市政设施养护管理系统项目建议书.docx
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市政设施养护管理系统项目建议书
市政设施养护管理系统
项目建议书
二〇一六年一月
1项目建设背景
为了完善中心城市功能，市建设部门狠抓市政建设，不断完善道路及桥梁等基础设施。
目前，市政养护工程公司肩负着中环以内面积约185万m2的道路面和桥梁，主要负责道路路面及桥梁的日常巡查、路面养护维修等工作，从而保证中环范围内的路面及桥梁完好。
相关政策和规定，要求管理部门高效、有序地对辖区内的路面及桥梁定期进行巡查和养护，以及时发现和清除“病患”，保障城市的市政设施完好，但在实际工作中，对于车辆和人员的监管却一直无法完善，存在着对现场车辆人员位置不能及时掌控、与现场车辆人员和无法进行有效的信息交流、现场问题不能及时上报等诸多问题，亟需对现有状态进行改善，因此结合卫星定位系统和现有的业务系统开发出一个新的养护系统显得非常必要。
卫星导航定位具有精度高、全天候、高效率、多功能、操作简便、使用广泛等显著特点，在我们的生活中也有了广泛的应用。
在科学技术发展迅速以及城市规模日益庞大的今天，如何将卫星定位技术运用到城市建设管理中也是各个单位部门研究的重要方向，将卫星定位技术与城市巡查养护管理业务相结合是一个十分必要的研究，可以将工作中的车辆和人员的位置信息实时上传到后台以供监管人员查看及绩效考核，还能将巡查中发现的问题及时上传到后台业务系统，不仅弥补了传统的城市道路巡查中的不足，还大大提高了人员的工作效率，对于城市的建设与发展有着十分积极的作用。
2软件系统总体设计
2.1系统总体架构设计
根据市政养护工程公司养护管理系统的具体应用需求，设计实现集B/S（Web应用）与M/S（移动PDA应用）于一体的市政养护工程公司养护管理系统。
其中，移动端主要用于车辆及人员的定位及实时位置信息上传、现场巡查问题记录以及现场问题上传等。
Web网页端主要用于对移动端的车辆及人员位置状态情况进行实时查看，对获取的车辆人员轨迹信息进行记录分析，以及对人员现场上报的问题进行查看并及时反馈，同时Web端还负责系统的用户权限管理，包括系统权限的分配、用户的管理等，是与移动端互相交互及后台管理的总平台。
移动端和Web端共用同一套数据库，从而保证了数据的统一。
图2-1市政养护工程公司养护管理系统总体架构设计图
2.2综合数据库设计与建设
市政养护工程公司养护管理系统数据库是昆山中环以内的道路面和桥梁巡查养护管理的重要数据支撑，根据市政养护工程公司的实际工作需要，对其管理的各类道路和市政设施的空间数据、车辆人员的巡查养护业务数据等进行统一的存储和管理。
数据库系统建成后，要能为市政养护工程公司养护管理系统提供必要的数据支撑，为提升市政养护工程公司监管水平、提高市政养护工程公司的办事效率和增强整体服务水平做贡献。
2.2.1数据库总体设计
为了保证车辆及人员位置信息的完整性和精确性，需要对车辆人员的定位数据进行高频率和多元化地记录，因此需要满足多源数据集成、海量数据存储等数据综合管理的需求，还要保证结构可扩充性、拓扑可维护性、数据的完整性、空间属性信息相互关联性及数据的安全性等。
车辆及人员定位数据库从类型上分析可分为以下部分：
基础地形数据、业务数据及用户权限数据。
车辆及人员定位数据各个数据部分相互之间有着紧密的关联性，基础地形数据需相关部门提供，根据管理系统的要求进行分析处理后，完成后进行相应的标准化入库和校验。
基础地形数据将地形中的各类要素包括水系、境界、道路、居民地、地形、植被等按照一定的规则分层、按照标准分类编码，对各要素的空间位置、属性信息及相互间空间关系等数据进行采集、编辑、处理建成的基础地理信息数据。
业务数据可以分为车辆人员的位置数据和现场数据，位置数据由终端的定位模块对当前位置进行定位并记录在本地，以及当前的卫星定位信号精确度和人员工作状态，位置数据需要通过终端系统进行一定频率的系统自动上传，现场数据包含当前巡查车辆及人员当前需要上报的业务问题，由工作人员进行手动上传，并由后台进行接收查看。
