CN110895741A - 铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，包括接入层，作为统一访问入口和集成前端展现，提供与各类用户进行交互的多种界面；应用层，用于提供项目管理、施工管理、监测数据管理、以及接口服务；它包括项目基础管理子系统、项目前期管理子系统、施工过程管理子系统、监测数据管理子系统、专项措施管理子系统和项目验收管理子系统；支撑层，基于各种软件服务为应用层提供各种应用支撑；基础层，包括数据中心、现有铁路业务系统、定位基站、GIS地图和服务接口。本发明纵览建设项目环境保护和水土保持实施关键节点和重要数据；提高管理、组织和建设工作的精细化和高效化；实现建设项目环境保护和水土保持工作及工程建设的全程跟踪和监管。
Description
技术领域
本发明属于环水保管理信息化技术领域，特别涉及一种铁路建设项目 施工期环水保信息化管理系统。
背景技术
抓紧研究建立基于工程管理信息平台的铁路建设项目环水保工程信息 化、智能监控管理系统，充分利用信息化技术手段，实现铁路建设项目环 水保全过程信息化管理和智能监控，及时发现、处理重大环水保问题，提 高铁路建设项目环水保管理效率与信息化、标准化建设。建设单位要高度 重视和加强项目节能、环保、水保信息化建设。组织各参建单位根据项目 管理程序对项目基础信息、沿线敏感目标、项目相关批复、各阶段节能环 保措施、投资、重大变动、施工期管理、环保信访、验收等信息进行集成 化、系统化。因此，现在急需一种水保和环保结合智能监控管的信息化系 统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以帮助业主单位实现铁路施工期间环水保 管理铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，包括：
接入层，作为统一访问入口和集成前端展现，提供与各类用户进行交 互的多种界面；
应用层，用于提供项目管理、施工管理、监测数据管理、以及接口服 务；它包括项目基础管理子系统、项目前期管理子系统、施工过程管理子 系统、监测数据管理子系统、专项措施管理子系统和项目验收管理子系统；
支撑层，基于各种软件服务为应用层提供各种应用支撑；
基础层，包括数据中心、现有铁路业务系统、定位基站、GIS地图和服 务接口。
进一步地，所述项目基础信息管理子系统用于项目上所涉及的所有信 息进行管理；所有信息包括项目基础档案、标段信息、各参建单位基础信 息、人员及角色权限管理、现场在线监测设备。
进一步地，所述项目前期管理子系统用于对项目前期所涉及的信息进 行管理，具体是指环评和水保设计各个阶段数据提交、附件上传与下载、 计划时间和实际完成时间对比展示。
进一步地，所述施工过程管理子系统是用于对项目施工过程的所涉及 的信息进行管理；包括问题上报管理、环保监理及水保监理监测管理、施 工准备管理、培训及预案管理；问题上报是指实现现场问题的记录和上报、 事件通知、审批、状态跟踪和关闭。
进一步地，所述监测数据管理子系统用于现场施工过程的设备检测数 据进管理，它包括运渣车监控数据、扬尘噪音监测数据、隧道污水监测数 据、遥感监测管理数据。
进一步地，所述专项措施管理子系统用于项目过程中的设置专项进行 管理，包括弃土(渣)场工程管理、声屏障工程管理、生态敏感区管理、施 工生产生活区管理。
进一步地，所述验收管理子系统用于对项目验收进行管理，包括验收 方案编制、验收流程管理、措施对比分析，措施对比分析主要用来实现对 同一敏感点其在环评、初设、施工图、施工期四个阶段的直观对比，体现差 异和原因。
进一步地，所述基础层包括供外网用户范围的外部门户、基于企业专 网访问的内部用户门户、基于移动设备访问的移动门户。同时系统支撑 PC和Android的接入终端。
进一步地，所述支撑层包括IOT Enable Server(物联网采集服务)、BPM 工作流服务、Geo Server服务、SSO单点登录服务、LDAP轻量级目录访问 服务、缓存服务、LeaFlet的前端框架服务、表单服务、消息服务。
进一步地，所述数据中心包括各种硬件设备设施、网络设备设施、操作 系统、平台软件。
