水利地理信息云平台

水利地理信息云平台（精选12篇）

水利地理信息云平台 篇1

0 引言

水利信息化是水利现代化的基础和标志之一, 水利地理信息服务平台是水利信息化的基础平台, 也是国家空间基础设施框架的重要组成部分。水利信息化主要包括:防汛防旱指挥、水情测报、水资源管理、防汛会商、办公自动化、信息服务等系统建设, 实现信息技术为水利建设和管理服务[1]。江苏省地处平原河网地区, 河湖众多, 水网密布, 但水资源时空分布不均衡, 江苏水利以南水北调、江水东引、引江济太3 大工程为重点, 建设了一大批水利工程, 实现了长江、淮河、沂沭泗3 大流域水源互调互济。江苏水利历来重视水利信息化建设, 很早就开始投入防汛防旱指挥、水资源管理、重点工程自动监控等业务系统的建设, 水利专网已覆盖省、市、县三级水利部门, 水利信息化在水利现代化建设中发挥了重要作用。水利信息兼具空间性和时间性特征, 是一种典型的地理空间数据。2009 年8 月, 江苏省水利厅提出江苏省水利地理信息系统是数字水利、现代水利的基础设施, 是现代水利业务应用和社会公众服务的基础平台, 是水利信息化进程的一项标志性工程[2]。目前, 江苏省水利地理信息系统一期工程已顺利完成, 制定了江苏省水利地理信息分类与编码、采集、信息共享等标准, 初步建成了基于全省1∶10 000 基础地理信息数据和最新影像资料的省级水利地理信息数据库, 开发了水利地理空间信息数据发布及管理系统, 开展了地理信息数据维护、服务管理和信息发布等工作, 为建设全省信息共享、标准统一、服务方式规范的水利地理信息系统提供了技术保障和基础框架。

2010—2012 年, 国务院开展了第一次全国水利普查工作。对江河湖泊、水利工程、经济社会用水、河湖开发治理保护、水土保持、水利行业能力建设等对象进行了全面的调查[3]。江苏省已经完成了第一次水利普查任务, 初步集成了全省水利地理信息, 涵盖河湖基本情况、水利工程、地下水取水井、灌区、经济社会用水、河湖开发治理保护、水土保持、行业能力8 大专题。如何扩大水利普查数据应用范围, 整合各个业务系统, 更有效地发挥省级水利信息资源, 在省、市、县三级水利部门实现统一的门户入口、身份认证、应用平台、数据标准、数字地图, 以解决市县水利信息化重复建设、资金浪费等问题, 即成为江苏省水利地理信息服务平台二期工程的关键。云计算作为新兴信息技术, 提供了一种解决此类问题的新技术思想。下面结合江苏省水利地理信息服务平台建设, 初步分析云计算在水利地理信息服务平台中的应用。

1 云计算与云GIS

1.1 云计算

网络时代的信息和数据呈现爆炸式增长, 海量数据、大规模并发请求客观上需要不断加大软硬件投入, 更提高了后期的运维成本。John Mc Carthy在1960 年指出, 计算迟早会变成一种公用基础设施, 即计算能力可以作为一种商品进行流通, 就像煤气、水电一样, 取用方便, 费用低廉[4]。2006 年, 谷歌公司首次提出云计算的概念。根据美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的定义, 云计算是一种利用互联网实现随时、随地、按需、便捷地访问共享资源池 (如计算设施、存储设备、应用程序等) 的计算模式。计算机资源服务化是云计算重要的表现形式, 它为用户屏蔽了数据中心管理、大规模数据处理、应用程序部署等问题。通过云计算, 用户可以根据业务负载快速申请或释放资源, 并以按需支付的方式对所使用的资源付费, 在提高服务质量的同时降低运维成本[5]。

云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等技术发展融合的产物, 被认为是信息产业的又一次革命, 一经提出便得到各界的广泛关注。谷歌、微软、亚马逊等信息产业领导者和斯坦福大学等科研机构, 合作开展了大量的研究工作, 英美等国已将其列为国家战略[6]。2012 年, 国务院批复了《中国云科技发展“十二五”专项规划》, 明确把云计算列为重点发展的国家级战略性产业。云计算具有以下4 个显著特点:1) 云计算能够提供最可靠、安全的数据存储中心;2) 云计算对客户端的硬件设备配置要求较低, 软件使用服务方便;3) 云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享服务;4) 云计算为今后使用网络数据提供了几乎无限多的可能, 扩展潜力巨大[7]。云计算的概念提出以来, 即得到水利行业的重视。目前, 在水利模型计算、流域洪水预报、云服务平台搭建等方面有较多的应用与探讨。

从已发表的文献资料看, 云计算在水利信息化方面已经有较多应用, 中国水利学会2013 年论文集中关于水利信息化方面的文章大约有1/5 与云技术有关, 但提供水利地理信息云服务还未见报道[8]。

1.2 云GIS

云GIS是利用云基础设施获得大规模计算能力, 解决GIS中海量空间数据的分布式存储、处理任务划分、查询检索、互操作和虚拟化等关键性科学问题, 提高GIS数据处理与管理能力, 为计算和数据密集型的各类GIS服务提供高性能处理的技术[9]。云GIS除了利用基础设施即服务 (Iaa S) 、平台即服务 (Paa S) 、软件即服务 (Saa S) 等云技术服务外, 由于地理空间数据的独特性, 还以数据即服务 (Daa S) 的形式为用户提供空间信息应用[10,11]。

云GIS的服务模式有根本性的转变, 具体体现如下:

1) GIS的传统建设模式是每建立1 项业务系统, 就需要1 套GIS软件加空间地理数据库。云GIS建立在统一平台之上, 只要同一套GIS软件提供同一个数据库中的地理空间信息给各个业务系统, 可解决数据多源异构、业务无法协同的问题。

2) 云GIS将地理信息行业由提供产品转为提供服务, 个性化的专题制图将更为容易方便, 将使GIS用户和应用范围得到极大的扩展。

3) 集中管理地理空间数据资源。云GIS平台建设方的技术和资金实力都非常雄厚, 可为整个系统或行业提供基础设施、平台、数据和应用服务, 从而达到资源的有效控制和合理使用, 特别适合于我国目前的行业管理体制。

云GIS有3 种建设模式:公有云、私有云和混合云GIS。公有云GIS是开放的、所有用户共同使用的云环境, 业务功能以服务的方式, 通过互联网提供给用户, 如ESRI的Arc GIS Online、超图地理信息云服务平台等;私有云GIS由某个组织独立构建和使用, 通过局域网为企业内部用户提供服务, 私有云的所有者不与其他企业或组织共享任何资源;混合云GIS整合了公有云与私有云GIS所提供服务的云环境, 用户根据自身因素和业务需求选择合适的整合方式, 制订使用混合云的规则和策略[12,13]。根据水利部门的业务特点和数据要求, 江苏省水利地理信息服务平台先以私有云GIS模式建设, 随着应用需求的增加, 向混合云发展, 充分利用公共资源。

2 云GIS平台架构与关键技术

2.1 平台总体架构

江苏省水利地理信息服务平台旨在为全省各级水利部门提供信息的采集、存储、处理、提取、交换和应用等方面的服务, 这就要求平台运行在江苏省水利信息专网上。江苏省水利信息专网是省、市、县三级四层次广域网, 省厅广域网的节点连接13 个市水利局、13 个市水文局、9 个厅直属管理处。江苏省云GIS平台基于虚拟化云计算平台搭建而成, 从传统的GIS建设模式转变为“云GIS”平台模式, 实现服务器、数据存储、网络等物理资源, 以及操作系统、数据库、GIS软件平台等软件资源的共享。在江苏省水利地理信息服务平台基础上, 市、县水利部门可以根据自身业务需求和信息化能力, 自主选择分布式或集中式方式建设市、县级水利地理信息服务平台。江苏省云GIS平台总体架构如图1 所示。

2.1.1 平台软件环境

平台软件系统由操作系统、 数据库管理系统、虚拟化管理软件、GIS软件等组成。操作系统选用Windows 2008 Server, 数据库管理系统选用Oracle 10g, 虚拟化管理软件选用VMware v Center Server, GIS软件选用Arc GIS 10 系列产品。对于云GIS平台来说, 关键软件是虚拟化和云GIS这2 个管理软件。

1) 虚拟化管理软件。VMware v Center Server提供了用于管理虚拟基础架构的集中式可扩展平台, 管理虚拟化涉及的方方面面, 监控整个虚拟化架构的运行状况。虚拟化管理软件可以集中管理物理主机及虚拟机, 提供统一的B/S架构方式管理平台进行集中化管理和性能监测, 优化资源配置, 提高响应速度, 利用虚拟机模板快速部署, 以及设置安全访问权限管理机制等。

2) Arc GIS私有云管理套件。Arc GIS私有云管理套件由云端自服务门户和运维管理2 个子系统组成。云端自服务门户子系统, 主要面向业务部门用户, 以自服务的方式具有申请/取消、性能监控、资源调整、资源度量等功能;云端运维管理子系统, 主要面向数据中心的运维管理人员, 实现对数据中心云环境中Arc GIS资源的监控管理等。Arc GIS云管理套件在基础设施层, 采用VMware的基础设施云管理套件v Cloud Director, 将数据中心的基础架构资源整合成虚拟数据中心资源池, 包括计算、存储、网络等资源池, 根据用户业务的实际需求消费这些资源。

2.1.2 平台硬件环境

平台的硬件系统由计算机网络设备、数据库服务器、数据存储系统、应用服务器、工作站、信息接收设备及相关安全防护设备等组成。

1) 服务器。服务器系统包括应用和数据库服务器。平台建成后需要部署十多个应用软件系统向全省水利部门提供地理信息服务, 选用高端刀片服务器5 把, 做虚拟化资源池。应用代理服务器、虚拟化管理平台各用1 台虚拟机, 其它虚拟机安装GIS服务平台软件。水利地理信息平台数据格式复杂多样, 为有效存储数据, 满足业务处理的高效性需求, 配置2 台企业级数据库服务器做集群系统, 以满足高可用性和负载均衡服务要求。

2) 数据存储。目前, 江苏省水利网络数据中心存储的数据大约为2 TB, 按照线性增长模型估算, 每年数据生成量为1 TB, 若平台应用得到迅速推广, 数据将以非线性方式增长, 预计5 年内可达到20~30 TB。另外, 平台存储的数据多为矢量地图、栅格及空间三维数据, 发布的服务多为图片及XML格式文件, 水利专网并发访问最高按照150 个计算, 每个访问的数据传输至少在300 k B, 而每个访问可能会产生5~20 个网络层会话, 这对存储平台的输入输出要求较高。考虑到平台数据的重要性, 数据备份至关重要, 还需提供20 TB以上的备份空间。江苏省水利云GIS平台采用50 TB固态硬盘阵列用于存储和备份。

2.1.3 标准体系与安全保障

标准体系是水利信息化建设中涉及的所有标准的集合。江苏省水利地理信息服务平台标准体系以现有国家和省级法律法规为依托, 遵照水利、测绘、计算机等行业标准规范, 制定了适应水利信息化应用需求的标准规范计31 项, 其中《江苏省水利地理信息服务平台电子地图数据规范》等数据资源类15 项, 《江苏省水利地理信息服务平台数据维护与更新规范》等建设管理类9 项, 《江苏省水利地理信息服务平台浏览器端应用开发接口规范》等应用服务类7 项。

系统安全是保证水利地理信息服务平台正常运行的关键, 江苏省水利地理信息服务平台建立了网络、数据、软件系统的安全与系统安全管理等一整套系统安全保障体系。网络安全主要用于保障主机与网络设备的正常运行;数据安全主要对平台数据源进行控制, 保证部署在平台上的数据服务安全;软件系统安全用于解决系统软件、应用软件、访问服务等的安全;系统安全管理通过制定和执行人员, 文档, 系统环境, 软硬件系统的选购、使用与维护, 应用系统运营与开发, 应急预案等强制性规章制度来减少外界环境因素的干扰和破坏, 消除安全隐患, 提高系统的安全性、可靠性。

