软件设计需求说明书.docx
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软件设计需求说明书
xxxxxxx系统软件
开发需求说明书
xxxxx科技有限公司
二○一五年七月
1引言1
1.1编写目的1
1.2范围1
1.2.1软件名称1
1.2.2建设目标1
1.2.3应用说明2
1.3定义2
1.4参考资料3
2产品描述6
2.1建设背景7
2.2开发意图9
2.3应用目标9
2.4作用范围11
2.5产品功能11
2.6系统角色11
2.7用户对象11
3功能需求12
3.1平台首页13
3.1.1信息查询13
3.1.2阀门监控13
3.1.3视频监控14
3.1.4三维展示15
3.1.5功能描述16
3.1.6法律规范16
3.1.7XXX水情17
3.2数据库及数据要求18
3.3外部接口需求20
3.3.1用户接口20
3.3.2硬件接口20
3.3.3软件接口20
3.3.4性能需求21
3.4安全性需求22
3.4.1环境安全22
3.4.2数据安全22
3.4.3系统运行安全22
3.4.4网络安全23
1引言
1.1编写目的
为明确软件需求，方便与用户统一思想，确定系统功能、数据范围，便于项目规划与进度安排、组织软件开发与测试等，特撰写本文档。
本文档的读者为业主、用户、数据库建设人员、系统设计人员、开发人员和测试人员。
1.2范围
XXXXX动态监管系统软件即：
XXXX一体化动态监管平台。
围绕XXXXX水库运行调度设计的要求，以水库运行调度设计为核心，运用先进、成熟技术，建设水库一体化管理平台，实现XXXXX水库监控视频、水雨情监测、流量阀门控制、实地三维仿真等数据自动汇集和信息共享交换，为XXXXX管理部门及时掌握水库区域内的重要水情信息和控制区域（点）的水资源状况，建设现代化、科学化的水库管理调度系统，提高水库运行调度管理能力和水平的提高提供高效的数据支撑和信息服务。
1.2.3应用说明
本软件建设应以数据中心为基础，依托建设的信息采集系统，实现水库区域视频监控、水雨情监测、水资源调度等信息的收集、处理、交换，为数据中心提供信息来源。
构建水库一体化管理平台的基础框架，实现信息共享交换。
1.3定义
监测站点：
水库区域监控视频覆盖区域、水库水雨情信息、水资源调度的阀门流量监控等。
监测信息：
视频画面、水库水位雨量数据、水库排水流量与水量数据。
三维仿真：
基于XXXXX水库实地勘测，制成三维仿真展示，增加三维展示的视频链接热点。
参考资料
Ø《XXXXX施工组织方案》遵义水文局
Ø《水文情报预报规范》GB/T22482-2008
Ø《防洪标准》GB50201—94
Ø《水位观测标准》GBJ38-90
Ø《降水量观测规范》SL21-90
Ø《实时雨水情数据库表结构与标识符》SL323-2011
Ø《全国分布式水文数据库系统结构3.0版》文档号01-DC-13
Ø计算机软件开发规范（GB8566-88）
Ø计算机软件产品开发文件编制指南（GB8567-88）
Ø计算机软件需求说明编制指南（GB9385-88）
Ø计算机软件测试文件编制指南（GB9386-88）
Ø计算机软件配置管理计划规范（GB/T12505-90）
Ø计算机软件质量保证计划规范（GB/T12504-90）
Ø计算机软件单元测试（GB/T15532-95）
Ø信息技术、软件包质量要求和测试（GB/T17544-1998）
Ø《工程视频监控系统工程设计规范》（GBJ115-87）
Ø《数据通讯基本型控制规程》（GB3453）
Ø《计算机场地技术条件》（GB2887-89）
Ø《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285-91）
Ø《供电电源标准》（GB2887-82）