通过本发明的提供的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统可纵 览建设项目环境保护和水土保持实施关键节点和重要数据；提高管理、组 织和建设工作的精细化和高效化；实现建设项目环境保护和水土保持工作 及工程建设的全程跟踪和监管，确保项目建设满足“三同时”要求，确保环 境保护和水土保持验收顺利实施和正常运营，促进铁路建设生态文明。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供的铁路施工期环水保信息化管理系统包括 (1)基础层、(2)支撑层、(3)应用层和(4)接入层。
(1)基础层，用于为整个系统提供基础性资源和服务。
所述基础层包括数据中心、现有铁路业务系统、定位基站、GIS地图和 服务接口，数据中心包括各种硬件设备设施、网络设备设施、操作系统、平 台软件等；现有铁路业务系统功为现有铁路业务平台，如工程管理系统， BIM系统等，定位基站为GPS/北斗，GIS地图采用第三方的天地图。
所述基础层的虚拟化软硬件资源基于Vmware技术实现，包括存储、 CPU、内存、数据库以及Java运行环境、通讯前置机；网络及安全设备包 括网闸、路由器、防火墙、交换机等；运维工具包括各种运维日志、审计、 登录验证等工具；数据存储中心包括各种结构化和非结构化数据；电子地 图主要使用面向公众开放的天地图；GPS坐标包括车辆行驶的经纬度、各 种工程和监测点物理位置等；现有业务系统(集成)主要包括铁总的工程 管理系统、建造管理系统、BIM系统等；标准的服务接口包括Http、REST、 JSON等。
(2)支撑层，基于各种软件服务为应用层提供各种应用支撑。
所述支撑层包括IOT Enable Server(物联网采集服务)、BPM工作流服 务、GeoServer服务、SSO单点登录服务、LDAP轻量级目录访问服务、缓 存服务、LeaFlet的前端框架服务、表单服务、消息服务。
IOT Enable Server是一个通用的物联网采集应用服务，使用 SpringCloud、Netty、Akka为基础框架，Mongdb和Redis为缓存服务，Mysql 为采集中间数据库，RocketMQ为事件通知中间件。Spring Cloud是一系列 框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系 统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断 路器、数据监控等，都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。平台针对主流的Mod_Bus、CAN、《JT/T 808-2013》、《HJ 212-2017》等实 现数据解析。
Geo Server服务平台基于开源的GIS服务，实现项目施工现场的大场 景的展示，包括各种地图操作、矢量对象创建及管理、第三方矢量数据加 载(CAD、影像资料)、线路差异对比分析、红线越界对比分析等。GeoServer 是OpenGIS Web服务器规范的J2EE实现，利用GeoServer可以方便的发 布地图数据，允许用户对特征数据进行更新、删除、插入操作，通过 GeoServer可以比较容易的在用户之间迅速共享空间地理信息。同时基于 LeaFlet作为客户端效果渲染的框架，其是一个专为Web GIS客户端开发 提供的JavaScript类库包，用于实现标准格式发布的地图数据访问。
消息服务的中间件使用RabbitMQ，MQ是消费-生产者模型的一个典 型的代表，一端往消息队列中不断写入消息，而另一端则可以读取或者订 阅队列中的消息。MQ和JMS类似，但不同的是JMS是SUN JAVA消息中 间件服务的一个标准和API定义，而MQ则是遵循了AMQP协议的具体实 现和产品。系统通过MQ实现流程消息的推送、审批任务的提醒等功能。
业务流程管理功能主要实现监理公司现场巡查时针对发现的问题及时 上报流程管控。通过BPM框架生成工作流，发送给不同人员审批；如果结 果不合格，会退至问题上报的起点，重新发起流程，直到问题解决，从而形 成一个闭合流程。本系统的业务流程管理基于Activiti实现，其作为一个遵 从Apache许可的工作流和业务流程管理开源平台，其核心是基于Java 的超快速、超稳定的BPMN 2.0流程引擎，强调流程服务的可嵌入性和可 扩展性，同时更加强调面向业务人员。
缓存应用指的是将需要频繁访问的网络内容存放在离用户较近、访问 速度更快的系统中，以提高内容访问速度的一种技术。本系统中，为提高 访问速度，增强用户体验，使用Mongdb和Redis为缓存服务。缓存的主要 内容包括：用户登录信息、图片信息、地图信息、项目基础信息等。
