智慧环卫系统信息化开发建设可行性研究方案.docx
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智慧环卫系统信息化开发建设可行性研究方案
智慧环卫系统信息化开发建设可行性研究方案
1、总述
1.1智慧环卫的背景和发展机遇
随着经济的迅速发展，我国城市进入加速发展期。
“十二五”期间，我国城市化率将突破50%，城市化对国民经济和社会进步的促进作用明显增强。
与此同时，人口膨胀、环境污染、资源短缺、交通阻塞等城市病已逐渐成为制约我国城市发展的主要问题。
为了实现城市的可持续繁荣，一方面需要进一步顺应城市的全球化、多样化、社会化和协同化的趋势，建立新型的城市发展模式；
另一方面需要借助新技术革命强大的驱动力，奠定新型发展模式的基础。
在21世纪初期，影响世界最大的两件事，一是新技术革命，二是中国的城市化。
把握时代发展的脉搏，让新技术革命和城市化的趋势结合，迫切需要寻求有效解决城市病，遵循城市发展客观规律的综合解决之道，于是智慧城市就成为必然选择。
智慧环卫是以具有科学环卫治理理念的智慧型服务为主导，建构在信息泛在基础之上的新型环卫发展模式。
智慧环卫建设将极大提高环卫的环境承载力，有效驱动经济发展模式调整，全方位提升以人的发展为本的美好城市生活的感知。
智慧环卫建设注重内生发展动力打造，不同的环卫单位可以结合自身的区位发展优势，演进出自身的智慧路径。
“国民经济和社会发展十二五规划”建议中强调指出，要遵循城市发展客观规律，科学规划城市功能定位和产业布局，注重以人为本、节地节能、生态环保、安全实用；2010年政府工作报告中首次明确提出要大力发展物联网、新能源技术为代表的等战略型新技术产业。
1.2智慧环卫建设的必要性
中国城市化进程发展迅速，2011年，我国城市化率首度超过50%，城镇化成为推动经济社会发展的强大动力。
但现代城市发展也面临环境污染、管理复杂、能源短缺、人口增长、经济转型等实质性问题的挑战，当前的发展模式不再是可行的方式。
“智慧环卫”是一种发展环卫的新思维，通过智慧环卫建设推进环卫生产、生活和管理方式创新，解决环卫发展过程中面临问题，提升服务价值，创造产业经济价值，体现民生社会价值，最终达到“强政、兴业、惠民”的目标。
各级政府的积极推进是智慧环卫建设的推动力，通过“智慧环卫”建设，转变经济发展方式，提升基础设施水平；解决环卫城市卫生、资源发展瓶颈等问题，提升执行效率，提高为民服务的水平。
1.3智慧环卫建设目的
智慧环卫建设的目的就是针对城市环境卫生部门日常工作和业务的特点，对业务的相关数据实现自动化、规范化、标准化的管理，为管理部门提供空间与非空间的信息服务，使环境卫生的各个主体的各项活动和行为将能够在网络化的数字空间中合理、高效、有序地进行；使繁杂的城市环境卫生管理变的条理化、精细化，能够更快捷有效地处理各类常规及突发事件，使城市环境卫生各项管理变得更加科学、合理、规范。
从而提高生产作业数据监察督办能力以及提高安全生产防范能力。
2、架构设计
2.1设计约束原则
1.经济性：
系统在保证性能强大、先进的同时应考虑经济性，保护原有投资，充分利用成华区政务现有信息化成果，选用具有最佳性价比的产品。
2.可靠性：
系统总体设计必须將可靠性放在第一位，在设计中充分考虑确保系统可靠运行的相关保障措施。
3.完备性：
系统总体设计需要保证系统功能和人口信息数据的齐全、完备，不可遗漏。
4.标准化：
系统设计过程中要尽量采用国际、国内和成都市既定标准，尽量杜绝私有协议、标准，保证系统后期扩展、升级的便利性。
5.可扩充性：
任何信息系统需要按照业务开展的需要不断调整、演变，系统设计应充分采用模块化、组件化设计，便于系统后期的改进与扩充。
2.2设计目标
2.2.1当前环卫信息化存在问题
1.缺乏有效规划，重复建设；信息化全局工作缺乏有效的规划，导致部分重复建设
2.信息孤岛现象严重，融合共享步履维艰；数据多但用不上，有数据但用不好，信息多却找不着，有系统却不好用；
3.缺乏完整、科学的标准体系；缺乏统一完整的城市信息化标准体系；不同部门组织制订的信息化标准之间不协调
4.缺乏合适的运行管理模式；缺乏科学、实用的环卫信息化建设的总体框架，缺乏适合不同类型环卫使用的建设与运行模式
2.2.2建设目标方向
根据前言论述中智慧定义及智慧环卫所需的要素，以及环卫信息化存在的问题，主要需要对如下几个方面进行建设：
1.整合资源；
a）统一通信网络，改变以往各部门、各单位之间数据无法互联互通和资源重复投资浪费的情况；
b）统一信息化管理平台，减少重复建设及信息孤岛；
c）集权管理，明确分工，减少各部门、下级各单位设备资源、物料资源、信息资源、人力资源的重复投入；
d）……….
