基于云計(jì)算的燃?xì)夤芫W(wǎng)服務(wù)平臺建設(shè)研究

王敏 丁娜娜

摘 要：燃?xì)夤芫W(wǎng)作為智慧城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施組成部分，對維護(hù)城市的正常生產(chǎn)生活，促進(jìn)社會發(fā)展具有重要意義。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間信息等技術(shù)發(fā)展，燃?xì)夤芫W(wǎng)云服務(wù)平臺是智慧城市應(yīng)用場景中的一個(gè)重要領(lǐng)域，需要在燃?xì)馄髽I(yè)已有的信息化建設(shè)基礎(chǔ)上，融合新興技術(shù)不斷改善系統(tǒng)環(huán)境和功能。本文介紹了一種燃?xì)夤芫W(wǎng)云服務(wù)平臺框架，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、平臺層和應(yīng)用層。經(jīng)測試表明，該平臺運(yùn)行正常、可有效管理城市燃?xì)夤芫W(wǎng)。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤芫W(wǎng)；云計(jì)算；服務(wù)平臺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.140

隨著智慧城市建設(shè)的不斷深入，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等新技術(shù)加快建設(shè)智能化基礎(chǔ)設(shè)施已成必然。燃?xì)夤芫W(wǎng)作為智慧城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施組成部分，對維護(hù)城市的正常生產(chǎn)生活，促進(jìn)社會發(fā)展具有重要意義[1]。當(dāng)前，盡管多數(shù)燃?xì)馄髽I(yè)已加強(qiáng)了自身信息化的建設(shè)，尤其是燃?xì)獾乩硇畔⑾到y(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)庹{(diào)度、管網(wǎng)預(yù)警、爆管分析與應(yīng)急處置、勘察設(shè)計(jì)等，但隨著城市的擴(kuò)張，燃?xì)獾叵鹿芫W(wǎng)體系將越來越龐大，當(dāng)前所建管理系統(tǒng)已不能滿足應(yīng)用需求。為此，需結(jié)合當(dāng)前云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間信息等技術(shù)不斷改善系統(tǒng)環(huán)境和功能，適應(yīng)燃?xì)夤芫W(wǎng)智慧化管理需求，本文提出了一種基于云計(jì)算的燃?xì)夤芫W(wǎng)服務(wù)平臺技術(shù)方案。

1 燃?xì)夤芫W(wǎng)云服務(wù)平臺框架

燃?xì)夤芫W(wǎng)云服務(wù)平臺綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，為智慧城市燃?xì)夤芫€綜合管理和信息服務(wù)提供完整的應(yīng)用解決方案。整個(gè)系統(tǒng)總體框架可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、平臺層和應(yīng)用層五個(gè)層次[2]，如圖1所示。

2 感知層

感知層由各種類型傳感器、標(biāo)識器、探測裝置和智能終端組成，可實(shí)時(shí)＼實(shí)地獲得地下燃?xì)夤芫€的各種相關(guān)信息，包括地理坐標(biāo)、埋設(shè)深度等空間信息位置、尺寸規(guī)格、材質(zhì)、傳輸物質(zhì)、傳輸狀態(tài)、廠家信息、纜溝類型、大小等。在新建管線和進(jìn)行老舊管線的更新改造時(shí)，采用管線智能傳感器、標(biāo)識裝置的同步埋設(shè)，將電子標(biāo)識器與管線行蹤標(biāo)識帶綁定密封，同步埋設(shè)在地下管線上方30-70cm位置。管線智能傳感器、標(biāo)識裝置的主要功能應(yīng)能實(shí)時(shí)收集管線運(yùn)行中的工作狀態(tài)信息、管線的空間位置及自身屬性信息，并應(yīng)能夠主動或被動提供給網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。

3 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要通過無線通信網(wǎng)絡(luò)、無線射頻識別RFID、藍(lán)牙、互聯(lián)網(wǎng)等通訊手段，將感知層獲得的地下管線相關(guān)數(shù)據(jù)由現(xiàn)場實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)平臺數(shù)據(jù)層。