(3)应用层，用于提供项目管理、施工管理、监测数据管理、以及接 口服务；它包括项目基础管理子系统、项目前期管理子系统、施工过程管 理子系统、监测数据管理子系统、专项措施管理子系统和项目验收管理子 系统。
系统应用层用以实现和业务相关的管理功能，核心内容包括：项目基 础信息管理、项目前期管理、问题上报、施工过程管理、监测数据管理、专 项措施管理、项目验收管理、App应用、GIS应用等。
项目前期管理、专项措施管理核心是对各种附件的上传、加载、预览 等操作，其主要文件服务器的搭建。文件服务器基于Web+NFS技术架设。 NFS(Network File System)即网络文件系统。主要功能：通过网络(局域 网)让不同的主机系统之间可以共享文件或目录。主要用途：NFS网络文 件系统一般被用来存储共享视频，图片，附件等静态资源文件。NFS支持 的功能非常多，不同的功能会有不同的服务来完成，很多服务都需要监听 在一些端口，其中的很多端口并不是固定的。这些服务在启动时，都需要 向rpcbind服务注册一个端口，rpcbind服务随机选取一个未被使用的端口 予以分配。假设rpcbind服务监听在111端口，所以rpcbind的主要功能就 是指定每个RPC service对应的port number，并且通知给客户端，让客户端 连接到正确的端口上去。
监测子系统以及数据监测管理是使用物联网技术，基于精密传感器、 4G无线网络实现数据的在线监测和实时传输。主要包括三类应用，分别是： 扬尘及噪音监测、隧道污水出水水质监测、运渣车GPS跟踪监测。其中扬 尘监测主要监测PM2.5、PM10以及TSP，综合成本和应用环境，选用光散 射法测定原理的传感器，当光照射在空气中悬浮的粒子上时，产生光散射。 在光学系统和粉尘性质一定的条件下，散射光强度与粉尘浓度成比例。光 散射法测定空气中的粉尘浓度是通过测量散射光强度，经过转换求得粉尘 质量浓度。隧道污水监测采用低量程的浊度仪，其内置微处理器,配置先进， 功能强大，是非常精密的浊度测量仪，基于880nm的红外线光源透过光学 透镜并穿透样品液，按ISO7027标准测90°方向的散射光原理，此浊度分 析仪可使用在不同地方的过滤装置上测量原水或纯净水的浊度，如饮用水， 各种生产和工业用水。产品结构紧凑，内置背光液晶屏，数据存储器，继电 器控制输出(3路)。同时浊度控制器输出4～20mA隔离信号，为任何需监 测和控制浊度的地方传输可靠的数据。运渣车GPS跟踪则使用双模(北斗 /GPS)定位模块，同时内置4G通讯模块，每10s采集一组经纬度坐标，每 30秒上传一组坐标，在系统监控界面能够实时看到移动的轨迹，每个轨迹 能够详细显示当前坐标值、定位时间、方向、速度、行驶距离、卫星数量 等。同时针对监测实时数据，结合铁路管理要求和相关标准，建立一套预 警规则，监测数据一旦超过预警阈值，即刻告警并通知到相关人员。在施 工过程中，监理公司针对施工过程发现的问题，通过问题上报及时告知业 主，并要求施工单位完成整改。
GIS应用主要基于GeoServer，实现空间数据的展示、编辑、以及分析 等。
Geoserver是一个功能齐全，遵循OGC开放标准的开源WFS-T和WMS 服务器。利用Geoserver可以把数据作为maps/images来发布(利用WMS来 实现)也可以直接发布实际的数据(利用WFS来实现)，同时也提供了修改， 删除和新增的功能(利用WFS-T)。GIS应用主要功能包括，例如：使用GIS 空间分析功能分析环评阶段的铁路规划线路和设计阶段、施工图阶段的线 路差异，包括：完全一致公里数、不一致公里数、最大偏距；使用GIS聚 合统计功能，实现敏感点跨越红线的范围和长度；使用GIS缓冲区分析功 能，分析施工开挖对红线的影响范围。使用GIS空间统计功能，统计环水 保工程数量；基于GIS数据处理及发布功能，加载CAD数量、航拍TIFF 数据，并实现和地图的叠加，基于图层的控制，直观展示一个区域前后两 个阶段的地形地貌、植被、水土流失情况、敏感点分布、敏感区面积的变化 等。
(4)接入层，作为统一访问入口和集成前端展现，提供与各类用户进 行交互的多种界面。
