目錄
現代工業系統集成技術內容簡介
本書介紹第四次工業革命背景下的工業（信息）系統集成技術，內容涵蓋兩大部分。部分主要闡述現代工業企業信息化與自動化系統深度融合的信息化集成系統的體系結構、軟件技術。重點說明工業企業信息化集成系統的層次結構及關鍵層次系統集成機制，特別是與制造過程和生產活動相關的系統信息集成機制。闡述系統集成的4要素：系統應用需求分析；開放的系統集成平臺；接口技術以及構建基礎系統的通信系統。同時介紹視頻信息系統集成、地理信息系統集成和語音信息系統集成應用中的技術問題。第二部分介紹智慧城市系統集成技術、智能交通系統集成技、城市軌道交通系統集成技術及煤炭領域信息化集成系統系統集成技術的應用案例[1] 。
現代工業系統集成技術目錄
第0章 概論 1
0.1 工業革命與工業4.0 1
0.1.1 次工業革命 1
0.1.2 第二次工業革命 2
0.1.3 第三次工業革命 2
0.2 第四次工業革命綱領——工業4.0 3
0.3 工業4.0新工業革命的特點 4
0.4 信息物理系統（CPS）——新工業革命的基礎 8
0.4.1 信息物理系統（CPS）釋義 8
0.4.2 工業4.0中的CPS 11
0.4.3 工業4.0 CPS的動態配置生產方式 14
0.5 企業信息化集成系統 15
0.5.1 我國工業信息化的發展與信息化集成系統 15
0.5.2 工業企業信息化集成系統總體層次架構 17
0.5.3 工業企業信息化集成系統組成 18
0.5.4 工業企業信息化集成系統也是工業企業的CPS系統 19
0.6 系統集成商與系統集成 19
0.6.1 概述 19
0.6.2 系統集成商與系統集成 20
0.6.3 系統集成的基本問題 23
0.7 工業4.0的系統集成技術 26
0.7.1 價值網絡的橫向集成 26
0.7.2 跨越整個價值鏈的端到端工程數字集成 27
0.7.3 縱向集成 28
0.7.4 信息化集成系統內的系統集成 29
篇 系統集成技術基礎
第1章 現代工業信息化集成系統及其系統集成內涵 34
1.1 工業企業信息化集成系統 34
1.1.1 控制（制造）系統 35
1.1.2 企業（信息化）系統 38
1.2 信息化集成系統體系層次結構與功能 39
1.2.1 信息化集成系統體系層次結構 39
1.2.2 信息化集成系統功能圖譜 41
1.3 信息化集成系統關鍵層次的系統集成 42
1.3.1 第4層與第3層的信息集成內涵 43
1.3.2 MES層生產活動分析 46
1.4 生產運行管理信息集成分析 47
1.4.1 生產運行管理活動模型 47
1.4.2 生產運行管理內涵 48
1.5 維護運行管理信息集成分析 51
1.5.1 維護運行管理的活動模型 52
1.5.2 維護運行管理的主要活動 53
1.6 質量運行管理信息集成分析 55
1.6.1 質量測試運行的活動模型 56
1.6.2 質量測試運行管理主要活動 57
1.7 庫存運行管理信息集成分析 59
1.7.1 庫存運行管理活動模型 59
1.7.2 庫存運行管理主要活動 60
1.8 制造運行中的其他管理活動 62
1.9 企業系統的系統集成通則與實現 64
1.9.1 企業系統集成通則 64
1.9.2 企業系統集成的實現 65
第2章 系統集成應用需求分析 72
2.1 應用需求分析的一般方法 72
2.1.1 應用需求分析的4個過程 72
2.1.2 需求分析的兩個階段 78
2.1.3 SRS的模板 80
2.2 工業信息化集成系統需求分析 83
2.2.1 工業信息化集成系統信息化規劃與總需求 84
2.2.2 工業信息化系統集成系統功能需求分析 85
2.2.3 工業信息化系統集成系統性能需求 89
2.2.4 工業信息化集成系統建設要求 90
2.3 專業板塊信息化集成系統應用需求分析 92
2.3.1 專業板塊信息化集成應用的總需求 92
2.3.2 專業數據主題分析 96
2.4 工廠（礦）生產執行系統應用需求分析 99
2.4.1 廠（礦）級（H1）MES應用需求分析 99
2.4.2 一個數字化制造車間生產執行系統應用需求分析 102
2.4.3 生產（制造）執行系統在新工業革命中的意義 105