2.完善管理体系
a）完善管理体系；根据环卫工作情况，明确每个节点的职责及权限范围；
b）完善考核体系；根据每个节点的职责制定相应考核体系，掌握每个节点的业务处理能力；
c）完善安全管理体系；对每个节点制定安全预警和安全管理标准，减少安全事故的发生；
d）完善业务流程管理体系；理顺每一个业务流环节，避免互相推诿的情况发生；
e）……….
3.实时数据采集
a）车辆实时监管；对车辆的运营状态采用GPS、油料传感元件、视频图像技术、RFID射频技术实施全过程运行跟踪监督监察；
b）事务实时监管；对环卫各业务节点的事务办理情况全程跟进，对重点事项进行督察督办，了解每个业务节点的工作进度及工作效能；
c）人员实时监管；掌握每个人员的动向及工作效率情况，考核每个岗位人员职责；
d）环境污染扩散实时监管；监测辖区内重要污染区块，及时掌握降尘、除污的时间和区域，避免造成二次污染；
e）设施实时监管；随时掌握各个设施的运行使用情况，让每个环卫设施达到最大运行效率。
三、软件工程的总体构架
3.1框架构建基准
3.2框架设计
4、业务应用层主要功能模块
4.1数据字典管理模块
数据字典主要包含有（GIS）地理信息管理系统、信息安全管理系统、平台接口管理系统等三个方面的管理应用；
1）.（GIS）地理信息管理系统
环卫辖区GIS环卫网格化基础信息视觉化呈现及环卫节点关联应用；
2）.信息安全管理系统
信息安全管理主要用于多元化系统统一登录管理及信息安全技术防范；
3）.平台接口管理系统
平台接口管理系统主要用于多元化及后续开发系统的接入及跨平台的数据交互应用。
4.2监控监测管理模块
业务监测管理模块主要是对远程感知设备的管理，是应用于设备的数据采集管理及呈现；
1）.（GPS）全球卫星定位管理系统；
用于人员、车辆、设备设施的位置信息实时采集、分析、呈现；
2）.射频标签（RFID）应用管理系统；
用于环卫设备设施、人员的巡检档案标识关联，位置信息的监测，信息收集存储及转发；
3）.视频监控系统；
主要用于环卫中转站、垃圾处置场、重点监控场地等等需要实时视频流监控的场所进行视频呈现；同时也应用于车辆路面保洁质量巡检等；
4）.传感监测系统；
把较容易造成环境污染区域建立监测点，例如：
路面粉尘监测、中转站恶臭监测、填埋场污染扩散监测等等。
4.3业务管理模块
1）.垃圾清运管理系统；
主要管理生活垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾、粪便等垃圾的垃圾来源、运输过程、处理结果等的计划制定及过程数据信息的监管，同时也是对清运线路的优化及清运成本的控制；在有限资源内提升垃圾清运效率。
2）.清扫保洁管理系统；
是对机械化及人员的点线面作业过程的计划制定，作业区域分布，责任人关联，作业过程、结果的监管，作业成本的核算；为作业规划制定提供详细依据，降低作业强度，提升作业效率，让环卫清扫保洁资源最大化；
3）.调度智慧管理系统；
作业计划制定，作业计划落实，远程语音调度，应急指挥，临时任务安排等；保障环卫作业计划的实时完成，同时达到最高运行效率；
4）.业务巡检管理系统；
主要功能有环卫作业质量巡检、卫生死角巡检、环卫人员到位情况巡检、突击抽查、问题反馈、案件处理跟踪；巡检分人员巡检和车辆巡检两部分，人员巡检主要是通过人员配备设备进行巡检，车辆巡检是车载设备开车在辖区内进行巡检。
4.4工作流管理模块
工作流管理模块是针对环卫日常工作实现无纸化办公主要手段的一个集合体；它主要涵盖了如下几个部分：
1）.OA系统；
把所有涉及环卫日常工作事务集合在一起，利用流程管理引擎把在线交互信息通过网络数据化的方式进行处理；从而避免信息孤岛，沟通不及时等等问题；