接入层通过成熟的Portal(门户)框架，为不同用户、不同应用、不同 终端提供统一的登录访问、安全验证、权限控制等应用。Portal技术强调以 用户为中心，简而言之就是整合现有企业中的各种系统、各种应用，使之 有统一的入口，实现信息的集中访问。它由Portlet容器管理、并处理请求， 并动态生成输出内容。Portlet是基于java的web组件，由Portlet容器管 理，并由容器处理请求，生产动态内容。Portals使用Portlets作为可插拔用 户接口组件，提供信息系统的表示层。作为利用servlets进行web应用编程 的下一步，Portlets实现了web应用的模块化和用户中心化。Portlet规范， 即jsr(javaspecification request)，是为实现portal和Portlet的互操作。它 定义了Portlet和Portlet容器之间的和约，让Portlet实现个性化、表示和安 全的api集。规范还定义了怎样在Portlets应用中打包Portlets。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限 于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都 应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于包括：
接入层，作为统一访问入口和集成前端展现，提供与各类用户进行交互的多种界面；
应用层，用于提供项目管理、施工管理、监测数据管理、以及接口服务；它包括项目基础管理子系统、项目前期管理子系统、施工过程管理子系统、监测数据管理子系统、专项措施管理子系统和项目验收管理子系统；
支撑层，基于各种软件服务为应用层提供各种应用支撑；
基础层，包括数据中心、现有铁路业务系统、定位基站、GIS地图和服务接口。
2.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述项目基础信息管理子系统用于项目上所涉及的所有信息进行管理；所有信息包括项目基础档案、标段信息、各参建单位基础信息、人员及角色权限管理、现场在线监测设备。
3.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述项目前期管理子系统用于对项目前期所涉及的信息进行管理，具体是指环评和水保设计各个阶段数据提交、附件上传与下载、计划时间和实际完成时间对比展示。
4.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述施工过程管理子系统是用于对项目施工过程的所涉及的信息进行管理；包括问题上报管理、环保监理及水保监理监测管理、施工准备管理、培训及预案管理；问题上报是指实现现场问题的记录和上报、事件通知、审批、状态跟踪和关闭。
5.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述监测数据管理子系统用于现场施工过程的设备检测数据进管理，它包括运渣车监控数据、扬尘噪音监测数据、隧道污水监测数据、遥感监测管理数据。
6.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述专项措施管理子系统用于项目过程中的设置专项进行管理，包括弃土(渣)场工程管理、声屏障工程管理、生态敏感区管理、施工生产生活区管理。
7.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述验收管理子系统用于对项目验收进行管理，包括验收方案编制、验收流程管理、措施对比分析，措施对比分析主要用来实现对同一敏感点其在环评、初设、施工图、施工期四个阶段的直观对比，体现差异和原因。
8.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述基础层包括供外网用户范围的外部门户、基于企业专网访问的内部用户门户、基于移动设备访问的移动门户；以及支撑PC和Android的接入终端。
9.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述支撑层包括IOT Enable Server(物联网采集服务)、BPM工作流服务、Geo Server服务、SSO单点登录服务、LDAP轻量级目录访问服务、缓存服务、LeaFlet的前端框架服务、表单服务、消息服务。
10.根据权利要求1所述的铁路建设项目施工期环水保信息化管理系统，其特征在于：所述数据中心包括各种硬件设备设施、网络设备设施、操作系统、平台软件。
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