用户权限数据将市政管理系统中的用户信息、部门信息按照一定的类别和权限分类保证车辆及人员定位管理系统中数据的完整性和安全性。
图2-2数据库总体设计
2.2.2基础地形数据结构设计与建设
基础地形数据是所有与GIS相关的专业应用的数据基础，养护管理系统的建设同样也离不开基础地形数据。
透过基础地形数据，可以清晰地掌握市城区不同比例尺的行政区划、交通道路、水系、地名及建筑物信息、DEM（DigitalElevationModel）高程信息以及高分辨率的航片。
城市级别的地形数据比例尺一般有多种。
在市养护管理系统项目中，推荐采用大、中、小比例尺各一种，如缺少对应比例尺的地形数据，可能会影响地理数据的详细程度，但不影响本项目综合数据库的建设。
基础地形数据是基础地理信息系统的基础数据库，它的建设是基础地理信息系统工程建设的重点内容。
因此，测绘单位及部门自20世纪90年代初即开始将GIS技术引入测绘生产领域的研究，经过广大测绘工作者的不懈努力，许多城市的测绘单位在基础地理信息系统的开发建设方面已取得一些阶段性成果，建立了地形图库、道路网库、测量控制成果库、影像图数据库等一些数据库。
2.2.3业务数据结构设计与建设
业务数据存储了系统中的车辆人员记录的位置数据和业务信息，位置数据细分有车辆或人员的编号、坐标数据、行驶里程、工作时间等，通过将这些数据记录到数据库中可供后台人员随时查看和统计分析；业务信息包含了车辆或人员现场问题的上报，如发现问题可实时上报，上报信息包括了上报人员或车辆编号，上报时间，问题描述及上报部门等，将这问题反馈到后台决策部门后进行处理解决。
业务数据将所有持有终端的车辆和人员连成一张工作网，配合基础地形及道路等数据，通过终端和后台的数据交互可以在后台实时监控工作情况和发现问题，并及时解决。
2.2.4用户权限数据结构设计与建设
用户权限数据存储市政养护工程公司各部门的用户类别、工作职能、功能需求等信息，其功能为可以基于业务实现用户角色的分级管理机制，不同级别的用户具有不同的管理权限，其作用是为了保证市政养护工程公司养护管理系统中数据的完整性和安全性。
用户权限数据结构的合理设计是实现权限管理的基础和关键，通过给用户组设置不同的属性类型，巧妙地实现了用户权限的分级管理。
以用户操作数据的权利来设置模块权限级别，用户登陆时并能根据用户拥有的模块权限动态加载页面中菜单项和按钮的使用状态，因此具有更高的信息安全性。
3系统功能总体设计
结合市具体业务管理模式与具体需求，实现市政养护工程公司下属的车辆及人员工作位置及信息的实时在线监测，通过卫星定位及现场上传掌握管辖区域的巡查情况，将在线车辆及人员和后台监测进行一体化管理，让工作更具实效性、高效率。
3.1系统总体功能框架设计
市政养护工程公司养护管理系统软件总体系统功能以基础GIS平台和综合数据库为基础，提供集B/S、M/S于一体的定位管理系统。
项目建设内容主要包括地图数据综合管理子系统、车载定位管理子系统、人员轨迹管理子系统、绩效考核子系统及用户权限管理子系统，满足对市政道路设施进行实时监管的需求。
系统功能模块总体结构如图3-1所示。
图31系统总体框架及功能模块设计图
3.2项目建设内容
3.2.1地图数据综合管理子系统
该子系统通过GIS将道路等设施进行数据的集成，并在地图上进行集成显示。
城市基础数据包括市城区不同比例尺的行政区划、交通道路、水系、地名和建筑物信息，以及卫星遥感数据等，通过将这些数据进行整合形成基础地图。
图3-2城市基础地图数据
3.2.1.1地图基础数据处理
地图基础数据包括行政区域（面状），城市道路（面状）及道路之间连接的节点（点状），以及一些城市基础设施等要素。
需要对基础数据进行属性的录入，如道路的名称、长度、建设时间、单位等信息。
在数据处理的过程中，需要将基础数据与调用的地图进行整合，保证坐标系统的一致性。
3.2.1.2地图数据集成显示
