蘇 偉,李 政
(甘肅省交通科學研究院集團有限公司 蘭州市 730000)
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為先進新型技術(shù)的典型代表與傳統(tǒng)交通行業(yè)間的有效滲透與融合,使資源合理分配,交通高效優(yōu)質(zhì)運行的新業(yè)態(tài)和新模式得到了快速發(fā)展,這對新時期建設高效、優(yōu)質(zhì)的公路工程項目有著重要意義[1]。在公路工程項目建設過程中,試驗檢測數(shù)據(jù)在項目建設過程中的每一道施工工序、每一個施工環(huán)節(jié)中都起著重要的數(shù)據(jù)支持和指導作用,使建設項目工程質(zhì)量能夠得到有效控制和保證。新型信息技術(shù)在公路工程建設項目中的推廣和應用,使社會公眾及各類相關(guān)行業(yè)對建設項目各類信息的需求也隨之增加,從大量數(shù)據(jù)中提取整合、統(tǒng)計各類有效信息,對不同目的的決策的重要性愈加增強,傳統(tǒng)的試驗檢測數(shù)據(jù)形式已無法滿足這種需求,體現(xiàn)在以下兩個方面[2]。一是公路工程建設項目中各類數(shù)據(jù)未形成持續(xù)積累的良好態(tài)勢,訪問數(shù)據(jù)能力不足,沒有對大數(shù)據(jù)資料和信息進行深入挖掘和應用;二是輔助決策信息涉及許多部門的數(shù)據(jù),而不同部門和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)難以有效集成,數(shù)據(jù)應用的效力無法得到體現(xiàn)。
另外,經(jīng)調(diào)查總結(jié)甘肅省各類建設項目中各施工單位過程檢測資料存在缺失、不規(guī)范、資料標準不統(tǒng)一等問題是較為普遍的現(xiàn)象,檢測過程缺乏最基本的信息化督促和管理手段,工作方式可改進,工作效率還有較大提升空間。項目建設中的各參與單位對各類數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析和共享應用不夠深入,未真正發(fā)揮新時期大數(shù)據(jù)對交通行業(yè)建設項目的指導作用。因此,就試驗檢測這一領(lǐng)域,甘肅省急需一套基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息化質(zhì)量管理及分析平臺,從源頭上、多方面做好質(zhì)量監(jiān)督和控制,為建設品質(zhì)公路工程項目提供技術(shù)保障。
試驗檢測信息化管理系統(tǒng)總體架構(gòu)設置如圖1所示。該試驗檢測信息化管理系統(tǒng)旨在以委托方與試驗檢測機構(gòu)溝通更為快捷為服務宗旨,以試驗檢測流程的信息化、規(guī)范化、標準化,節(jié)省試驗檢測成本,提高試驗檢測工作效率和用戶服務質(zhì)量為綜合目標進行設計,系統(tǒng)總體功能設計圍繞以上宗旨和目標進行[3]。
圖1 LIMS試驗檢測信息化管理系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖
該系統(tǒng)信息架構(gòu)從設備選擇、網(wǎng)絡基礎、應用系統(tǒng)和未來綜合應用角度進行了總體部署和規(guī)劃,進一步從大數(shù)據(jù)應用、一體化管理平臺和綜合應用展示等方向全面拓展打造更豐富、更智慧化的綜合信息化平臺,為試驗檢測業(yè)務管理和智慧決策提供更多依據(jù)和支撐[4]。試驗檢測信息化管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖如圖2所示。
圖2 試驗檢測信息化管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)示意圖
(1)表現(xiàn)層