4 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是燃?xì)獾叵鹿芫€數(shù)據(jù)中心，是綜合服務(wù)平臺的基石，缺乏完整準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，難以開展各類數(shù)據(jù)分析、挖掘和專題建模，并為各類應(yīng)用提供服務(wù)，通過云計(jì)算技術(shù)優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和管理，使數(shù)據(jù)層組成DaaS（數(shù)據(jù)即服務(wù)）。地下管線數(shù)據(jù)主要包括感知層獲取的地下管線綜合性數(shù)據(jù)，以及從城市規(guī)劃、建設(shè)、管理部門獲取的相關(guān)管線專題數(shù)據(jù)，如地下管線空間數(shù)據(jù)（地理位置、深度）、城市地理空間數(shù)據(jù)（矢量、遙感GIS）、電纜屬性數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)層采用商業(yè)數(shù)據(jù)庫作為關(guān)系或空間數(shù)據(jù)存儲，采用企業(yè)級GIS軟件進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的管理。

5 平臺層

平臺層主要由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)交換分發(fā)、管網(wǎng)建模分析、可視化監(jiān)控、業(yè)務(wù)辦理和系統(tǒng)維護(hù)等子系統(tǒng)模塊組成，采用服務(wù)-組件定制-服務(wù)的模式，組成PaaS（平臺即服務(wù)）。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊主要提供服務(wù)平臺的內(nèi)部信息通道，將各子功能服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)通，并提供燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)動態(tài)更新、數(shù)據(jù)維護(hù)請求、數(shù)據(jù)庫和圖形瀏覽查詢分析服務(wù)功能；數(shù)據(jù)交換分發(fā)模塊通過開放數(shù)據(jù)接口適配器，獲取政府部分及各專業(yè)管線權(quán)屬單位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，如電力電纜、電信光纜、燃?xì)夤芫€管理系統(tǒng)等；管網(wǎng)建模分析模塊，基于GIS提供以管線應(yīng)用為中心的面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)模型建立與維護(hù)，為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可視化及應(yīng)用層提供管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析；可視化監(jiān)控模塊利用空間信息技術(shù)，集成三維地理信息，實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)信息實(shí)時(shí)運(yùn)行的三維可視；業(yè)務(wù)辦理模塊主要提供建設(shè)規(guī)劃項(xiàng)目申請受理相關(guān)工作流服務(wù)；系統(tǒng)維護(hù)模塊主要提供用戶認(rèn)證授權(quán)、安全管理功能。

6 應(yīng)用層

應(yīng)用層是基于燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)中心和綜合信息服務(wù)平臺之上，圍繞用戶角色的需求應(yīng)用，以SaaS（軟件及服務(wù)）的方式表現(xiàn)出來，開展面向政府管理部門、權(quán)屬單位的管線業(yè)務(wù)和授權(quán)建設(shè)施工單位人員的綜合應(yīng)用。可提供二維、三維單獨(dú)或同步立體管線圖展示和對比分析；通過系統(tǒng)監(jiān)控還可監(jiān)測管線泄漏、滲透、爆管，甚至可以根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速，自動顯示管線事故影響范圍、預(yù)警人員疏散等，為相關(guān)單位、部門提供輔助決策、預(yù)警分析；通過大數(shù)據(jù)分析，還可提供管線維護(hù)保養(yǎng)、管線路徑優(yōu)化等應(yīng)用。

7 結(jié)束語

本文提出了一種基于云計(jì)算技術(shù)的燃?xì)夤芫W(wǎng)服務(wù)平臺技術(shù)方案，該方案綜合運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，為智慧城市信息化建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]褚永彬，余林，余小平，曾鄭剛，田進(jìn).燃?xì)夤芫W(wǎng)全生命周期管理GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息，2018，41（08）：1-3+7.

[2]顧登生.基于GIS的綜合管線信息云平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].軟件產(chǎn)業(yè)與工程，2016（05）：23-26+13.

作者簡介：王敏（1982-），女，山東淄博人，本科，工程師，研究方向：工程設(shè)計(jì)。