对相关数据预处理后进行系统的集成，在地图中使用不同级别的符号来表示不同级别的要素，如道路使用白色表示主干道路，黄色表示支干道路，不同颜色的现状要素表示道路防护栏、管网等设施，分成行政范围、道路层、节点层及其它设施层，通过数据的集成显示将城市道路等数据进行标准化显示在地图上，更直观有效地显示市政道路情况。
图3-3数据集成显示
3.2.2车载定位管理子系统
车载终端由定位模块组成，定位模块终端通过终端信号的上传向后台管理端传送车辆的实时信息，通过接收定位模块的定位信号，对车辆状态进行监测，并将状态数据传送到后台监控中心，并将这些信息在数据库中进行记录及汇总分析，在网页端可以对车辆轨迹信息进行查看、历史统计及报表导出等。
3.2.2.1车载定位现场上传
车载定位在日常生活中已经有了很广阔的应用，为我们的生活提供了很多的便捷，因此将其应用于城市道路设施管理也有很广阔的前景。
车载定位现场上传是通过安装在车辆上的定位设备对车辆的实时位置进行定位，并将车辆位置信息通过终端实时上传到服务器端的过程，以此获得车辆的实时位置及状态等信息。
图3-4车载定位模块工作过程示意图
3.2.2.2车载定位后台管理
车载定位后台管理子系统基于B/S客户端开发，支持通过Web的方式对所管辖的车辆进行统一管理，支持用户单点登录功能，还能够对各类相关信息统计分析管理，是车辆终端和管理端交互的平台。
图3-5车载定位后台管理界面
3.2.2.2.1车辆实时位置查看
在后台管理端可以通过车辆定位模块上传获取当前查询车辆的实时信息，包括实时位置、当前状态等信息，如图所示。
管理人员可通过车辆编号来查看每一台车辆的当前实时位置以及当前车辆的状态来监控所有车辆的工作情况。
图3-6车辆实时位置查看界面
3.2.2.2.2车辆历史轨迹查看
系统可以按照设定的时间周期对选定的车辆终端进行定位跟踪并可将车辆运动轨迹显示在监控屏幕上。
根据需要，可以保持车辆始终位于电子地图中心，还可以将车辆运动轨迹保存成历史数据，以便将来需要时进行回放显示。
车辆在行驶过程中的轨迹信息将被纪录保存，方便事后查询。
后台管理部门可以根据车辆号牌及日期对指定车辆的历史数据进行显示及动态回显，从而获取特定车辆及日期的车辆运行情况，为后续的查看分析提供依据。
图3-7车辆历史轨迹查看
3.2.2.2.3车辆统计报表
通过车辆定位终端对车辆的位置状态信息进行上传服务器并保存数据库，后台管理模块可对车辆的所有信息进行统计列表查看，包括车辆的当前状态、轨迹状态、记录时间、出车次数和里程等信息进行列表查询统计，对于需要的信息还可进行选择性的报表导出，以供相关人员进行查看。
图3-9车辆统计报表与导出
3.2.3人员轨迹管理子系统
人员轨迹管理子系统由移动终端和人员后台管理管理BS子系统组成。
手持移动终端的人员可以查看电子地图，并且将现场巡查的问题通过终端上传到服务器，移动终端将人员位置信息、人员上报的图片以及文字信息实时上传到服务器并存储到数据库中。
网页端能够查看电子地图、人员的实时位置、人员的历史轨迹以及人员上报的图片和文字信息等，并对这些信息进行管理，实现人员巡查轨迹、巡查时间及其上传问题的统计、报表导出等功能。
3.2.3.1人员信息现场管理
3.2.3.1.1终端电子地图
终端电子地图通过部署到具有定位功能的PDA、智能手机或平板上进行应用，手持移动终端的人员作业时能够通过终端显示的电子地图查看相关信息，查看定位模块的启用和屏蔽。
电子地图还能进行简单的地图漫游和缩放，并通过定位模块定位当前的位置显示在地图上。
图3-10终端电子地图
3.2.3.1.2实时位置上传
在开启了定位模块和移动网络的情况下，工作人员登录程序上班后移动终端将自动定位人员位置和状态，将人员当前信息实时上传到后台进行显示记录。
图3-11实时位置上传
3.2.3.1.3现场问题上报
为了将现场问题及时反馈得到解决，外业人员在现场可对发现的问题进行实时上报，比如需要维修的设备图片以及情景描述等。
