框架設計范文

時間:2023-03-19 04:05:31

導語:如何才能寫好一篇框架設計,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

框架設計

篇1

【關鍵詞】: 設計鋼框架節點連接方式構造要求

中圖分類號:TU323文獻標識碼: A

1.概述

隨著新能源的開發,LNG液化天然氣作為新能源在國內發展起來,作為LNG站場中主要的構筑物,液化鋼框架占據著重要的地位。分析液化框架的荷載計算、設計過程中應注意的問題、采用鋼框架形式和鋼框架節點連接方式及構造要求是進行液化框架設計的關鍵。

2.荷載計算

2.1 豎向恒荷

支撐設備梁根據設備運行時的總重量,均分到每個節點上,按集中力輸入;樓面荷載按照每平米鋼格柵板的重量進行核算。

2.2 豎向活荷載

樓面活荷載按照5.0/m2計算。

2.3 水平恒荷載

設備運行作用在支撐設備梁上的水平恒荷載,此應力由工藝專業提供,若工藝專業不能提供,先按照《石油化工管架設計規范》第6.2水平推力僅考慮按式:Fgk=kjGkUj 計算。即設備重量x0.3x牽制系數,然后此力按集中恒荷載輸在梁上

2.4 水平活荷載(風荷載)計算:

設備運行作用在支撐設備梁上的水平活荷載,是立式設備在風荷載作用下產生的水平力,此力按集中活荷載輸在梁上。

除作用在設備梁上的水平活荷載,整個鋼框架計算時,輸入基本風壓,程序自動計算整個鋼框架的風荷載。

3 設計過程中應注意的問題

3.1恒活荷載計算信息

由于鋼的彈性模量比混凝土大得多,對純鋼結構可以按”一次性加載“計算恒載。

3.2周期折減系數

周期折減系數的目的是為了充分考慮填充墻剛度對計算周期的影響,本單體無填充墻,故取1。

3.3結構的阻尼比

根據《建筑抗震設計規范》第8.2.2條規定“鋼結構抗震計算的阻尼比宜符合下列規定:(1)多遇地震下的計算,高度不大于50m時可取0.04;高度大于50m且小于200m時,可取0.03;高度大于200m時,宜取0.02。液化框架阻尼比取0.03。

3.4修改構件計算長度系數

根據《鋼結構設計規范》(GB50017-2003)第5.3.3條,對于無支撐純框架,按“有側移”框架選擇框架柱的計算長度系數;對于有支撐框架,按“無側移”框架選擇框架柱的計算長度系數。

鋼柱的“有側移”或“無側移”選擇,也可近似按一下原則考慮:

(1)當樓層最大柱間位移小于1/1000時,可以按無側移設計;

(2)當樓層最大柱間位移大于1/1000但小于1/300時,柱長度系數可以按1.0設計;

(3)當樓層最大柱間位移大于1/300時,應按有側移設計。

4.結束語

本文通過對液化鋼框架的荷載計算、設計過程應注意的問題分析,對今后液化鋼框架的設計起到了指導作用,提高了工作效率。

參考文獻

[1]GB 50011-2010《建筑抗震設計規范》;

[2]GB 50017-2003《鋼結構設計規范》;

[3]GB 50009-2012《建筑結構荷載規范》;

[4] 《鋼結構設計手冊》(下冊) 中國建筑工業出版社;

篇2

關鍵詞:平衡計分卡 戰略地圖 價值主張

戰略地圖簡介

戰略地圖是以平衡計分卡四個層面的相互關系為內核,把四個層面通過因果關系鏈條串起來。它提供了一個框架來清晰地說明戰略如何將無形資產與價值創造流程聯系起來,內部流程是如何創造并傳遞客戶價值主張以及滿足客戶價值主張帶來的財務成果。這個框架從學習與成長層面確定了需要利用哪些工作(人力資本)、哪些系統(信息資本)、哪種氛圍(組織資本)來支持創造價值的流程(內部流程層面),進而給客戶的價值主張帶來特殊的價值(客戶層面),實現更高的財務價值(財務層面),從而實現企業的戰略目標。

戰略地圖就是組織需要的交流戰略和實施戰略的過程和系統。它提供了一個描述戰略的統一方法,使戰略目標和各項指標可以被建立和管理。圖1中的戰略地圖模板為戰略的構成要素及其相互關系提供了一個標準化的清單。戰略地圖使企業關鍵關系可視化,明晰了創造預期產出結果的因果聯系,包括企業如何將人員積極性和資源(包括無形資產)轉變成有形產出;讓員工明了其工作和企業整個目標間的聯系,使員工在追求企業目標下的協同工作成為可能。

戰略地圖的構建

戰略地圖是從目標開始找出能夠到達目標的路線的過程。在開始設計戰略地圖之前,首先必須清楚企業的使命即企業為什么得以存在。在這些信息下繪制企業發展愿景即企業的方向,以形成企業總體目標的清晰描述。而戰略是愿景的下一環,其會隨著時間推移而發展,以滿足外部環境和內部能力造成的形勢變化。戰略地圖的標準模板和BSC的四方面相對應,也包括財務、客戶、內部流程、學習和成長四方面。它提供了用于描述任何戰略的普遍框架和語言,包括以下四個層面:

財務層面:長短期力量的戰略平衡。企業對于財務增長有兩個基本要求:收入增長和生產率提高。前者通常由兩部分組成:從新市場、新顧客、新產品建立收入機制;通過擴大銷售現有或者額外的產品和服務、加深現存顧客關系以增加價值。生產率提高通常也包含兩部分:通過降低直接或間接成本來削減企業成本和通過更有效地利用企業的資產即提高資產利用率。由于改進收入增長的行動通常比改善生產率的行動花費更長時間,企業的傾向是支持短期行動而非長期行動,而戰略的財務要素必須有長期和短期兩個維度。因此,保持兩個戰略的平衡是戰略地圖其余部分的企業框架。

客戶層面:戰略的基礎是差異化的價值主張。在戰略地圖的客戶層面,管理者確定了業務單位競爭的目標細分客戶和業務單位在目標細分客戶方面的業績衡量指標。客戶價值主張主要有四種:第一種是總成本最低,第二種價值主張強調產品創新和領導,第三種價值主張強調提供全面客戶解決方案,第四種是系統鎖定。特定的價值主張的目標和指標定義了企業的戰略,通過開發特定價值主張的目標和指標,企業將戰略轉化為使所有員工能夠理解并通過努力工作來改善的有形指標。

內部層面:創造價值的流程。企業有了顧客和財務方面的清晰定義,就可以確定為達到不同的客戶價值主張和達到財務業績的內部流程方面的具體辦法。它有四個關鍵內部流程:通過供應,生產,分銷,管理風險,向客戶傳遞產品和服務的運營管理流程;通過選擇,獲得,保持目標客戶和增長客戶業務的客戶管理流程;通過識別新產品和服務的機會,對研發進行管理,設計和開發新產品和服務,將新產品和服務推向市場的創新流程;通過對環境、安全和健康、招募實踐、社區投資四個維度的報告來闡明法規與社會流程。完整的內部流程戰略應該包括全部四個流程的提高。

學習和成長層面:協調無形資產的戰略。任何戰略地圖的基礎都是學習和成長,它描述了企業的無形資產及其在戰略中的作用。從人力資本、信息資本、組織資本三個維度將企業無形資產分為三類,重視關鍵戰略內部流程所需的特殊能力和特征,以滿足關鍵內部流程和客戶價值主張的需要。

以上的論述可以簡化為圖1。具體企業可以由此而選擇相關項目建立整體戰略地圖,不同業務單位和部門也就能夠發展自己的次級地圖各自操作,實施戰略。

參考文獻:

篇3

【關鍵詞】鐵水聯運信息系統;物理框架;信息共享

0 引言

鐵水聯運信息系統是一個大型復雜的信息系統,涉及面廣、內容多,鐵水聯運信息系統設計的關鍵再于結合我國鐵水聯運實際情況劃分子系統,并通過框架圖詳細描述系統間信息的交互,以及物理層面如何實現。本文在中國鐵水聯運信息系統邏輯框架設計的基礎上,對鐵水聯運信息系統物理框架進行設計。

