務式的前置交換服務。
（2）資源管理
提供交換中心和前置交換節點之間各種交換表資源、組件和數據庫的管理功能，主要包括交換表管理、控制表管理、組件信息維護、字段轉化維護和數據庫進程管理。
（3）交換管理
交換管理提供交換隊列管理、交換規則定義等功能，主要包括交換隊列查詢、交換隊列管理（添加、刪除、查看、修改）、交換規則定義等。
（4）資源監控
資源監控主要提供各種信息資源的監控功能，主要包括對各種交換隊列的狀態監控，訂閱服務的狀態監控。
（5）查詢統計
提供交換與整合信息資源的查詢和統計功能，主要包括交換數據查詢、整合數據查詢、系統信息查詢和交換數據統計。
（6）訂閱信息管理
提供信息訂閱服務功能，主要以表訂閱和整合信息訂閱的方式為主，主要包 括表訂閱查詢、表訂閱管理、表訂閱審批、表訂閱啟動、整合訂閱查詢、整合訂閱管理、整合訂閱審批和整合訂閱啟動。
（7）目錄互動
提供目錄驅動交換功能，資源使用方通過目錄方式獲取資源信息后，通過申請流程向平臺管理者與資源擁有方進行申請，得到管理者與資源擁有方同意后，由平臺自動開始按配置的規則進行信息資源的交換與共享。
信息資源交換需提供對目錄系統的相關接口，實現目錄系統與交換系統的互 聯互通，從目錄系統中讀取相應的資源信息，并能啟動流程實現相應的交換配置，最終實現自動交換。
（8）日志維護
日志維護提供交換系統的各種日志管理功能，主要包括系統日志、交換日志 和導入日志等，為系統提供全面的日志管理功能。
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