表現(xiàn)層是完成系統(tǒng)平臺架構(gòu)的重要組成部分,操作者(包括試驗檢測業(yè)務委托方與試驗檢測機構(gòu))通過電腦、移動終端等遠程服務設備與因特網(wǎng)連接,需要利用瀏覽器或者專用軟件與整體系統(tǒng)實現(xiàn)信息交互。
(2)業(yè)務層
業(yè)務層一般作為系統(tǒng)的業(yè)務邏輯層,可以完成數(shù)據(jù)的編輯、文件和信息的傳送等相應的工作,及時對用戶的需求進行相應的處理。
(3)平臺層
平臺層是整個管理系統(tǒng)的核心。一般來講,用戶在因特網(wǎng)上傳送數(shù)據(jù)后,系統(tǒng)會自動將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給平臺數(shù)據(jù)庫,使數(shù)據(jù)存儲效率大幅提升,可以實現(xiàn)最終的需求展現(xiàn)。
表現(xiàn)層、平臺層與業(yè)務層之間的工作相互獨立、互不干擾,當其中一層工作出現(xiàn)問題時,不會影響到其他兩層的正常使用,正是通過這種架構(gòu)設置,使得系統(tǒng)能夠極大程度地完成相應功能的擴展[5]。同時,通過三層架構(gòu)設計使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更清晰,分工更明確,方便系統(tǒng)日常運營維護和升級。
(1)SASS:SASS是一種層疊樣式的表語言。CSS通過 SASS 這種預編譯彌補了其編程能力弱的缺陷。
(2) Vue.js:Vue.js是一套自底向上增量開發(fā)的漸進式框架。Vue非常容易與其它庫或已有項目整合,適用于絕大部分開發(fā)環(huán)境。
(3)Element UI:Element UI是一套基于Vue的桌面端組件庫。具有遵循用戶習慣的語言與概念、反饋明顯、效率高、可控性強等優(yōu)點。
(1)微服務:微服務是將一個大型的單個應用程序和服務拆分為數(shù)十個的服務。系統(tǒng)中的各個服務可獨立運行。服務采用HTTP通信,并保持最低限度的集中式管理。
(2)Spring:Spring是一個開源框架,目標是全方位簡化 java 開發(fā),減少組件間的依賴性,實現(xiàn)高聚合、低耦合的目標,已經(jīng)是事實上的java開發(fā)基礎框架。
(3)Spring boot:Spring boot框架使用了特定的方式“約定勝于配置”來進行配置,提供大量的starter,滿足開發(fā)人員對樣板化配置的需求。
(4)Spring cloud:Spring Cloud簡化了分布式應用系統(tǒng)基礎的開發(fā),是開源最常用的微服務框架,有快速開發(fā),持續(xù)交付,容易部署等優(yōu)點。
(5)Jfinal ActiveRecord:Jfinal ActiveRecord是Java語言應用的web開發(fā)框架,在擁有Java語言所有優(yōu)勢的同時擁有ruby、python等動態(tài)語言的開發(fā)效率。
(6)Activiti:Activiti基于BMPN流程自定義,能夠快速實現(xiàn)業(yè)務流程的自定義。
(7)Drools:Drools是一個基于BRMS的業(yè)務規(guī)則管理系統(tǒng),全方面的規(guī)則引擎運行時支持決策模型符號。
(8)Redis:Redis是一個內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),并提供多種語言的API。
(9)Apache Shiro:Apache Shiro利用Shiro易于理解的接口開發(fā),可以快速容易地構(gòu)建安全的應用程序。支持移動端應用、企業(yè)級應用。
試驗檢測信息化管理系統(tǒng)主要是要實現(xiàn)試驗檢測流程跟蹤服務、試驗檢測關(guān)鍵環(huán)節(jié)可追溯性視頻監(jiān)控,試驗檢測原始記錄電子化應用以及日常試驗檢測信息化管理,并為建立適合項目試驗檢測工作開展和信息化管理的動態(tài)數(shù)據(jù)倉庫服務。試驗檢測信息化管理系統(tǒng)各個功能結(jié)構(gòu)如圖3所示,包括網(wǎng)上業(yè)務受理、試驗室業(yè)務應用系統(tǒng)和移動應用等方面。
