集团数据展示系统解决方案.docx
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集团数据展示系统解决方案
集团数据展示系统解决方案
XX集团数据展示系统设计方案
XX信息技术有限公司
2016年10月
1系统设计概述3
1.1设计概述3
1.2设计目标3
2需求分析4
2.1大屏展示内容4
2.2大屏展示范围5
3拼接屏设计方案6
3.1系统构架6
3.2LCD拼接墙系统基本功能描述 6
3.3拼接墙系统组成7
3.4拼接系统显示模式及功能8
3.5主要设备优势特别点 11
DID液晶（LCD）单元主要特点11
3.6大屏控制系统14
4可视化展示系统设计方案16
4.1拼接屏系统接口设计16
大屏幕系统与可视化系统显示信号源接口 16
4.2可示化数据展示系统设计17
4.2.1可视化展示系统设计流程18
4.2.2可视化展示技术20
4.2.3可视化展示系统场景设计22
4.2.4可视化展示系统管理功能28
4.2.5系统显示性能与指标28
4.3数据采集平台设计29
4.3.1采集方式30
4.3.2数据库选型30
4.4数据传输安全设计31
4.4.1VPN加密系统31
4.4.2入侵防御系统32
4.4.3防火墙系统32
4.4.4安全审计系统32
4.4.5漏洞扫描系统32
4.4.6网络防病毒系统32
4.5系统灾备设计33
4.6视频通话系统33
4.6.1 大屏幕系统与视频系统接口设计33
4.6.2点对点会议34
4.7系统演示方式设计（未完成）34
5项目预算35
5.1方案一35
5.2方案二37
6项目进度及管理39
6.1项目进度计划39
6.2项目管理40
6.2.1项目管理制度40
6.2.2项目管理组织机构42
6.2.3项目管理计划及工作内容42
7售后服务和技术培训44
7.1售后服务 44
7.2技术培训 45
1系统设计概述
随着信息技术的快速发展，信息显示的要求也越来越高，迫切希望将各种监控系统的计算机图文信息和视频信号等通过大发工资进行集中显示，构建一个高效便捷的视频信息交流平台，满足自身的实时展示、调度、会商、决策及信息反馈等需求。
可视化展示系统不仅能够有效集成集团系统企业相关数据信息，还可以展示集团及系统企业概况、重要生产经营管理数据、生产管理场景以及实现视频通话系统等业务连接集成，形成一套功能完善、技术先进的交互式信息显示及管理平台，从而充分体现集团信息化管理和精细化管理水平。
可视展示系统载体，基于用户实际需求和环境要求，我们设计了一套完整的数据拼墙系统方案，将高清晰度数码显示技术、LCD拼接技术、多屏图像处理技术、多路信号切换技术、网络技术、集中控制技术等的应用集合为一体，使整套系统成为一个拥有高亮度、高清晰度、高智能化控制的可视化显示平台。
整套系统的硬件、软件设计上已充分考虑到系统的安全性、可靠性、可维护性和可扩展性，存储和处理能力满足远期扩展的要求。
2需求分析
我公司从系统规模和应用要求出发，做了详细需求调研，我们归纳总结项目需求如下：
2.1系统展现内容
展示内容包括集团相关指标、系统企业经营类指标（同比、环比、完成情况等）、部分企业生产数据（包括实时数据接入）、视频通话、GIS系统展示和宣传片等。
计划展示各类数据指标包括：
●集团：
ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率、总资产、净资产、利润总额、净利润、总资产排名、利润排名、各产业资产分布图等。
●各二级企业经营类指标：
包括EVA、ROE、ROA、主营业务收入增长率等对标指标。
●建投能源：
供电煤耗、发电厂用电率、利用小时数、综合标煤单价、度电变动成本。
●发电厂环保指标：
硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二氧化碳（年排放量、排放值、脱硫效率，脱销效率，除尘效率），耗水量等；
●发电厂技经指标：
年发电量、上网电量、厂用电率、供电煤耗、等效利用小时数，安全运行小时数等；
●发电厂实时数据：