云计算是一种新的技术方法, 目前还没有专门针对云计算的安全保障标准, 还是信息系统级的软硬件安全要求, 一般采用《计算机信息系统安全保护等级划分准则》、《信息系统安全等级保护基本要求》等标准, 江苏省水利地理信息服务平台按安全保护等级二级进行保护。

2.2 关键技术

2.2.1 虚拟化技术

虚拟化技术是云计算最重要的特征, 应用系统在虚拟的而非真实的基础上运行。在传统的信息化建设中, 一般来说, 每个项目建设都要配置1 套应用和数据库服务器, 但这些高配置、大容量的服务器的计算能力并没有得到充分利用, 而且机房占用的空间趋于饱和, 配电、制冷系统需要消耗大量能源。从理论上讲, 虚拟化技术可根据用户需求, 在服务器集群上配置无限多的服务器, 通过软件管理虚拟化资源池, 简化软、硬件的重新配置过程, 节省占地, 降低能耗。简单的讲, 虚拟化技术是在1 台计算机上, 通过虚拟化软件模拟出多个虚拟机, 每个虚拟机有独立的操作系统和硬件设施, 可以独自承担不同的应用负载, 这些计算资源和硬件设施都是弹性的、可配置的。

根据江苏省水利地理信息服务平台的需求, 配置5 把高端刀片服务器, 每台物理服务器上安装虚拟化软件, 根据应用需求生成多台虚拟服务器和虚拟机的应用网络、ESX服务器 (VMware Elastic Sky X Server) 管理软件及高可用性 (HA) 的心跳网络。每个虚拟服务器, 从功能、性能和操作方式上, 等同于传统的单台物理服务器, 在配置虚拟化服务器时, 根据应用软件运算能力的不同要求, 分配服务器数据处理资源。

2.2.2 移动数据采集与同步技术

水利行业的野外采集工作任务较多。常规的野外采集需要GPS、便携计算机等设备支持, 实际工作中存在诸多不便。移动互联网的发展丰富了云GIS的外沿, 江苏省水利地理信息服务平台为移动数据采集提供了i OS, Android和Windows Phone系统的服务支持, 在移动平台设计移动采集系统, 实现地图放大、缩小、漫游、全景、浏览等功能。数据采集人员基于现有水利电子地图数据进行数据采集, 并实时发布更新的数据服务, 给其他用户共享。

由于江苏省水利地理信息平台运行在水利专网上, 而外业数据采集时, 用户采集到的数据保存在用户的移动设备上, 因此需通过无线网络上传到与外网相连的服务器上。为保证水利专网运行安全和数据的互联互通, 在外网部署1 台移动采集数据服务器, 实时接收移动采集系统上传的数据, 在水利专网也部署1 台移动采集数据服务器, 专网服务器到外网的服务器获取数据, 实现同步接收移动采集系统上传的数据, 外网与专网之间通过防火墙进行逻辑隔离。

3 结语

云计算技术改变了传统的GIS建设模式, 将独占资源变为资源共享, 可以最大化地利用计算资源。江苏省水利地理信息服务平台为江苏省各级水利部门提供高效优质的计算资源、海量的存储空间、安全的数据中心, 可以避免水利GIS建设的重复投资。同时, 县市水利部门可以将自己的业务应用系统和数据中心部署到省水利GIS平台上, 可大大降低GIS建设成本, 使得县市一级的水利信息化水平实现跨越式的发展。

江苏省云GIS平台仍然处于初建阶段, 尚有许多理论、技术、制度上的问题有待在实际工作中进一步研究和完善, 尤其在大规模并行计算和海量数据分布存储等方面有待深入研究。在建设水利地理信息服务平台的同时, 需要建立健全与测绘、环保、气象、林业、国土等部门的地理信息资源共建共享交换机制, 为科学决策、应急管理、社会服务提供全面的地理信息服务。

水利地理信息云平台 篇2

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水利地理信息云平台 篇3

关键词 云计算 虚拟化 信息安全

中图分类号：TP393 文獻标识码：A

1云计算的发展及云计算的概念

云计算自2006 年被Google 提出之后，就产生了巨大反响。就我国而言，云计算更合乎经济向服务型、高科技型转变的趋势，政府和医疗信息化、三网融合及大量迅速成长的电子商务应用，在我国云计算已经从产生到实质发展阶段。

关于云计算的定义，得到业界最广泛接受的是2011年1月由美国国家标准和技术研究院（NIST）提出的：云计算是一种通过网络以便捷、按需的形式从共享的可配置的计算资源池（这些资源包括网络、服务器、存储、应用和服务）中获取服务的业务模式，云计算业务资源应支持快速部署和发布，使管理成本降到最低。

2云计算环境下安全隐患

云计算迅速发展的同时，也面临着信息安全的巨大挑战。目前安全问题已成为困扰云计算更大发展的一个最重要因素。某种程度上，关于云计算安全问题的解决与否及如何解决，将会直接决定云计算在未来的发展走势。目前云计算环境存在以下隐患。

安全边界不清晰：虚拟化技术是云计算的关键技术，服务器虚拟化，终端用户数量非常庞大，实现共享的数据存放分散，无法像传统网络那样清楚的定义安全边界和保护措施。

数据安全隐患：根据云计算概念的理解，云计算的操作模式是将用户数据和相应的计算任务交给全球运行的服务器网络和数据库系统，用户数据的存储、处理和保护等操作，都是在“云”中完成的，将有更多的业务数据、更详细的个人隐私信息曝露在网络上，也必然存在更大的泄露风险。

系统可靠性和稳定性的隐患：云中存储大量数据，很容易受到来自窃取服务或数据的恶意攻击者、滥用资源的云计算用户攻击，当遇到严重攻击时，云系统可能面临崩溃的危险，无法提供高可靠性、稳定的服务。

3云环境信息安全防护解决方案

3.1云服务提供商

从云服务提供商角度，安全防护方案：

（1）基础网络安全

基础网络是指地理位置不同的数据中心和用户终端的互联。采用可信网络连接机制，对检验连接到通信网络的设备进行可信，以防止非法接入设备。基础网络安全设备性能要满足与网络相匹配的性能的需求，可以实现随着业务发展需要，灵活的扩减防火墙、入侵防御、流量监管、负载均衡等安全功能，实现安全和网络设备高度融合。

（2）虚拟化服务安全

“按需服务”是云计算平台的终极目标，只有借助虚拟化技术，才可能根据需求，提供个性化的应用服务和合理的资源分配。在云计算数据中心内部，采用VLAN和分布式虚拟交换机等技术，通过虚拟化实例间的逻辑划分，实现不同用户系统、网络和数据的安全隔离。采用虚拟防火墙和虚拟设备管理软件为虚拟机环境部署安全防护策略，采用防恶意软件，建立补丁管理和版本管理机制，及时防范因虚拟化带来的潜在安全隐患。

（3）用户管理

实现用户分级管理和用户鉴权管理。每个虚拟设备都应具备独立的管理员权限，实现用户的分级管理，不同的级别具有不同的管理权限和访问权限。支持用户标识和用户鉴别，采用受安全管理中心控制的令牌、口令及其他具有相应安全强度的两种或两种以上的组合机制进行用户身份的鉴别，对鉴别数据进行保密性和完整性保护。

（4）数据传输安全

采用在云端部署SSL VPN 网关的接入方案，避免云环境下用户的数据信息从终端到云计算环境的传输中，数据信息容易被截获的隐患，以保证用户端到云端数据的安全访问和接入。

3.2云服务终端用户

从终端用户角度，安全防护方案：

（1）选择信誉高的服务商

企业终端用户应做风险评估，清楚数据存在云中和存储在自己内部数据中心的潜在风险，比较各家云服务供应商，取得优选者的服务水平保证。企业终端用户应分清哪些服务和任务由公司内部的IT 人员负责、哪些服务和任务交由云服务供应商负责，避免恶意操作带来的损失，也能保证服务的持久化。

（2）安装防火墙

在用户的终端上部署安全软件，反恶意软件、防病毒、个人防火墙等软件。使用自动更新功能，定期完成浏览器打补丁和更新及杀毒工作，保证计算环境应用的安全。

（3）应用过滤器

目的在于监视哪些数据离开了用户的网络，自动阻止敏感数据外泄。通过对过滤器系统进行安全配置，防止数据在用户不知情的状态下被泄露，避免用户自身数据的安全性降低。

3.3云计算监管方

目前我国云计算已经发展到实质应用阶段，国家有必要建立健全相关法律法规，积极研发和推广具有自主技术的云产品，构建中国自己的云计算安全防御体系。

4结束语

解决云计算安全问题需要云计算的监管方，云计算提供商，云计算的使用方等多方面的共同努力，相信我国云计算环境应用及服务必将朝着可信、可靠、可持续的方向健康发展。

河北省教育厅资助科研项目（Z2013037）

参考文献

[1] 刘洁，薄祥臣.云计算环境下信息安全防护方案探讨.网友世界，2013.

[2] NIST. http：//csrc.nist.gov/groups/SNS/cloud-computing/index.html

[3] 胡志昂，范红.信息系统等级保护安全建设技术方案设计实现与应用[M ].电子工业出版社，2010.

水利地理信息云平台 篇4

水利信息化是水利现代化的基础,随着我国水利事业的蓬勃发展和计算机技术的不断提高,对水利专业软件的要求也越来越高。然而,一直以来水利行业都采用“自行开发、自行使用”的方式,其中尤以水利数值计算模型软件为甚。主要存在以下几个问题:

(1)生产效率低,存在大量重复开发。究其原因主要是模型软件都是和某个具体水利项目紧密耦合,模型软件开发完毕后就只能用于某个具体项目,无法重复使用。

(2)知识产权保护缺失。水利数值计算模型是水利行业科研生产管理中的核心基础。目前我国水利模型专业水平很高,有些领域居于国际领先水平。这些高水平模型是水利专家几十年研究心血的结晶,将他们转化成软件产品后,收取相应的软件使用费既有助于保护水利专家的劳动成果,也有助于激励其他模型的成果转化。但这些模型普遍采用传统单机运行软件方式,软件使用者可以直接接触运行介质。软件实现时虽然采取了一定的安全措施,但由于利益驱使,盗版问题时有发生,无法充分保护模型开发者的知识产权。

(3)软件产品更新维护困难。由于传统水利模型软件采取的是单机运行模式,软件运行时必须下载安装到本地电脑。当水利数字计算模型算法有最新研究成果,所有使用这些模型软件的用户必须手动下载安装。这种方式造成模型更新不及时,软件维护复杂。

除此之外,随着云计算技术的提出和发展,传统水利专业软件遭到一定程度的冲击。云计算是基于互联网的、大众参与的、以服务形式提供的计算模式,其目的是资源分享与整合,其计算资源是动态、可伸缩、且被虚拟化的[1]。然而,目前国内水利软件系统主要着重于系统应用,尚未充分研究如何提高水利业务生产过程的效率,部分系统仍局限于传统的C/S架构,未充分利用WEB技术、云技术的发展成果。

国外水利仿真计算软件也存在“各自为政”的局面,没有统一的公共接口。2001至2005年,在欧盟第五框架科研资助下,由三家欧洲知名水利模型软件提供商作为技术牵头,共有欧洲多家研究所、大学与公司参与研发了Open MI[2]公共接口框架。目前Open MI已经逐渐成为水利模型软件技术引擎之间接口的行业标准。Open MI的成功也引起国内相关研究人员的重视。国内部分高校和科研单位也各自展开Open MI应用研究[3,4],验证了使用该技术进行模型耦合及复用已有模型的可行性和有效性。

鉴于国内外水利仿真软件现状,本文以模型标准化为基础,以模型库为核心,以系统快速生成为特色,以确保模型开发者的合法利益为前提,结合Open MI接口框架以及基于Iaa S概念的虚拟化[5]集群技术,设计并实现了基于云服务的水利仿真计算系统生成平台。

1 模型标准

我国水利行业拥有先进的水利专业仿真计算模型[6]以及大量的水利专业软件成果。然而,由于缺乏统一的模型标准,同一个模型被应用到不同的水利应用系统中时,通常须针对具体业务进行定制开发,和应用系统高度耦合,通用性很低。这种缺乏模型标准的状况造成模型的大量重复开发,且模型软件可重用性差,难以推广使用。

