摘要：基于J2EE系统架构、B/S架构、分层架构、组件式模块设计思路，对滇池流域水污染物总量监控与管理支持系统总体架构进行设计，为系统开发建设提供基础支撑，系统的建设提升了昆明市对滇池流域水污染物总量信息的可视化监管的技术水平。
关键词：滇池流域 水污染物总量管理 总体架构 B/S架构 J2EE系统架构 组件式模块设计
0 引言
滇池流域位于云贵高原中部，昆明市西南部，流域面积2920平方公里。长期以来，由于各种原因，滇池流域的水污染物总量管理一直缺乏有效的技术支持。目前，滇池流域水环境监控网络存在许多局限和缺陷，其监控水平对掌握入湖污染物总量的控制没有足够的技术支持，难以达到水污染物总量控制的要求。面对滇池流域恶劣的水环境形势，需要通过建立一个总量管理和支持系统，来提高环保部门对滇池流域河流和排污企业的监测、监管能力，提高对滇池入湖污染物总量进行预测分析的能力。
1项目概况
1.1 项目背景
滇池流域水污染物总量监控与管理支持系统项目是世行贷款云南城市环境建设项目的子项目之一,其系统建设内容包含三个部分:水质监测系统、水量监测系统和后端监控管理信息系统。水质监测系统、水量监测系统是后端监控管理信息系统的数据基础，后端监控管理信息系统通过接入水质监测系统、水量监测系统建设的检测站点数据和现有监测站点数据，利用先进的计算机、网络通讯、3S等信息技术，实现对流域的水污染物总量的动态监测，实现对滇池流域水量、水质自动站、流动站、水质分析实验室数据的统一管理，对滇池流域水污染物总量的动态监测、模拟分析和动态管理。
2.2建设目标
利用先进的计算机、网络通讯、3S等信息技术，搭建统一流域数据中心和共享的GIS平台，建立集水质水量监测、总量监管、三维模拟分析、基于GIS应急指挥为一体的流域水污染物总量监控与管理支持平台，实现对滇池流域水量、水质自动站、流动站、水质分析实验室监测数据的统一管理，流域水污染物总量的动态监测、模拟分析和动态监管，为流域水污染防治和滇池水污染物总量控制提供科学信息依据。
2.3 建设内容
滇池流域水污染物总量监控与管理支持系统主要内容包含流域数据中心、地理信息应用平台、流域水环境监测信息管理系统、流域水环境基础信息管理系统、流域水污染物总量信息管理系统、地理信息应急指挥系统、滇池流域入湖河道管理系统、滇池流域三维仿真系统建设。
3系统设计的关键技术及主要技术路线
本系统总体架构设计采用以下关键技术和主要技术路线如下：
（1）基于J2EE标准的系统架构
本系统基于J2EE平台实现，拥有了J2EE的跨平台、高速度、高性能、高安全性、高可靠性以及易扩充和拓展等特性，确保企业大规模应用情况下的性能、稳定性、可靠性和安全性[1]。采用基于J2EE标准的技术和架构，同时又采用了Web Service技术，有利于降低技术风险和对特定供应商的依赖性；采用的开放系统架构，有利于保持系统的向后兼容性、可集成性和可扩展性。
（2）采用分层的系统架构设计
本系统整体采用B/S结构构建，遵从J2EE架构，支持跨平台应用。针对整个业务模式和IT环境，在充分考虑到系统扩展性的要求基础上，系统架构设计了多层的体系结构模型[2]。按服务功能粒度大小顺序将系统分解成若干层次，每一层次包含若干功能以及实现这些功能的软件和硬件。
（3）基于组件式的模块设计
考虑到系统的可扩展性需求，项目采用基于组件式的设计：应用程序由各自独立的组件组成[3]，这些组件的开发和部署保持相对的独立性，而且很可能是由不同的团队开发和部署的。
（4）基于数据中心的数据管理方式
昆明市环境数据中心是环保业务数据汇集与集成的中心，本系统将以该数据中心为依托，集中处理与统一管理项目相关的各类数据。
4 系统总体架构设计
4.1系统的业务逻辑架构设计
滇池流域水污染物总量监控与管理支持系统实现滇池流域水量、水质自动站、流动站、水质分析实验室监测数据的统一管理，流域水污染物总量的动态监测、模拟分析和动态监管，对流域水环境质量和污染源排放量的实时、动态监控、异常排污的报警；实现对在线监控数据和其他与总量控制有关的监测、监督管理信息的统一管理，集监控、管理和决策指挥为一体的水污染物总量监控管理系统，其业务逻辑架构见图1。
4.2系统总体技术架构设计
系统总体技术架构分为基础设施层、数据中心层、支撑平台层、公共服务层、业务应用层及应用访问层，整体建设围绕着昆明环保局安全、运维和标准三种管理体系进行本次软件系统设计。基础设施层为上层应用和平台提供运行环境支撑；数据中心层为系统运行提供数据支撑和基础数据管理工作；支撑平台层提供中间件服务；公共服务层提供基于SOA的业务支撑服务；业务应用层中地理信息共享平台作为局内业务系统及外部单位访问空间信息的支撑平台，提供统一的地理信息访问服务。流域数据中心平台包含数据综合分析系统和数据管理两部分建设内容，数据综合分析系统为各区县环保工作服务，为各级领导提供分析报表。业务应用层分为流域水污染物总量信息管理、地理信息应急指挥、滇池流域三维仿真、流域水环境基础信息管理、流域水环境监测信息管理和滇池流域入湖河道管理六个应用系统，应用系统主要负责业务数据管理与展示；访问层提供用户涉及到的访问方式。
4.3系统总体部署架构设计
本系统总体部署架构包含环保局应用服务器内网区、DMZ区域，主要业务应用系统、支撑平台、数据中心部署于环保局应用服务器内网区，基于互联网业务应用系统在DMZ区域部署前置机。环保局应用服务器内网区和DMZ区域通过网闸进行数据交换。系统用户主要涉及环保局用户、环保局直属用户、昆明市电子政务网用户、APP用户和Internet用户（见图3）。
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5系统实现
基于上述设计的系统总体架构，结合3S技术、Web Services技术、三维倾斜摄影测量技术、J2EE系统架构技术，开发建设了滇池流域水污染物总量监控与管理支持系统，实现对滇池流域水量、水质自动站、流动站、水质分析实验室监测数据的统一管理，流域水污染物总量的动态监测、模拟分析和动态监管，通过对滇池流域各区域水质、水量监测数据的统计分析，结合流域水环境模型对滇池流域污染物总量进行模拟预测分析，并结合GIS、三维技术进行空间展示，为管理者提供辅助决策支持。
6结束语
基于J2EE系统架构、B/S架构、组件式模块设计思路，对滇池流域水污染物总量监控与管理支持系统进行总体架构设计。系统的建设提升了昆明市对滇池流域水污染物总量信息的可视化监管的技术水平，提高对环境突发事故的预防能力，推动了滇池流域水污染物总量监控与管理工作，为改善滇池流域水质状况打下良好的信息化基础。
参考文献
[1]基于J2EE的应用框架技术研究[J].罗春.数字技术与应用.2016(03)
[2]基于组件模型分析的组件容器产品线体系结构[J].刘国梁,魏峻,冯玉琳.软件学报.2010(01)
[3]基于分层结构的管理信息系统架构设计[J].宋传祥自动化与仪器仪表.2016(07)?