手持终端允许用户上传图片和文字信息，同时记录其上传的位置和时间。
图3-12现场问题上报
3.2.3.2人员位置后台管理
3.2.3.2.1网页电子地图
后台管理人员通过网页电子地图进行基础的地图要素查看和地图的图层管理，并可进行简单的长度面积量算、地图浏览、地图放大缩小等操作。
图3-13网页电子地图
3.2.3.2.2实时位置查看
后台管理人员通过人员定位模块查看移动终端的实时位置。
人员实时位置在侧边窗口上显示，选择需要查看的人员后会在地图上进行显示，并直接定位在地图上，这样后台可对现场人员的工作状态进行实时监测，并随时进行调度。
图3-14人员实时位置查看
3.2.3.2.3历史轨迹管理
后台管理人员通过历史轨迹管理模块查看移动终端的历史轨迹。
通过选取指定人员和时间范围查询轨迹，将该范围内的人员轨迹在地图上显示出来，了解人员的工作情况，历史轨迹记录了工作时间、轨迹长度等基本信息。
图3-15人员历史轨迹管理
3.2.3.2.4现场问题查看
后台管理人员通过现场问题查看模块查看多个移动终端上传的问题以及对应的图片、文字信息等，可对当前问题的解决状态进行查看和修改。
图3-16现场问题查看
3.2.3.2.5报表统计管理
后台管理人员通过人员终端统计管理查看移动终端人员当前状态分布，主要包含人员是否在线、离线、断开通讯、通讯良好、定位等状态信息，也能查询在特定时间范围内的人员位置，并且能够按照人员的状态分别统计人员的位置数据以及人员巡查的里程、时间上传问题数量等，可根据条件将这些数据导出人员统计报表以供查看。
图3-18人员报表统计管理
3.2.4绩效考核管理子系统
通过对车辆人员的历史数据进行统计汇总，然后根据汇总结果对相关人员进行绩效考核管理。
绩效考核模块通过信息化的管理准确地记录了每个人员的历史工作量，不仅避免了以往通过人工考核而出现的数据不准确的问题，而且大大减少了人员的工作量。
3.2.4.1车辆绩效考核管理
车辆绩效考核模块对车辆每月的上传数据进行汇总，包括车辆的出车次数和行驶里程等，通过系统进行统计后得到相应的统计结果及绩效报表导出，根据统计结果计算出相关人员的工作量并进行绩效考核。
3.2.4.2人员绩效考核管理
人员绩效考核模块通过对工作人员每个月的历史数据进行统计，或根据某一项指标进行查询，如人员的巡查里程、巡查时间及上传问题数量等信息来得到统计结果，并进行相关的绩效报表导出，以此作为依据对相关人员的工作量进行月度的绩效考核。
3.2.5用户权限管理子系统
通过对用户分组及对不同分组进行功能模块的权限分配来管理用户权限，使得系统的数据安全和应用安全得到保证。
3.2.5.1用户权限管理
用户权限管理是养护管理系统的权力中心。
系统可以根据数据的保密等级和不同人员的数据操作需要对系统用户实施权限管理。
不同级别的用户设置不同的管理权限，从而保证业务成果数据的安全和合理使用，避免系统数据的滥用和流失，其主要功能包括用户人员管理及用户登录认证。
通过构建用户权限分配模块，可有效防止外部和内部的非法侵入，确保系统的数据安全与应用安全。
图3-19用户权限管理
3.2.5.2用户人员管理
通过对“市政养护工程公司养护管理系统”用户工作职能和管理构架的初步了解以及综合分析，将系统角色分别定义为系统管理员、业务管理员等，不同等级的角色具有不同的业务权限。
系统管理员通过角色授权分配权限资源，同时下级角色的权限范围必须由上级角色进行授权操作。
用户角色管理可实现对系统用户的统一管理、以及分群组、分类别管理等，为实现完善的用户服务提供了充分的信息保证。
具体的角色管理内容可包括角色定义、角色设置、角色信息录入、信息维护、将角色授权给用户、查看角色用户列表等。
图3-20用户人员管理
3.2.5.3用户登录认证
不同用户在市政养护工程公司养护管理系统中具有不同的角色类型和系统权限，系统可提供不同用户的注册、管理、相关服务记录维护等功能。
客户注册是指为系统用户提供注册服务功能，平台可采用客户身份统一认证方式进行用户注册管理，经认证后的外网用户登录后可以进行个人资料管理、业务查询等。