结合锅炉、汽轮机、发电机、高压网站、热网等组态图（或三维模仿真模型图）展示主蒸汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽流量、给水流量、高压主蒸汽门开度、中压主蒸汽门开度、低压主蒸汽门开度、发电机定子电流、发电机转子电流、发电机有功功率、发电机无功功率、热网供水温度、热网供水压力、热网供水流量、热网供水负荷、热网回水温度、热网回水压力、热网回水流量等。
●水务板块：
对标指标、原水售水量、自来水售水量、污水处理量、输水管线漏损率、供水管线漏损率、场站GIS分布图等。
●水厂实施数据：
进水流量、进水浊度、进水PH值、中和池PH值、出水流量、出水PH值、出水余氯、出水浊度、累计出水总量等。
●新能源板块：
发电量（及组成）、装机容量、风电场可用系数、等效利用小时数、GIS风场分布图等；
●新能源实施数据：
风机数量、运行台数、故障台数、实时有功、实时无功、当月发电量、年累计发电量、实时风速等。
●天然气板块：
输气量，售气量，管道里程，客户数（居民数、工业数）、GIS管网图等。
各枢纽、储气站实时数据包括输气压力、流量、储气量等。
●视频展示：
一期接入场景按板块不少于12个。
建投能源所属电厂、水务公司水厂、新能源风场、天然气各3个点，上述选择接入企业调控中心1个点，可进行视频通话，全景及生产管理场景各2个，可调看视频。
2.2系统展现范围
一期项目展示范围主要包括集团及各直管公司经营类指标及火电、水务和新天（含新能源、天然气）三个主要板块的生产数据。
其中，每个板块先选取三家公司进行数据及视频接入。
在本系统工程项目设计中，本公司将竭诚为用户提供先进的高品质产品，为用户提供完善的系统配套及产品售后服务，确保将该项目建设成为一流的系统工程，使用户方便、安心的使用。
3可视化展示系统解决方案
3.1软件体系架构
我方采用三层（多层）B/S结构的方式进行架构设计，所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。
三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。
开发人员可以将应用的商业逻辑放在中间层应用服务器上，把应用的业务逻辑与用户界面分开。
在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面。
这意味着如果需要修改应用程序代码，只需要对中间层应用服务器进行修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序。
从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级工作。
开发框架：
我方采用成熟的SSH框架进行软件部分功能的开发，struts+spring+hibernate的一个集成框架，是目前较流行的一种Web应用程序开源框架。
集成SSH框架的系统从职责上分为四层：
表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层，以帮助开发人员在短期内搭建结构清晰、可复用性好、维护方便的Web应用程序。
其中使用Struts作为系统的整体基础架构，负责MVC的分离，在Struts框架的模型部分，控制业务跳转，利用Hibernate框架对持久层提供支持，Spring做管理，管理struts和hibernate。
具体做法是：
用面向对象的分析方法根据需求提出一些模型，将这些模型实现为基本的Java对象，然后编写基本的DAO（DataAccessObjects）接口，并给出Hibernate的DAO实现，采用Hibernate架构实现的DAO类来实现Java类与数据库之间的转换和访问，最后由Spring做管理，管理struts和hibernate。
3.2拼接屏系统接口设计
大屏幕显示系统需要与用户各个专业系统显示信号源有相关的技术接口，主要分为三类接口类型：
模拟视频接口、独立计算机RGB接口、网络接口。
大屏幕系统控制接口主要分为两类接口类型：
RS232/485串口、网络接口。
在结合了拼接墙系统的应用特点、接口标准以及本次项目的实际要求后，拼接墙与相关系统的接口方式详见下文。