制定模型标准是解决现有问题的重要环节。平台从两方面展开标准化工作:业务层面,制定统一的模型分类标准,建立完备的模型分类体系;技术层面,优化原有模型代码结构,制定标准格式和接口。

1.1 业务层面

业务层面和水利业务特点密切相关,和具体的实现技术无关。平台以水利学科和水利业务相结合为原则,从学科角度和水利业务角度对模型进行分类,制定统一的模型分类标准,从而既满足业务要求又满足软件实现的要求,更重要的是保证分类体系的行业适用性和稳定性。业务层面标准化工作由水利领域专家主导,软件设计者辅导,双方配合开展工作。

1.2 技术层面

对单一模型而言,往往采用逐步升级完善的方式,一旦学术研究有最新进展,需要在实际应用中及时完成版本更新。此外,对同类模型而言,不同个体往往对同一仿真任务具有不同的执行效率和仿真效果,故需针对仿真任务实现同类模型替换,从而选择出最优模型执行仿真计算。然而,传统水利软件难以满足以上需求,其模型代码与具体应用系统高度耦合,软件成果难以重用,模型版本升级困难,同类模型替换必须以重复开发为代价。

针对以上问题,平台从技术层面进行模型标准化工作,将原有的数值模型代码抽象成输入、计算及输出三个部分。抽象和拆分模型代码的主要目的是使模型核心计算和与具体应用密切相关的输入、输出分离,将核心计算与具体应用完全独立,解决重复开发和同类模型不可替换。

(1)输入标准化

模型输入数据格式多种多样,在模型分类的基础上,平台结合水利行业的特点针对设计了专门的数据结构,并对模型代码部分制定标准接口。通过输入标准化,平台将输入部分抽象为输入模型,用户可根据需要选择适合的输入模型实现结构化输入,或是替换原有的输入模型以达到更好的效果。

(2)计算标准化

为了实现时间步级的模型组合计算,在结合Open MI框架的基础上,针对水利模型发展的最新进展,适当修改和扩展Open MI框架,建立适合云平台总体架构需要的接口模型和平台计算引擎。表1展示了运行于云平台的标准模型所必须满足的最小接口规范。

平台将传统的模型计算从整体上拆分为单模型计算和平台驱动两部分,对原有的计算过程添加时间步的概念,由平台驱动计算过程。假设模型库中模型A与模型B组合进行仿真计算,模型B的输出数据作为模型A的输入数据,以此为例对平台驱动计算进行介绍。

首先,模型A通过标准接口Get Values向平台请求输入数据。继而由平台驱动模型B,调用其模型计算函数的标准接口Perform Time Step,以时间步为单位进行模型计算,并以特定结构保存计算结果。最后,平台获取模型B的计算结果,调用模型A的标准接口Set Values,将该计算结果作为模型A的输入进行计算。由以上计算流程可以看出,整个计算过程由平台进行控制,单个模型只需要完成每个时间步的计算即可,从而实现模型核心计算与具体仿真流程控制的分离,降低了模型与具体任务的耦合度,并可通过核心计算部分的单一替换,实现版本更新以及同类模型替换。

(3)输出标准化

考虑到输出格式的多样性,平台对于各类模型的输出数据类型进行归纳、总结,制定了专门的数据结构与标准接口,从而更好地实现多模型之间的交互。通过输出标准化,将输出部分抽象为输出模型,可通过将输出格式和标准输出接口对外开放,吸引更多例如计算机图形图像、计算机可视化分析等领域的专家来进行可视化工具的开发,得到更多类型的输出模型,为用户提供更好的决策支持,利于平台采用群体软件工程的方式进一步扩大发展。

对比传统的水利仿真计算,经过模型标准化工作,平台可实现之前难以做到的时间步级的多模型组合计算。通过输入、输出标准化,不同模型之间可实现标准化结构化的数据传递;通过计算标准化,平台驱动模型以时间步为单位进行计算,区别于传统模型组合计算数据的一次性传递,实现单个时间步的模型之间的实时数据传递,实现每个时间步的耦合,从而达到更好的水利仿真效果。

2 平台框架

传统的水利仿真软件多采用本地单机运行的方式,用户可直接获取模型介质本身,对模型开发者的知识产权保护产生威胁。此外,本地单机运行的方式使得软件本身难以更新维护,严重影响用户的正常使用。

针对以上问题,平台采用云计算技术,利用云平台的特性,结合一些特殊架构设计,将用户与模型介质隔离;运用平台驱动的方式,使模型介质具有平台特性,无法在其他环境下被运行;采用B/S模式提供基于互联网的统一运行平台,实施云端的统一维护,既降低了软件更新维护的成本,又便于用户方便快捷进行远程访问。下面通过对平台架构以及平台部署的分析,介绍具体的实现技术。

2.1 平台架构

平台采用基于互联网云服务的SPI三层体系结构,自底向顶由基础设施层(Iaa S)、核心服务层(Paa S)和平台应用层(Saa S)三层组成。图1是平台架构示意图。

如图1所示,基础设施层主要包括平台支撑环境以及虚拟化环境,该部分基于虚拟化技术和云计算技术,可提供高速度、大容量、高精度、安全可靠、可伸缩的软件基础设施平台;核心服务层主要负责平台核心业务,提供遵循水利软件模型标准的、基于模型库的软件自动生成技术手段;平台应用层主要基于核心服务层提供的技术手段,实现可定制的、符合水利业务流程的应用系统。基于云平台安全策略的考虑,平台限制了各层间的直接访问。平台应用层不能直接访问基础设施层,只有核心业务层才能对基础设施层进行管理和访问,有效地实现平台用户和模型介质分离,更好地保护模型开发者的知识产权。

以上三层架构中,核心业务层负责整个平台的主要核心业务,其中平台计算引擎和模型组合尤为重要。

(1)平台计算引擎

平台计算引擎主要负责驱动计算任务以及任务涉及的各个模型的计算。当用户触发计算任务,任务由服务被分配至空闲计算节点,对应任务有关的模型以及文件也经由服务写入该计算节点。如图2所示,根据任务有关信息,平台计算引擎通过反向映射机制将任务计算有关DLL加载入内存中,对每个计算模型实例化模型标准引擎Linkable Engine。在任务计算过程中,平台经由各模型引擎调用该模型各标准接口,继而依次通过Engine Wrapper、Engine Do Net Access、Engine Dll Access调用该接口在模型核心计算Engine Dll中对应的具体方法。由平台计算引擎驱动各计算阶段的模型计算,并以时间步为单位完成模型之间的数据交互,直至计算任务执行完毕。

(2)模型组合

传统水利仿真计算采用单模型计算或时间步级的组合模型交互。模型间通过读写数据文件进行数据交换,即在顺序连接的模型组合中,一个模型计算一个完整的时间序列,并将该序列输入下一模型。然而,为了能交互处理循环计算,模型必须在单个时间步的基础上进行数据交换。事实证明,采用数据文件交换方法往往导致执行效果不可承受。

为了达到更好的仿真效果,平台提供时间步级别交互的模型组合计算。平台参照Open MI标准,以组件为基础,实现模型运行时直接交互访问,而不需要文件进行数据交换。平台通过标准化工作,将模型按照接口标准转换为能响应不同问题的标准对象或组件。

如图3、图4所示,平台采用单向或多向的请求响应机制实现模型交互。通过请求响应机制,满足交互标准的连接组件通过平台提供的请求响应机制框架实现数据交换。当一个模型需要从另一个模型获取数据时,调用标准接口Get Values方法,继而驱动另一个模型进行模型计算,并通过平台返回单个时间步的计算所对应的输出结果,实现模型之间的时间步级的数据交互。

2.2 平台部署

为了更好地利用云平台的优势,首先,平台采用虚拟化集群技术,将底层计算资源切分(或合并)成多个(或一个)运行环境。实现对物理层运动的复杂性的屏蔽,对外运行状态呈现出简单的逻辑运动形态,使用户无需关注具体计算,只需关注计算结果即可。因此,用户无法获取实际的计算位置,从而避免了恶意的窃取和破坏,增强了系统的安全性;其次,采用部署虚拟应用服务器的方式,将模型程序交由虚拟应用服务器集中管理、交付给用户。用户集中使用虚拟应用服务器上的资源,既避免了传统客户端的开发消耗,同时便于系统的及时更新维护;此外,采用后端的存储服务器集中存储用户在使用过程中产生的数据、文件,对其进行集中管理,从而避免了数据频繁的加载上传,既减少了网络传输,同时由于数据始终存储在数据中心,数据的安全性也得到保障。平台总体部署示意如图5所示。

在图5中,整个平台部署划分为以下五个部分:

(1)前端应用节点

提供Web访问接口,验证用户登录并负责用户与平台之间的交互,使用户能够充分享受平台所提供的服务,上传模型资源或建立仿真计算。

(2)服务节点

集中管理平台,并向其他部分提供服务。为平台核心业务提供服务,对模型、用户、任务等平台对象进行管理,保证并维护平台的正常运行。服务节点部署以Web Service方式实现核心服务。

(3)计算池

由大量计算节点构成,为平台提供计算资源,执行实际的仿真计算。每个计算节点部署计算任务守护进程,该进程定时访问服务节点提供的任务查询服务,若平台有待执行的计算任务,则将该任务抓取到节点并启动计算任务。

(4)文件节点

提供非结构化数据的存取,采用全局持久化存储的虚拟文件系统(VFS)[7],向后端提供高效稳定的全局的非结构化数据保存和访问。

(5)数据库节点

提供结构化数据的存取,使用My SQL数据库,对结构化信息进行存储和管理。

下面以具体计算流程为例,介绍各部分间的关系:首先,在模型库的基础上,用户通过前端应用节点定义仿真计算系统,通过服务节点的调用创建计算任务;其次,计算池中的空闲节点获取待执行任务,经由服务,从数据库节点及文件节点获取任务数据及有关模型文件到计算节点本地;再次,通过平台驱动完成仿真计算,经由服务,将计算结果由计算节点上传至数据库节点及文件节点对应的位置中;最后,经由服务,从数据库节点及文件节点获取计算结果,并传递给前端应用节点,对用户进行显示并提供决策支持。

显然,在整个计算流程中,各个部分都发挥着极其重要的作用。其中,服务节点贯穿始终,为其他部分的运行提供各项服务,且唯一具有权限对文件节点和数据库节点进行直接访问。从而避免了通过Web接口或计算节点对系统数据的恶意窃取和破坏,为系统提供有效的安全保障,解决了传统模式下知识产权保护缺失的问题。

3 应用举例

如图6所示,平台业务流程主要分为五个阶段。本文以黄河水利科学研究院提供的一维水利模型和二维水利模型为例,针对业务流程的各个阶段,就平台水利仿真计算系统快速生成及使用进行阐述。

首先,由水利专业人员以及平台技术人员根据平台所指定的模型标准,对所提供的模型进行模型标准化工作,完成第一阶段的模型标准化改造。由模型开发者通过平台录入模型信息、上传模型文件,经由水利专业人员审核通过后,如图7左侧树状信息所示,显示在模型库信息中,完成第二阶段的模型入库工作。

用户根据仿真计算的需要,浏览模型库并选择相应的模型并配置相关模型连接,如图7所示,进行模型组合。并借助平台系统生成框架,生成对应的仿真计算系统,将该系统有关信息保存至文件节点或数据库节点中,完成第三阶段的系统生成。

针对所建立的仿真计算系统,用户创建并触发任务计算。平台根据任务调度计算资源,利用云平台的特性,将计算任务分配给计算节点,由平台驱动模型进行时间步级的组合计算,获得计算结果并上传至文件节点及数据库节点中。并经由平台进行可视化分析,如图8和图9所示,利用可视化技术反馈结果给用户,为其提供更好的决策支持。

此外,考虑到实际情况下,存在多个仿真计算任务对应同一仿真计算模型,其区别仅在于输入文件或参数取值的设置不同。故平台从用户角度出发,支持已有仿真计算任务的编辑及重算,实现仿真计算系统的可重复使用,从而简化用户操作,提高用户使用效率,区别于传统的水利仿真软件开发,避免了重复开发所造成的资源浪费,提高了水利行业软件开发效率。