2.5 工業4.0時代信息化集成系統應用需求 106
2.5.1 關于信息化集成系統的規劃 106
2.5.2 企業信息化和制造自動化智能化的用戶需求 107
2.5.3 企業信息化集成系統軟件工程需求 107
第3章 系統集成軟件平臺 110
3.1 軟件集成導論 110
3.1.1 軟件集成對象 110
3.1.2 軟件集成面臨的挑戰 111
3.1.3 軟件集成方式 112
3.1.4 軟件集成原則 112
3.1.5 軟件集成方法 115
3.2 軟件集成技術 115
3.2.1 中間件技術 115
3.2.2 通信中間件技術 116
3.2.3 消息中間件技術 121
3.2.4 數據集成技術 123
3.3 軟件集成架構 125
3.3.1 軟件架構概述 125
3.3.2 軟件架構模式 126
3.3.3 分層分布式軟件架構設計 131
3.3.4 CORBA架構 135
3.3.5 J2EE架構 136
3.3.6 NET架構 139
3.4 軟件集成設計案例 143
3.4.1 總體結構 143
3.4.2 總體設計 145
3.4.3 關鍵技術選用 146
3.4.4 功能與實現 149
3.5 系統集成軟件平臺小結 153
第4章 系統集成接口開發與管理 154
4.1 系統集成接口需求 154
4.1.1 接口應用要求 154
4.1.2 接口實施要求 157
4.2 系統集成接口形式 158
4.2.1 硬接線形式 159
4.2.2 串行通信 159
4.2.3 現場總線 161
4.2.4 TCP/IP通信 161
4.2.5 分布組件和服務 162
4.2.6 其他形式 163
4.3 系統集成接口協議 163
4.3.1 接口協議結構 163
4.3.2 接口協議示例 166
4.4 接口可靠性設計 170
4.4.1 接口失效形式 170
4.4.2 失效預防措施 171
4.4.3 失效診斷措施 171
4.4.4 冗余容錯措施 173
4.4.5 差錯糾正措施 177
4.5 接口軟件開發 177
4.5.1 接口軟件需求 177
4.5.2 接口軟件結構 178
4.5.3 接口驅動程序 179
4.5.4 接口軟件配置 180
4.5.5 信息集成模式 181
4.6 系統集成接口管理 182
4.6.1 生命周期模型 182
4.6.2 技術活動管理 183
4.6.3 接口質量控制 184
4.6.4 接口描述規范 186
4.6.5 用AIP描述接口 188
第5章 系統化集成系統的通信系統 193
5.1 系統集成對通信系統的功能需求 193
5.2 通信系統的技術方案 194
5.2.1 同步數字傳輸系列（SDH） 195
5.2.2 開放傳輸系統（OTN） 196
5.2.3 異步轉移模式（ATM） 197
5.2.4 多業務傳送平臺（MSTP） 198
5.2.5 以太網傳輸技術 199
5.2.6 彈性分組環（RPR）技術 200
5.2.7 分組傳送網（PTN） 201
5.2.8 MSTP+技術 202
5.3 通信系統的應用 203
5.3.1 某城市軌道交通線路傳輸系統MSTP應用案例 203
5.3.2 某城市軌道交通線路傳輸系統MSTP內嵌RPR應用案例 205
5.3.3 某能源中心工業以太網應用案例 207
5.3.4 某礦井工業以太網應用案例 210
5.3.5 某城際軌道交通OTN應用案例 211
5.3.6 某城市軌道交通ISCS系統網絡應用案例1 213
5.3.7 某城市軌道交通ISCS系統網絡應用案例2 216
5.3.8 某城市軌道交通信號系統應用案例 219
5.4 TD-LTE 222
5.4.1 概述 222
5.4.2 車地移動通信應用案例 224
5.4.3 “天眼”工程應用案例 228
5.5 數字集群通信系統 232
5.5.1 幾個主要的流派 232
5.5.2 TETRA數字集群的應用 234
第6章 視頻信息系統集成 238
6.1 視頻信息技術概述 238
6.1.1 視頻信息技術發展歷程 238
6.1.2 視頻信息核心技術 239
6.2 視頻信息系統軟件平臺 241