邏輯框架的構建不考慮管理體制和技術因素,它只確定系統的功能,而不管功能由誰來實現、如何實現,具體的實現工作交給物理框架去做[1]。物理框架的確定既要考慮功能需求,也要考慮非功能需求,包括管理體制、市場等方面的因素[2]。物理框架是系統的物理視圖,將邏輯框架中的功能實體化、模型化,將相關系統功能和數據流集成為系統與子系統[3]。

1 物理框架主要內容

鐵水聯運信息系統以數據庫系統為系統基礎,提供實時的動態性的信息,提供良好的系統內部應用平臺,并利用數據庫提供的信息與托運客戶實際的運輸需求為用戶提供決策支持系統。此外,還應在船舶與鐵路系統之間,實現信息的共享,方便貨物的營運組織;為客戶提供實時的貨物信息,并實現費用公開透明;在中轉單元實現單據自動流轉,貨物快捷裝卸。

2 鐵水聯運數據庫系統

鐵水聯運是一個龐大的應用系統,由于運輸貨物量大,客戶需求量信息眾多等原因,必然需要一個龐大的數據庫支持系統。

其中,客戶信息記錄數據庫主要針對的鐵水聯運的大客戶、長期固定客戶,方便為客戶提供個性化、理念化的服務;貨票信息記錄數據庫,主要是對貨物整個運輸過程的記錄;動態數據庫記錄貨物運輸過程中產生的動態數據,如貨物在場站的信息、集裝箱(車輛、輪船)信息、貨物追蹤、鐵水中轉等信息;貨物托運價格數據庫,是部門規定的單位貨物單位里程托運價格的數據;

2.1 客戶信息記錄數據庫

客戶信息記錄主要針對的鐵水聯運的大客戶、長期固定客戶,方便為客戶提供個性化、理念化的服務。主要記錄客戶的登入身份信息,包含用戶名登陸密碼等信息,提供客戶登入系統的身份認證。同時負責記錄客戶長期的貨物特征、時間、發貨點、收貨點等信息方便提供個性化服務。

2.2 貨票信息記錄數據庫

鐵水聯運貨票信息是鐵水聯運的靈魂,做好鐵水貨票的記錄,能夠為下一步的鐵水的貨運組織安排、工作重點的選定提供依據。貨票信息的記錄,主要是對貨票信息的采集。收集所有的電子單證記錄的信息,包含貨物信息(重量、特質等)、地域信息(發貨地、收貨點),為下一步分析貨物信息的分析提供基礎數據。

2.3 動態數據庫

動態數據庫負責記錄在運輸過程產生的一些臨時數據:場站數據、集裝箱(車輛、輪船)信息、貨物實時追蹤信息、鐵水中轉信息。動態數據只是記錄短期的數據,不需長期的保存,可以只保存至貨物運輸終結后十天即可。

2.4 貨物托運價格數據庫

托運貨物價格數據庫,為信息子系統中托運人價格的查詢提供數據依據,真正做到收費公開透明;待貨物到站終結運輸或結束一種方式的運輸,進行費用清算時結合動態數據庫中的貨物托運費用數據傳輸到電子商務子系統,實現不同部門間利益分配。

3 鐵水聯運業務服務池

以數據庫系統為依托,鐵水聯運業務服務池中的各個子系統具備自己獨立的功能,可以自成一體。

現階段鐵路與水運都有各自的內部網,但由于傳統理念的限制,各自之間無法實現數據的互聯互通,更無法為托運方提供查詢服務。可以利用C/S與B/S相結合的應用模式,采用C/S模式實現車站、港口貨運系統、中央接收處理系統、主機數據庫系統維護、統計報表維護和系統管理等功能,采用B/S模式為用戶提供系統查詢信息;同時可以引入云計算的概念,將公共信息上傳到公共的云端,方便各方的查詢下載,實現信息的共享。

鐵水聯運物流信息主要包括結構化和非結構化的數據,結構化數據主要由數據庫、電子表格等構成,而非結構化數據來源于文檔資料、報表、郵件等,通過信息集成平臺,按照統一的格式和編碼,將信息有效集成。

鐵水聯運物流企業信息整合架構,通過企業Intranet對財務、訂艙、箱管、單證等鐵水聯運物流企業的數據信息傳輸到集成平臺中,整合面向分析和報告的信息資源,建立基于數據倉庫的決策分析應用。平臺分為三層:映射層、信息整合層以及數據服務層。映射層主要將數據通過一定的規則映射到數據整合層中,在數據整合層中,利用數據倉庫技術實現對數據的全面整合,為數據服務層提供標準化的數據信息。物流信息應用服務平臺擔當信息交換的載體,通過SQL、XML、Web Service技術提取鐵水聯運物流企業信息集成平臺中的信息,支持物流企業的決策支持、分析應用、流程服務和數據服務等。

4 鐵水聯運應用管理系統

結合鐵水聯運業務服務池中各子系統,建立鐵水聯運應用信息系統,結合鐵水聯運信息系統邏輯框架設計,可以將鐵水聯運應用信息系統劃分為鐵水聯運電子商務系統、鐵水聯運營銷系統、鐵水聯運貨物運輸管理系統、鐵水聯運辦公信息系統等四個大系統[4]。鐵水聯運電子商務系統主要是為聯運客戶辦理托運前的查詢,托運時的業務辦理、費用結算,托運后貨物查詢、到貨通知等;鐵水聯運營銷系統辦理聯運的營銷業務,包含聯運的貨物分析、運價管理等,以促進聯運的業務增長;鐵水聯運貨物運輸管理系統是聯運業務的一線管理系統,負責辦理運輸中的貨物運輸組織、人員管理、貨物安全的業務;鐵水聯運辦公信息管理系統主要辦理鐵水的上層管理,包含鐵、水政務辦理及政務信息的傳遞和查詢等。

5 結語

鐵水聯運信息系統物理框架,是鐵水聯運信息系統物理層面向物理硬件轉換的重要基礎。為鐵水聯運信息系統關鍵技術研究打下了基礎。

【參考文獻】

[1]賈利民,李平.鐵路智能運輸系統――體系框架與標準體系[M].北京:中國鐵道出版社,2004,8.

[2]賈利民,王卓.鐵路智能運輸系統設計優化理論與方法[M].北京:中國鐵道出版社,2006.

篇4

1.“強柱弱梁”設計原則——控制塑性鉸的位置

在地震作用下,框架中塑性鉸可能出現在梁上,也可能出現在柱上,但是不允許在梁的跨中出鉸。梁的跨中出鉸將導致局部破壞。在梁端和柱端的塑性鉸,都必須具有延性,才能使結構在形成機構之前,結構可以抵抗外載荷并具有延性。

在框架結構中,塑性鉸出現的位置或順序不同,將使框架結構產生不同的破壞形式。在“強梁弱柱”型結構中,塑性鉸首先出現在柱中,當某薄弱層柱的上下端均出現塑性鉸時,該層就成為幾何可變體系,而引起上部結構的倒塌。這種結構破壞時只與最薄弱層柱的強度和延伸性性能有關,而其他各層梁柱的承載能力和耗能能力均沒有發揮作用。在“強柱弱梁”型結構中,塑性鉸首先出現在梁中,當部分梁端甚至全部梁端均出現塑性鉸時,結構仍能繼續承受外荷載,而只有當柱子底部也出現塑性鉸時,結構才到達破壞。由此可知,柱中出現塑性鉸,不易修復而且容易引起結構倒塌;而塑性鉸出現在梁端,卻可以使結構在破壞前有較大的變形,吸收和耗散較多的地震能量,因而具有較好的抗震性能。震害調查發現:凡是具有現澆注樓板的框架,由于現澆樓板大大加強了梁的強度和剛度,地震破壞都發生在柱中,破壞較嚴重;而沒有樓板的構架式框架,裂縫出現在梁中,破壞較輕,從而也證實“強梁弱柱”結構震害比較嚴重。

此外,梁的延性遠大于柱的延性。這是因為柱是壓彎構件,較大的軸壓比將使柱的延性下降,而梁是受彎構件,比較容易實現高延性比要求。

因此,較合理的框架破壞機制應是梁比柱的塑性屈服盡可能早發生和多發生,底層柱柱根的塑性鉸較晚形成,各層柱子的屈服順序應該錯開,不要集中在某一層。這種破壞機制的框架,就是“強柱弱梁”型框架。