可视化系统与大屏显示信号源接口设计
本方案可视化系统与拼接墙系统与用采用了两种接口方式：
网络和RGB，其中网络应用和RGB接口方式是相互备份的，在常规应用状态拼接墙系统使用网络显示用户专业系统画面，但出现报警状态或拼接墙的多屏处理器出现故障时，则系统切换为RGB状态显示用户客户端计算机的画面，保证在拼接墙上完整、高效、安全、方便的显示用户专业系统提供的画面。
RGB接口方式：
大屏幕系统提供了10路RGB接口，用户专业计算机系统的RGB信号通过接口由RGB线缆传输到RGB矩阵，通过矩阵的分配将RGB信号分别输入到拼接墙多屏处理器和显示单元。
RGB信号可以在拼接墙的指定区域或全屏开窗显示，并能够与各专业的高分辨率图形叠加，窗口可以任意漫游、缩放、跨屏显示。
硬件接口：
HD15/DVI
网络接口方式：
大屏幕系统提供了2路100M/1000M的网络接口，用户专业计算机系统通过网络将需要显示的画面和数据传输给多屏处理器系统，经过多屏处理器处理后，拼接墙系统将接收到的信息内容直接在拼接墙上显示。
硬件接口：
RJ45
通讯协议：
TCP/IP
3.3可示化数据展示系统设计
信息可视化、互联网络以及多媒体技术的发展推动了电力行业的信息化展示技术的发展，依托大屏幕的硬件展示条件，有效集成集团系统企业相关数据信息，构建符合现代电力系统发展水平的大屏可视化展示系统，充分体现集团信息化管理和精细化管理水平。
现对可视化展示系统设计的流程和展示场景进行详细的介绍。
3.3.1可视化展示系统设计流程
一个好的流程可以让我们事半功倍，可视化的设计流程主要有分析数据、匹配图形、优化图形、检查测试。
首先，在了解需求的基础上分析我们要展示哪些数据，包含元数据、数据维度、查看的视角等；其次，我们利用可视化工具，根据一些已固化的图表类型快速做出各种图表；然后优化细节；最后检查测试。
图可视化设计流程
想要清楚地展现数据，就要先了解所要绘制的数据，如元数据、维度、元数据间关系、数据规模等。
根据XX集团对于大屏展示的需求规定，我们明确了需要展现的元数据是集团及各直管公司经营类指标及火电、水务和新天（含新能源、天然气）三个主要板块的生产数据，维度有场景数量、指标分析、排名分析、能源分布等，查看的视角主要是宏观和关联。
涉及到的视觉元素有形状、色彩、尺寸、位置、方向，如图所示。
图维度
图视觉元素
匹配图形的同时，还要考虑展示的平台。
由于客户是投放在大屏幕上查看，我们对大屏幕的特点进行了分析，比如面积巨大、深色背景、不可操作等。
依据大屏幕的特点，我们对设计风格进行了头脑风暴：
它是实时的，有紧张感；需要新颖的图标和动效，有科技感；信息层次是丰富的；展示的数据是权威的。
图设计风格
最后根据设计风格进一步确定了深蓝为标准色，代表科技与创新；橙红蓝分别代表指标数量的高中低，为辅助色；整体的视觉风格与目前主流的扁平化一致。
最后还需要检查测试，从头到尾检查一遍是否满足需求；实地投放大屏幕后，用户是否方便阅读；动效能否达到预期，色差是否能接受。
3.3.2可视化展示技术
1、Echart3.0前端显示技术
拥有的优势：
基于html5Canvas，是一个纯Javascript图表库，提供直观，生动，可交互，可个性化定制的数据可视化图表。
创新的拖拽重计算、数据视图、值域漫游等特性大大增强了用户体验，赋予了用户对数据进行挖掘、整合的能力。
更小体积的文件，满足更轻便的使用需求，更灵活的打包方式，可自由选择你需要的图表和组件，动端强势来袭，良好的自适应效果专属的移动端交互体验，更丰富的可视化效果，新增更多图表类型，更好的满足不同数据的处理需求更多的搭配方案让你的数据呈现方式更个性和完美。
2、跨平台显示技术
HTML5作为一种最广泛的前端语言，现广泛地应用与各种web的开发中。
HTML5本身是由W3C推荐出来的，它的开发是通过谷歌、苹果，诺基亚、中国移动等几百家公司一起酝酿的技术，这个技术最大的好处在于它是一个公开的技术。
换句话说，每一个公开的标准都可以根据W3C的资料库找寻根源。
另一方面，W3C通过的HTML5标准也就意味着每一个浏览器或每一个平台都会去实现。
多设备跨平台
