石 碩

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西西安 710043)

鐵路建設(shè)周期較長，在勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)等不同階段都會(huì)產(chǎn)生海量的測量數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)鐵路測量數(shù)據(jù)管理缺少對(duì)測量原始數(shù)據(jù)的規(guī)范化分類存儲(chǔ)和統(tǒng)一管理，原始數(shù)據(jù)分散在各個(gè)施測單位、項(xiàng)目部、測量小組，各自管理，形成了封閉的“信息孤島”[1-3]。

為了更好地管理和利用這些分散的原始測量數(shù)據(jù)，一些專家和學(xué)者進(jìn)行了多方面的研究和嘗試：陳煥然研發(fā)了基于B/S架構(gòu)的測量內(nèi)部管理系統(tǒng)，使用傳統(tǒng)的服務(wù)器存儲(chǔ)人員、財(cái)務(wù)、文件等信息[4]；石平等根據(jù)城市測繪院實(shí)際工作需求，建立測繪院信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)OA、MIS和檔案管理的系統(tǒng)集成[5]；劉曉云研究了測繪網(wǎng)絡(luò)成果發(fā)布服務(wù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)web端的數(shù)據(jù)傳輸[6]；劉芳探討了測繪工作內(nèi)外業(yè)一體化工作模式下對(duì)測量隊(duì)伍的改革和布局[7]；張申英研制了測量內(nèi)外業(yè)一體化工作PDA系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)協(xié)同辦公[8]。

綜上所述，基于B/S架構(gòu)開發(fā)的管理系統(tǒng)均使用傳統(tǒng)的服務(wù)器，其數(shù)據(jù)管理的效率和質(zhì)量均較低。因此，采用信息化手段，建立一個(gè)適用范圍廣、基于云服務(wù)技術(shù)的鐵路測量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)是十分有必要的。

1 云服務(wù)技術(shù)的研究和應(yīng)用

1.1 云服務(wù)器優(yōu)勢

通過市場調(diào)研，選擇阿里云作為云端平臺(tái)，相較于傳統(tǒng)服務(wù)器，云服務(wù)器具有如下優(yōu)勢，如表1所示。

由表1可知，云服務(wù)器具有動(dòng)態(tài)調(diào)配計(jì)算資源、部署敏捷、配置擴(kuò)展靈活、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，將系統(tǒng)部署到阿里云ECS服務(wù)器上，通過公網(wǎng)IP訪問，部署實(shí)例如圖1所示。

圖1 云服務(wù)器實(shí)例信息

1.2 云通信服務(wù)

傳統(tǒng)的測量管理系統(tǒng)缺乏對(duì)數(shù)據(jù)提交的響應(yīng)，技術(shù)人員無法第一時(shí)間獲取上傳的數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)處理延遲。

表1 傳統(tǒng)服務(wù)器和云服務(wù)器對(duì)比

為加強(qiáng)施測人員與技術(shù)管理人員之間的交流，將云消息服務(wù)與阿里云ECS服務(wù)器集成，借助云通信服務(wù)機(jī)制，通過短信及時(shí)通知相關(guān)人員，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)反饋。云消息服務(wù)的部署如圖2所示。將平臺(tái).NET SDK嵌入到系統(tǒng)代碼中，通過自定義短信主題和模板創(chuàng)建短信。

圖2 云通信短信服務(wù)配置

1.3 云安全保障

傳統(tǒng)的惡意程序檢測依賴于安裝在個(gè)人電腦上的威脅特征碼數(shù)據(jù)庫，每臺(tái)計(jì)算機(jī)只有在更新該數(shù)據(jù)庫后，才能對(duì)新的病毒進(jìn)行防護(hù)，這就對(duì)存儲(chǔ)在個(gè)人電腦上測量數(shù)據(jù)的安全性造成了巨大威脅。

云安全，即把所有計(jì)算機(jī)通過客戶端連接到云服務(wù)器，將所有病毒資料存儲(chǔ)在云端，與客戶端構(gòu)成聯(lián)合防御體系，通過網(wǎng)絡(luò)直接阻斷病毒和木馬的傳播，加快了對(duì)病毒的檢測和處理速度。將安全服務(wù)放在云中進(jìn)行，不僅增強(qiáng)了安全服務(wù)的更新處理能力，還減少了客戶機(jī)的計(jì)算成本[9-10]。

2 鐵路測量外業(yè)數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化

2.1 內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)共享管理模式

對(duì)于鐵路工程測量項(xiàng)目來說，最重要的是保證數(shù)據(jù)和成果的真實(shí)性、時(shí)效性、可靠性和安全性。

鐵路外業(yè)測量項(xiàng)目擁有大量的原始數(shù)據(jù)和文件，技術(shù)管理人員和施測隊(duì)伍間多通過電話或網(wǎng)絡(luò)郵件等方式進(jìn)行信息溝通和數(shù)據(jù)反饋，由于數(shù)據(jù)提交方式混亂，缺乏統(tǒng)一的管理模式，信息溝通的成本大、效率低、安全性差，易導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)的丟失。

針對(duì)當(dāng)前鐵路測量項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理存在的問題，提出基于內(nèi)外業(yè)一體化的數(shù)據(jù)管理模式，從測量數(shù)據(jù)的外業(yè)采集、存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)反饋等角度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理，以提高測量產(chǎn)品的質(zhì)量和管理效率。