同时，用户还可以对个人资料和登录密码进行修改维护。
另外，系统提供用户登录日志和操作日志的维护功能，可自动记录用户的登录操作及历史操作，便于系统安全性的整体维护。
图3-21用户登录认证界面
4项目进度计划
项目工期计划为三个月。
5项目预算
5.1基础硬件建设预算
市政养护工程公司养护管理系统硬件部分建设总费用为***元（明细见下表），主要包括服务器、终端设备、投影仪、网络设备等内容。
表5-1基础硬件建设预算明细表
项目
内容
性能参数
数量
单价
总价
服务器
数据库服务器
产品类别：
机架式；CPU型号：
2.4GHz；标配CPU数量：
2颗；内存容量：
16GBDDR3；内部硬盘架数：
2*300GB,最大支持8块2.5英寸热插拔；网络控制器：
集成双端口千兆网卡；电源类型：
热插拔电源；产品结构：
2U；RAID模式：
RAID0，1，5；扩展槽：
4×PCI-E（二代插槽）；光驱：
DVD
1
应用服务器
产品类别：
机架式；CPU型号：
2.4GHz；标配CPU数量：
1颗；内存容量：
8GBDDR3；内部硬盘架数：
2*300GB,最大支持8块2.5英寸热插拔；网络控制器：
集成双端口千兆网卡；电源类型：
热插拔电源；产品结构：
2U；RAID模式：
RAID0，1，5；扩展槽：
4×PCI-E（二代插槽）；光驱：
DVD
1
服务器机柜
尺寸规格600*1000*2000，要求带PDU
1
车辆终端
车载定位模块
设备类型：
北斗车载定位器；适用范围：
汽车；GSM频段：
850/900/1800/1900MHz；GPS芯片：
北斗/GPS双模高精度定位芯片；定位时间：
热启动：
＜1秒冷启动：
＜32秒；定位精度：
<10米；工作电压：
9-36VDC；内置电池：
400mAh/3.7V工业级锂聚合物电池；工作电流：
28mA（12VDC），15mA（24VDC）；外观尺寸：
86.6（L）*44（W）*13.6（H）mm；工作温度：
-20℃至+70℃；通讯协议：
使用交通部JT/T-808-2011标准通讯协议；功能：
支持ACC检测、AGPS快速定位
10
SIM卡
流量：
100M/月三年的费用
10
维护
对设备的安装、调试及三年的维护费用
10
手持终端
移动端
系统：
安卓5.0及以上；内存：
2G，存储空间：
16G；屏幕：
5英寸；双摄像头，像素，前：
200万，后：
800万
10
SIM卡
套餐类型：
4G包月；流量：
1GB/月；通话时长：
100分钟/月；一年的费用
10
PC台式机
处理器：
i5-2400；内存容量：
4G；硬盘容量：
1T；DVD刻录；扬天22英寸液晶显示器；标准键盘、光电鼠标
3
投影仪
投影机
类型：
工程投影机；投影技术：
DLP；亮度：
4200流明；对比度：
4000:
1；标准分辨率：
XGA（1024*768）；屏幕比例：
4:
3/16:
9；投影尺寸：
40-300英寸；待机功率：
0.77W；产品重量：
3kg；光源类型：
超高压汞灯
1
投影幕
美视100寸画框幕；材质：
玻璃纤维
1
网络设备
百兆防火墙
标准1U设备；单电源；标配4个10/100MBase-TX端口；2个10/100/1000BASE-T端口；具备SSLVPN模块，默认10个并发许可，最大可扩展到100并发用户；
并发连接数≥140万，VPN隧道数≥3000。
1
百兆交换机
以太网交换机；24个10/100Base-T；2个10/100/1000Base-T与1000Base-XSFPCOMBO；交流供电
1
配套组件
装弯角组件
1
KVM切换器
支持8路服务器设备；折叠式15英寸液晶显示器；标准键盘、光电鼠标；要求安装在机柜侧板上
1
跳线
3m,超5类跳线
3
10m,超5类跳线
6
插线板
5口，独立开关控制；额定电压250V额定电流10A额定功率2500W；输出线长3M
1
专线
网络专线
10兆/年
1
合计
升级会员 