圖3 試驗檢測信息化管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分解
試驗檢測信息化管理系統(tǒng)應用環(huán)境的搭建,用到Hadoop、Zookeeper管理、Hbase、Hive、CentOS系統(tǒng)等主要技術(shù)和網(wǎng)絡工具[6]。
系統(tǒng)應用程序以及數(shù)據(jù)的輸入依賴于windows系統(tǒng)實現(xiàn),該系統(tǒng)是一種成熟且應用比較廣泛的操作系統(tǒng)。
結(jié)合某實驗室的用戶情況及表1數(shù)據(jù),現(xiàn)對系統(tǒng)服務器CPU性能、存儲設備容量和帶寬的計算過程做進一步詳細描述。
表1 試驗檢測管理系統(tǒng)服務器運行參數(shù)估算匯總表
(1)用戶忙時峰值使用業(yè)務=總用戶數(shù)×單用戶每月平均登錄數(shù)×忙日集中系數(shù)×忙時集中系數(shù)=200×200×0.2×0.2=1600次/h。
(2)管理員忙時峰值使用業(yè)務=總管理員數(shù)×單用戶每月平均登錄數(shù)×忙日集中系數(shù)×忙時集中系數(shù)=20×30×0.2×0.2=24次/h。
(3)應用系統(tǒng)服務器CPU性能,此處使用TPCC標準來判斷處理能力。
①用戶應用服務器TPCC=用戶峰值業(yè)務×操作次數(shù)/60min×每次操作使用通信數(shù)/冗余=(1600×20/60×5)/(1-30%)=3810tpmC。
②管理服務TPCC=管理員峰值業(yè)務×操作次數(shù)/60min×每次操作使用通信數(shù)/冗余=(24×5/60×5)/(1-30%)=14tpmC。
③應用服務器要求TPCC=3810+14=3824tpmC
(4)數(shù)據(jù)庫服務器CPU性能:
①用戶應用服務器TPCC=用戶峰值業(yè)務×操作次數(shù)/60min×每次操作使用通信數(shù)/冗余=(1600×20/60×2)/(1-30%)=1524tpmC。
②管理服務TPCC=用戶峰值業(yè)務×操作次數(shù)/60min×每次操作使用通信數(shù)/冗余=(24×5/60×2)/(1-30%)=6tpmC。
③數(shù)據(jù)庫服務器要求TPCC=1524+6=1530tpmC。
(5)存儲設備:
①數(shù)據(jù)倉庫訪問日志:每次登錄操作次數(shù)×每次操作數(shù)據(jù)庫命令次數(shù)×單次操作日志大小×每月用戶登錄次數(shù)×用戶總數(shù)×12月=20×8×5(K)×200×200×12=366(G)/a。
②數(shù)據(jù)倉庫附件存儲:單項最大20M,預計一年附件數(shù)量10000~20000,則存儲量最大約為20(M)×20000=390G/a。
(6)帶寬:
①應用服務器:用戶業(yè)務峰值×每次操作次數(shù)/3600s×每次操作發(fā)送數(shù)據(jù)大小×單位轉(zhuǎn)換=1600×20/3600×60K×8bit=4Mbps。
②數(shù)據(jù)庫服務器:用戶業(yè)務峰值×每次操作次數(shù)/3600s×每次操作發(fā)送數(shù)據(jù)大小×單位轉(zhuǎn)換=1600×20/3600×20K×8bit=1.5Mbps。
以上數(shù)據(jù)可作為系統(tǒng)應用的初步參考數(shù)據(jù)。
對一種試驗檢測信息化管理系統(tǒng)及平臺的總體架構(gòu)、功能組成設計進行了描述,并對其中存在的主要技術(shù)進行了詳細介紹,接著對系統(tǒng)運行的網(wǎng)絡資源需求指標進行了計算,實現(xiàn)對系統(tǒng)各類服務器性能、系統(tǒng)存儲容量和帶寬信息等指標進行了定量,體現(xiàn)出本系統(tǒng)在試驗檢測信息化管理方面的應用價值和服務優(yōu)勢。