內(nèi)外業(yè)一體化的數(shù)據(jù)管理模式(如圖3所示)可以理解為各個(gè)項(xiàng)目的施測單位將外業(yè)測量獲取的數(shù)據(jù)通過分類整合提交數(shù)據(jù)處理中心，由技術(shù)管理人員和數(shù)據(jù)處理人員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算、審核和反饋。通過建立鐵路測量外業(yè)數(shù)據(jù)管理與共享信息平臺(tái)，可以在技術(shù)管理部門和施測單位、小組之間搭建起一個(gè)橋梁和紐帶，提高數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)效率和管理質(zhì)量，使數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)嚴(yán)謹(jǐn)有序。

圖3 內(nèi)外業(yè)一體化協(xié)同辦公

2.2 規(guī)范化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

外業(yè)測量雖然工作繁雜，涉及的資料、數(shù)據(jù)種類眾多，但不同階段的測量工作各有其規(guī)律和特點(diǎn)，通過分析總結(jié)不同階段測量工作的內(nèi)容和特點(diǎn)，可規(guī)范測量數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容，建立分類體系：主要包括測量階段、項(xiàng)目、作業(yè)內(nèi)容、控制網(wǎng)類型、儀器類型、精度等級(jí)和數(shù)據(jù)類型等信息(如表2所示)。同時(shí)，規(guī)范了數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)方式，以項(xiàng)目為單位存儲(chǔ)測量原始數(shù)據(jù)，按照不同層級(jí)目錄進(jìn)行管理，以便于查詢分析。

2.3 規(guī)范化數(shù)據(jù)提交流程

規(guī)范數(shù)據(jù)提交流程是保證測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量和實(shí)效性的核心，可根據(jù)用戶的權(quán)限、分工和職能的不同來決定測量數(shù)據(jù)的傳遞路徑和內(nèi)容[11-13]。

表2 規(guī)范化測量數(shù)據(jù)內(nèi)容

規(guī)范化數(shù)據(jù)提交流程見圖4。

圖4 規(guī)范化數(shù)據(jù)提交流程

根據(jù)用戶的權(quán)限、職能判斷操作內(nèi)容，將數(shù)據(jù)上傳和下載以短信的形式發(fā)送給項(xiàng)目技術(shù)人員，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)反饋。規(guī)范化的數(shù)據(jù)提交保證了數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)有序，加強(qiáng)了對(duì)施測和技術(shù)管理人員的約束，為項(xiàng)目后期數(shù)據(jù)處理和項(xiàng)目驗(yàn)收奠定了基礎(chǔ)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)

該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，外業(yè)原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云ECS服務(wù)器，基本用戶信息、數(shù)據(jù)信息等存儲(chǔ)在MySQL數(shù)據(jù)庫中，主要用于鐵路測量外業(yè)項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)管理(記錄原始測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程原始測量數(shù)據(jù)上傳下載、存儲(chǔ)管理、查詢分析)。系統(tǒng)可保存數(shù)據(jù)的提交記錄，并允許相關(guān)人員下載，按照項(xiàng)目、勘測階段、承擔(dān)單位、段落、工作內(nèi)容進(jìn)行層級(jí)劃分，以便分類索引、統(tǒng)計(jì)、查詢；并可保留不同人員的操作日志、數(shù)據(jù)提交、檢查和整改的過程記錄，如圖5所示。

鐵路測量外業(yè)原始數(shù)據(jù)管理與共享信息系統(tǒng)是基于ASP.NET MVC技術(shù)、MySQL數(shù)據(jù)庫和阿里云ECS服務(wù)器平臺(tái)開發(fā)的云端數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。開發(fā)工具采用Microsoft Visual Studio.NET 2013，開發(fā)語言采用C#語言、HTML語言及JavaScript語言等。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和文件存儲(chǔ)

采用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)信息數(shù)據(jù)，主要包括與原始數(shù)據(jù)相關(guān)的單位、人員、施工日期、上傳日期、上傳IP、數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況等背景信息和文件描述信息。

圖5 系統(tǒng)架構(gòu)

通過遠(yuǎn)程連接登錄服務(wù)器，根據(jù)文件管理中各層級(jí)目錄的命名規(guī)則，將數(shù)據(jù)上傳至指定目錄下。為加快傳輸速度，數(shù)據(jù)以壓縮文件的形式存儲(chǔ)，如圖6所示。

系統(tǒng)功能和應(yīng)用如圖7所示。

4 結(jié)束語

(1)提出基于云服務(wù)的測量內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)共享管理模式，可提高數(shù)據(jù)處理和人員之間溝通的效率。以云服務(wù)為基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)部署，集成云消息技術(shù)

和云安全服務(wù)，不僅減少了后期服務(wù)器的維護(hù)，還可以根據(jù)數(shù)據(jù)量變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整及配置，擴(kuò)展靈活。

圖6 云服務(wù)器數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

圖7 系統(tǒng)功能

(2)制定了滿足生產(chǎn)應(yīng)用的通用鐵路測量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化的數(shù)據(jù)提交流程，保證了數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)有序。

(3)建立了鐵路測量外業(yè)原始數(shù)據(jù)管理與共享信息平臺(tái)，該平臺(tái)在實(shí)際生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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