4 结语

水利数值计算模型软件存在大量重复开发,软件产品更新维护困难,且知识产权保护缺失。本文针对这些问题,以标准化和组件化的方式解决重复开发问题;以云服务方式解决产品更新维护难题,同时缓解知识产权保护缺失问题。通过制定模型标准,定义模型代码框架规范和数据交换接口,统一所有水利数值计算模型仿真计算执行机制和数据交互方式。标准化模型再结合组件化技术,即将所有数值计算模型设计实现成组件,模型产品在使用过程中可以互相替换,并与具体业务系统完全独立,彻底解决重复开发问题。

本文介绍了基于云服务的水利仿真计算系统生成平台,就其模型标准化工作进行说明,分析了其平台框架及平台部署,并以具体水利模型为例阐述了其水利仿真计算系统快速生成及使用流程。通过该平台的研发,获得了快速构建水利仿真计算软件的业务流程和软件生成方法,通过标准化和组件化,实现了以模型库为基础快速生成水利仿真计算软件的公共服务平台。以云服务模式通过互联网实现定制生成和远程在线运行水利仿真计算软件,从而优化水利模型的创建、使用、管理和推广机制。

由于水利模型类别繁多,模型标准化工作还需要继续扩展进行,使模型库得以不断完善。此外,随着用户数目的增加以及模型库规模的扩大,考虑到模型计算复杂度的增加,可对仿真计算模型内部实行并行化[8]并采用图形处理器(GPU)加速技术[9],提升任务整体的计算效率。在用户体验方面,也可以结合现有的可视化技术,对于模型计算的过程和结果进行进一步更深层的分析和展示,使用户得到更加准确有效的信息。

参考文献

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[2]Gregersen J B,Gijsbers P J A,Westen S J P.Open MI:Open modelling interface[J].Journal of Hydroinformatics,2007,9(3):175-191.

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[6]黄少华,陈敏,傅尤杰.虚拟仿真技术在水利工程运行管理中的应用研究[J].水利水电技术,2008,39(10):105-107.

[7]Bobbitt J E,Doll S A,Friedman M T,et al.Virtual file system:US,doi:US7024427 B2[P].2006-04-04.

[8]Valiant L G.A Bridging Model for Parallel Computation[J].Communications of the Acm,1990,33(8):103-111.

水利地理信息云平台 篇5

《不动产登记暂行条例》明确了不动产登记信息管理平台框架是一个涉及国家、省、市、县四级的自上而下的树状结构。在国土资源部的统一指导和监督下，由相关部门协同建立省、市、县三级分布式节点。平台建立在以往多种信息分散登记的基础上，形成对多种产权信息的整合与汇总;各节点的构建相对独立并保持数据完整性，通过层级的连接实现最终的统一汇总。平台建立后，将形成全国统一的不动产市场，并构建明晰的产权基础。

2.2 横向跨部门协同管理

在实现纵向层级管理的同时，不动产登记信息管理平台也需要实现横向上的跨部门协同管理，即“国土资源、公安、民政、财政、税务、工商、金融、审计、统计等部门”的信息互通和共享。

2.3 对现有信息化基础设施的集成整合

不动产登记信息平台的建设按照统分结合的原则集成整合。鉴于我国已经实施建设的“金土工程”及“智慧国土”等项目，充分利用现有国土资源信息化的成果，以土地数据为基础，以宗地统一编码为索引，集成扩展其他类型的不动产登记方式，从而整合目前分散在各部门的`不动产登记数据，建成覆盖全国的不动产登记数据库，最终建成标准统一、内容全面、全国一体、互联互通的信息管理基础平台。

2.4 实时共享，动态监管

通过优化顶层设计以及数据交换接口等方式，不动产登记信息管理平台将实现各级、各部门、各类不动产审批、交易和登记信息的实时互通与共享，以消除“信息孤岛”。纵向上，各级登记信息将纳入统一的平台，确保国家、省、市、县四级信息的实时共享;横向上，不动产登记相关信息与住建、农业、林业、海洋等部门审批信息、交易信息等实时互通共享。与此同时，平台将围绕业务服务和公众服务，对已有信息资源进行实时查询与分析，实现对不动产信息的动态监管。

2.5 标准统一化，平台多元化

不动产登记信息平台建设依照开放性的原则，采用统一的数据标准和规范，统一统计口径。与此同时，平台构建并不强调数据处理手段和GIS平台的统一，只强调充分的兼容性。各地根据自身实际情况和特点，选择适合的手段、方法、平台进行系统搭建，对已有系统充分利用整合，减少重复建设。

2.6 G2C服务

水利地理信息云平台 篇6

我国职业教育经过十多年的“跨越、转型、提升”，已进入不断深化教育教学改革，进一步推进体制机制创新的新时期。以市场和社会需求为导向的校企合作办学运行机制已广泛实施，成为“职业教育发展的必由之路”。利用学校和企业两种不同的教育环境和教学资源使校企合作的主题更加明确，而随着教育信息基础设施建设进一步推进，使校企合作的平台和渠道更为广阔，信息化、网络化将使校企合作的空间大大拓宽、内容更为丰富。

国家提倡要“建立开放灵活的教育资源公共服务平台”，对校企合作在数量、覆盖面、内容、双赢与长效性方面有了更高的要求。目前正是互联网时代，网络的快速普及，及不断发展加速的网络和带宽，为校企合作资源信息云服务平台提供了网络和技术基础，使学校校企云服务无处不在，江门市第一职业技术学校合作企业与学校通过云平台把自身资源和优势通过网络发布到本校云服务端进行处理和存储，达到数据的安全与资源的有效共享。

目前，江门一职正在开展“国家示范校”建设工作，校企合作是国家示范校建设的核心内容之一。为了更好地推进校企合作的工作，推动学校、企业、学生、家长之间的互动性，加强对学生顶岗实习管理与过程监控，毕业生信息追踪等实现工作过程的信息化，提高工作效率和工作质量，需要开发一套分布式校企合作资源信息云服务平台。充分利用信息化手段，深入开展建设校企合作信息化平台，已经成为国家示范校建设的关键任务。

二、主要目标

建设的校企合作信息管理云服务平台是服务于校企合作，工学结合运行机制建设项目，项目的目的是通过信息化手段整合外部资源、畅通内部信息、实现项目策划及分析，为校内校企合作提供良好的环境与流程化的服务。

校企合作信息管理云服务平台建设的主要目标是加强职业学校和企业之间的信息沟通，促进学生实训，实习工作的开展，促进毕业生就业，帮助企业寻求到合适的合作学校，扩展学校寻找合作企业和合作项目的渠道，加深企业参与职业教育和各类职业教育的力度，为企业寻求甚至培养合格的职业人才铺平道路。

校企合作资源信息云服务平台的特征是：

1. 开放性。信息化的目的就在于开放性，可以说信息化是利用技术手段实现的开放性。校企合作是建立在互信的基础上，学校将一部分教育资源向企业开放，企业也将一系列岗位及技术人员或高管向学校开放，为人才培养提供实践与师资资源。

2. 共建共享性。有效的校企合作信息化需要双方共同参与建设。企业和学校从利益诉求上来看，存在着不一致性，学校强调的是通过有效的人才培养实现学生的顺利、优质就业;企业考虑的侧重点则在于市场份额、成本、利润、资金周转等问题。当然，两者在履行社会责任方面还是具有共同性。只有校企共同参与信息化建设，才有可能在兼顾自身利益的同时，在双方利益中找到交集点。同样，这样的信息化载体也会有更高的使用效率，达到共享的目标。

3. 实用性。校企合作信息化建设要真正对学校和企业产生积极作用。就学校而言，信息的共享要真正能为学校的人才培养、专业建设、课程建设、师资队伍建设、学生实习实训、毕业生就业等提供信息支撑和人力支持;就企业而言，则能通过信息的共享，挖掘企业所需人才，找到能够为企业提供智力支持的校内专家，即双方信息的互通具有较大的实用性。

4. 即时性。校企合作信息化的生命力在于双方信息交流的即时性。双方信息只有实现即时并准确无误的传递与反馈，才可能发挥最大的效用，避免信息的不对称，这就要求双方在信息的提供与共建过程中要做到及时更新。

三、项目建设工作过程

1. 项目调研及需求采集。2010年开始，自项目立项以来，学校领导高度重视，多次邀请网络、软件、校企合作等方面的专家组成专家组，并多次组织学校内部各专业部、示范办、校企办、招就办等部门及合作企业就校企合作信息云服务平台建设召开研讨会议，就学校实际校企合作工作情况提出平台建设的需求，专家组通过收集分析需求，提出平台建设重要意见和建议，为平台的建设提供清晰的思路。

2. 资源平台框架搭建和功能设置。校企合作信息系统云服务平台根据前期调研和需求收集，对需求功能进行细分，分析和论证，平台的框架确定为体现在两方面，分别是运营管理平台和资源管理平台。运营管理平台功能主要包括：老师实践管理、学生实习管理、招聘信息管理、学校/企业展示管理、需求匹配管理;资源管理平台包括：学校资源管理和企业管理资源。最终确定了详细的方案书，为以后开发与实施作出了明确的方向。

3. 平台上线运行。前期不断调研研讨，经过多个月开发、测试，资源平台上线运行。运行期间，平台先开放给部分与校企合作的企业率先注册使用，通过运行不断完善平台功能与细节操作。

4. 平台完善与维护。通过试用阶段，收集了用户的使用意见，对功能进行完善。根据学校信息化管理制度未平台的日常维护制定了《校企合作资源信息云服务平台管理制度》，使平台有序正常地运行。

四、项目建设的成效及成果

校企合作资源信息云服务平台围绕校企合作新模式的发展，开辟多个空间，设置企业、学校、学生、家长多个入口，以便不同的人群从不同层次、不同视野、不同需求获得最大的收益。通过该校企合作资源信息云服务平台，便于学校与企业之间、企业与企业之间、学生与企业之间在科研、技术、设备、管理、人才供需等方面的交流与合作，实现以学校为中心、以专业群的发展为支撑、以众多企业为依托的辐射多个行业、服务多个领域、受益众多学生的网络空间。

自校企合作信息管理云服务平台上线后，在校企合作办公流程，资源管理，工作效率上都得到了明显的效果。无论是学生，企业还是学校管理者都带来了便利。

第一，平台建立前，学校寻找实训基地，顶岗实习企业，订单班企业或企业专家是难题，每年都要花不少人力物力和时间去寻找挖掘。该平台建立后，可以收集学生的实训需求信息和企业的实训接纳信息，企业专家信息，合作需求，这将有助于学生找到理想的实训企业，加快学校实现工学结合的步伐。

第二，平台建立前，学生毕业后要拿着自己的简历到处找工作，而且不一定找到合适的企业，企业同样到处招人，却经常缺人。该平台的建立对于毕业生就业将起到一定的促进作用。学生在平台上找到实习企业之后，平台上有学生的实习表现评价和个人简历评价，企业单位可以充分了解学生，如果学生在企业实习中表现较好，就很有可能被优质企业接收，顺利实现就业;同时该平台还应具有企业招聘信息发布模块为企业动态发布招聘信息。这些都给毕业生的就业提供了有力的保障。平台给学生和企业做了供需平台，提高学校就业率和学校学生就业的质量。

第三，该平台的建立有利于学生、学校和企业及时了解政府的相关政策。学校在平台发布政府在校企合作方面出台的相关政策法规以及职业资格认定等相关信息，这些信息对正确引导学生实训，增强其就业技能有较高的促进作用，对企业参与职业教育的规范性有一定的指导作用。

第四，平台建立前学校与企业双方不能对对方进行深入了解，较难达成合作意向。 在云平台里，学校的各种资源实现公开化、透明化，企业能更好地了解学校，更好地开展校企合作。平台里有详细介绍学校的自然情况、培养目标、专业情况、培养目标、专业建设、课程建设情况，以便校企双方在教学领域开展合作，如订单式培养。其次需要详细介绍实习实训基地建设、师资队伍建设、社会服务能力，以便校企双方在科研技术领域开展合作，如校企联合办学、校企联合办厂等。另外需要详细介绍每名学生的自然情况、学习、专业特长、获奖情况、就业意向等，以便校企双方在人才供需领域开展合作，如顶岗实习、定向就业等。