其中OA系统内又包含了公文管理、督办管理、会议管理、日常办公、资产管理、车辆管理、办公管理、人事管理、文件管理、期刊管理、事务管理、移动办公、在线交流、公共信息管理、系统管理等15个方面的管理应用。
2）.物资管理系统
物资管理系统主要是针对环卫日常消耗物资的采购、入库、库存、物资领用情况等进行序列的管理；让物资管理透明化，随时掌握物资的库存情况，不造成临时采购或浪费等情况。
3）.基建项目管理系统
项目管理系统是以合同管理为中心，围绕工程项目中的进度、成本、质量、安全文明、信息资料档案和沟通协调，通过项目和合同两条线，实现对工程全过程的各个环节进行整合管理，提高项目管理人员的管理水平和对项目的控制力度，降低工程项目风险，降低工程项目的成本、提高企业效益、为企业获取最大利润，实现为生产运营期服务。
4.5财务管理系统
主要模块有总账、固定资产、应收应付、网上报销、费用管理、税务管理、财务分析、会计平台等服务；全面预算、企业报表、合并报表、合并账簿、报表平台、数据方案、采购管理、采购计划、采购价格、薪酬管理、福利管理、移动APP等服务。
4.6党建云管理系统
1）.开展便捷式党务管理：
党组织信息和党员个人基本信息查看、维护；待办工作提醒；在线办理党员组织关系转接；流动党员管理；覆盖党员发展的全流程，包括党课培训、各种信息记录；党费财务管理。
2）.创新多样化组织活动：
三会一课、党委会议、民主生活会、评先推优等组织活动；民主投票、民主评测、征文、评选等日常活动；组织分类定级、创先争优、党代表推选、填报系统、十八大学习等专题活动。
3）.辅助科学化党委决策：
提供据统计功能，包括党组织信息统计、党员统计等基本信息统计、发展党员统计等工作办理情况统计，党费统计、组织活动统计以及党建工作和企业文化指标考核。
4）.提供全方位信息沟通：
提供短信、邮件、通知、公告、新闻、移动终端信息推送、私信等多种信息沟通形式。
5）.提供一站式党员服务：
网银缴纳党费，查看组织动态，参加形式多样的组织活动，在线申请办理组织关系转接，自动的生日和入党纪念日提醒。
6）.实现多渠道学习交流：
在线党务知识学习、党课培训、在线考试系统、视频教育。
4.7档案管理系统
档案管理系统,通过建立统一的标准，规范整个文件管理，包括规范各业务系统的文件管理；构建完整的档案资源信息共享服务平台，支持档案管理全过程的信息化处理，包括：
采集、移交接收、归档、存储管理、借阅利用和编研发布等等，同时逐步将业务管理模式转换为服务化管理模式，以服务模型为业务管理基础，业务流和数据流建立在以服务为模型的系统平台之上。
主要功能包含集中存储、目录结构、文档排序、显示模式、全文搜索、文档编辑器、多文件上传、版本管理、自动编号、文档审计、Office集成、摘要及缩略图、锁定保护、文档链接、关联文档、规则应用、权限管理、存储加密、模板管理、文档借阅、多媒体查看器、CAD图纸管理、纸质文档电子化管理、Office无缝集成、扫描仪集成等。
5、业务应用层各模块设计简述
5.1设计原则
根据智慧的广义定义以及当前智慧城市的参考，我们主要目的是要解决信息孤岛，系统繁多数据不统一，各部门沟通衔接不及时，管理者无法直观掌握每一个业务环节的工作状态及工作情况，制定的计划执行情况不能及时进行跟踪等等问题；所以我们的设计原则是
1.统一登录管理应用界面；
2.统一通信网络部署；
3.各应用模块功能明确；
4.直观的在一张图上显示全局运行情况；
5.2数据字典管理模块
●数据字典的设计目
1）.采用单点登录设计，从源头构架智慧环卫的基本框架；
2）.集中管理模式对系统的扩展及管理更加便利安全；
3）.二次开发更加容易；
4）.跨系统数据互联互通更加简易；