Ø《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）
Ø《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》
Ø《防盗报警控制器通用技术条件》GB12668
Ø《彩色电视图象质量主观评价方法》GB7401
Ø《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198-94
Ø《防盗报警控制台通用技术条件》GB/T16572-1998
Ø《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
Ø《电气装置安装工程施工验收规范》GB5028-96
Ø《工业企业通信接地设计规范》GBJ79-85
Ø《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
Ø《电子设备雷击保护导则》GB/T7450-87
Ø《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T74-94
Ø《建筑与建筑群结构化布线系统工程设计规范》GB/T50311--2000
Ø《建筑与建筑群结构化布线系统工程验收规范》
ØGB/T50312--2000《水闸工程管理设计规范》（SL170-98）；
Ø《计算机质量管理和质量保证标准》ISO9000-3-97；
Ø《操作系统标准》GB2318；
Ø《网络技术标准》IEEE802.3；
Ø《计算机场地技术条件》GB2887-89；
Ø《不间断电源设备》GB7260-87；
2产品描述
XXXXX水库水务一体化动态监管平台实现对水库水环境监测数据的自动汇集、加工处理、共享交换、发布与服务等功能，为水库及相关行业部门及时掌握水库重要水情信息和控制区域（点）的水资源状况提供高效的信息服务。
XXXXX水务一体化动态监管平台建设任务主要包括设备采购安装、数据采集集整理、共享数据库建设、信息共享平台建设和信息共享交流机制建设等。
（1）收集整理水资源综合治理的相关信息
通过安装调试设备等，采集水库区域内视频监控画面、水雨情信息、流量阀门监控信息及地理信息等并对这些信息进行整理分析，确定信息共享平台的具体内容。
（2）设计信息共享数据库
根据国家、水利部、环保部等制定的相关数据采集、数据库建设、信息化等标准规范，设计流水库管理信息共享数据库，包括水位雨量情信息、流量阀门监控等综合资源管理信息共享数据库。
（3）建设信息共享平台
按照资源共享、统一标准、安全可靠、可扩展原则，并依据水环境综合治理信息共享的实际需要建设水库管理共享平台，为水库提供数据采集上报、信息查询检索、历史数据保存等信息服务。
2.1建设背景
贵州省遵义县XXXXX水库工程是国家烟草行业为深入贯彻落实中央“工业反哺农业、城市支持农村”积极促进烟区经济发展、改善烟农生产生活条件，践行烟草行业“两个利益至上”而投资援建的德政工程和惠民工程。
XXXXX水库工程位于贵州省遵义县松林镇与乐山镇交界处，是为充分利用和开发乐民河水资源，解决遵义县优质烤烟主产区灌溉用水和周边农村人畜饮水而兴建的一座小一型水库，是国家烟草总局在贵州省援建的第一批水源性工程。
2012年10月,大坝枢纽工程和公路工程两个标段正式动工建设，于2014年6月底完工并投入使用。
总投资2.4975亿元，其中烟草行业援建资金2.1755亿元。