五、条件保障

1. 组织人员保障。为保证项目有效运行，学校方代表，软件开发方及邀请企业代表和平台建设方面专家组成的专家组共同建立各自的项目组织机构。

为实现项目的目标，项目组织与项目具有同样的生命周期，项目组织是通过协议、合同等结合起来的，同时配合以各种机制、资源、组织制度。项目组织的基本原则是因事设人，通过不同的实施阶段、实施活动内容设立相关参与人员，项目组织形式也是多种多样的。共同组建的项目组织是顺利实施项目，协助客户提升管理水平，达到双方友好合作的保障。校方以校企合作部作为项目总监，监督统筹协调项目的进度与建设质量，保证项目的按时按质完成。

项目机构成员包括：项目总监、项目经理、开发项目经理、测试项目经理、培训项目经理、关键用户等。

2. 网络设备保障。校企合作信息管理云服务平台配备专业服务器，放于学校无尘机房，配置有独立的软硬件防火墙和杀毒软件，保证网络和服务器的正常运行。

3. 管理规范保障。为进一步发挥校企合作资源信息云服务平台的作用，保证其安全、有效、可靠运行，结合学校实际，制定了《校企合作资源信息云服务平台管理制度》，规范平台网络管理员，信息管理员和平台用户的日常操作。

4. 技术应用保障。基于插件式架构——平台业务部署平台包含了部署封装器、部件部署器、协作配置器、系统监视器等组件。使用部署封装器，将业务元数据封装为一个一个的业务部件，可以使用部件部署器单独地部署到需要的运行平台中，使用协作配置器，将系统原有的业务部件，与新增的部署业务进行协作运行，动态改变业务流程，使其针对企业进行个性化配置。同时使用系统监视器进行系统监控，保证系统运行的稳定性。

六、体会与思考

校企合作资源信息云服务平台是企业、学校、学生三者之间开展合作与交流的便捷载体，其建立对学校、企业、学生都具有重要的现实意义和应用价值，是一个“三赢”的明智之举。

1. 利于学校与市场接轨，提高办学质量。平台便于学校与企业之间开展多领域、多层次、多方式的合作，与市场密切接轨，提高办学质量。首先，便于学校了解企业的人才需求，积极开展教学改革和专业调整，使所有培养过程都体现出企业的需求，提高人才培养的适用性。其次，便于学校全面地了解企业的生产技术和和行业发展动态，进而了行业的发展趋势，不断调整教学思路，提高教师的专业水平和人才培养质量。另外，便于学校学习先进的企业文化和管理制度，建设具有企业特色的校园文化，创办具有企业特色的“工厂化”学校。

2. 利于企业之间的相互交流，实现资源共享。平台便于企校之间、企业之间实现资源共享和优势互补，为企业的发展提供更多的智力支持和合作方向。首先，便于企业了解学校的软硬件环境、技术专长，努力实现软硬件资源的共享，积极探索专业技术领域的合作关系。其次，便于企业了解学生的专业特长、技能水平、工作能力等，为企业的发展提供合适的人力资源。另外，便于企业之间开展横向和纵向合作关系，在实现资源共享的过程中努力学习先进技术和成功经验，为企业自身的发展寻求更多机会，为企业在激烈的市场竞争中立于不败之地奠定坚实的基础。

3. 利于学生与企业之间的沟通，提高专业水平，拓宽就业渠道。平台便于学生了解市场需要，进而努力学习专业知识，积极锻炼专业技能，不断加强自身修养和综合素质，为成功就业奠定坚实的基础。另外校企合作与交流网络平台还便于学生了解企业生产过程和生产技术，拓宽专业视野，提高专业水平。

云计算平台的信息安全 篇7

1 云计算平台的内涵

所谓的云计算, 其本身并不属于真正的计算机技术, 而是一种解决计算机技术问题的方案, 属于一种将几种计算机技术整合之后提出的新的计算机技术应用概念。从架构上来看, 云计算可以被分为:第一, 基础设施即服务, 通过在基础平台这一设施上部署和应用虚拟化等技术来整合基础设施, 使得其利用率得以提升;第二, 平台即服务, 为了实现平台级统一服务, 技术人员在云计算的平台级上为该平台的使用企业提供了企业运行或是开发接口与环境, 从而使企业的自我服务功能可以借此实现;第三, 软件即服务, 该平台通过对其使用者提供统一服务接口的方式, 扩大用户网络架构和端口, 并可以从其他用户方得到自己需要的基本信息。

2 云计算平台的信息安全问题

2.1 部署应用方面的安全风险

从该平台的使用权限来看, 任何一个拥有有效信用的人都可以通过相应的步骤在该平台进行注册并使用该平台的信息, 这一权限和设定的存在, 必然会为不法分子实施犯罪行为提供条件。例如, 一些网络上的犯罪分子完全可以为云计算平台, 对该平台上的各个服务器进行无差别攻击, 或者是通过在该平台安装恶意软件的形式来攻击所有使用该平台的网络用户。此外, 将恶意软件安装在云计算平台内部的行为, 不仅能够从内部来攻击该平台, 还能够窃取该平台内所有有效信息, 威胁平台信息安全性。

2.2 数据访问权限风险

从云计算的整体技术架构来看, 除了中央数据服务器外, 用户数据存储在哪一个云计算平台上也是无人知晓的, 这一情况的存在, 虽然使得网络犯罪分子无法精准的盗取云计算平台的信息数据数, 但是, 一旦云计算平台自身的数据访问权限没有得到有效的控制, 就很容易出现漏洞, 从而使得该平台系统面临信息泄露的危险。此外, 当平台的使用者将同自身有关的信息数据交给平台的运营商时, 运营商便拥有了该用户整个信息数据的访问权限, 所以, 当云计算数据供应商由于自身原因而出现一些管理失误时, 就极容易导致这些信息数据在使用的过程中被偷窥, 从而使得用户的数据和程序因此被泄露。此外, 由于云计算平台上提供的所有有关信息数据的服务都是面向所有人民群众的, 并且该平台还允许各个行业领域的用户在平台上进行相应的操作, 一旦权限存在漏洞, 不仅会为不法分子提供机会, 还会为该平台信息数据的安全性造成威胁。

2.3 虚拟化环境存在的安全风险

从云计算平台自身的Iaa S层来看, 其整个层面都需要通过对共享技术和虚拟化技术的全面应该来实现功能动态上的可扩展;与此同时, 在云计算平台中, 相关云数据的部署和应用过程主要是依靠被动分配的, 且该平台的相关人员也是依靠相关的技术来进行日常管理的, 但是, 由于技术有限, 使得其无法为云计算用户的架构提供较强的支持, 这就为网络不法人员提供了将恶意程序放入到云计算平台中的机会。

3 提升云计算平台信息安全性的有效方案

3.1 数据传输过程的信息安全

在云计算平台内部, 除了其在提供服务期间本身需要的一些数据外, 还有许多因该平台动态调整而引起的数据传输行为。从对这部分数据的传输过程研究分析发现, 传输过程中面临的最大威胁便是一些人直接通过明文传输, 且没有采用任何加密措施, 使得数据信息在传输过程中的安全性无法得到有效的保障。所以, 在制定云计算内部的传输协议时, 也应该能满足传输完成的信息数据的完整性加入到协议之中, 并且, 还应以该安全传输协议为基础, 对平台的数据传输行为进行有效的管理和检测, 从而提升云计算平台上信息数据的安全性。

3.2 做好云计算平台相关信息数据的加密工作

为了有效提升云计算平台上各类型信息数据的安全性, 该平台的相关人员需要在用户将数据信息放入到该平台时就提升这些数据的加密性, 这样一来, 不仅可以保证所有信息数据和相关文件的隐秘性, 还能够使安全存储并有效隔离数据的目标得以实现。

3.3 有效分类数据, 有效隔离信息数据

就云计算平台本身来看, 该平台上的部分数据是不适合对其进行进一步的数据加密的, 且有些数据如果被加密的话, 会对这些信息数据的服务效率产生一定的影响。而对于Paa S和Saa S这两个应用来说, 如果过分强调运行效率等其他服务方面的经济型, 还是会导致非访问情况出现, 此时, 就需要对信息数据进行有效隔离。此外, 在云计算平台这一环境中, 该系统物理的边界安全线会随着该平台的不断发展和范围的扩大而逐渐消失, 并渐渐被逻辑安全边界所取代。所以, 该平台的相关人员应该要采用分布虚拟式的交换机或者是VLAN等方式来使得系统数据被安全的隔离。

3.4 有效控制云计算平台信息数据的访问权限

所谓的数据访问策略, 其本质就是控制该平台数据信息的访问权限, 而通常来看, 这一策略通常都是由相关技术人员通过安全认证技术来解决的。另外在权限的合理分配方面也要做好规划和管理。而数据访问的监视和日志审计也必不可少, 特别是对敏感信息的操作, 要做到可溯源。

4 结语

总而言之, 从未来发展部署和应用的角度来看, 解决云计算平台存在的安全性问题, 尤其是信息安全问题, 已经成为当前推动云计算在各行业领域广泛发展必须要解决的一项问题。就目前来看, 经过多年的研究和分析, 大部分行业在云计算平台的数据和应用安全等方面的信息安全工作已经取得了良好的效果, 且逐渐的实现了对各行业私有平台内部相关数据和信息资源的安全防护, 使得各平台在管理和维护方面存在的问题得以有效解决。

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[3]罗东俊.基于可信计算的云计算安全若干关键问题研究[D].广州:华南理工大学, 2014.

水利地理信息云平台 篇8

1 “云服务”工作模式

建设基于云服务的地理信息公共服务平台, 目的是要建立一个“共享且共用”的空间信息基础设施, 实现一个数据共享的环境, 并提供一个多部门共用的基础平台。云计算技术的发展为实现这种服务模式提供了技术支持。按照目前较为通行的分类方式, 软件即服务 (Saa S, Software-as-a-Service) 、平台即服务 (Paa S, Platform-as-a-Service) 、基础设施即服务 (Iaa S, Infra-structure-as-a-Service) 是云服务的三种主流服务模式。关于地理信息公共服务平台的Paa S服务方式已有诸多研究。主要体现在基础地理框架数据的发布功能上, 对于基础数据管理、存储、入库等操作依然停留在传统的系统建设模式上。这一点阻碍了整个平台的使用范围, 不利于整个平台的复用和集约化建设。

针对实际应用需求, 按照软件即服务 (Saa S) 的建设思路, 对于区县地理信息公共服务平台数据管理、存储、入库等功能进行重新设计和改造, 将带来诸多益处。软件即服务 (Saa S) 有一个鲜明特点, 即服务提供商提供与应用相关的所有基础设施及软件, 用户通过基于Web的前端与此服务进行交互。以软件即服务的建设思路, 对地理信息公共服务平台的数据管理、存储、入库、运维、监控等功能进行设计, 将实现平台的多部门复用, 各部门将通过平台实现个性化的服务, 这一改变具有如下很高的实用价值: (1) 各部门能够通过远程调用的方式, 实现各自业务数据的发布功能; (2) 为有效地组织和整合地理信息服务资源, 简化地理信息相关应用系统的建设成本, 提高系统的利用率和效率提供了可能; (3) 平台的运维和管理实现统一托管, 使用和运维工作得以分离, 普通用户不用担心技术层面的问题; (4) 统筹解决各政府应用部门自有GIS平台的建设经费问题, 通过购买服务的方式即可直接获取服务; (5) 云服务提供动态易扩展的虚拟化资源, 各部门能够以按需、易扩展的方式通过网络获得所需服务, 充分运用地理信息共用服务平台的计算、存储和发布能力。