2.梁柱的延性設計

要使結構具有延性,就必須保證框架梁柱有足夠的延性,而梁柱的延性是以其截面塑性鉸的轉動能力來度量的。因此框架結構抗震設計的關鍵是梁柱塑性鉸設計。

2.1 “強剪弱彎”設計原則——控制構件的破壞形態。

適筋梁或大偏壓柱,在載面破壞時可以達到較好的延性,可以吸收和耗散地震能量,使內力重分布得以充分發展;而鋼筋混凝土梁柱在受到較大剪力時,往往呈現脆性破壞。所以,在進行框架梁、柱設計時,應使構件的受剪承載力大于其受彎承載力,使構件發生延性較好的彎曲破壞,避免發生延性較差的剪切破壞,而且保證構件在塑性鉸出現之后也不過早剪壞,這就是“強剪弱彎”的設計原則,它實際上是控制構件的破壞形態。

2.2 梁、柱剪跨比限制。

剪跨比反映了構件在截面承受的彎矩與剪力的相對大小。它是影響梁、柱極限變形能力的主要因素之一,對構件的破壞形態有很重要的影響。

以柱為例,柱的剪跨比λ=M/Vhc實驗研究發現:剪跨比λ≥2(或長細比Hn/hc≥4)的柱屬于長柱,只要構造合理,通常發生延性好的彎曲破壞;剪跨比1.5≤λ<2(或3≤Hn/hc<4)的柱為短柱,柱子將發生以剪切為主的破壞,當提高混凝土強度等級或配有足夠的箍筋時,也可能發生具有一定延性的剪壓破壞;而當剪跨比λ<1.5時(或Hn/hc<3)時為極短柱,柱的破壞形態是脆性的剪切斜拉破壞,幾乎沒有延性,設計中應當避免。

因此,為保證柱子發生延性破壞,抗震設計時要求柱凈高與截面長邊尺寸之比宜大于4,若不滿足,應在柱全高范圍內加密箍筋。對框架梁而言,則要求其凈跨Ln與截面高度hb之比不宜小于4。當梁跨度較小而梁的設計內力較大時,宜首先考慮加大梁寬,這樣雖然增加了梁縱筋用量,但對提高梁的延伸性卻是十分有利的。

2.3 梁、柱剪壓比限制。

剪壓比(V/fcbh0)即梁截面平均剪力。當構件的截面尺寸大小或混凝土強度太低時,按抗剪承載力公式計算的箍筋數量會很大,則箍筋在充分發揮作用之前,構件將過早呈現脆性斜壓破壞,這時再增加箍筋用量已沒有意義。因此,設計中應限制剪壓比,使箍筋數量不至于太多,同時,也可有效的防止斜裂縫過早出現,減輕混凝土碎裂程度。這實質上也是對構件最小截面尺寸的要求。

2.4 柱軸壓比限制及其他措施。

軸壓比指柱有地震作用組合的柱軸壓力設計值與柱的全截面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積的比值,μN=N/(fc/Ac)。

試驗研究表明,軸壓比的大小與柱的破壞形態和變形能力是密切相關的。隨著軸壓比不同,柱將產生兩種破壞形態:受拉鋼筋首先屈服的大偏心受壓破壞和破壞時受拉鋼筋并不屈服的小偏心受壓破壞。而且,軸壓比是影響柱的延性的重要因素之一,柱的變形能力隨軸比增大而急劇降低,尤其在高軸壓比下,增加箍筋對改善柱變形能力的作用并不明顯。所以,抗震設計中應限制柱的軸壓比不能太大,其實質就是希望框架柱在地震作用下,仍能實現大偏心受壓下的彎曲破壞,使柱具有延性性質。

框架柱在豎向荷載與地震作用下的軸壓比宜滿足下表的規定。若不滿足,可加大載面尺寸或提高混凝土強度等級。

在高層建筑中,底層柱往往承受很大的軸力,很難將軸壓比限制在較低水平。為此,近年來,國內外對改進柱的延性性能做了大量試驗研究。試驗表明,在矩形柱或圓形柱內設置矩形核心柱,不但可以提高柱的受壓承載力,還可以提高柱的變形能力。在壓、彎、剪作用下,當柱出現彎、剪裂縫時,在大變形情況下核心柱可以有效地減小柱的壓縮,保持柱的外形和截面承載力,特別對于承受高軸壓的短柱,更有利于提高變形能力,延緩倒塌。

2.5 箍筋。

震害表明,梁端、柱端震害嚴重,是框架梁、柱的薄弱部位。所以按照強剪弱彎原則設計的箍筋主要配置在梁端、柱端塑性鉸區,稱為箍筋加密區。

在塑性鉸區配置足夠的箍筋,可約束核心混凝土,顯著提高塑性鉸區混凝土的極限應變值,提高抗壓強度,防止斜裂縫的開展,從而可充分發揮塑性鉸的變形和耗能能力,提高梁、柱的延性;而且箍筋作為縱向鋼筋的側向支承,阻止縱筋壓曲,使縱筋充分發揮抗壓強度。所以規范規定,在框架梁端、柱端塑性鉸區,箍筋必須加密。

此外,框架結構構件的延性與箍筋形式有關。研究表明,在其他條件相同的情況下,采用連續矩形復合螺旋箍比一般復合箍筋可提高柱的極限變形角25%,所以矩形截面柱采用連續矩形復合螺旋箍,可大大提高其延性。

2.6 縱筋配筋率。

試驗表明,鋼筋混凝土單筋梁的變形能力,隨截面混凝土受壓區相對高度x/h0的減小而增大,而x/h0隨著配筋率的增大、鋼筋屈服強度的提高和混凝土強度等級的降低而增大,延性性能降低。為此,規范對一、二、三級抗震等級框架梁的x/h0和ρmax作出了規定。同時,框架梁還應滿足最小配筋率的要求。而為了避免地震作用下框架柱過早地進入屈服階段,增大屈服時柱的變形能力,提高柱的延性和耗能能力,全部縱向鋼筋的配筋率不應過小。

3.“強節點弱構件”設計原則

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關鍵詞:用電系統;智能電網;需求側管理;微網;分布式電源

中圖分類號:TM734 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)03-0006-02

隨著科技的快速發展,以及面對著日益嚴重的環境問題,為了應對未來的挑戰,智能電網正在應用于世界范圍的電力工業中,并且代表著21世紀電網的發展趨勢。作為智能電網的組成部分,用電環節在建立雙向互動系統、優化用戶的服務質量、滿足用戶各種需求、進一步提高供電可靠性、改變終端用戶的能源使用模式及提高用電效率這些方面有重要意義。

2003年,美國能源署(DOE)發出“GRID2003”項目,計劃為下一代電網安裝智能表,給客戶設置“網”,實現雙向通信和trans-active用戶界面,把智能住宅和電器接入電網,通過需求側管理將分布式電源規劃用戶加入電力市場,用戶將能獲得最優質量的電能。同時,也將會出現便宜實用的電能存儲裝置。中國國家電網也出臺了相似的計劃。

用電系統包括負荷控制和管理(LCM)和需求側管理(DSM)自動抄表(AMR),都將是高級計量架構(AMI)的重要的部分。本文主要設計了智能電網智能用電技術的框架。

1 設計框架

1.1 系統結構設計

設計智能用電系統(SPUS),圖1顯示了SPUS 的結構和工作系統,其結構包括3部分:智能電表(S-meter)、能源管理器(E-manager)和電器控制器(A-controller)。三個組件協調工作,以實現智能用電的用戶使用。

S-meter是SPUS和外界之間的能源接口和通訊門戶,其工作是與電網之間進行電能交換,供電公司控制中心和用戶的訪問端口之間實現通信。它應當將實時電能計量、計費、雙向多賬單和通信管理等等基本功能整合起來。通信管理包括SPUS內部之間、SPUS 與供電公司之間及客戶端與SPUS之間的通信。

E-manager是SPUS 能源中心,旨在實現管理獨立電源供應,優化電力供應策略,選擇電能和交互等功能。E-manager將整合如分布式發電(DG)的監測和控制、電網電能質量、故障保護、用戶電能的開斷和轉換等具體功能。SPUS中的分布式電源(DG)由太陽能發電設備、風力發電設備、用戶的能源存儲和燃料發電機組等構成。