大坝为砼面板堆石坝，最大坝高48米，坝宽7米，坝长186.5米，坝顶高程986米，坝底最大宽132.61米，死水位954米，死库容15万立方米，正常蓄水位983米，校核洪水位985.37米，集雨面积448万平方米，库容系数52.6%，溢洪道总长197米，为开敞式溢洪道，自由溢流方式，引水渠段长32米，渠底高程981.5米，堰顶高程983米，坝址以上流域面积18.16平方公里，总库容546万立方米，年总供水量568万立方米，灌溉总面积4.328万亩，包括水田1.652万亩、旱地2.676万亩；新增、改善灌溉面积总计4.0168万亩，其中水田1.3408万亩、旱地2.676万亩，同时可以解决下游乐山、鸭溪、龙坑、石板4镇11村4.3余万亩耕地灌溉问题，可解决1万多人及8千多头牲畜的饮水问题，每年的烤烟种植面积2万亩周边上万人及其牲畜将不再“干渴”，对保障灌溉区内烤烟及粮油稳产高产具有积极的不可替代的作用，同时兼顾下游集镇防洪和县城应急调水功能，进行生态养殖，提升当地旅游发展空间，是实现高水高用和节水灌溉的水利工程。
XXXXX水库动态监管系统是利用计算机技术、数字视频监控技术、无线信号传输技术、自动化控制技术、三维仿真技术、地理信息系统等技术，集成水雨情监测、视频监控、阀门流量监控、三维仿真、水质监测、大坝安全监测于一体化的综合动态管理平台，实现了水库监管的信息化、可视化、智能化、人性化等特点，提高了水库管理效率，为XXXXX水库的防汛调度决策、水资源分配管理、人畜饮水安全、农田灌溉等提供了强有力的技术支撑保障。
2.2开发意图
通过水库动态管理平台的建设，健全XXXXX水库环境综合治理信息交流机制，实现流域内水利、环保、建设、灌溉等水资源调度信息数据的共享与交换，充分发挥监测数据资源的效益，及时掌握水库水资源动态信息，保障水库周边区域防洪和供水安全，适应区域经济社会可持续发展的需要，实现流域防洪抗旱减灾、水资源优化配置和水资源保护科学调度，发挥水库工程整体综合效益、提高水库运行调度管理水平。
2.3应用目标
（1）资源共享
工程调度、水雨情监测站、视频监控网、阀门流量控制等，对水库区域内水情、污染源、气象、放水量等信息进行分析、处理和分析应用。
对这些信息资源的充分共享能最大程度的发挥信息资源的效益，使水库管理部门及时快速的掌握水库水资源信息，对水环境监测信息的综合分析、利用及监测站点的合理规划具有重要的意义。
（2）标准统一
为实现信息资源的共享与交换，提高系统的扩展能力，保障系统建设的质量，便于系统的维护管理，系统建设应遵循国家、行业有关规范标准。
对目前尚未有统一建设标准的内容，需要由水库管理相关部门与本公司共同协商，制定统一的项目建设标准，规范系统建设，便于系统扩展。
（3）安全可靠
水库监测的数据中有很多涉密及敏感数据，系统建设应确保数据的安全性，各类数据只有授权后才可以访问、上传、下载等。
系统应部署在安全等级较高的网络环境中，防止非法访问。
系统开发设计应采用成熟、先进、稳定的技术和架构，保证系统的可靠运行。
（4）可扩展
采用的操作系统、数据库管理系统、网络安全、系统配置等方案应是国际上主流的平台和技术，确保系统开放性、可扩充性和扩展性。
2.4作用范围
本软件中的数据信息来源是水库周边安装的硬件监控设备采集所得；软件的主要服务对象是XXXXX水库管理等相关部门。
2.5产品功能
本软件需要实现的主要功能包括：
数据采集上报功能、数据查询检索功能、资源下载功能、信息服务功能、系统管理功能。
2.6系统角色
平台系统管理员：
维护各单位基本信息及单位管理员，定制角色权限，配置各类监测站的基础信息，制作数据填报模板数据库等。
2.7用户对象
软件平台的主要服务对象是XXXXX水库管理所等相关部门。
3功能需求
本软件功能需求有四项，包括首页水雨情信息查询、视频监控、闸门控制及三维展示。
系统主要功能模块构成如图3-1所示。
图3-1主要功能构成图
3.1平台首页
3.1.1信息查询
（1）实时信息
展现已经采集的水雨情数据，点击标题可以查询历史数据等详情，可以关联水情查询、降雨查询等。
基础信息包括包括水库信息和文档资料等。
（2）使用角色
所有角色
（3）输入
用户
（4）加工
软件
（5）输出
页面实时更新展示
3.1.2阀门监控
（1）功能描述
内容展示，点击标题可以查看其详细内容。
信息包括：