2 平台建设模式选择

政府信息化项目的建设模式选择决定了信息系统的实施过程, 也将直接影响到系统的应用效果与后续运维管理。目前可行的运维模式可总结为以下四种:自建模式、外包模式、云服务模式与综合模式。每种建设模式都存在优势与不足, 自建模式人员与资金投入都较大, 但在安全性与持续升级改造能力上最强;外包模式可以有效发挥杠杆作用, 以有限的人力、物力办更多的事情, 但对项目管理、质量控制、信息安全等方面提出了挑战;云服务模式在资金投入、服务质量上具备明显的优势, 但作为近年来新兴的理念与技术模式, 依赖于云服务的技术成熟度;综合模式适用于规模复杂、异构的系统整体设计, 对规划能力与架构设计能力提出了较高的要求。

政府信息化管理部门的组织架构是决定系统建设模式选择的关键因素。城市政府信息化的主管部门为管委会信息化工作办公室 (以下简称“信息办”) , 其主要职能包括:负责拟订城市信息化工作规划和年度计划并组织实施;统筹规划城市信息基础设施, 研究信息化建设技术标准, 审核城市各职能单位信息化建设项目等。城市信息中心在信息办指导下开展工作, 承担区内重大信息化项目建设、运维等工作的具体实施。城市内其他业务部门由于受制于人员编制限制, 其信息化管理大部分由本部门兼职人员负责, 更没有独立的信息化科室或信息中心。因此, 采用集中地理信息公共服务平台, 并由城市信息化工作部门通过“云服务模式”实现对各业务部门的系统支撑和运维服务保障就成为必然的选择。

3 平台建设难点

3.1 权限控制与角色设计

以“云服务模式”建设地理信息公共服务平台, 用户除了系统管理员、二次开发用户、系统审计管理员、安全管理员等角色外, 针对通过平台发布私有业务数据的委办局设置了二级管理员的角色。二级管理员通过Web页面方式, 实现基于云服务的数据管理。在经过系统管理员授权后, 二级管理员具有私有的存储空间, 用来存储和发布各类专题数据, 并设定数据访问的安全验证方式。由于二级管理员主要针对非信息中心的用户, 管理员用户需要能够授权和建立多个二级管理员用户。

3.2 图层管理的功能设计

在以“云服务模式”建设地理信息公共服务平台的过程中, 数据管理子系统允许管理员、二级管理员执行上传图层、配置图层样式等操作。图层资源按照目录的方式进行管理。管理员以及二级管理员在管理图层的同时, 必须首先维护数据目录。数据目录记录了图层的元数据信息以及图层的索引方式。图层目录上的节点与图层一一对应, 并与图层有一致的可见性。管理员通过图层服务管理功能实现图层组服务的启动、停止和刷新。由二级管理员建立的图层组以及服务, 只能由二级管理员自身来维护, 其他管理员对这些图层均不可见, 保证了图层数据的安全。

由于不同权限的用户对于图层数据集的可见程度有所差别, 服务列表中图层目录是一个变化的集合。管理员、二级管理员对图层的操作主要包括如下功能:目录管理、图层管理、查询可见图层组, 配置图层样式, 以及控制图层的渲染操作。

3.3 云服务管理功能设计

图层目录服务和Web地图服务是云服务的主要内容。目录服务是包含图层数据的来源、目录结构、图层名称、数据更新时间、频次等内容的元数据信息。通过目录服务, 二次开发用户能够查询、发现图层数据资源。不同权限的管理员能够发布各自的图层目录服务。通过用户名和密码进行用户访问数据的权限控制。Web地图服务, 二次开发用户通过调用地理公共服务平台的基础地理信息资源建立自己的应用系统。通过OGC标准地图服务规范WMS、WFS, 将图层数据加载到自己建立的应用系统中。

4 系统建设和应用情况介绍

基于“云服务模式”建设的政务地理信息公共服务平台原型系统为城市各政府部门提供统一的“地理底图”, 通过集约化建设实现业务地理空间数据的共享和互联, 为各委办局提供高效、安全、稳定的透明数据服务、功能服务和模型服务。该原型系统实现了委办局用户作为管理员、二级管理员通过Web能够访问平台数据管理系统, 实现数据目录的定制、图层数据配置和样式发布。基于上述平台原型系统, 城市信息化部门整合了各相关业务部门的多种业务数据。包括:城市监控摄像头、法人单位、网格地块、高新技术企业、五百强企业等信息。实现了各业务部门的业务数据共享利用统一的基础政务地理信息资源的同时, 满足各部门的个性化业务需求。

5 结语

该文介绍的基于云服务的地理信息公共服务平台建设模式还不是十分成熟, 例如针对不同用户存储空间的分配和管理, 没有实现真正的自动化和虚拟化;图层样式的定制功能, 目前只能选择定义好的有限种类, 用户不能够自定义样式文件;数据访问权限的颗粒度控制在整个图层, 还不能精确地控制访问区域。要解决上述问题, 应在此基础上做出更深层次的研究。在地理信息技术不断发展的时代, 地理信息公共服务模式也在不断地革新。相信随着非专业用户使用地理信息公共服务平台需求的增长, 基于云服务的地理信息公共服务平台建设方式将在越来越多的建设部门中得到认可和应用。

摘要：该文提出基于SOA架构与云服务的地理信息公共服务平台的总体设计理念, 并完成了原型系统的建设, 探索实现了基于全市基础政务地理信息的“跨部门信息共享、跨部门复用”的政务地理信息公共服务平台的建设模式。该原型系统实现了公共地理框架数据的统一发布, 包括电子地图数据、地块网格数据、地名地址数据、影像数据。为经济运行监测、土地节约利用、重大项目投资、能源监控等重点应用方向提供了功能展示和原型示范。

关键词：SOA,地理信息,云服务,平台,设计

参考文献

[1]陈军, 丁明柱, 蒋捷, 等.从离线数据提供到在线地理信息服务[J].地理信息世界, 2009 (2) :6-9.

[2]王军, 臧淑英.地理信息公共服务平台的网络化服务建设研究[J].测绘与空间地理信息, 2010, 33 (2) :14-17.

水利地理信息云平台 篇9

关键词：云计算技术,医院信息化集成平台,私有云

我国新医改方案的实施对我国医院的建设和管理提出了更高的要求, 先进的信息技术能够帮助医院优化管理流程, 提升工作效率和服务质量, 对医院的建设具有重要的推动作用。因此, 医院应加强对信息技术的运用, 尤其是云计算技术的运用, 尽快构建完善的医院信息化集成私有云平台, 实现医疗手段信息化, 为人们提供更便捷的医疗服务。

1 云计算技术相关概述

云计算技术主要是将大量有价值的信息通过虚拟的网络平台进行存储整合, 并在人们需要时, 为其提供所需信息的一项技术, 如搜索引擎、网络游戏等。医院在云计算技术方面的应用主要包括医院信息系统、医院图像传输系统、检验科系统等。相关人员能够利用云计算技术将患者的信息、病例等储存在网络中, 以便于医生和患者随时查看。私有云则是医院在自己组织内部搭建的基础服务平台。需要利用医院内网进行管理, 具有一定的保密性。

2 以云计算技术建立的医院信息化集成私有云平台特征

2.1 数据安全有保障

云计算一般分为公有云、私有云和混合云三种部署方式。虽然所有的公有云提供商都对外宣称自己在数据方面的管理具有较强的安全性, 但是医院的业务相关信息关乎着医院的生存发展, 不能够受到任何形式的威胁, 因此医院的关键性数据往往不会放在公有云上运行。私有云的建设能够为医院的关键数据提供强大的安全保障, 出了防火墙的保护, 还能够在生产服务器发生顾上时自动将业务交由备用服务器处理, 有效减轻了IT管理人员的工作负担, 并缩短了停机时间。

2.2 合理运用现有软硬件资源

医院的软硬件资源往往较为充足, 仅运用公有云时, 医院的绝大部分资源将会无法投入使用, 造成了资源的大量浪费。而私用云的运用能够同时对医院原有的软硬件资源进行兼顾, 实现了资源有效节约和合理运用。

2.3 不干扰现有IT管理流程

流程是管理的核心, 良好的管理流程能够提升管理水平, 提高工作效率。医院的管理流程较为复杂, 尤其是IT部门的管理流程, 环节众多, 且十分关键。公有云的运用需要从多种方面对医院现有的IT部门管理流程进行较大幅度的改造, 例如安全规定、数据管理等方面。而私有云的运用因其处于防火墙内, 因此对IT部门管理流程干扰性不大。

2.4 服务质量较高

由于私有云通常构筑在防火墙之后, 而不是遥远的数据中心, 因此医护人员在使用私有云时, 不会因网络的不稳定而影响操作, 具有较高的服务质量, 为医护人员查找数据提供了稳定的保障。

3 以云计算技术建立医院信息化集成私有云平台策略

3.1 云基础设施层的建设

医院信息集成化平台主要是将医院原有的不同业务系统进行集中管理, 形成统一的信息化平台, 使不同业务系统中的信息能够相互传递, 实现各科室、各医院之间的信息共享, 以优化医院业务流程, 合理配置相关人员, 为患者提供高质量的医疗服务。私有云所包含的四大特征对医院信息化集成平台的建设有重要作用, 医院要想提升服务质量和工作效率, 需要加强建设以云计算技术为基础的医院信息化集成私有云平台, 而其建设, 首先需要从云基础设置层开始进行。

云基础设置层的建设, 需要采用虚拟化技术, 将医院原有的软硬件资源和新引进的资源融合成一个虚拟集群, 保证其能够将虚拟内存、虚拟服务器等虚拟资源提供给上层, 使上层软件利用这些资源进行分布式计算等操作, 利用虚拟化有效降低医院在软硬件资源引进方面的投资。

3.2 云平台层的建设

为了构建一种托管环境, 医院在集成私有云平台的建设中, 应加强对云平台层的建设, 使相关的服务和应用程序能够快速运行, 实现开放接口的应用集成和二次开发, 使医院的集成化信息平台具备并行计算、储存服务等云计算能力。云平台层的云计算能力主要需要利用JAVA和.NET等框架和相关软件服务予以实现。

3.3 云总线层的建设

这一层的建设是为了解决原有各业务系统无法对接的问题, 实现总线功能, 如服务注册、安全验证、服务监控等。该层可以通过对HL7等规范的支持实现灵活和标准接口应用。

3.4 云数据中心的建设

云数据中心包含了医院的各类医疗数据和患者相关资料, 通过对云数据中心的建设, 能够实现医院数据的标准化管理, 为医护人员提供海量的储存空间和巨大的资料库, 同时, 医院患者也能够对云数据中心的信息进行查询和运用, 实现了医院数据的综合服务利用。

3.5 云应用层的建设

云应用层的建设主要是利用私有云计算对医院原有业务系统进行改造, 实现集成化管理, 形成统一门户, 为医院的医护人员和患者提供无缝交互界面, 保证信息的共享性。

3.6 云管理中心的建设

云管理中心的建设主要是为了医院信息化集成私有云平台云计算管理功能的实现, 其中包括了信息平台用户的注册、安全管理、认证服务、访问控制等, 为医护人员和患者的集成私有云平台运用提供了便利。

4 结论

以云计算技术建立医院信息化集成私有云平台是一项长期的工程, 需要相关人员充分考虑医院现有资源情况, 坚持以患者为服务中心的原则, 对云基础设置层、云平台层、云总线层、云数据中心、云应用层以及云管理中心进行科学的建设, 尽快实现医院业务系统的有效集成, 提升医院综合服务能力, 以保证其持续、健康发展。

参考文献

[1]李炜.云计算技术在医院信息化建设的应用探讨分析[J].信息技术, 2014, 4 (4) :142-148.

[2]陈丹心.基于云计算技术建立医院信息化集成私有云平台的探讨[J].现代医院, 2014, 8 (8) :132-133.