●主要设计内容
1.（GIS）地理信息管理系统
地理信息系统（GIS，GeographicInformationSystem）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统；它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。
GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
建设辖区地理信息数据库；主要针对辖区范围的GIS信息建设，用于后续各类环卫业务模块管理和数据匹配的基本源；建立完善的环卫点、面、线地理信息档案数据库，引用搜索引擎技术和数据图表统计，将每个点、线、面的城市保洁业务运行信息直观的显示在每一个层面上；同时对环卫资源的分配决策提供直观的规划依据；
采用地理编码技术，根据属地管理、地理布局、现状管理、方便管理、管理对象、负荷均衡等原则，将城市的行政区域划分成若干个多边形网格的单元。
单元网格管理法就是明确各地域的网格责任人，由系统对所分管的单元实施全时段监控，从而实现对市、县、街道、社区的分层、分级、全区域的管理。
2.信息安全管理系统
信息安全技术防护体系是以业务应用与核心资产的防护为主要目标，依据安全技术要求，通过构建业务应用安全支撑系统、PKI基础设施，实现对信息资产和应用的核心安全防护；通过构建网络安全基础防护、综合安全审计与监控管理实现对业务应用基础安全防护；通过灾难备份与恢复、应急与响应实现整体安全的持续性保障。
信息安全管理系统架构图
安全技术防护总体结构十多个防护项目中，可以归纳为五大类别：
身份认证与授权管理、数据安全防护、网络安全防护、基础安全防护、安全管理中心，见下表：
序号
安全防护方案
1
身份认证与授权管理
集中身份认证
集中用户管理
集中授权管理
2
数据安全防护
电子文档安全安全保护
数据库安全保护
数据传输安全
3
网络安全防护
安全域划分与隔离
边界内容控制与过滤
网络入侵主动防御
病毒监测与控制
4
基础安全防护
终端安全管理
PKI基础设施
灾难备份与恢复
5
安全管理中心
综合安全审计管理
综合安全监控管理
3.平台接口管理管理系统
当企业存在多个管理软件时，如：
OA软件、财务软件、门户网站等，随着业务的深化和软件应用的深入，系统之间发生业务的关联和数据的交换，不同的软件系统解决不同的业务需求，由于跨系统之间的业务发生关联，需要进行接口的开发。
1、统一制定接口规范标准。
2、统一管理接口说明和接口控件。
5.3监控监测管理模块
监控监测管理模块主要应用于环卫信息数据的远程无人值守采集，为智慧环卫各模块提供运行和决策的数据依据。
主要设计子系统主要有以下几类：
1）.GPS位置信息管理子系统；主要用于车辆、人员及其它需要位置信息管理应用的设施设备；
2）.射频标签（RFID）管理应用子系统；主要用于垃圾桶、垃圾中转站、垃圾房、公厕、人员、车辆、垃圾称重入口及其它需要标记的设施设备；
3）.视频监控系统；用于中转站、建筑工地进出口、垃圾场进出口、重要监测场地及其它需要视频监控的场所；
4）.传感监测系统；用于空气粉尘、二恶英等气候环境监测，便于及时掌控各区块的气候环境；
建设上述各类远程信息数据的采集及远程调度指挥管理应用子系统是智慧环卫中的一个重要环节，它主要是将人力无法做到的24小时数据实时的告知给每一个环卫管理环节的人员，从而让环卫管理人员做出正确判断的依据。
5.4业务管理模块
业务管理模块是针对环境卫生面向社会的业务处置部分；主要是为了提高环卫业务能力水平和业务处置效率水平，同时也是为了提高环卫业务处置工作的应急能力；让环卫业务处置能力适应现代城市及周边乡镇的经济建设的高速发展需求。