阀门控制及数据监控、流量控制及数据监控，内容中可能包含动态数据、曲线等。
（2）使用角色
所有角色
（3）输入
无
（4）加工
无
（5）输出
点击其标题可浏览其详细内容。
（1）功能描述
内容展示，点击标题可以查看其详细内容。
信息包括：
XXXXX区周边视频监控，以及摄像头控制。
（2）使用角色
所有角色
（3）输入
球机摄像头的控制输入
（4）加工
无
（5）输入输出
11个摄像头监控画面输出
（1）功能描述
内容展示，点击标题可以查看其详细内容。
信息包括：
XXXXX周边地区三维模拟，摄像监控热点。
（2）使用角色
所有角色
（3）输入
无
（4）加工
无
（5）输出
XXXXX周边地区地形模拟，与实际摄像头摄影之间的热点数据交互。
还包括对XXXXX的建设背景等语音介绍。
3.1.5功能描述
一、描述：
（1）水雨情信息的实时查询，历史数据查询，实时数据动态显示。
（2）放水流量阀门监控。
（3）实地三维模拟，增加视频监控热点。
（4）水库周边视频监控集成。
二、使用角色：
所有角色
三、输入：
无
四、加工
无
五、输出
显示最新的工作成果；
更多中显示该部分所有的工作成果；
点击其标题可浏览其详细内容。
（1）功能描述
与水环境综合治理相关的法律法规和规章制度，点击相关标题可以查看其详细内容。
（2）使用角色
所有角色
（3）输入
无
（4）加工
无
（5）输出
页面阀门控制中的阀门控制输出以及水雨情查询输出等。
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3.1.7XXX水情
（1）功能描述
展现XXX水情信息，包括水位、降雨、省、市防办防汛要求、防汛期间防洪要求、非防汛期间防洪要求，Flash动态显示XXX区各监测项目的水情信息类别。
（2）使用角色
所有角色
（3）输入
无
3.2数据库及数据要求
平台的数据库包含的六类专题数据如图4-1所示。
图4-1数据库组成
1、视频监控数据
视频监控数据包含水库周边安装摄像头监控的区域数据以及历史数据。
2、水库区域降水数据
主要是水库周边范围内降雨量数据，包括安装正常运行后的历史数据等。
3、水库水位数据
主要包括水资源调度计划、水库水位变化趋势等数据以及历史保留数据。
4、排水数据
主要包括排水流量监测数据与控制阀门动作历史数据。
5、工作调度数据
工作成果主要包括水利部门的水资源调度，排水阀门开启关闭等数据及时入库保存；数据内容包括报告类别、报告数据、发布时间、发布频率、报告附件等。
6、工作动态数据
指XXX水库相关部门对水环境综合治理的各类信息。
同时，为满足系统建设需要，需要设计水库基础数据库和元数据库。
7、基础数据库
XXX周边地区三维影像、高程基准采用1985黄海高程系。
水雨情数据、阀门流量监控数据等。
8、元数据
依据元数据标准，元数据内容包括8个不重复使用的主要子集和4个可重复使用的次要子集，用于全面描述数据集、数据集系列、要素和属性。
主要子集：
①标识信息；②数据质量信息；③数据日志信息；④数据组织信息；⑤参照系统信息；⑥要素分类信息；⑦发行信息；⑧元数据参考信息。
次要子集：
①引用信息；②时间范围；③联系信息；④地址。
3.3外部接口需求
3.3.1用户接口
XXXX水务一体化动态监管平台的用户通过终端访问进行软件操作，例：
访问地址
账户：
jack密码：
123
3.3.2硬件接口
XXXX目前已经建成局域网，专用网线已开通，配1台骨干交换机，若干工业级交换机。
本系统需适应现在的网络环境。
目前，根据本次项目的需要拟配置1台工控机作为应用服务器，1台联想台式机作为监控机。
3.3.3软件接口
软件接口主要指数据管理系统、操作系统、三维仿真等系统，内容如下：
数据库服务器操作系统：
win7及windowsserver2003以上操作系统；
应用服务器操作系统：