A-controller是SPUS中實施電氣自動控制裝置、優化電力利用策略和人機互動的電器控制平臺。控制器將整合電氣設備和機器的智能操作組合優化等基本功能。

1.2 功率流(潮流)和信息流

除了它們的基本功能外,SPUS的三部分還需要完成多項系統協調工作,通過圖1中功率流和信息流,很清晰地顯示出來。

功率流是指SPUS的電能傳輸,信息流是指通信系統的信息,其中包括SPUS與外部的、系統的各部分之間各種信息的交換。信息流控制功率流,而功率流的狀態由信息流來反映。

接下來,我們用信息流和功率流來描述SPUS系統的工作。

功率流在電網、S-meter、E-manager,以及以E-manager為核心的裝置中流動。供電公司通過電網為SPUS供應電能。根據價格、電網供電計劃、電網電能質量、DG供電狀態,E-manager從電網電源或DG轉換到用戶從而供應電能。如果選擇DG,E-manager應該為用戶把DG電能控制和轉換到可供應電能的狀態。

信息流的核心是S-meter。如圖2所示,S-meter通過GPRS、電力線通信和電子通信光纖與供電公司進行信息交換。同時,S-meter通過各種方式與因特網互聯,以便方便用戶檢查系統。此外,S-meter作為SPUS的入口,與E-manager和A-controller相連,著重于整個系統的各種信息。功率流和信息流的一體化反映在一下幾個方面:

①按照價格策略和電能賬單信息,SPUS 執行與供電公司的雙向傳輸。

②根據價格戰略信息,電網電能質量監測數據,電能賬單信息DG的狀態,SPUS選用電源。

③隨著價格策略信息、用戶信息和選擇信息的控制命令,SPUS將命令,時間和電器持續時間結合起來。

2 系統特性

設計方案的重點是適應智能電網的關鍵技術,形成整體系統。

2.1 互動

互動是智能電網的一個重要特征,特別是用電端的重要表現形式和突出特征。智能電網的互動不僅體現在用戶側,而且在電力系統所有參與者中都有詮釋。智能電網促進用戶參與電力系統運行,鼓勵用戶參與電源建設、電力貿易和電源控制。在互動方面,SPUS 具有以下特點:

①接入DG。作為一個雙向交易和供應選擇的基礎,智能電網鼓勵用戶獨立電源的發展。在SPUS中,E-manager作為一個界面接入智能電網。高效、節能及環境友好的DG對于用電系統可靠性和促進可再生能源的發展非常重要。

②雙向交易。為了實現峰值負荷轉移,智能電網非常推崇雙向交易。除了通過制訂多種電價策略指導用戶以外,設計和研究界面及雙向交易也很重要的。在SPUS中,S-meter是連接電網與用戶獨立電力系統的界面。根據S-meter的信息,在電價低時,E-manager將給DG的儲能裝置充電,在高電價時,將DG的電能賣給供電公司。

2.2 保護與系統

除了互動以外,SPUS還可以保證電能的質量與可靠性。需求高峰會導致電網停電,電力故障會引起供電中斷,而且,電網中的諧波和無功功率會給電網電能質量帶來不利影響。在SPUS中,當檢測結果顯示電能質量較差或是停電時,E-manager可以開關-和轉換電源DG自動供應質量高的電能。

在智能電網的環境下,用電的環節與分布式電源,電網與用戶相關。其工作包含了很廣的方面,有很大程度上的技術創新。

對SPUS的設計進行了系統性的設計,協調的和整合了多種技術,最終作為一個整體的電力系統。

此外,設計考慮到了實際應用的靈活性。系統的三個部分有不同的角色和優先權,可以自由組合,以匹配用戶在應用過程的需求。舉個例子,獨立的電源的用戶可以只是組裝S-meter和A-controller系統,如果沒有必需的自動化設備,用戶可以不用A-controller系統。

3 結 語

這一智能用電系統的框架有以下意義:第一,它在智能電網中建立了供電公司與用戶之間的互動界面,供電公司可以用來與用戶買賣電能,檢測和控制電能以及收集用戶信息。第二,還建立了信息交換平臺,有助于用戶與用電系統之間的通信,用戶通過用電系統接入電網,咨詢用電及互動的相關信息,控制電力設備。第三,它設計用戶的自主微網系統,為分布式發電,提供一個接口,以便用戶可以自主獲取能源和提高電能質量及供電可靠性。

參考文獻:

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[3] 康重慶,陳啟鑫,夏清.低碳電力技術的研究展望[J].電網技術,2009,33(2):1-7.

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關鍵詞:教育服務平臺 開放互聯 分層設計

中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0061-02

高校信息化經過十余年的建設和發展,已基本融入學校教育教學、科學研究、日常管理和社會服務等各個方面。不斷提高高等教育質量是我國高校面臨的主要任務,創新技術模式支撐教育教學是高校信息化下一階段的發展潮流。近年來,隨著云計算、移動互聯、物聯網等信息化前沿技術的發展,建設服務模式的不斷創新,我們迫切需要順應高等教育教學的發展規律,構建面向人才培養模式創新的信息化支撐體系。該文以移動泛在的互聯網絡建設、基于教育云的共享資源整合、開放互動的教育支持平臺構建及課程教學與管理服務的應用示范為核心,提出了基于人才培養模式創新的開放互聯教育服務平臺的框架設計,為教師教學的及時有效反饋、學生學習的研討交流和資源獲取、師生的課內外互動和管理者的教學評估等提供環境和手段。

1 核心框架

開放互聯教育服務平臺是整個信息化支撐體系的核心。以公共基礎層、教學資源層、應用支撐層、應用示范層等四層架構來支撐教學與管理的創新活動,核心技術框架如圖1所示。

(1)公共基礎層:建立包括教學專網、無線網、移動網為一體的泛在網絡;集成IDC機房環境、主機集群、存儲系統為核心的信息化基礎設施共享云平臺。

(2)教學資源層:建立課程資源共享庫、教務信息庫、學生綜合信息庫、國內外優質教材庫、國內外優秀教學資源庫等基礎教育資源庫,并通過邏輯整合建立統一的教學資源中心庫。

(3)應用支撐層:建立支持跨網絡、跨平臺、跨終端的開放互動教育支撐平臺;提供課堂交互、協作學習工具、作業系統、試題庫系統、學業跟蹤評價、協作式課程內容制作、移動學習工具等共享應用軟件。

(4)應用示范層:在公共基礎、教學資源、應用支撐的基礎上,試點建立若干智慧教室,并開展包括精品視頻公開課、精品資源共享課、核心課程的試點課程示范,實施以電子學檔、學生一站式服務、課程互通選課為主要內容的管理與服務示范。

(5)以四層架構和云服務管理與標準體系建設為核心,遵循云服務標準體系,以信息安全及推進機制為保障,開展以開放教學、移動教學和交互學習等為特色的教學與管理創新活動。

2 建設內容

2.1 公共基礎層

2.1.1 泛在的網絡環境建設

依托IPv6網絡環境,實現校園有線網、無線網、移動網、物聯網的泛在融合,為學生提供高速、安全、便捷的校園網絡接入服務;構建專用的教學、實驗應用專網,滿足不同應用服務的網絡帶寬、服務性能和開放接入的要求,為網上課堂、虛擬實驗、互動討論和協作學習提供網絡基礎設施保障。

2.1.2 基礎設施共享云平臺建設

集成服務器、存儲、SAN網絡、備份軟件等基礎設施組成云服務,實現基礎設施資源的有效共享。構建面向云架構的軟件與開發平臺,支撐開展教學資源云存儲、教學過程云服務、基于云端的學習。

2.2 教育資源層

課程資源共享庫:依照相關國內外資源建設標準,構建多媒體教學資源數據庫,實現對所有課程資源的統一入庫、維護、管理,提供統一的按知識點、關鍵詞、學科大類、課程等分類查詢和檢索服務,基于RSS和Podcast的個性化訂閱服務,資源目錄服務。

教務信息庫:通過同現有教務支撐數據庫的數據交換,建成涵蓋學生學籍、教學計劃、選課、成績、畢業論文、教學質量評價、畢業情況等信息的數據庫,支撐管理與服務示范-電子學檔等應用服務建設。

學生綜合信息庫:通過同學生信息系統的數據交換,建立涵蓋科研訓練、獎懲情況、資助補助等基本信息及生源跟蹤分析、課程成績分析、就業分析等分析信息的數據庫,支撐管理與服務示范-電子學檔、一站式服務、課程互通選課等應用。

