政府能源在线监管系统的研究

2012-06-01广西电力职业技术学院陈国庆

电子世界 2012年2期

广西电力职业技术学院陈国庆

政府能源在线监管系统的研究

广西电力职业技术学院陈国庆

为全面掌握公共机构能源资源消耗的实际状况，规范公共机构能源资源消耗统计工作，加强公共机构节能管理，提高公共机构节能减排工作水平，依据《公共机构能源资源消耗统计制度》，以统计调查制度为基础，利用互联网的先进性、优越性和普及性，动态、准确、高效地收集管辖范围内的能源资源消耗数据信息，建立能耗信息数据库，提供信息共享平台，实现资源共享；同时提供数据分析平台，为政府决策与宏观调控、社会公众服务。本文就项目设计基本思路、建设原则、建设任务、建设内容、总体设计方案谈谈自己的初步构想。

能源；在线监管系统；能耗数据

引言

政府能源在线监管系统是根据国务院节能监察中心制定的《公共机构能源资源消耗统计表》的最新需求，基于IE的B/S架构的Web Service的分布式应用程序。该系统可以大大方便各级机关事务管理部门对能源资源消耗的统计工作需求。

常规统计系统采取逐级上报方式，报告周期长（一般为年报，有的甚至2-3年），信息上传下达慢，实效性与灵活性较差。报表格式和单机操作使得报表及程序修改困难，系统灵活性差；质量监控困难。当今社会是信息社会，政府和社会公众对信息的需求发生变化，现行的统计已难以满足这一需求。因此，建立和建设政府能源在线监管系统的任务已迫在眉睫。建立政府能源在线监管系统，将促进公共机构能耗数据信息化和统计信息化，提高信息系统利用效率，充实数据信息量，提高能耗数据信息的及时性、准确性、灵敏度、共享性和数据分析能力。

1.项目设计基本思路

“政府能源在线监管系统”主要依赖宽带Internet网络平台构建。基本思路是：在市节能监察中心管辖范围内、构建省级、市级、县区级、乡镇级，统一的能耗数据直报平台和数据中心，实现能耗信息的网上直报或数据采集；制定统一的信息标准，包括数据库结构和第三方标准数据接口，方便共享能源数据；通过权限设定，实现纵向化的省、市、县区、乡镇，四级管理；可以选择通过建立虚拟专网（VPN）方式、选择相关防火墙设备或软件、提供高等级用户权限设置等软硬件方法，解决数据传输过程中的保密与安全问题；实现能耗数据的动态统计分析、资源共享和数据交换。

为保证项目的顺利进行，保护用户投资，本项目采用各级节能监察中心单位直接填报能源资源消耗数据至省局的实施思路，（以下简称标准版）。待人员培训合格，各项条件成熟之后，建设完整的政府能源在线监管系统高级版。

2.设计原则与主要建设内容

设计原则：统一的管理模式、直报流程、应用软件和数据传输，实现网络信息统一、标准统一、接口统一；开放标准数据接口，信息共享，提高效率；网络安全，信息保密，稳定可靠，高效运行。将网络安全、信息保密放在首位，确保网2.4络和系统稳定性和可靠性、高效性和信息保密性；初步先搭建具备基本系统框架的标准版，成熟后升级至高级版；

主要建设内容：建立省级数据中心，配置所需的硬件设备，可能包括：数据库服务器、Web服务器、存储设备（磁盘阵列和磁带库）、网络设备（骨干局域网交换机、接入局域网交换机、路由器、防火墙和MODEM）、以及相关的外部配套设备。

采购安装服务器和系统运行所需的各种系统软件，包括：操作系统、数据库管理系统、应用服务器软件、报表工具、和数据交换中间件等。

在数据中心，配置、调试、和建设“南宁市节能监察中心—政府能源在线监管系统”软件平台。除常规政府能源在线监管系统功能外，可根据南宁市节能监察中心的需求，开发定制各类功能模块。

具备网络直报条件的南宁市各级节能监察中心和基层单位，在数据中心的服务网址处，下载、安装、配置政府能源在线监管系统的客户端。

不具备网络直报条件的南宁市各级节能监察中心和基层单位，可由兄弟单位或上级单位代为填写；或通过U盘等数据移动设备，导入/导出相关数据。

3.项目总体设计方案

3.1 总体设计指导思想和设计原则

根据由国务院节能监察中心制定、国家统计局审批的《公共机构能源资源消耗统计制度》，提出信息化建设的原则：统筹规划，省节能监察中心主导，统一标准，联合建设，互联互通，资源共享，并结合本项目的要求，综合统计业务特点，结合长期以来从事能源管理和大型计算机信息系统的成功经验。我们提出总体设计的指导思想是：

坚持三个面向的前提下，遵循平台化、组件化设计，以实现三个统一。即坚持面向数据（以数据为核心）、业务（以业务为基础）、用户（以人为本的应用），采用平台化、组件化的设计思想，实现统一的数据交换、统一的接口标准、统一的安全保障。

表1 软件工程国家标准

图1 公共机构能源在线监管系统

在总体设计指导思想的大前提下，总体设计具体遵从以下设计原则：

先进性、实用性、安全性、可靠性、开放性、扩展性、整体性、高效性、灵活性。

3.2 系统设计标准规范（见表1）

4.系统总体架构

“政府能源在线监管系统”由数据中心服务器，和填报客户端及自动采集系统组成，是一个可相互传递请求的星型网状拓扑的应用系统，每一个填报客户单位视为信息节点，由此构成全省的信息节点树。任意节点的断链不会影响其他节点的工作。这样就构成了一个覆盖全省的能耗数据信息网络。如图1所示。