用HTML5的优点主要在于，这个技术可以进行跨平台的使用。
比如你开发了一款HTML5的游戏，你可以很轻易地移植到UC的开放平台、Opera的游戏中心、Facebook应用平台，甚至可以通过封装的技术发放到AppStore或GooglePlay上，所以它的跨平台性非常强大，这也是大多数人对HTML5有兴趣的主要原因。
自适应网页设计
很早就有人设想，能不能“一次设计，普遍适用”，让同一张网页自动适应不同大小的屏幕，根据屏幕宽度，自动调整布局（layout）。
2010年，EthanMarcotte提出了”自适应网页设计“这个名词，指可以自动识别屏幕宽度、并做出相应调整的网页设计。
这就解决了传统的一种局面——网站为不同的设备提供不同的网页，比如专门提供一个mobile版本，或者iPhone/iPad版本。
这样做固然保证了效果，但是比较麻烦，同时要维护好几个版本，而且如果一个网站有多个portal（入口），会大大增加架构设计的复杂度。
这种技术使该平台的功能及用户展现方式保持对大屏幕、PC端、手机端、平板电脑端的友好性成为可能。
3.3.3可视化展示系统场景设计
根据XX集团对于大屏展示场景的需求，共设计建投能源所属电厂、水务公司水厂、新能源风场、天然气等各板块展示场景、生产管理场景和主场景展示。
1、主场景页面设计
根据XX集团需求，主场景需要展示集团的ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率、总资产、净资产、利润总额、净利润、总资产排名、利润排名、各产业资产分布图等信息。
通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：
GIS图：
显示集团公司所属二级企业资产分布情况；
文字描述：
集团经营指标分析，包括：
总资产、净资产、利润总额、净利润等四项指标；
仪表盘图表：
ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率、净利润等指标要体现同比、环比、完成情况等；
柱形图表：
总资产排名（各个二级企业分别在不同投资项目下的资产情况以及不同行业的投资占比）、利润排名（各个二级企业在在不同投资项目中的利润情况）；
饼形图表：
主营业务收入增长率；
页面设计效果图如下所示：
图主页面
2、二级企业展示场景页面设计
根据XX集团需求，二级企业展示场景需要展示各二级企业经营类指标：
包括EVA、ROE、ROA、主营业务收入增长率等对标指标。
通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：
GIS图：
显示某个二级企业资产分布情况；
文字描述：
二级企业在不同投诉环境下的资产管理情况，如：
发电厂数量、年累计上网电量、水务厂数量、年累计出水量、天然气厂数量、年累计输气量、新能源数量、年累计上网电量、其他项目，年累计收益等指标；
仪表盘图表：
ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率等指标要体现同比、环比等；
折线图表：
主营业务收入增长率（该公司在各个投资行业的收入增长情况）；
饼形图表：
主营业务指标完成率（该公司在各个投资行业中的指标完成情况）；
页面设计效果图如下所示：
3、火力发电指标分析场景页面设计
根据XX集团需求，火力发电指标分析场景需要展示：
建投能源：
供电煤耗、发电厂用电率、利用小时数、综合标煤单价、度电变动成本。
发电厂环保指标包括硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二氧化碳（年排放量、排放值、脱硫效率，脱销效率，除尘效率），耗水量等；
发电厂技经指标包括年发电量、上网电量、厂用电率、供电煤耗、等效利用小时数，安全运行小时数等；
发电厂实时数据：
结合锅炉、汽轮机、发电机、高压网站、热网等组态图（或三维模仿真模型图）展示主蒸汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽流量、给水流量、高压主蒸汽门开度、中压主蒸汽门开度、低压主蒸汽门开度、发电机定子电流、发电机转子电流、发电机有功功率、发电机无功功率、热网供水温度、热网供水压力、热网供水流量、热网供水负荷、热网回水温度、热网回水压力、热网回水流量等。
