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摘 要:首先,在研究城市軌道交通檢測信息化平臺需求和云平臺搭建技術的基礎上,將云平臺及相關技術引入城市軌道交通檢測行業。然后,從系統架構和系統功能設計 2 方面提出搭建城市軌道交通檢測數據管理云平臺的基本思路。最后,通過系統開發和功能驗證,為未來城市軌道交通檢測信息化平臺建設提供借鑒。
關鍵詞:城市軌道交通;檢測數據系統;云平臺;構建;研究與應用
《福建交通科技》創刊于1981年,出版地:福建省福州市,語種:中文;開本:16開,是福建省交通運輸廳主管、福建省交通科學技術研究所主辦的科技期刊。
當前,城市軌道交通檢測行業的檢測數據普遍采用人工管理模式,即依靠人工進行數據收集、統計、整理和分析,以文本或表格的形式存檔,存在工作量龐大,工作效率低等問題。同時,基于互聯網+云服務技術的快速發展,城市軌道交通行業向信息化、智能化方向發展已成為必然趨勢。
1 系統需求分析
通過文獻收集和對深圳市地鐵集團有限公司、廈門軌道交通集團有限公司的調研發現,不管是城市軌道交通第三方檢測公司,還是城市軌道交通運營單位,在實際檢測工作中都存在數據儲存困難、分析深度不夠、數據維護困難,以及數據利用率低等問題,因此急需建立城市軌道交通檢測數據管理信息化平臺。
具體需求主要體現在以下幾個方面。
(1)整合現有檢測數據資源。現階段,由于城市軌道交通檢測涉及運營管理、設施設備、供電系統、土建環境等方面,檢測內容繁多,人工整理統計檢測結果工作量大,檢測數據、分析資料及相關檔案難以長期規范保存;同時,現有城市軌道交通運營管理部門等的檢測維護資料一般保留在自己手中,無法保證與政府和第三方檢測機構等的檢測資料無縫銜接,因此,迫切需要通過信息化手段整合現有檢測數據資源,促進城市軌道交通檢測資料向電子化方向發展。
(2)提高檢測數據利用率。城市軌道交通檢測數據存在數據類型多樣、數據存儲困難、數據查閱統計復雜等一系列問題,導致運營單位對檢測數據的處理分析較少,數據利用率較低。因此,城市軌道交通運營單位急需依托互聯網和云計算等技術進行數據統計分析和數據共享,以提高數據利用率。
(3)降低企業運維成本。現如今,大多數企業都開始進行互聯網轉型升級,但是大部分企業仍舊保留著傳統的系統架構,即采用本地數據庫管理,系統架構繁雜,依賴大量的人力和財力保證設備穩定運行,維護成本高。而基于云平臺的系統架構雖然更新成本較高,但其具備相互連通、維護成本低、搭建流程簡單、易于迭代等特點,是未來發展的主要趨勢。據統計,2017年至今,數據庫市場的增長率已超過20%,而云服務數據庫占增長的80%左右,充分說明其具有的優勢。因此,急需引入云服務技術,降低企業運維成本。
2 云平臺系統架構研究
云平臺系統架構即搭建一個系統平臺的基本框架,展示各子系統之間的關聯性、交互機制和指導原則。基于云平臺的城市軌道交通檢測數據管理系統架構如圖1所示,系統劃分為基礎層、數據庫、數據層、業務層和用戶層。該系統利用容器云平臺將基礎設施及數據庫向云端遷移,實現系統應用的快速集成化部署;利用日志記錄功能記錄系統中硬件、軟件和系統問題信息;還設置了權限控制功能,針對不同類型的用戶可提供不同的系統功能,從而提高系統安全性。另外,該系統遵循標準系統所遵循的運行管理體系、標準規范體系和安全保障體系。
云平臺系統架構中,基礎層主要為系統功能實現所需要的系統軟件和硬件設備及其運行環境,涉及云服務器、IP地址資源、網絡設備以及一些安全設備等,是系統平臺架構的基礎;數據庫用于對檢測數據的儲存;數據層可實現對現有系統數據庫的資源整合利用,借助云端服務器,對數據模型進行定義,實現數據的采集、組織、存儲和管理;業務層通過設定固定的業務邏輯流程實現所需的系統功能,包含了系統需要的所有功能上的算法和計算過程,并可訪問數據層和與用戶層交互;用戶層又可稱為表現層,進行系統中各項功能的頁面展示,實現用戶與系統間的信息傳遞。
目前,云平臺按提供的資源模式差異分為基礎設施即服務模式 IaaS、平臺即服務模式PaaS和軟件即服務模式SaaS 3種類型。IaaS模式由外部公司提供基礎設施,用戶根據需求進行租用,但是應用軟件開發還需要自己完成。PaaS模式提供一套支持用戶獨立開發需求的支持軟件,用戶可在此基礎上直接應用。SaaS模式是直接提供給用戶的可以滿足其功能需求的軟件,通過移動網絡即可直接接入遠程服務器上的應用軟件。
3 城市軌道交通檢測數據管理系統方案設計
3.1 系統架構設計
根據云平臺系統構架,基于云平臺的城市軌道交通檢測數據管理系統選擇采用SaaS服務模式,利用云服務器提供數據管理、數據存儲和數據服務功能。同時,采用瀏覽器/服務器(B/S) 架構方式,應用程序以網頁的形式存放在Web服務器上,用戶只需將網址輸入到瀏覽器中進行搜索,即可打開相應的應用程序,避免系統的重復開發與部署,節約了軟硬件資源的投入,并且可以降低系統運維和升級的難度與成本。檢測數據管理系統云平臺架構如圖2所示。
3.2 系統功能設計
系統整體架構中的業務層即為滿足用戶實際需求而實現的業務系統功能,基于需求分析研究,確定系統功能主要包括基本功能、數據管理功能、數據智能分析功能和系統管理功能。系統功能架構設計如圖3所示。
3.2.1 基本功能
系統基本功能包括通知公告、檢測業務管理和報告報表。其中,通知公告是指發布檢測項目、檢測報告等相關通知公告,將重要信息第一時間告知用戶。檢測業務管理包括檢測項目信息管理、檢測類別管理、檢測標準管理、檢測樣品資料管理及檢測合作伙伴管理,主要是面向第三方檢測公司,為了方便其開展檢測業務和進行業務信息管理。報告報表是管理檢測項目報告,同時,可實現報告報表模板的定制,滿足客戶多樣化的檢測報告需求。