國內外優質教材庫:以學校“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材的31種教材以及學校出版社精品教材為基礎,整合國內外優質教材,面向iPad、Android等移動終端,研發基于IOS、Android的數字教材App產品與工具,滿足學校在線課程教學與移動課程教學的需要。

教學資源中心庫:建立教學資源開放存取標準,以基礎教學資源庫為基礎,按主題整合匯集教育資源,建成可共享的邏輯數據庫,支撐一站式檢索、按主題定制、主動推動等服務。

2.3 應用支撐層

課堂交互:提供多終端的課堂實時反饋教學工具,包括視頻實時授課、視頻教學互動、視頻答疑、視頻會議、電子白板、課堂點名、實時教學效果統計等。

協作學習工具:構建協作學習環境,支持以學生為中心的教學模式,主要提供的工具包括:Wiki、博客、基于SNS內容推送工具、討論區、通知、視頻點播、日歷等。

作業系統:實現基于課程的在線作業、遞交、批改與反饋功能,支持多種文件與媒體格式。

試題庫系統:構建支持課程基礎題型的通用試題庫,實現的功能主要包括試題的維護和管理;按學科、知識點和課程分類檢索;試題的錄入;在線自測;在線組卷等。

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[關鍵詞]軟件即服務 電子政務 框架設計

[分類號]F270.7

SaaS(Software as a Service,軟件即服務)是新的軟件應用模式。人們普遍接受的對SaaS的一個描述是:SaaS是一種新的軟件應用模式,它以軟件租用、在線使用的方式提供服務,并且這種服務應該隨著軟件版本的更新隨時更新,永遠給用戶最新最好的體驗,并且用戶無需進行任何維護和升級便可以根據自己的實際需求,訂購所需的應用軟件服務,按訂購服務的多少和時間長短向廠商支付費用。

易觀國際(Analysys International)研究發現,因金融危機、人民幣升值等因素影響,中小企業外部環境發生了根本性的變化,促使許多企業通過加強管理、提升效率來尋求發展。此時,中國SaaS廠商發現了中小企業的需求,在加大市場宣傳的同時非常注重用戶體驗,并積累眾多成功案例,促使用戶對SaaS認知不斷提高,越來越多的用戶接受SaaS產品和服務。而縱觀國內電子政務中SaaS模式的應用,鮮有成功案例。這值得我們深思和發掘。

1 我國電子政務應用SaaS的必要性

1.1 規避電子政務系統建設中的重復建設風險

目前,我國電子政務重復建設現象普遍存在。政府各業務部門網絡尚未互聯互通,基礎數據格式與軟件開發缺乏標準,沒有統一的數據轉換接口,資源難以共享,形成了“信息孤島”。各業務軟件大多都重復采集人口和法人等基本信息,造成基層工作人員重復勞動,數據更新維護較為滯后。我國電子政務系統亟需一個統一開放的平臺,整合資源,規避電子政務重復建設風險。

1.2 規避電子政務系統建設中的技術風險

要建設一個安全、可靠的電子政務系統,需要投入大量的軟硬件設施和技術人才,而在政府內部,掌握全面的網絡工程技術和系統集成技術的人才緊缺,建成的電子政務系統往往容易出現網絡信息安全問題。通過將電子政務系統建設的任務外包給專長于信息化建設的SaaS服務提供商,既能減少人力、資金的投入,亦能享有可靠的數據安全解決方案,從而規避電子政務系統建設中的技術風險。

2 我國電子政務應用SaaS的可能性

2.1 SaaS滿足電子政務標準化建設的要求

標準化是我國電子政務建設的基礎性工作,是電子政務系統實現互聯互通、信息共享、業務協同、安全可靠的前提。總體上說,電子政務標準主要包括7個方面的內容:電子政務總體標準、電子政務應用業務標準、電子政務應用支撐標準、網絡基礎設施標準、信息安全標準、電子政務管理標準和其他相關標準。SaaS提供的是標準化的管理軟件產品,對于規范電子政務的業務流程、基礎數據、網絡設施等有著明顯的作用,能推動電子政務的標準化建設。

2.2 SaaS滿足電子政務信息化建設的要求

我國的電子政務經過十幾年的建設,在信息化方面打下了堅實的硬件基礎,取得了一定的成就,但是同時也存在一些問題。由于過去對信息化的建設一直是在分散體制下的投入,造成現有的信息系統相對的分散、異構和封閉,沒有統一的體制和架構,相互之間不能互動,信息資源無法得到有效的利用和共享。要改善我國的電子政務信息化問題,可以考慮推動SaaS的應用,將電子政務的非關鍵業務和應用系統的建設、運行、維護以及相關服務等,委托給專業的SaaS服務提供商完成。

2.3 SaaS在電子政務中的應用符合長尾理論

長尾理論是網絡時代興起的一種新理論,其基本原理是:只要存儲和流通的渠道足夠大,需求不旺或銷量不佳的產品所共同占據的市場份額可以和那些少數熱銷產品所占據的市場份額相匹敵甚至更大,即眾多小市場匯聚成可與主流大市場相匹敵的市場能量。

到2005年年底,我國政府域名()注冊量達到23 752個,政府網站達到11 995個,但是,其中的電子政務系統無論是信息的實用性、完整性,還是實質性的電子政務系統功能都與公眾的期望有很大差距。政府部門對信息化的要求都比較高,但如果每個部門都各自組建信息系統的話,又面臨著數據分散、系統孤立、投資龐大、建設重復的困境,這些政府部門,無論從規模還是在信息化需求上,跟中小企業都很相似,是SaaS模式要緊抓的長尾的一部分。

3 SaaS模式下的電子政務系統框架設計

3.1 現行電子政務系統框架

在當前的電子政務系統建設中,由于各職能部門之間都是相互獨立的,而且相互之間缺乏一定的協調和統一,容易造成數據一致性、冗余性等數據問題,如圖1所示:

比如湖北省的電子政務架構建設工程中,除了建有人口數據庫、法人數據庫、宏觀經濟數據庫、地理信息數據庫、法律法規數據庫五大基礎數據庫外,還需要就某項領域專門設計開發主題數據庫,共達43個之多,其數據的完整性、正確性很難自我判定。如人員的移動等在基礎數據庫中有實時反映,但在主題數據庫中很難跟著發生變動,如果這些數據庫不同基礎數據庫進行聯動更新,時間一長就會變為新的信息孤島。又如上海市的人口數據庫系統建設,僅僅公安系統與實有人口庫數據相匹配的業務數據庫就有40多個,這還不包括其他政府管理部門業務條線數據庫。而且,如此龐大的業務系統是通過十幾年的建設,由不同的公司,采用不同的技術和不同的編碼方式以及不同的業務規則開發而成的,因此,要想讓這些不同條線、不同業務系統之間實現即時動態數據交換和數據共享,絕對不是一個簡單技術問題。

3.2 SaaS模式下的電子政務系統框架

基于SaaS模式的電子政務系統與傳統的電子政務框架相比,改進在于將原本電子政務協作平臺中有關政務外網與專網的業務流轉和數據源提交到SaaS平臺上托管,而與政務內網相關的黨政機關辦公業務及數據則獨立開來,與SaaS平臺物理隔離,保證信息的安全性(見圖2)。

根據服務內容的不同,SaaS模式下的電子政務框架分為以下三層。

?網絡層。與現行電子政務系統中的“三網”一樣。政務外網是政府對外服務的業務專網,與國際互聯網通過防火墻邏輯隔離,主要用于機關訪問國際互聯網,政府公開信息,受理、反饋公眾請求和運行安全級別不需要在政務專網運營的業務。企業和公民通過Internet接人政府部門門戶網站,辦理各種手續、證書、執照等,享受政府所提供的各種服務。政務專網是黨政機關的非內部辦公網,主要用于機關非公文、信息的傳遞和業務流轉,公務員通過接人政務專網進行無紙化辦公。政務內網是黨政機關辦公業務

網絡,與國際互聯網物理隔離,是政府的內部辦公業務信息網,處理信息,完成各項業務工作的分析、處理,公文辦理、流轉審批和運行本單位業務等工作,是一個內部局域網,一個完整的政府辦公自動化環境。

