石 碩

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西西安 710043)

鐵路建設周期較長，在勘察設計、施工、運營維護等不同階段都會產生海量的測量數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)鐵路測量數(shù)據(jù)管理缺少對測量原始數(shù)據(jù)的規(guī)范化分類存儲和統(tǒng)一管理，原始數(shù)據(jù)分散在各個施測單位、項目部、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)，一些專家和學者進行了多方面的研究和嘗試：陳煥然研發(fā)了基于B/S架構的測量內部管理系統(tǒng)，使用傳統(tǒng)的服務器存儲人員、財務、文件等信息[4]；石平等根據(jù)城市測繪院實際工作需求，建立測繪院信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對OA、MIS和檔案管理的系統(tǒng)集成[5]；劉曉云研究了測繪網(wǎng)絡成果發(fā)布服務系統(tǒng)，可實現(xiàn)web端的數(shù)據(jù)傳輸[6]；劉芳探討了測繪工作內外業(yè)一體化工作模式下對測量隊伍的改革和布局[7]；張申英研制了測量內外業(yè)一體化工作PDA系統(tǒng)，初步實現(xiàn)了內外業(yè)協(xié)同辦公[8]。

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

1 云服務技術的研究和應用

1.1 云服務器優(yōu)勢

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

由表1可知，云服務器具有動態(tài)調配計算資源、部署敏捷、配置擴展靈活、維護成本低等特點，將系統(tǒng)部署到阿里云ECS服務器上，通過公網(wǎng)IP訪問，部署實例如圖1所示。

圖1 云服務器實例信息

1.2 云通信服務

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

表1 傳統(tǒng)服務器和云服務器對比

為加強施測人員與技術管理人員之間的交流，將云消息服務與阿里云ECS服務器集成，借助云通信服務機制，通過短信及時通知相關人員，保證數(shù)據(jù)的及時反饋。云消息服務的部署如圖2所示。將平臺.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人電腦上的威脅特征碼數(shù)據(jù)庫，每臺計算機只有在更新該數(shù)據(jù)庫后，才能對新的病毒進行防護，這就對存儲在個人電腦上測量數(shù)據(jù)的安全性造成了巨大威脅。

云安全，即把所有計算機通過客戶端連接到云服務器，將所有病毒資料存儲在云端，與客戶端構成聯(lián)合防御體系，通過網(wǎng)絡直接阻斷病毒和木馬的傳播，加快了對病毒的檢測和處理速度。將安全服務放在云中進行，不僅增強了安全服務的更新處理能力，還減少了客戶機的計算成本[9-10]。

2 鐵路測量外業(yè)數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化

2.1 內外業(yè)一體化數(shù)據(jù)共享管理模式

對于鐵路工程測量項目來說，最重要的是保證數(shù)據(jù)和成果的真實性、時效性、可靠性和安全性。

鐵路外業(yè)測量項目擁有大量的原始數(shù)據(jù)和文件，技術管理人員和施測隊伍間多通過電話或網(wǎng)絡郵件等方式進行信息溝通和數(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，易導致原始數(shù)據(jù)的丟失。

針對當前鐵路測量項目數(shù)據(jù)管理存在的問題，提出基于內外業(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、存儲管理、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)反饋等角度進行標準化的數(shù)據(jù)管理，以提高測量產品的質量和管理效率。

內外業(yè)一體化的數(shù)據(jù)管理模式(如圖3所示)可以理解為各個項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，由技術管理人員和數(shù)據(jù)處理人員負責數(shù)據(jù)的計算、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，可以在技術管理部門和施測單位、小組之間搭建起一個橋梁和紐帶，提高數(shù)據(jù)流轉效率和管理質量，使數(shù)據(jù)流轉嚴謹有序。

圖3 內外業(yè)一體化協(xié)同辦公

2.2 規(guī)范化數(shù)據(jù)存儲

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，通過分析總結不同階段測量工作的內容和特點，可規(guī)范測量數(shù)據(jù)的基本內容，建立分類體系：主要包括測量階段、項目、作業(yè)內容、控制網(wǎng)類型、儀器類型、精度等級和數(shù)據(jù)類型等信息(如表2所示)。同時，規(guī)范了數(shù)據(jù)文件存儲方式，以項目為單位存儲測量原始數(shù)據(jù)，按照不同層級目錄進行管理，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)的質量和實效性的核心，可根據(jù)用戶的權限、分工和職能的不同來決定測量數(shù)據(jù)的傳遞路徑和內容[11-13]。

表2 規(guī)范化測量數(shù)據(jù)內容

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)用戶的權限、職能判斷操作內容，將數(shù)據(jù)上傳和下載以短信的形式發(fā)送給項目技術人員，保證數(shù)據(jù)的及時反饋。規(guī)范化的數(shù)據(jù)提交保證了數(shù)據(jù)流轉有序，加強了對施測和技術管理人員的約束，為項目后期數(shù)據(jù)處理和項目驗收奠定了基礎。

3 系統(tǒng)設計和應用

3.1 系統(tǒng)架構和實現(xiàn)技術

該系統(tǒng)采用B/S架構設計，外業(yè)原始數(shù)據(jù)存儲在云ECS服務器，基本用戶信息、數(shù)據(jù)信息等存儲在MySQL數(shù)據(jù)庫中，主要用于鐵路測量外業(yè)項目原始數(shù)據(jù)管理(記錄原始測量數(shù)據(jù)，進行遠程原始測量數(shù)據(jù)上傳下載、存儲管理、查詢分析)。系統(tǒng)可保存數(shù)據(jù)的提交記錄，并允許相關人員下載，按照項目、勘測階段、承擔單位、段落、工作內容進行層級劃分，以便分類索引、統(tǒng)計、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、MySQL數(shù)據(jù)庫和阿里云ECS服務器平臺開發(fā)的云端數(shù)據(jù)管理平臺。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)庫設計和文件存儲

采用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲信息數(shù)據(jù)，主要包括與原始數(shù)據(jù)相關的單位、人員、施工日期、上傳日期、上傳IP、數(shù)據(jù)內容、質量、狀況等背景信息和文件描述信息。

圖5 系統(tǒng)架構

通過遠程連接登錄服務器，根據(jù)文件管理中各層級目錄的命名規(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，如圖6所示。

系統(tǒng)功能和應用如圖7所示。

4 結束語

(1)提出基于云服務的測量內外業(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。以云服務為基礎平臺進行系統(tǒng)部署，集成云消息技術

和云安全服務，不僅減少了后期服務器的維護，還可以根據(jù)數(shù)據(jù)量變化進行動態(tài)調整及配置，擴展靈活。

圖6 云服務器數(shù)據(jù)的存儲

圖7 系統(tǒng)功能

(2)制定了滿足生產應用的通用鐵路測量數(shù)據(jù)存儲規(guī)范標準和規(guī)范化的數(shù)據(jù)提交流程，保證了數(shù)據(jù)流轉有序。

(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，該平臺在實際生產中具有一定的應用價值。

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