win7及windowsserver2003以上
Web服务器：
IIS服务容器;
XXX库水务一体化动态监管系统平台建立在防汛指挥系统、水资源实时监控与调度管理系统基础上，充分利用了XXXX水库数据通信骨干网络和数据中心的软硬件资源。
XXX水务一体化动态监管平台软件系统的性能需求如下：
（1）先进性和适用性：
平台产品具有技术先进性和强大的可持续发展性。
（2）稳定性：
系统必须具有高可靠性和高容错能力。
（3）安全性：
应用系统应具有安全控制措施。
（4）系统可扩充性和易维护性。
（5）要求用户界面友好，显示画面清晰明了，操作简便。
（6）数据精度应严格按照国家及行业的相关标准执行，在并发访问的情况下，系统响应时间应满足5秒平均响应时间。
3.4安全性需求
3.4.1环境安全
平台需要有完善的环境安全防护措施。
环境安全包括电源供给、传输介质、通信手段、电磁干扰屏蔽、避雷方式、机房环境等安全保护措施。
通过光纤交换机将数据库服务器、应用服务器和存储备份等设备连接成一个专用存储网络。
3.4.2数据安全
数据安全包括数据传输、存储、访问、处理等各环节的安全措施，系统资源的访问控制与认证包括网络防护，数据交换控制，访问控制等安全措施，并具有数据冗灾备份措施。
为了保证共享信息的保密性、完整性、可控性、可用性和抗抵赖性，在现有基础上将采用身份鉴别、访问控制、信息加密、入侵监控、操作系统安全防护、数据库安全防护等多种安全保密技术。
3.4.3系统运行安全
XXX相关部门提供了数据共享交换的运行环境，为此，必须要有完善的运行安全防护措施，保障平台不易被侵入、干扰、窃取、破坏，确保系统安全可靠运行。
通过制定备份与恢复策略和强化病毒恶意代码防护等手段保障平台的运行安全。
（1）备份和恢复
涉密信息系统要求主要设备、软件、数据、电源等应有备份，并有技术措施和组织措施能够在较短时间内恢复系统运行。
主要包括制定备份与恢复策略，对应用数据进行定期备份。
（2）病毒与恶意代码防护
采用能够监控客户端防病毒软件状态的主机监控与审计系统，保证所有接入网络的终端用户都部署防病毒系统，并能够对未部署防病毒系统的终端采取隔离措施。
3.4.4网络安全
网络是水环境数据传输的通道，要确保数据传输的安全，网络设备和传输通道必须有安全保障措施。
根据XXX的网络现状，拟采用专网与互联网相结合的数据传输方式。
数据在专用的安全通道内进行，利用加密技术对经过通道传输的数据进行加密，以保证数据仅被指定的发送者和接收者了解，从而保证了数据的私有性和安全性。
XXX已有专网连接，数据传输采用专网方式。
XXXX与其他用户之间没有专网连接，数据传输采用互联网并通过用户安全验证方式。
目前，远程用户安全验证方式主要包括以下几种。
（1）用户名/密码验证方式
采用访问网站的方式，通过用户名/密码验证的方式同平台进行数据共享与交换。
其优点是操作简单，缺点是由于明码传输，数据在非安全信道中，存在安全隐患。
该方式不需要增加额外的设备，无需建设投资。
（2）采用VPN方式
采用VPN方式同平台进行数据共享与交换，其优点是可以保证通过公用网络平台传输数据的专用性和安全性，通讯在专用的安全通道内进行，可以利用加密技术对经过隧道传输的数据进行加密，以保证数据仅被指定的发送者和接收者了解，从而保证了数据的私有性和安全性。
（3）采用CA认证
采用CA认证的方式同平台进行数据共享与交换。
由于使用高强度密码保护密钥，支持加密机，保证平台具有高安全性和可靠性。
缺点是技术复杂，需要配置CA、RA、KMC等相关设备，并且需要专人管理和维护，成本较高。
三种方式的对比情况如表3-4-4图所示。
经比选，拟采用VPN方式实现平台数据传输。
三种方式对比情况
方案
安全验证方法
安全性
建设成本
是否需要增添设备
1
用户名/密码
低
无
否
2
VPN
较高
无
否
3
CA认证
高
高
是
图3-4-4
升级会员 