?應用層。應用層中的SaaS平臺是一個面向不同接入網絡的統一的政務辦公自動化平臺,提供開放、安全和可管理的信息共享、業務處理和協同工作的環境。政府對內SaaS主要應用為信息共享、資料管理、業務數據查詢、公文處理、審批處理、電子郵件等業務處理、內部辦公和協同工作;對外SaaS主要應用為信息、審批申請、投訴管理和UC(統一通信)等工作。SaaS模式下的電子政務OA(辦公自動化)系統的搭建中,SaaS應用軟件提供商提供SaaS服務后臺技術和SaaS平臺上運行的軟件,而ISV(獨立軟件開發商)則在此技術架構上針對不同政府部門的需求對SaaS產品進行定制、修改,根據不同的業務需求新建一些特殊的模塊,之后再嵌入到通用模塊中,完成電子政務SaaS平臺的個性化。內外SaaS的應用,不僅能降低政府的開支,而且一個流程的工作將不用在兩個平臺間來回切換,數據格式的兼容性將大大提高。至于運行在政務內網的原應用系統,由于涉及數據的流轉,將不在SaaS系統上運行,以保證安全性。

?數據層。目前管理多用戶數據的方法有以下三種:獨立數據庫、共享數據庫共享架構、共享數據庫獨立架構。采用獨立數據庫,增強數據隔離的同時,每個用戶形成一個個信息孤島,不利于用戶信息的共享,與各電子政務系統資源整合的初衷相悖,故不采用。本框架根據數據庫的特性,結合共享數據庫共享架構和共享數據庫獨立架構的優點,綜合運用到電子政務SaaS平臺的數據層設計中。

共享架構數據庫:此類數據庫采用共享架構,存放的主要是各政務部門的靜態數據。這些靜態數據指對電子政務系統的運行中不經常變化,供各個業務系統查詢、處理的數據,如政策、法規、元數據、資料庫、各種多媒體數據等。雖然這些信息是由不同的政府部門產生的,但是都可以用字段統一、格式統一的表格在數據庫中反映,這樣,只需在表示同一類信息的表中增加代表不同政府部門的ID,使不同的政府部門共享一個數據庫實例和表集。這些數據的隔離要求不高,對其采用共享架構處理能有效降低硬件和備份成本。

獨立架構數據庫:各個政府部門由于業務不同,產生的數據、信息的類別也會有不同,不能在數據格式上做到統一。在這些數據、信息中,有一部分是僅在部門內流轉而不需要與其他部門共享的,比如社會保障局處理的數據同保險信息、工資信息、銀行信息、企業信息等相關,而廣電局處理的數據是同市民居住信息、媒體信息、節目信息等相關,兩個部門的處理數據在數據表中的反映的字段沒有交集。這時候,就可以采用獨立架構的數據管理方法,為每―個部門用戶分配各自的表集,提高部門間數據隔離的程度,而且各部門用戶能在自己的表集范圍內輕松地擴展數據模型而不會影響其他部門用戶。

共享支持的數據庫:面向電子政務與面向企業的SaaS應用的一個顯著區別,就是在數據訪問方面,后者考慮的只是數據隔離問題,而前者則更要考慮數據共享問題。每個租用SaaS平臺的企業租戶被設計成不能訪問其他租戶的數據,而面向電子政務的SaaS平臺必須考慮不同的政府部門如何共享數據的問題。因此,這種旨在使政府部門數據共享的數據庫便成為SaaS平臺面向電子政務的特殊產物。原電子政務系統中的四大基礎數據庫和其他在不同政府部門間流轉的數據組成這種共享支持的數據源,為各政府部門提供基礎的、共享的數據資源。

4 案例分析一首都之窗saas模式搜索服務

4.1 背景介紹

首都之窗是北京市國家機關在互聯網上統一建立的網站群,包括北京市政務門戶網站(即首都之窗門戶網站)和各分站。近年來,隨著首都之窗的網站數量、網頁數量和瀏覽網上信息量的迅速增多,網站信息資源逐漸較為分散,沒有統一的查詢入口,工作人員查找信息非常困難,導致工作效率低下,也不能充分利用現有豐富的信息資源,因此首都之窗需要建立多站點的網站群搜索技術,將海量的數據存放到一個共享的平臺,促進資源共享,提高工作效率。

4.2 實施目標

首都之窗的站點群檢索系統的目標是采用SaaS模式下的電子政務系統框架,實現對業務平臺的統一接入和海量信息資源的高效采集和組織管理,并以搜索引擎的模式提供信息資源的共享服務。整個系統采用SaaS模式,即將所有的應用服務器軟件、數據庫服務器軟件及數據均部署在系統的中心服務器上,各子網站在本地不再需要建立龐大的系統,僅需要通過In―ternet登錄到中心服務器使用同一套系統,采用共享支持的數據庫,并且數據通過權限的設定相互隔離,使每個子網站感覺到是在各自使用一套獨立的系統。

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關鍵詞:MVC設計模式;B/S架構;Struts 2.0; Xml文檔解析;J2EE

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)10-2308-02

Key Technology Research of Web Framework Based on MVC Pattern

LI Jun-jun, FU Hong, ZHANG Li, JIANG Zu-xin

(College of Information Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

Abstract: There is a growing emphasis on B / S network applications, MVC Pattern is widely used in Web application development. People design many Web Frameworks which are based on MVC Pattern in order to save software development time. By studying the achievement of MVC mechanism in Struts 2.0, summarizes a series of key technologies needed when design Web Framework based on MVC Pattern.

Key words: MVC design pattern; B/S architecture; Struts 2.0; Xml document parsing; J2EE

模型-視圖-控制器(MVC,Model-View-Controller)最早是smalltalk語言研究團提出的,應用于用戶交互應用程序中。隨著基于B/S架構的網絡應用的高速發展,MVC設計模式在Web開發中找到了用武之地,MVC開發模式可以實現分離數據和數據表現,讓開發人員開發一個可伸縮性強,便于擴展的控制器,來維護整個流程。

面向對象技術的出現和應用大大提高了軟件的重用性和軟件的質量。Java語言作為一種面向對象語言,為Web開發提供了強有力的支持,Sun公司提出的J2EE可簡化且規范應用系統的開發與部署,進而提高可移植性、安全與再用價值。Struts 2.0框架就是基于J2EE和MVC設計模式開發的一個優秀Web開發框架。

1 MVC模式的設計思想

MVC的設計思想就是:開發人員將一個系統的輸入,輸出,流程處理編程方式轉換為模型層,視圖層,控制層三層編程方式,從而使整個系統責任明確,接口清晰,加快設計開發過程。一般Web框架如圖1所示。

2 Web框架設計流程

Web框架設計流程圖如圖2所示。

本文采用目前廣為應用的J2EE技術作為開發框架的主要技術。開發的基本思路是:

View采用Jsp和JavaScript技術,Controller層采用Servlet和Xml技術,Model層采用Java和JavaBean技術。

3 WEB各層設計關鍵點

每一個框架都是考慮了最通用的情況,并不一定適用于所有的項目。這要求開發人員對框架有深刻的理解,優秀的開發人員需要跳出具體的框架,站在更高的層次上把握框架,從設計理念出發去具體對待框架,在當前框架不能滿足項目需求的時候,能夠修改框架以便適合自己的項目需求。本文通過一個Web框架的設計來具體分析相關技術。其結構如圖3所示。

3.1視圖層設計

在視圖層采用JSP技術,因為JSP可以使用JavaScript,JavaBean和自定義標簽等,這些技術組合在一起,可以獲得靈活的數據組合方式。

1) 為了方便管理,可以在所有的JSP頁面的頂部添加一個頁面名稱。

2) 為防止代碼混亂,可以在框架所有的JSP頁面中統一設置一種編碼方式,即可以在JSP頁面的頂部添加如下代碼:

3) 通過在 Web.xml中定義Servlet的請求方式,可以將所有JSP頁面的請求都轉入Servlet進行處理,這樣很容易通過request,response實現JSP和Servlet之間的數據轉化。為防止要獲取的數據量比較大帶來的負面影響,可以在Servlet中將所有傳遞到JSP頁面中的數據存儲在一個Map中,這樣頁面只需從request中取出Map,剩下的數據就可以從Map中獲取,加快頁面的處理速度。