通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：
GIS图：
集团公司所属火力发电厂分布情况；
实时数据监测：
对示范“锅炉”、“汽轮机”、“发电机”、“高压电站”及“热网分布”进行实时数据监测及展示；
生产实时监控：
对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；
折线图表：
各项环保指标的监控，对于厂内脱硫、脱硝、除尘效果的分析，右侧为相关的数值及占比情况；
页面设计效果图如下所示：
4、水务指标分析场景页面设计
根据XX集团需求，水务指标分析场景需要展示水务板块：
对标指标、原水售水量、自来水售水量、污水处理量、输水管线漏损率、供水管线漏损率、场站GIS分布图等。
通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：
GIS图：
集团公司所属水厂分布情况；
实时数据监测：
对示范“厂区”、“管网分布”、“公共系统”进行实时数据监测及展示；
生产实时监控：
对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；
折线图表：
各个水厂的原水售水量、自来水售水量及污水处理理的相关指标分析；
饼形图表：
各个水厂在输水管线漏损及供水管线漏损的占经情况分析；
页面设计效果图如下所示：
5、新能源指标分析场景页面设计
根据XX集团需求，新能源指标分析场景需要展示新能源板块的生产数据，包括：
发电量（及组成）、装机容量、风电场可用系数、等效利用小时数、GIS风场分布图等；
新能源实施数据包括风机数量、运行台数、故障台数、实时有功、实时无功、当月发电量、年累计发电量、实时风速等。
通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：
GIS图：
集团公司所属新能源分布情况；
文字描述：
总发电量、利润总额、可用系数、等效可利用小时数等指标；
实时数据监测：
对示范“厂区升压站电气主接线图”、“风机监测”进行实时数据监测及展示；
生产实时监控：
对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；
饼形图表：
各个风电厂对于日发电量及月发电量的贡献占比；
折线图表：
各个风电厂的功率分析情况；
页面设计效果图如下所示：
6、天然气指标分析场景页面设计
根据XX集团需求，天然气指标分析场景需要展示天然气板块的下列信息，包括：
输气量，售气量，管道里程，客户数（居民数、工业数）、GIS管网图等。
各枢纽、储气站实时数据包括输气压力、流量、储气量等。
通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：
GIS图：
集团公司所属天然气厂分布情况；
实时数据监测：
对示范“管网信息分布”、“天然气枢纽”、“天然气储气站”进行实时数据监测及展示；
生产实时监控：
对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；
饼形图表：
各个天然气厂对于日输气量及月输气量的贡献占比；
折线图表：
各个天然气厂本年率输气量贡献情况分析；
页面设计效果图如下所示：
3.3.4可视化展示系统管理功能
为了方便用户管理各个展示场景，我方提供可视化展示系统管理功能，实现多用户操作管理，网络远程遥控管理，并能与集中控制系统一起实现一体化操作管理。
系统采用B/S（浏览器/服务器）架构，任何一台连在网络上的电脑均可以作为大屏幕的操作管理者。
允许多台工作站同时对大屏幕进行操作，并可设定权限分级，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，监控用户在进行系统操作之前都需进行权限查验；可定义不同级别的使用人员对包括信号源、模式预案、外围设备等系统资源不同权限的操控权，也可在大屏上限定不同操作人员的可操作区域，使操作人员只能在经授权的范围及区域内进行相应操作，确保多用户操作的安全性。