6.2.1 視頻信息系統架構 241
6.3 視頻信息系統功能 246
6.3.1 視頻智能監控 246
6.3.2 視頻智能防控 247
6.3.3 視頻智能分析 248
6.3.4 卡口數據檢索 249
6.3.5 運維管理 250
6.4 視頻信息系統集成技術核心——視頻內容智能分析及應用 251
6.4.1 視頻圖像處理技術 251
6.4.2 視頻輔助分析技術 258
6.5 視頻信息系統行業集成建設 263
6.5.1 企業生產管理 263
6.5.2 智慧城市 266
第7章 地理信息系統集成 269
7.1 地理信息系統的基本概念 269
7.2 地理信息系統的體系結構 270
7.2.1 混合結構 270
7.2.2 分層結構 272
7.2.3 統一結構 272
7.3 云GIS的發展 273
7.3.1 云GIS的定義 273
7.3.2 云GIS的優勢 274
7.3.3 云GIS進一步發展所需的關鍵技術 275
7.4 地理信息系統的集成與二次開發 276
7.4.1 組件GIS及GIS的組件化 276
7.4.2 3S集成系統 277
7.4.3 地理信息系統的二次開發 282
7.5 地理信息系統的集成應用 284
7.5.1 地理信息系統在城市排水管網中的應用 284
7.5.2 地理信息系統在環境工程中的應用 294
第8章 語音信息系統集成 302
8.1 語音技術簡介 302
8.1.1 語音增強 302
8.1.2 語音編碼 304
8.1.3 語音合成 308
8.1.4 語音識別 311
8.1.5 聲紋識別 314
8.2 網絡語音通信（VoIP）系統 317
8.2.1 VoIP原理 318
8.2.2 VoIP的系統構成 318
8.2.3 VoIP關鍵技術 319
8.2.4 VoIP語音質量標準 321
8.2.5 展望 322
8.3 車載語音導航系統 322
8.3.1 系統介紹 323
8.3.2 系統部署 329
8.3.3 系統難點 330
8.3.4 展望 331
8.4 機器翻譯系統 331
8.4.1 系統介紹 331
8.4.2 機器翻譯的基本過程 332
8.4.3 機器翻譯的理論和方法 334
8.4.4 展望 341
8.5 語音技術展望 342
第9章 企業信息化集成系統中的信息安全問題 345
9.1 企業信息化集成系統信息安全背景 345
9.2 企業（信息）系統信息安方案 346
9.2.1 企業（信息）系統信息安全現狀 346
9.2.2 企業（信息）系統全生命周期信息安全分析 347
9.2.3 企業（信息）系統需求分析階段的信息安全 347
9.2.4 企業（信息）系統設計與開發階段的信息安方案 348
9.2.5 企業（信息）系統測試與驗收階段的信息安方案 350
9.2.6 企業（信息）系統維護階段的信息安方案 350
9.2.7 企業（信息）系統淘汰階段的信息安方案 351
9.3 企業信息化集成中的信息安全設計 351
9.3.1 企業（信息）系統信息安全建模 352
9.3.2 靜態防御架構設計 353
9.3.3 動態監控平臺設計 355
9.4 工業控制系統信息安方案 356
9.5 企業信息化集成中的技術與產品 360
9.5.1 信息安全防護類技術與產品 361
9.5.2 信息安全加固類技術與產品 363
9.5.3 信息安全檢測類技術與產品 367
9.5.4 工業控制系統信息安全管理平臺 376
9.6 系統集成中的信息安全管理 379
9.6.1 信息安全管理組織結構 379
9.6.2 信息安全管理制度 380
9.6.3 信息安全管理職責 383
9.7 系統集成中的信息安全運行維護 384
第10章 信息化集成系統的云計算與大數據 387
10.1 云計算的總體架構 388
10.1.1 云計算核心架構 389
10.1.2 云計算平臺架構 389
10.2 云計算架構關鍵技術 395
10.2.1 超大規模資源調度算法 395
10.2.2 異構集成技術 397
10.2.3 與應用無關的可靠性保障技術 399
10.2.4 單VM及多VM的彈性伸縮技術 401