4) 為了統一整個應用的風格,對于窗口的打開方法,可以在系統中將其抽取出來,定義一個公用方法。一般而言,會對要打開的URL,窗口名稱,窗口寬度和高度進行設定,而其他屬性保持不變。如下面方法定義:

functionopenWindow(name, url, width, height){

var screenWidth = screen.width;

var screenHeight = screen.height;

var w;

w = window.open(url, name , "width="+width+",height="+height+",

menubar= no,resizable=yes,toobar=no,directories=no, location=no,

scrollbars=yes,status=yes,copyhistory=0");

w.moveTo((screenWidth-width)/2,( screenHeight-height)/2);

w.focus();

}

代碼說明:

傳入的參數分別表示:窗口名稱,要打開的URL,窗口寬度和高度。

w.moveTo()的意思是:打開的窗口顯示在屏幕中心。

w.focus()函數的意思是:使焦點在打開的窗口上。

3.2 控制層設計

控制層主要用來轉發從視圖層傳來的數據和請求到相應的模型層,因此實現它的最好方法是使用Servlet。

一般在Servlet的低版本中,在Servlet中要同時實現解析配置文件,對頁面傳來的值進行轉化,調用相應的函數,以及返回結果處理后的頁面等。這樣使得控制器設計顯得很臃腫,也不利于代碼的維護。隨著java版本的不斷提高,在Servlet 2.3規范中引入了Servlet過濾器,這種機制提供了在轉入Servlet之前進行預處理的功能。

Servlet過濾器其實是面向方面編程思想的一種實現方式。在實際應用中也可以利用Java提供的動態技術來實現簡單的AOP,并利用配置文件實現動態“插拔”。

在控制器的設計中,返回頁面的映射方式,表單提交方式和多動作處理方式十分重要,這三方面良好的設計可以很好改善框架的功能。

返回頁面的映射設計可以采用Xml技術方便的進行映射配置,只需在配置文件中指定一個forward元素,而且在映射關系改變的時候,只需修改配置文件就可以了。頁面之間元素的傳遞也很重要,一般可以使用HashMap來實現,但是我們要把頁面表單直接放入HashMap中會降低頁面值獲取與控制器之間的耦合性。可以通過將表單元素值封裝成一個VO(值對象),將VO放入HashMap中,使用時從HashMap中取出,而VO與Action關系可以通過Xml文件驚醒配置。而多動作的處理方式也通過Xml文件來實現.

3.3 模型層設計

模型對象對應了商業規則和商業數據,即分為業務處理對象和業務實體對象。業務處理對象封裝了具體的處理邏輯,調用業務邏輯模型,并且把響應提交到合適的視圖組件以產生響應。業務實體對象可以通過定義屬性描述客戶端表單數據。所有業務實體對象都EntityBase派生子類對象,業務處理對象可以直接對它進行讀寫,而不再需要和request、response對象進行數據交互。通過業務實體對象實現了對視圖和模型之間交互的支持。實現把"做什么"(業務處理)和"如何做"(業務實體)分離。這樣可以實現業務邏輯的重用。MVC沒有現成的設計方法來指導Model的設計。但是良好的Model層設計可以提高整個框架的可擴展性,也有利于模型的重構和可重用性。

我們可以設計一個接口,讓所有的模型層對象都實現這個接口,以統一的方式進入模型層的處理,實現業務規則的調用,完成用戶的請求。對于視圖層傳入的數據,可使用在控制層中轉化的得到的VO;對于業務邏輯可以放在DAO中處理。

4 結束語

基于MVC模型的Web框架,只要合理設計三層之間的關系,可以有效提高系統的可重用性,可以有效提高系統設計效率,縮短開發周期。

隨著新技術的不斷發展,為基于MVC模式的Web框架設計提供了更強的技術支持,其功能將日益完善。

參考文獻:

[1] Camma E.Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented Software[M].Addison Wesley,1994:5-20.

[2] Husted T.Struts In Action[M].Manning Publication Co.,2003.

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一.云計算與SOA簡介

云計算是把可以配置的共享計算資源通過點對點的網絡資源提供給廣大的客戶進行使用。它的一大特點就是客戶可以不用與服務的提供方進行互動。那么在實際的使用過程中,云計算會將網絡中的信息技術轉換成服務來使用,運用這些技術可以改變現在的信息服務模式。學術界認為,云計算是一個模式,它可以隨時隨地在網絡配置的過程中獲得重要的資源,資源還可以供應其他方面的需要。事實有力的證明,這種新型模式對于企業中的計算資源的繼續完善和統一是非常有利的,也會對企業IT應用的推出有著促進作用,具有明顯的優勢。云計算有下面的一些特點:第一,提供資源共享服務的一方可以存取、處理有效的資源,其中大部分的材料都集中在資源市場中,然后通過多種出租方式提供給使用人員。根據每個使用人員的各自特點,讓不一樣的物理資源和虛擬資源完成動態的重組和整合。第二,動態的延伸可以迅速和便利的提將各自的功能最大限度的發揮,而且也會快速的釋放相應的資源完成任務。第三,相當高的可靠性也支撐著云計算可以大規模進行體系設立,因為它使用了數據中計算節點轉換的措施,用來保障服務的可靠水平。第四,通用云計算對特定的應用程序的使用,每一個云服務會同時支持不一樣的程序運行。第五,云計算將應用程序系統和網絡資源做到了完善的整合,使這些資源能夠作為完整的服務提供給需要的客戶,這些客戶在任何的時間還有地點都可以通過網絡獲得需要的資源,而所有的一切都不用和服務方保持互動。第六,低成本是云計算的一個非常大的優勢。第二,云計算在網絡環境的服務類型(1)基礎設施層。是云計算服務人員推出的虛擬可用資源,用戶可以不需要購買服務器等基礎設施,只要在使用網絡的相關出租系統中就可以建立自身的信息體系。(2)平臺層,是云計算的服務方提供的應用服務系統,客戶可以獲取服務信息。(3)軟件層,是軟件的信息提供者將應用軟件放在了云端的相關服務器里,用戶可以隨時根據需要使用網絡對各個廠商制造的應用軟件進行體驗,服務的一方為用戶提供軟件的相關維護工作和升級的技術保障,同時收取相關的服務費用。SOA是一種組件模式,它是將應用程序里不一樣的板塊按照使用的相關服務措施進行定義的。SOA運用規范是指在保障服務平臺與編程,讓結構把不同的服務體系用統一的辦法進行互動而進行的獨立的活動。對照傳統的體系結構,在SOA結構中的體系有著下面的特點:第一,業務是中心,SOA重視風險和標準。SOA的中心觀點是對企業的應用提供最大限度的技術保障,我們可以按照不同的需求進行適當的變化。SOA運用標準化的機制,就是將這些服務器部署在公共的數據庫中,讓廣大的使用者使用和下載。這樣會確保使用者和提供者進行必要的交流,這樣的狀態是完成企業系統中功能的全部體現。在面對云計算的體系的角度來看,服務的一些操作流程和服務的注意事項會全部在云端通過云計算模式進行。服務的使用者其實并不關心也不需要完全知道所有服務的具體運行流程,他們只要關心客戶需要什么樣的服務就可以了。

二.基于云計算與SOA的企業信息體系

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    數字信息化已經成為城市燃氣管道設計、建設和運營管理過程的重要組成部分[1].將城市燃氣管網在勘察設計、施工建設及運營管理實現綜合利用的4S技術,即全球定位系統(Global Positioning System,GPS)、監測控制與數據采集系統(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)、遙感(RemoteSensing,RS)、地理信息系統(Geographic Information System,GIS)統稱為數字化管理[2-5].城市燃氣輸配系統包括門站、儲配站、CNG加氣站、LNG接收站、用戶及燃氣管網等.為了實現燃氣輸配系統安全、合理、有序及全面的管理[6],需要相關的數據模型[7-11]集中管理.地理空間平臺及基礎數據庫的建立將為決策者提供具有較大保障且信任度高的數據和信息資料,最終實現完整性管理的優化.我國城市燃氣管網具有埋地多年數據不真實、不全面的隱蔽性;環狀管網、枝狀管網相結合,高壓管道、中壓管網及低壓管網交錯的系統性;壓力波動、用氣調峰、事故工況、供氣不穩定等動態特性.同時,還具有交錯復雜、點多、線長、面廣,用戶多、素質參差不齊,城市環境多元化,施工作業面大,道路、車輛多等特殊性.我國城市燃氣管網數字化建設存在問題,如設計思路不清晰、功能實現不完整、設計內容不全面、安全措施[8]不到位等[9],需要優化管道勘察設計線路,科學有效組織實施管道施工,實現高效率、安全可靠地運營管理[10].

