基于云服務器的鐵路測量外業原始數據管理系統

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據。傳統鐵路測量數據管理缺少對測量原始數據的規范化分類存儲和統一管理，原始數據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據，一些專家和學者進行了多方面的研究和嘗試：陳煥然研發了基于B/S架構的測量內部管理系統，使用傳統的服務器存儲人員、財務、文件等信息[4]；石平等根據城市測繪院實際工作需求，建立測繪院信息化管理系統，實現對OA、MIS和檔案管理的系統集成[5]；劉曉云研究了測繪網絡成果發布服務系統，可實現web端的數據傳輸[6]；劉芳探討了測繪工作內外業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一體化工作PDA系統，初步實現了內外業協同辦公[8]。

綜上所述，基于B/S架構開發的管理系統均使用傳統的服務器，其數據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據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 云服務器優勢

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

由表1可知，云服務器具有動態調配計算資源、部署敏捷、配置擴展靈活、維護成本低等特點，將系統部署到阿里云ECS服務器上，通過公網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

傳統的測量管理系統缺乏對數據提交的響應，技術人員無法第一時間獲取上傳的數據，造成數據處理延遲。

表1 傳統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，保證數據的及時反饋。云消息服務的部署如圖2所示。將平臺.NET SDK嵌入到系統代碼中，通過自定義短信主題和模板創建短信。

圖2 云通信短信服務配置

1.3 云安全保障

傳統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據庫，每臺計算機只有在更新該數據庫后，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據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，與客戶端構成聯合防御體系，通過網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 鐵路測量外業數據管理的規范化

2.1 內外業一體化數據共享管理模式

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

鐵路外業測量項目擁有大量的原始數據和文件，技術管理人員和施測隊伍間多通過電話或網絡郵件等方式進行信息溝通和數據反饋，由于數據提交方式混亂，缺乏統一的管理模式，信息溝通的成本大、效率低、安全性差，易導致原始數據的丟失。

針對當前鐵路測量項目數據管理存在的問題，提出基于內外業一體化的數據管理模式，從測量數據的外業采集、存儲管理、數據上傳、數據反饋等角度進行標準化的數據管理，以提高測量產品的質量和管理效率。

內外業一體化的數據管理模式(如圖3所示)可以理解為各個項目的施測單位將外業測量獲取的數據通過分類整合提交數據處理中心，由技術管理人員和數據處理人員負責數據的計算、審核和反饋。通過建立鐵路測量外業數據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，提高數據流轉效率和管理質量，使數據流轉嚴謹有序。

圖3 內外業一體化協同辦公

2.2 規范化數據存儲

外業測量雖然工作繁雜，涉及的資料、數據種類眾多，但不同階段的測量工作各有其規律和特點，通過分析總結不同階段測量工作的內容和特點，可規范測量數據的基本內容，建立分類體系：主要包括測量階段、項目、作業內容、控制網類型、儀器類型、精度等級和數據類型等信息(如表2所示)。同時，規范了數據文件存儲方式，以項目為單位存儲測量原始數據，按照不同層級目錄進行管理，以便于查詢分析。

2.3 規范化數據提交流程

規范數據提交流程是保證測量數據的質量和實效性的核心，可根據用戶的權限、分工和職能的不同來決定測量數據的傳遞路徑和內容[11-13]。

表2 規范化測量數據內容

規范化數據提交流程見圖4。

圖4 規范化數據提交流程

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

3 系統設計和應用

3.1 系統架構和實現技術

該系統采用B/S架構設計，外業原始數據存儲在云ECS服務器，基本用戶信息、數據信息等存儲在MySQL數據庫中，主要用于鐵路測量外業項目原始數據管理(記錄原始測量數據，進行遠程原始測量數據上傳下載、存儲管理、查詢分析)。系統可保存數據的提交記錄，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、統計、查詢；并可保留不同人員的操作日志、數據提交、檢查和整改的過程記錄，如圖5所示。

鐵路測量外業原始數據管理與共享信息系統是基于ASP.NET MVC技術、MySQL數據庫和阿里云ECS服務器平臺開發的云端數據管理平臺。開發工具采用Microsoft Visual Studio.NET 2013，開發語言采用C#語言、HTML語言及JavaScript語言等。

3.2 數據庫設計和文件存儲

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

圖5 系統架構

通過遠程連接登錄服務器，根據文件管理中各層級目錄的命名規則，將數據上傳至指定目錄下。為加快傳輸速度，數據以壓縮文件的形式存儲，如圖6所示。

系統功能和應用如圖7所示。

4 結束語

(1)提出基于云服務的測量內外業一體化數據共享管理模式，可提高數據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，還可以根據數據量變化進行動態調整及配置，擴展靈活。

圖6 云服務器數據的存儲

圖7 系統功能

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

(3)建立了鐵路測量外業原始數據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。

[1] 吉章偉.鐵路建設工程項目管理綜合數據平臺研究[D].北京：北京交通大學，2006

[2] 魏來.移動測量系統在城市綠化管理系統建設中的應用[D].長春：吉林大學，2014

[3] 張強.遠程測量管理系統的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2012

[4] 陳煥然.測量工作內部管理系統的設計與開發[J].測繪通報，2014(S2):274-277

[5] 石平，申勇智.測繪院信息化管理系統的設計與實現[J].城市勘測，2014(1):42-46

[6] 劉曉云.談測繪成果網絡分發服務系統[J].測繪通報，2010(1):57-58

[7] 劉芳.測繪內外業一體化及相關問題研究[J].測繪與空間地理信息，2012，35(8):232-234

[8] 張坤英.基于掌上電腦的測量作業內外業一體化系統設計[D].武漢：武漢大學，2003

[9] 吳吉義，傅建慶，平玲娣，等.一種對等結構的云存儲系統研究[J].電子學報，2011，38(5):1100-1107

[10] 俞能海，郝卓，徐甲甲，等.云安全研究進展綜述[J].電子學報，2013，41(2):371-381

[11] 李中海.鐵路建設項目管理數據規范及數據平臺研究[D].北京：北京交通大學，2009

[12] 劉華.從高速鐵路工程測量標準看鐵路工程測量技術的進步[J].鐵道經濟研究，2010(3):25-28,33

[13] 盧春房.鐵路建設項目開工標準化實踐與創新[J].鐵道工程學報，2016，33(8):1-7