设计思路是围绕环卫的1.负责辖区生活垃圾垃圾清运、中转、处置工作；2.对辖区建筑垃圾及其他渣土实施管理；3.负责辖区范围内的主次干道、公共场所和各单位委托的卫生保洁，各种生活废弃物的清运和处置；4.负责辖区主次干道的清扫、保洁、冲洗，垃圾箱、果壳箱的清洗工作；等4项主体业务内容进行。
必要性：
a）社会发展的需要
i.城乡环卫一体化，破解垃圾围城
ii.生活垃圾源头减量化，促进垃圾分类
iii.有效管理餐厨垃圾流向，杜绝地沟油
iv.严控渣土运输，杜绝建筑垃圾乱排乱放
b）环卫管理的需要
i.人工作业全面转向机械化作业的需要
ii.人多、车多、事多、设施多
iii.运营成本高、作业效率低
iv.保洁清运不及时，直面百姓质疑
5.5业务模块各系统设计
1）.垃圾清运管理系统；主要针对生活垃圾、粪便、餐厨垃圾、建筑垃圾、污水雨雪等的清运的来源、运输过程及处置过程和结果进行智能化全程跟踪监管，同时收集相应的垃圾处置信息数据。
设计目的：
a）清运的时间及清运设施的地点问题；什么时间在什么地点进行清运是否合适的问题，垃圾站设施不能满足人民群众的要求；
b）车辆动态监管困难；大多数垃圾清运车、洒水车均为单个人作业，导致动态监管的难度非常大，时常出现公车私用、违章驾驶、不按规定线路作业等情况，甚至出现个别盗卖油料等行为。
c）垃圾统计不准确；进入垃圾处理场的垃圾，只能靠人工统计垃圾的进出量，不能实时掌握垃圾场的运行情况。
同时有可能出现买卖“野垃圾”的情况。
设计功能：
I.车辆监控管理：
车辆监控是指监控中心对车载终端的远程控制，包括车载装置工作参数设置、车载装置检测、车辆跟踪等。
结合GIS地理信息系统，实现对相关车辆的智能化和空间可视化管理。
同时，车载GPS终端设备可以将车辆油耗数据传回监控中心，通过数据比较，实现车辆油耗量化和实时监控，为每台车辆油量配置提供详实的数据资料。
II.车辆调度管理：
车辆调度功能模块允许监控中心发出对指定车辆的调度指令，能够对任何入网车辆的单车、车组、车队进行单呼、组呼、群呼，就近调度车辆在指定时间至指定地点进行工作。
该模块主要用于对垃圾作业车辆进行调度，指定车辆的行驶路线。
III.系统提供文字和广播两种方式进行调度，监控中心在电脑上直接可以监控到所有车辆的实时状态，具体位置：
车辆“空载”还是“满载”，是“停车”还是“带速行驶”。
是“停车发动机空转”还是“在某一目的地”，是在“执行垃圾清运”还是“公车私用”，调度中心一目了然，调度中心随时可采取有效措施，利用系统的短信息发布平台对车辆进行合理调度。
IV.车辆作业管理：
监控中心可以查询统计每时，每天，每月等某一时段内车辆的使用情况（车辆开车多少次、停车多少次、每次行驶多长时间、每次停车多长时间、每次开车地点和停车地点、每次使用车辆的位置、行驶路线、每次行驶消耗多少油、什么时间到过哪些地方）等用车信息情况可打印成管理报表。
有效的监督驾驶员每天的工作情况和车辆使用情况。
这在很大程度上避免了公车私用、违章驾驶、不按规定线路作业等情况的出现，及盗卖油料等行为的发生。
V. 自动拍照及视频监控系统
VI.自动拍照及视频监控系统主要供相关领导、监督指挥中心操作员、市容中心操作员及各乡镇联动部门操作员等使用。
依托视频探头、大屏幕、PC终端等设备，并结合地理信息系统，实现城市管理相关信息的直观展示，用于城市空间可视化监控和指挥。
VII.自动拍照及视频监控系统通过光纤网络将垃圾站视频监控点的图像汇集到指挥中心，自动保存，使管理人员更加直观、实时掌握垃圾站的运转情况，实现远程、全天候、全时段监控、调度和指挥。
视频监控系统可以随时选择需要的视频监控信号。