3.3.5系统显示性能与指标
◆分辨率
展示系统输出图形应能够根据用户硬件设备条件灵活扩展与调整，支持输出与用户大屏幕的物理像素一致或接近一致的超高分辨率、清晰完整的图形，同时需要考虑展示元素的大小，以参观者或使用者看到的最佳显示比例进行设计，不能出现较大的变形、拉伸和模糊。
◆画面切换
展示系统在场景变换时应做到同步、快速地切换。
画面响应的时间要求：
页面切换时间小于2秒。
◆画面分区
如果大屏幕整体上被划分为多个显示分区，要求各显示分区接缝处无明显的痕迹，动态图形在分区处的变化能较平滑显示，一个元素从一个分区到另一个分区可平滑穿越，无明显的超前或滞后。
◆动画连贯性
展现平台应能够支持动画的表达方式，动画在屏幕上能够较平滑地运动，无明显的停顿或跳帧。
◆数据实时性
对于实时数据的显示，需要定时、较高频率进行刷新，以反映真实情况。
图形上的实时数据刷新应采用局部刷新技术，避免频繁对整个屏幕刷新显示。
◆视频源
要求接入的视频投放到屏幕上时清晰、无停顿。
◆整体美观协调
同一场景下风格一致，要求能够体现XX集团的管理特点，具有现代感、地区特色和企业文化精神。
3.4工人人员讲解方式设计
3.4.1方案1：
红外线触摸屏
红外线触摸屏技术可采用红外触摸屏方式进行控制。
演示者无需背对屏幕，可使用任何触控介质包括手指等，本系统采用红外线发射和阻断原理，触摸屏包含一组高精度、抗干扰红外发射管和一组红外接收管，当触摸物体如手指等进入光栅时，便阻断了光束,任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。
红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件。
红外线触摸屏原理很简单，只是在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。
光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。
以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，计算机便可即时算出触摸点位置。
因为红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，所以适宜某些恶劣的环境条件。
3.4.2方案2：
频像头直播方式
在展示大屏的对面，安装一个摄像头，用于获取讲解人员激光笔在大屏的指示操作。
同时用音频设备获取大厅内，讲解人员的音频流。
控制人员可以在任意的控制室接入音频和视频信号，配合讲解人员切换大屏展示内容。
4数据采集平台设计
目前集团公司的数据采集方式为各厂级单位集中发送数据到二级管理单位集中控制。
针对集团用户的不同级别，分别满足业务人员、管理人员、高级管理人员以及决策者对信息展示类型、方式等有着不同的要求。
对数据信息获取的准确性、完整性、多样性等有着更高的要求。
因此我公司提出建立数据采集展示平台，平行二级管理单位集控平台，直接接收厂级单位数据信息。
传输数据的类型、方式均按照集团用户展需求定义，从而达到大屏最终数据图表的展示效果。
4.1采集方式
1）方案一：
数据平台直接从厂级单位提取数据，厂级单位只需要提供数据结构即可。
可以提取的展示数据全面完整，无需对接口进行二次。
2）方案二：
数据平台从二级管理单位提取数据，由于二级管理单位采集的数据类型不能完全满足展示要求。
因此需要数据进行修改需要，并对接口进行二次开发，
4.1.1数据库选型
我们为用户推荐两套数据库的选择方案，商业版的IBMPMQ和开源版的MangoDB。
1）IBMPMQ架构
根据XX集团的需求，需要在即将建成的集团数据中心机房，有效集成集团系统企业相关数据信息，展示集团及系统企业概况、重要生产经营管理数据。
但是单纯的数据展示将无法充分体现集团信息化管理和精细化管理水平，因此我们希望能够通过对XX集团的生产数据进行收集整理，通过IBM大数据PMQ平台的
升级会员 