10.2.5 計算近端I/O性能加速技術 401
10.2.6 網絡虛擬化技術 401
10.2.7 應用管理自動化技術 403
10.3 云計算核心架構競爭力衡量 403
10.4 云計算解決方案及應用場景 405
10.4.1 桌面云 405
10.4.2 存儲云 405
10.4.3 IDC托管云 406
10.4.4 企業私有云 407
10.4.5 大數據分析云 409
10.4.6 數據庫云 410
10.5 大數據平臺核心技術與架構 411
10.6 企業級Hadoop 413
10.6.1 Apache Hadoop起源 413
10.6.2 企業級Hadoop總體框架 414
10.7 未來大數據應用 415
10.7.1 身邊的大數據 415
10.7.2 大數據將重構新的商業思維和商業模式 416
第二篇 系統集成技術應用
第11章 智慧城市建設中的系統集成技術 420
11.1 智慧城市概述 420
11.1.1 智慧城市概念 420
11.1.2 智慧城市發展歷史 420
11.1.3 智慧城市的系統集成技術及特點 421
11.2 智慧城市集成共享平臺架構與組成 424
11.2.1 集成共享平臺的建設理念 424
11.2.2 集成共享平臺的體系架構 424
11.2.3 集成共享平臺的功能及技術特點 425
11.3 智慧城市的基礎網絡 426
11.3.1 智慧城市的基礎網絡架構 426
11.3.2 智慧城市基礎網絡的通信技術 427
11.4 智慧城市大數據分析 429
11.4.1 智慧城市的大數據來源及特征 429
11.4.2 智慧城市中大數據系統框架 430
11.5 智慧城市各領域集成應用 432
11.5.1 智慧城市頂層設計 432
11.5.2 應急系統 435
11.5.3 平安城市 439
11.5.4 智慧 443
11.5.5 智慧醫療 446
11.5.6 智慧旅游 452
11.5.7 低碳節能 458
第12章 智能交通的系統集成技術 462
12.1 城市智能交通系統ITS的組成 462
12.1.1 智能交通系統的分類 462
12.1.2 城市道路智能交通系統的信息集成架構 464
12.2 城市客運交通樞紐綜合管理的信息集成與應用 473
12.2.1 城市客運交通樞紐信息化集成系統 473
12.2.2 交通樞紐綜合管理信息系統的關鍵技術和設計 476
12.2.3 交通管理系統的關鍵技術和設計 484
12.2.4 客流管理系統的關鍵技術和設計 489
12.2.5 虹橋樞紐室內無線分布系統的集成技術 494
第13章 城市軌道交通綜合監控系統的系統集成技術 496
13.1 概論 496
13.1.1 城市軌道交通信息化集成系統 496
13.1.2 城市軌道交通自動化監控系統 497
13.2 綜合監控系統構成 499
13.2.1 級系統構成 501
13.2.2 車站級系統構成 501
13.2.3 車輛段系統構成 502
13.2.4 網絡構成 502
13.2.5 軟件架構 503
13.3 接口技術 509
13.3.1 綜合監控系統接口技術概論 509
13.3.2 綜合監控系統接口開發規范過程 511
13.4 城市線網指揮中心系統 520
13.4.1 城市線網指揮中心概述 520
13.4.2 TCC運營管理模式 521
13.4.3 TCC系統總體架構 522
第14章 煤炭領域信息化系統的信息集成技術 528
14.1 煤炭領域集成需求分析 528
14.2 煤炭領域集成架構設計 532
14.3 煤炭領域系統集成標準 534
14.3.1 服務調用集成方式 535
14.4 煤炭領域縱向集成案例解析 537
14.5 煤炭領域橫向集成案例解析 543
14.6 煤炭領域全面集成應用效果 548
14.6.1 業務與IT全面集成方法 548
14.6.2 企業信息系統全面集成效果 552
14.7 煤炭領域工業4.0應用展望 556
14.7.1 生產執行層 556
14.7.2 設備監控層 556
14.7.3 采煤作業層 557
14.8 小結 558
參考文獻
編后記
[1]
參考資料
目錄