4.1 总体架构

“政府能源在线监管系统”层次结构如下图2所示。

4.2 系统分层

“政府能源在线监管系统”依托成熟的.NET系统运行环境，逻辑上分为三个层次：数据层、核心层、应用层，各层具体说明如下：

数据层：能源资源消耗信息数据库是系统的数据基础。数据库的数据主要由数个数据信息资源库组成，这些数据不是简单的集中存储在部级综合数据库中，而是基于数据平台提供的功能通过定时、实时导入工具将各级单位的数据集中到省级数据平台中，供直报系统使用。

图2 政府能源在线监管系统

核心层：核心层基于直报系统提供各种查询统计服务功能、数据管理功能和安全管理功能等。

应用层：应用层包括信息访问门户和外部系统接口。信息访问门户是供用户登录直报系统，使用系统提供的各种功能的统一Web界面。

5.关键技术分析

系统采取统一规划、集中管理、分级负责的建设原则，在系统设计和管理模式上充分考虑到系统的发展和变化的需要。

5.1 采用B/S结构的网络应用

B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成三层结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。

“政府能源在线监管系统”中采用B/S结构的网络应用，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据一致性和管理访问权限，解决了原先系统中存在的数据时效性慢，一致性差以及系统维护工作困难等问题。

5.2 采用B/S结构的优势

（1）维护和升级方式简单

目前，软件系统的改进和升级越来越频繁，B/S架构的产品明显体现着更为方便的特性。如果“政府能源在线监管系统”升级后，系统维护员只要将服务器的软件升级到最新版本就行了。其他客户端，只要重新登录系统，可以自动更新最新版本的软件了。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行。今后，软件升级和维护会越来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人力、物力、时间、费用的节省是显而易见的。

（2）保持数据一致性

在常规网络直报系统中，对于上报数据都是存放到各个客户端，然后再进行上报的同步模式，造成上下级数据独立存储，之间数据同步维护困难，一致性差。对于“南宁市节能监察中心—政府能源在线监管系统”来讲，其数据是集中存放的，客户端填报的业务数据都直接进入到数据库中，从而保证了数据的一致性。

5.3 使用MVC架构

在基于组件的.NET平台充分内置了灵活性的情况下，剩下的问题可能是如何组织应用程序以实现简单高效的应用程序升级和维护，以及如何让不懂程序代码的人员避开程序数据。答案就在模型、视图和控制架构（Model，View，Controller Architecture）的使用之中。MVC这样的架构是一个描述重现的问题及其解决方案的设计范式，但问题每次重现时，解决方案都不是完全相同。

5.4 基于XML的接口标准

在“政府能源在线监管系统”中大量用到信息和数据的交换，建立一种统一的接口标准是非常必要的。这种接口标准必须满足通用、规范、安全、可扩展的要求。结合PKI技术的安全XML技术是建立接口标准的有利武器。

5.4.1 能耗数据信息化呼唤数据交换标准

随着能耗数据信息化的逐步普及与深入，信息交换标准的重要性日趋显著。不仅需要大量内部应用软件，也需要能够通过互联网或其他数字通讯方式与各相关政府部门无障碍地进行快速的信息交换。在这样复杂而频繁的信息处理过程中，一个共同的数据标准，以及相关部门单位内部工作流规范与数据交换协议，将是市节能监察中心各部门有效和低成本地实施e化的基本保障。

一旦这一标准体系形成，符合此标准的任何一个应用软件都将能与市节能监察中心部门内其他符合标准的软件进行互接并交流信息。这将给市节能监察中心的业务处理带来革命性的变化，使数据共享成为现实。

5.4.2 XML是可行的解决方案

XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言）无疑就是解决这个问题的一把钥匙。XML是一种界定文本的简便标准方法，曾经被人们称为“网络上的ASCII码”，它使用标记来说明描述的概念，而用属性来控制它们的结构。XML只关心数据本身，易于被计算机识别，通过解析器（Parser）分解一个个的对象模型（Object Model）供浏览器、商用程序或数据库使用。

XML的出现给电子商务带来了解决标准问题的优秀方法，各种在XML技术基础上建立起来的技术规范纷纷出台，如BizTalk、cXML、ebXML等等。

5.5 中间件技术

中间件（Middleware）是在计算机硬件和操作系统之上，支持应用软件开发和运行的系统软件，它能够使应用软件相对独立于计算机硬件和操作系统平台，为当今的大型分布式应用搭起了一个标准的平台，把大中型分散系统和技术组合在一起，实现大中型应用软件系统的集成。中间件是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。顾名思义，中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间。中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。

客户端与它们同其进行通讯的服务之间耦合的性质可能影响智能客户端设计的许多方面，包括互操作性、脱机功能、网络通讯性能、部署以及维护注意事项。

紧耦合系统通常提供直接的对象到对象通讯，并且客户端上的对象对远程对象具有详细的了解。这种紧耦合性可以防止对客户端或服务器进行单独更新。因为紧耦合系统涉及直接的对象到对象通讯，所以对象通常比在松耦合系统中更为频繁地交互，这样，如果两个对象位于不同的计算机上并且由网络连接分隔，则可能导致性能和延迟问题。