    1 系統功能分析

    城市燃氣管網數字化系統是結合管道設計、施工、運營過程中的資料信息,集網絡化、數字化、真實三維可視化為一體的綜合管理系統,基于網絡技術、GIS技術及數據庫技術,具備功能[12]:(1)實現對各種信息的綜合管理,包括基礎地理信息、施工管理信息、管線數據信息、設計資料信息和其他專題信息等.(2)基于空間地理信息實現計算機輔助設計和決策功能.(3)基于管道建設工作流程實現數據采集、管理、和監控功能,輔助管道施工管理[13].(4)對于氣站、管網資料,有基于WebGIS的信息、查詢、編輯、增刪、上報及報警等功能.(5)基于管道運行涉及的,如運行優化分析軟件等各種專業軟件和實時監控系統實現管道運營管理功能.(6)基于海量柵格/矢量數據的三維實時交互漫游可視化輔助分析決策功能,同時對事故地點、性質、規模提供搶修行車路線圖、搶修方案等[14].

    2 系統方案設計

    2.1 軟件選型

    (1)數據庫軟件.推薦選用Oracle 10G作為數據庫管理軟件.它具有靈活的Client/Server結構、豐富的開發工具、可靠的機制及Internet/Intranet功能等特點[15-16].(2)項目管理軟件.分析項目管理軟件和石油行業的特點,推薦選用P3項目管理軟件.它是以計劃協同跟蹤控制積累為主線,專門為企業級工程項目構建的管理軟件,同時具有高度的靈活性和開放性,運用IT技術,并涵蓋現代項目管理的知識體系[17].(3)GIS軟件.基于B/S結構體系的WebGIS應用技術將其信息和資源在地圖上以多種可視化的方式展現出來,實現信息的存儲、處理、分析和對外.最具典型代表的是ESRI公司的ArcIMS和MapIn-fo公司的MapXtreme.基于C/S結構的應用系統要求具有較強的顯示、查詢和分析地理空間數據,如ES-RI的ArcGIS(ArcInfo,ArcView,ArcExplore,ArcGlobe等)及MapInfo的MapInfo,MapX[18-19].分析ESRI公司和MapInfo公司的2種主流GIS產品,結合城市燃氣管道數字化管理系統的體系要求,推薦使用以ESRI作為圖形數據管理平臺.

    2.2 總體方案架構

    城市燃氣管道數字化管理系統應該包括管道勘察設計系統、管道建設項目管理系統及管道運營管理系統等,各系統再細分成各子系統[9-10](見表1).城市燃氣管道數字化管理系統的總體方案架構見圖1[20],各單位負責的管道數字化流程見圖2.

    2.3 軟件體系結構

    根據城市燃氣管道工程特點和系統需求,建議數字化管理系統體系結構采用由C/S結構和B/S結構相結合的組合體系.由C/S模式應用系統實現數據的采集、矢量化、編輯維護以及空間數據的高級分析,由B/S模式應用系統實現資源的共享和基于Inter-net的信息.考慮系統的靈活性、擴展性等因素以及ESRI的GIS平臺軟件結構模型,城市燃氣管道數字化管理系統采用分層模型結構,分層設計及每層所包括的內容見圖3,包括表現層、應用邏輯層及數據服務層[21].

    2.4 各子系統方案

    2.4.1 管道勘察設計系統

    將測量、地質、工藝、陰極保護、通信等各工藝環節的成果資料,以DWG、DXF、TXT等格式添加到數據庫中,為施工建設階段提供相關資料.勘察設計管理系統[22]主要包括空間信息管理、環境信息管理和勘察設計管理等子系統,系統各環節的工作流程見圖4.(1)空間信息管理子系統.建立管道工程的屬性信息,如識別城市的區域、房屋建筑、公共場所、街道、河流和重要交通地段信息等對象;獲取數字地圖或矢量化的數字圖形,需要借助于衛星遙感、數字攝影、城市規劃等技術;將信息轉化為系統可以接受的格式和比例尺. (2)環境信息管理子系統.參照國家相關標準建立沿線街道信息,與地圖數據相關聯,獲取電子地圖和空間信息進行地圖的矢量化;結合管道沿線的用戶、路道信息、公共交通、下水道路段、城市其他基礎設施、境界、街道名、其他國防光纖等,建立相關地理信息庫.(3)勘察設計管理子系統.實現勘察設計中的文件(圖紙、文本等電子資料)管理、設計參數(管道類別、級別、公稱直徑、壁厚、材質、型號、設備等)管理、站場工藝,以及設計資料的統計、分析、查詢.

    2.4.2 管道建設項目管理系統

    管道建設項目管理系統[23]主要是將采辦時的相關技術參數、施工計劃、進度、費用、質量要求、HSE、埋深、竣工等數據信息添加到數據庫中,形成管道模型管理、工程采辦管理及施工管理子系統,更好地為管道運營管理提供可靠資料,管道建設項目管理系統各環節的工作流程見圖5.  (1)管道模型管理子系統.實現管網、管線、管段、樁位、閥門、特征點、調壓器及站場設施的空間信息管理,建立管道沿線的地形、地貌、建筑物等三維景觀及搭建數字管道三維仿真系統平臺.(2)工程采辦管理子系統.統計管道工程中各種產品的價格,登記產品供應商、運輸分包商、保險公司、清關商的資料,根據設計信息和設計參數估算物料的總量和價格,生成采辦清單后,建立采辦中產生的合同、定單及物料存取的信息庫,包括物料及設備的型號、各項參數、編號、數量、產地、負責人等信息.(3)施工管理子系統.實現對施工進度、單位或人員、HSE、資源、竣工資料等信息的管理,完成施工前期資料的查詢,建立完善的施工管理數據庫,需要錄入施工進展數據以及分階段統計分析各項數據.

    2.4.3 管道運營管理系統

    管道設施管理、管道風險管理及管網管理構成城市燃氣管網管道運營管理系統各子系統,還包括所有竣工信息的綜合系統,系統各環節工作流程見圖6[24].(1)管道設施管理子系統.對管道設施的防腐、維護、檢修計劃和作業進行管理,完成對QHSE文檔的分類、維護、調峰量、索引和查詢,接收SCADA系統提供的管道監測和運行數據,提供應急預案與指揮調度,用氣量、閥門、調壓控制,驗收通氣,巡線監督等.(2)管道風險管理子系統.它包括管道安全評估、環境評估和事故傷亡評估.(3)管網管理子系統.它包括管網數據的錄入、編輯、輸出,水力參數、工況模擬分析、管道數值仿真及力學分析等.

    3 系統安全策略

    城市燃氣管道數字化管理系統具有系統接口多、潛在的安全風險高等特點,需要在GIS、數據庫、網絡等技術基礎之上建立完善的安全策略[25,26].

    3.1 物理安全

    保護主機設備、網絡設備、通訊線路、存儲設備等硬件免受人為破壞;對于運行關鍵任務的應用服務器、數據庫服務器,采用雙機熱備份進行系統的冗余;對于關鍵數據存儲采用RAID5的磁盤陣列系統,以實現數據的容錯;對于關鍵服務器、存儲設備和網絡設備配備UPS系統,以提供持續的電源保障,機房應安裝防雷系統.

    3.2 網絡安全

    加強用戶口令的識別與驗證以及用戶賬號的缺省限制檢查.在項目總部及各項目分部局域網與廣域網的連接中,根據不同的應用采用不同的接入方式.對于WWW/SMTP及MAIL服務和連接,設置硬件防火墻系統接入Internet;對于提供給各個項目分部和基層站等外部用戶的有關空間數據和敏感業務數據等保密信息的遠程訪問,通過VPN的隧道技術實現.

    3.3 系統安全

    設置功能強大的網絡版防病毒系統,實時查殺病毒,并能自動更新升級和集中管理維護.

    3.4 應用安全

    各個應用系統均要建立訪問控制和身份認證與授權機制,并在關鍵系統中建立智能型日志,以保證對各個應用系統和數據的合法訪問.