VIII.自动拍照及视频监控系统的特点是实时反映了垃圾场及车辆出入的状况，便于工作人员及相关领导及时了解垃圾场工作的全局情况，进行远程指挥。
因此，自动拍照及视频监控系统既要能动态显示垃圾场中的全貌，又要能快速调阅出某一问题的相关信息，需要有一定的交互操作的能力。
2）.清扫保洁管理系统；主要针对辖区范围内的社区、路面、公共设施、绿化带、水域、桥梁的二维和三维空间内的清扫清洁全过程和结果的督察督办管理。
如：
洒水降尘管理、路面清扫管理等等。
3）.调度指挥管理系统；主要针对：
作业区域内人员、机械作业设备（如：
扫地车、洒水车等）根据作业任务情况进行优化调度以及临时任务、紧急任务等的智能化统一调度指挥管理。
业务巡检管理系统；用于业务监察部门对环卫作业质量进行监察考核，并对不合格情况下发整改等相应业务处理。
5.6工作流管理模块
本模块的设计目的是针对环卫日常事务环节的管理与应用；是为了提高企业管理水平，促进管理现代化，转换经营机制，加快信息传递和消除信息孤岛，降低信息传递成本，提高工作效率等方面；
设计思路是在环卫日常工作处理过程中我们会发现很多项事务都存在一个事前规划预测、事中执行监控、事后分析优化的循环体系，都要有一个目标制定、分解执行落地、执行中资源协助、执行后分析优化的过程，不管是流程管理、知识管理还是目标绩效、计划任务管理。
1.OA管理系统
设计原则：
需基于分层、标准和构件等进行架构，遵循J2EE标准、SOA标准、WFMC标准、W3CxForm标准、JSR168、WSRP等标准，必须部署相应构件、采用JAVA语言编写、以多维门户形式展现，需支持各种部署模式、各种操作系统、各种数据库和中间件，并具备完备的配置体系、接口体系和插件体系；
▲
（1）集成化。
软硬件及网络产品的集成，人与系统的集成，单一办公系统同社会公众信息系统的集成，组成了“无缝集成”的开放式系统。
▲
（2）智能化。
面向日常事务处理，辅助人们完成智能性劳动，如：
汉字识别，对公文内容的理解和深层处理，辅助决策及处理意外等。
▲（3）多媒体化。
包括对数字、文字、图像、声音和动画的综合处理。
▲（4）运用电子数据交换（EDI）。
通过数据通讯网，在计算机间进行交换和自动化处理。
设计特点：
1）.“可行性和适应性”
所谓可行性，是指需求提炼时，应该吻合适合核心需要，满足主要功能，而不是超越当前技术水平放卫星！
2）.“前瞻性和实用性”
OA系统的开发设计，即要考虑到最大限度的增加系统的价值，最大限度的吻合各应用者的需求，充分考虑系统今后功能扩展、应用扩展、集成扩展多层面的延伸，实施过程应始终贯彻面向应用，围绕应用，依靠应用部门，注重实效的方针。
同时又要兼顾到成本控制、项目周期控制等因素，因此在功能的部署上也需要遵循实用主义。
3）.“先进性和成熟性”
先进的管理理念、技术和方法，可以提升企业的竞争力，延长系统的生命周期，但同时，任何创新都意味着小白兔实验，风险较大，因此又要注意软件系统、硬件设备、开发工具、软件产品的是否成熟，在先进性和成熟性之间找到平衡点，成为价值最大化的关键。
4）.“开放性和标准性”
数据孤岛、信息孤岛、应用孤岛，已经成为多年信息化建设后的后遗症，而解决这些孤岛的关键因素在于开放，解决这些孤岛的效率取决于标准化。
5）.“可靠性和稳定性”
OA系统里流转了大量的管理数据，因此必须是可靠的，一般的人为和外部的异常事件不应该引起系统的崩溃；当系统出现问题后能在较短的时间内恢复，而且系统的数据是完整的，不会引起数据的不一致。
6）.“安全性和保密性”
OA系统的开发设计
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