基于云计算的智能电网信息平台 篇10

进入21世纪后,美国电力科学研究院、美国能源部以及欧盟委员会等纷纷提出各自对未来智能电网的设想和框架,国际电工委员会、国际大电网会议组织等国际组织也给予智能电网高度关注[1,2]。在国内,国家电网公司确立了建设坚强智能电网的发展战略,提出了以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展、具有“信息化、自动化、互动化”特征的坚强智能电网发展目标。

电网的智能化体现为能够全面、及时地掌握电网运行的信息,综合各自动化功能系统对信息分析的结果,做出最优的反应。因此,精确、快速、开放、共享的信息系统是智能电网的基础,也是智能电网与传统电网的最大区别。信息平台是支撑统一坚强智能电网建设的公共平台和重要手段。统一坚强智能电网的建设对信息平台提出了更高的需求:①要求贯通智能电网的发电、输电、变电、配电、用电、调度6个环节,实现信息的全面采集、流畅传输和高效处理,支撑电力流、信息流、业务流的高度一体化;②要求建立信息共享透明、集成规范、功能强大的业务协同和互操作平台;③要求海量信息的可靠存储与管理,充分挖掘信息的潜在价值,提升智能分析和决策支持水平。

目前存在多种信息平台建设方案,包括国家电网公司的SG186与国家电网企业资源计划(SG-ERP)、南方电网公司的基于面向服务架构(SOA)的企业级信息系统、华东电网企业级信息系统、华北电网企业级信息技术集成平台、西北电网企业资源计划(ERP)项目以及上海电力公司SG186示范工程等[4,5]。SG-ERP将在更大范围内优化资源配置,以支撑坚强智能电网建设和公司集约化管理为重点,涵盖包括资产全寿命管理、用电信息采集、全面风险管理和电网调度等公司所有业务。上述解决方案仍然采用常规的数据存储与管理方法,基础架构大多采用价格昂贵的大型服务器,存储硬件采用磁盘阵列,数据库管理软件采用关系数据库系统,紧密耦合类业务应用采用套装软件,因此,系统扩展性较差、成本较高。智能电网环境下数据量将巨增,对可靠性和实时性要求更高,面对这些海量、分布式、多源异构的信息,常规的数据存储与管理方法会遇到极大的困难。

云计算是一种新兴的计算模型,具备可靠性高、数据处理量巨大、灵活可扩展以及设备利用率高等优势,正成为信息领域研究的热点,包括Google,Amazon,IBM与Microsoft在内的几乎所有的IT行业巨头都将云计算作为未来发展的主要战略之一[6,7,8],这给上述问题的解决带来了机遇。本文提出采用云计算技术构建智能电网信息平台,充分利用计算资源,实现智能电网全部业务信息的可靠存储和管理,具有成本低、可靠性高、易扩展等优势,为智能电网信息平台的建设提供了全新的解决思路。

1 云计算概述

目前,对于云计算的认识还在不断的发展和完善,云计算仍没有普遍一致的定义。

维基百科将云计算定义为一种计算方式,通过互联网将资源以服务的形式提供给用户,而用户不需要知道如何管理那些支持云计算的基础设施。

根据中国云计算网的定义,云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展,或者说是这些科学概念的商业实现。云计算是虚拟化、效用计算、SOA等概念混合演进的结果。

结合上述云计算的描述,可以总结出云计算的主要特点,即分布式的计算和存储、超大规模、虚拟化、高可靠性、良好的管理性与扩展性、极其廉价等。

云计算技术研究尚处于起步阶段,目前主要应用于互联网、商业和科学计算等领域[9,10,11,12],例如中国移动已经正式将云计算确定为公司战略发展的重要方向之一,并建设了“大云”试验平台。目前,云计算在电力工业方面的深入研究与应用仍不多见。

2 云计算在智能电网信息平台中的应用

电网具有规模大、模型复杂、多级、多层次等显著特点。特别是随着太阳能、风能、水能等可再生能源逐渐接入电网以及分布式能源技术的不断发展,电网的规模将更大、复杂性更高、分布更广。下面分析智能电网信息平台的应用需求,结合云计算的虚拟化、平台管理、海量分布式存储、数据管理以及并行编程模式等关键技术,叙述基于云计算的智能电网信息平台的优越性。

2.1 异构资源的集成与管理

智能电网信息平台的首要功能是实现大规模异构信息与资源的整合优化,为智能电网提供资源集约化配置的数据中心。

1)异构资源的整合优化

电网各信息系统大多是基于本业务或本部门的需求,存在不同的平台、应用系统和数据格式,导致信息与资源分散,异构性严重,横向不能共享,上下级间纵向贯通困难。例如:电力系统中存在监视、控制、维护、能量管理、配电管理、市场运营、ERP等各类信息系统,大多处于相互分离状态,彼此不能有效结合,数据信息不能集成共享。

云计算可以充分整合电力系统现有的业务数据信息与计算资源,建立业务协同和互操作的信息平台,满足智能电网对信息与资源的高度集成与共享的需要。与网格计算采用中间件屏蔽异构系统的方法不同,云计算利用服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化与桌面虚拟化等多种虚拟化技术,将各种不同类型的资源抽象成服务的形式,针对不同的服务用不同的方法屏蔽基础设施、操作系统与系统软件的差异。例如:云计算的基础设施层采用经过虚拟化后的服务器资源、存储资源与网络资源,能够以基础设施即服务(IaaS)的方式通过互联网被用户使用和管理,从而可以更有效地屏蔽硬件产品上的差异。

2)基础设施资源的自动化管理

智能电网信息平台的基础设施规模庞大,数量众多且分布在不同地点,同时运行着多种应用。例如:国网公司的信息化平台在公司总部与各个网省公司建立2级数据中心,实现公司总部、网省公司、地市县公司的3层应用。如何有效管理这些基础设施、减少数据中心的运营成本是一个巨大的挑战。

与网格计算侧重于聚合分布资源、主要支持协同科学研究等相对集中的挑战性应用不同,云计算主要以数据中心的形式提供底层资源的使用。另外,云计算从一开始就支持广泛企业计算,普适性更强。因此,云计算更能满足智能电网信息平台中数据中心建设的需要。

云计算的平台管理技术,例如Google的Borg,能够使大量的服务器协同工作,方便进行业务部署和开通,快速发现和恢复系统故障,通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠管理。例如:常规存储的管理往往非常复杂,不同存储厂商有不同的管理界面,而对云计算技术来说,每台存储服务器的使用状况,都可以在一个管理界面上看到。

目前,各省或地区供电公司闲置着许多未充分利用的计算与存储资源。云计算技术的扩容非常简单,可以直接利用闲置的x86架构的服务器搭建,且不要求服务器类型相同,大幅降低建设成本,并借助虚拟化技术的伸缩性和灵活性,提高资源的利用率。

传统数据中心通常建立在计算机集群之上,意外的硬件损坏不可避免。云计算技术通过将文件复制并且存在不同的服务器,解决了硬件意外损坏这个潜在的难题。另外,几乎所有的软件和数据都在数据中心,便于集中维护,而云计算对用户端的设备要求最低,几乎不存在维护任务。

2.2 海量数据的分布式存储与管理

在智能电网信息平台中,信息系统种类繁多,用户的服务请求巨大,数据呈现海量化,而电力系统现有的采用关系数据库系统等常规数据存储与管理的方法将无法满足海量数据存储与管理的需求。

1)海量电网数据的可靠存储

在未来智能电网环境下,数据采集与监控(SCADA)系统、相量测量单元(PMU)、设备状态监测系统、智能电表采集的数据量将是非常巨大的。

云计算采用分布式存储的方式来存储海量数据,并采用冗余存储与高可靠性软件的方式来保证数据的可靠性。云计算系统中广泛使用的数据存储系统之一是Google文件系统(GFS)。GFS将节点分为3类角色:主服务器(master server)、数据块服务器(chunk server)与客户端(client)。主服务器是GFS的管理节点,存储文件系统的元数据,负责整个文件系统的管理;数据块服务器负责具体的存储工作,文件被切分为64 MB的数据块,保存3个以上备份来冗余存储;客户端提供给应用程序的访问接口,以库文件的形式提供。客户端首先访问主服务器,获得将要与之进行交互的数据块服务器信息,然后直接访问数据块服务器完成数据的存取。由于客户端与主服务器之间只有控制流,而客户端与数据块服务器之间只有数据流,可以极大地降低主服务器的负载,并使系统的I/O高度并行工作,进而提高系统的整体性能。因此,云计算可以满足智能电网信息平台对海量数据存储的需要,相比较IBM的通用并行文件系统(GPFS)和Sun公司的Lustre等传统分布式文件系统,由于采用廉价计算机、中心服务器模式、不缓存数据以及在用户态来实现,可以在一定规模下达到成本、可靠性和性能的最佳平衡。

2)各类电网数据的高效管理

电网数据广域分布、种类众多,包括实时数据、历史数据、文本数据、多媒体数据、时间序列数据等各类结构化和半结构化数据,各类数据查询与处理的频度及性能要求也不尽相同。例如:电力设备状态数据包括实时在线状态数据,以及设备基本信息、试验数据、运行数据、缺陷数据、巡检记录、带电测试数据等离线信息,其中有结构化的采集密集的时间序列数据(包括输电线路监测的短路、泄露电流的采样数据,故障录波器的暂态波形和事故数据)和非结构化数据(包括输电线路覆冰、舞动、危险点的图片和视频等),对在线状态数据的处理性能要求远高于离线数据。

云计算的数据管理技术能够满足智能电网信息平台对分布的、种类众多的数据进行处理和分析的需要。以作为云计算中数据管理技术的Google的BigTable为例。BigTable是针对数据种类繁多、海量的服务请求而设计的,这正符合上述智能电网信息平台的特点与需要。与传统的关系数据库不同,BigTable把所有数据都作为对象来处理,形成一个巨大的分布式多维数据表,表中的数据通过一个行关键字、一个列关键字以及一个时间戳进行索引。BigTable将数据一律看成字符串,不作任何解析,具体数据结构的实现需要用户自行处理,这样可以提供对不同种类数据的管理。另外,采用时间戳记录各类数据的保存时间,并用来区分数据版本,可以满足各类数据的性能要求,具有很强的可扩展性、高可用性以及广泛的适用性。因此,云计算能够高效地管理智能电网信息平台中类型不同、性能要求不同的各类多元数据。

2.3 快速的电力系统并行计算与分析

为了实现电网的安全稳定运行,需要在智能电网信息平台提供的海量数据的基础上,进行大规模的电力系统计算、分析、仿真、优化、规划、设计和决策,包括潮流与最优潮流计算、暂态稳定计算、故障计算、拓扑分析、状态估计、数据挖掘与智能决策等,其计算需求已远远超出普通计算系统的承受能力。例如:电力系统暂态稳定计算的基本方法之一是时域仿真法,面对大规模的智能电网,计算量极大,由于计算能力的限制,只能应用于离线的安全分析。

云计算可以为电力系统计算提供高性能的并行处理能力,并提供并行编程模式使并行算法的开发变得简单方便。

MapReduce是Google提出的一个并行编程模式,用于大规模数据集的并行计算,其运行环境由客户端、主节点和工作节点组成。客户端将用户的并行处理作业提交给主节点;主节点自动将作业分解为Map任务和Reduce任务,并将任务调度到工作节点;工作节点负责任务的执行。可以看出,MapReduce对数据的所有操作都归结为Map和Reduce这2个阶段,这样,开发人员向MapReduce提交的程序中仅仅需要定义Map函数和Reduce函数,而并行化、容错和负载均衡等依靠MapReduce的自动处理。因此,MapReduce能够将电力系统业务逻辑与并行计算的复杂细节划分开来,屏蔽底层实现细节,赋予开发人员强大的并行应用开发能力。

综上所述,云计算应用于智能电网信息平台是可行的,并能有效解决智能电网环境下异构资源的整合、海量数据的分布式存储和快速并行计算等问题。

3 基于云计算的智能电网信息平台

3.1 基于云计算的智能电网信息平台的体系结构

本文参照云计算技术体系结构,并结合智能电网信息平台的实际需要,将云计算技术引入智能电网信息平台,如图1所示。

基于云计算的智能电网信息平台技术架构应该包括4个层次:基础设施层、平台层、业务应用层与服务访问层。

1)基础设施层:

是经虚拟化后的硬件资源和相关管理功能的集合,通过虚拟化技术对计算机、存储设备与网络设备等硬件资源进行抽象,实现内部流程自动化与资源管理优化,包括数据管理、负载管理、资源部署、资源监控与安全管理等,从而向外部提供动态、灵活的基础设施层服务,包括系统管理、用户管理、系统监控、镜像管理与账户计费等。

2)平台层:

是具有通用性和可重用性的软件资源的集合,为云应用提供软件开发套件(SDK)与应用编程接口(API)等开发测试环境,Web服务器集群、应用服务器集群与数据库服务器集群等构成的运行环境,以及管理监控的环境。通过优化的“云中间件”,能够更好地满足电力业务应用在可伸缩性、可用性和安全性等方面要求。

3)业务应用层:

是云上应用软件的集合,对于智能电网信息平台而言,这些软件包括电力安全生产与控制、电力企业经营管理和电力营销与市场交易等领域的业务软件,以及经营决策智能分析、管理控制智能处理与业务操作智能作业等智能分析软件。

4)服务访问层:

作为一种全新的商业模式,云计算以IT即服务的方式提供给用户使用,包括IaaS、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS),能够在不同应用级别上满足电力企业用户的需求。IaaS为用户提供基础设施,满足企业对硬件资源的需求;PaaS为用户提供应用的基本运行环境,支持企业在平台中开发应用,使平台的适应性更强;SaaS提供的支持企业运行的一般软件,使企业能够获得较快的软件交付,以较少的IT投入获得专业的软件服务。

考虑到智能电网信息平台规模庞大、业务种类众多,在实现过程中,可以结合业务的特点与实际需要,进行必要的简化设计。下面以上述基于云计算的智能电网信息平台的体系结构为基础,以智能电网信息平台中的电力设备状态监测作为切入点,研究智能电网状态监测云计算平台的实现。

3.2 智能电网状态监测云计算平台的设计

针对智能电网状态监测的特点,结合Hadoop开源云计算技术,提出智能电网状态监测的云计算平台,采用廉价的服务器集群,借助虚拟机实现资源的虚拟化,采用分布式的冗余存储系统以及基于列存储的数据管理模式来存储和管理数据,保证智能电网海量状态数据的可靠性和高效管理。另外,设计基于MapReduce的状态数据并行处理系统可以为状态评估、诊断与预测提供高性能的并行计算能力以及通用的并行算法开发环境。智能电网状态监测云计算平台如图2所示。

为了充分利用目前各省或地区供电公司闲置的大量服务器资源,采用廉价的服务器集群,由于不要求服务器类型相同,可以大幅降低建设成本,并借助虚拟机实现资源的虚拟化,提高设备的利用率。当然,廉价服务器集群虽然性价比高,但是机器故障率大,因此采用分布式的冗余存储系统来存储数据,保证数据的可靠性,以高可靠的软件来弥补硬件故障率大的缺陷。

智能电网使状态监测数据向高采样率、连续稳态记录和海量存储的趋势发展,远远超出传统电网状态监测的范畴。不仅涵盖一次系统设备,还囊括了二次系统设备;不仅包括实时在线状态数据,还应包括设备基本信息、试验数据、运行数据、缺陷数据、巡检记录、带电测试数据等离线信息。数据量极大,可靠性和实时性要求高。以绝缘子泄漏电流监测为例,假设10 ms采集1次数据,1个杆塔在1个月内就达到了2.5亿条数据记录,对于关系数据库来说,在一张有2.5亿条记录的表内进行结构化查询语言(SQL)查询,效率极其低下乃至不可忍受。因此,不采用传统的关系数据库,而采用基于列存储的数据管理模式,来支持大数据集的高效管理。

智能电网需要在状态数据基础上进行各种电力系统计算与应用,例如:状态诊断、预测评估、状态评价、风险评估、检修策略、检修维护等。基于MapReduce的状态数据并行处理系统,可以为状态评估、诊断与预测提供高性能的并行计算能力以及通用的并行算法开发环境,主要由算法调用和任务管理2部分组成。算法调度采用插件的形式调用第三方开发者实现的各种算法,例如模糊诊断、灰色系统诊断、小波分析、神经网络以及阈值诊断等。任务管理实现基于MapReduce并行模型的任务管理、调度和监控系统。MapReduce并行算法可以跨越大量数据节点将任务进行分割,使得某项任务可被同时分拆在多台机器上执行,能够在很多种计算中达到相当高的效率,而且可扩展。

考虑到智能电网是国家重要的基础设施,并且状态监测不同于搜索引擎等典型的互联网应用,Google的GFS和BigTable,Amazon的EC2,以及Microsoft的Windows Azure等云计算技术无法直接应用,因此本文的研究围绕开源的Hadoop技术架构展开,采用HBase作为海量数据管理系统、Hadoop分布式文件系统(HDFS)作为分布式存储系统、Xen作为虚拟机、Hadoop技术路线的MapReduce作为并行编程模型。Hadoop采用主/从架构,将数据拆分,划分成多个数据块,分别存储到不同的存储节点上。集群由一个Namenode和一定数目的Datanodes组成。Namenode是一个中心服务器,负责管理文件系统的名字空间以及客户对文件的访问,Datanodes负责管理所在节点上的存储。这种单节点的设计可以极大地简化系统的设计和实现。另外,Hadoop的开源化便于二次开发、原型系统的建立与实验。

3.3 尚待解决的问题

云计算作为一种新兴的分布式计算技术,尚处在初期的发展阶段,体系结构、虚拟机、数据管理、能耗管理、资源调度、编程模型以及云安全等很多关键问题有待深入研究,其在智能电网中的应用也存在诸多挑战。

安全性是云计算理论研究及在智能电网中应用实践中需要重点解决的一个极具挑战性的问题。相比较公共云,本文是在电力企业内部建立私有云,电力企业自有并自我管理,数据通过电力企业内部的通信网传输,保存在自有的存储设备上,在自有的服务器上进行计算处理,另外,电力企业具有严格的安全防护体系,因此,在一定程度上可以保证云计算在智能电网应用中的安全。

云计算在互联网领域的典型应用主要以存储HTML页面、可扩展置标语言(XML)文件等半结构化数据为主;在应用层主要采用HTTP等协议进行数据传输。相比较典型的互联网应用, 智能电网的业务数据与性能要求有其自身特点,数据可靠性要求更高,不同应用的数据对可靠性与实时性要求不同,更难以收集和存储,因此,为了适应智能电网应用的需要,单点失效与负载均衡等问题有待深入研究。另外,电力系统计算与分析主要运行在集中式平台或小规模的分布式平台上,应逐步根据云计算大规模分布式计算的特点来进行设计与实现。

4 结语

本文将云计算引入智能电网信息平台,并根据智能电网状态监测的特点,结合Hadoop云计算技术,提出智能电网状态监测云计算平台的解决方案。后续工作拟建立一个智能电网状态监测云计算平台原型系统,实现一个用于变压器状态评估的并行数据挖掘工具,在原型系统上进行实验测试,从性能和扩展性等方面进行测试与比较,验证所提出的方法的正确性。

水利地理信息云平台 篇11

关键词：云平台；电子政务；信息资源整合

中图分类号：G203 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）03-0299-01

一、引言

提高电子政务信息资源整合的程度，对政府信息资源的共享交流具有重要的促进作用，而且对政府信息公开水平的提高也具有重要的意义，但是由于管理体制、技术水平等多种因素的影响，使得各级政府之间的电子政务没有得到良好的共享效果，因此急需构建电子政务的云平台，促进各级政府的电子政务信息交流和共享。

二、新时期电子政务云平台构建的现实意义

（一）提升信息资源的流动效率，实现信息共享

分布不均是目前政府信息资源的特点之一，各地区和各部门的网络技术水平、信息量分布等差异较为悬殊，所以在不同部门之间、不同地区之间政府信息资源也存在着不均衡的分布情况，而在电子政务云平台构建之后，电子政务网络平台能够得到有效的统一，实现逻辑上整合分散的电子政务系统的目的，同时实现不同部门之间、不同地域之间信息资源的有效共享、交流，打破信息资源流动的局限，促进政府整体办事效率有效的提升[1]。

（二）降低资源整合成本

由于电子政务的不同，加上其信息资源的配置体系、组织体系缺乏统一性，导致不同的信息发布者之间存在较高的信息重复率。在用户寻找所需的信息时，就容易出现找不到的问题，使得信息资源的价值得不到充分的利用，而信息资源整合的成本也会由于单一的信息和大量的重复信息而提升，而电子政务云平台以其特有的接口技术、个性化服务理念，可以对用户的个性化信息需求提供满足，使得信息资源可以得到充分的利用，另外有效的调度、分配相关的信息资源基础设施，促进信息资源、及其相关设施的使用效率的提升，有效的防止出现重复的资源建设，为信息资源整合成本的降低发挥积极的作用。

（三）完善了信息资源整合安全机制

整合电子政务信息资源需要重视的问题就是安全机制，云计算的分布式处理技术可以为电子政务云台提供利用，对其高度容错机制进行充分的利用，实现有效和严格的配置、控制、管理云平台电子政务信息资源的目的，通过严格的权限管理策略、高度集中的数据管理方法，保障电子政务系统的安全性和可靠性，减少整合信息资源过程中存在的风险，对信息和数据的安全进行确保[2]。

三、电子政务云平台构建步骤

（一）平台虚拟化

平台虚拟化主要是指以物理状态无关、物理存在、物理位置等形式调用政务信息资源相关的基础设施，使物理资源质变为服务形态的一种信息转换过程。在提高设备利用率、降低管理维护复杂度、实现物理资源等目标的关键就是虚拟化，而且虚拟化还可以为不同政府部门之间的资源配置奠定坚实的基础。在平台虚拟化阶段整合的主要目的是曾和存储设备和服务器。在各级政府的设备中心、数据中心等信息资源管理部门中，主要使用Virtual PC、Vmware 、hyper visor等虚拟化软件，采取建立底层硬件、虚拟服务器间的抽象层的方法，在虚拟层中使用电子政务的相关应用模块，使得存储资源、底层硬件计算可以被不同的应用木块共享。在平台虚拟化的建设过程中，还可以利用虚拟化的软件整合原有的应用程序、存储设备、新购的服务器等，使其成为一个具有较高统一性的资源池，动态分配、动态迁移给各个应用系统实际所需的资源，具体内容有用户接口虚拟化、应用程序虚拟化、存储虚拟化、服务器虚拟化等[3]。

（二）平台搭建

云平台的搭建主要是指基于基础设备的虚拟化，整合相应的数据资源、信息的过程，其内容有搭建支撑云平台、业务云平台、公共云平台。其中支撑云平台的搭建主要是总体上操作、管理搭建云平台所需的软件资源、数据资源、信息等，是连接业务云、公共云的重要纽带，在构建这一平台的时候主要设计应用接口层（主要内容有Web service、公用API接口、权限管理、用户认证、网络接入等）、基础管理层（其内容主要有网格计算、集群系统、安全管理、任务管理、高度管理等）、计算存储层（其主要内容有存储设备、物理计算、动态分配、虚拟化、负载均衡等）三个逻辑层面；构建业务云平台是为了实现联通政府内容各个业务部门之间的信息，各级政府内部业务产生的数据等是业务云平台的主要数据来源，而且政府内部共享的数据大部分也是这些数据资源，但是在使用业务云平台的数据和资源时存在一定的局限性；公共云平台是提供用户使用、各个电子政务系统使用的，公开途径获取数据来源是公共云平台的最大的特点，基于支撑云的权限管理技术、用户认证技术，公共云提供了相应的接口给不同的用户[4]。

（三）云端服务

云端服务主要是为了提供云服务给各个不同的电子政务系统，主要是基于虚拟化、整合资源，自动、动态的管理和调用底层资源，为所需的用户提供服务的过程。主要有三种服务模式，即软件作为服务（SaaS）、平台作为服务（PaaS）、基础设施作为服务（IaaS）。其中SaaS主要的服务内容有资源服务、提供信息、应用升级等；其中PaaS主要的服务内容有数据库、开源代码等；其中IaaS主要的服务内容有存储设备、操作系统等。这三种模式最后都是通过相应的服务接口为用户提供信息资源进行利用[5]。

总结：

综上所述，通过本文的研究，从中可以了解到为了促进政务电子政务的完善和效率的提升就需要面向信息资源整合，大力发展和构建电子政务云平台，促进各个政府之间的信息共享，为社会创造更多的效益。

参考文献：

[1]牛力. 政务信息资源“云服务”整合模式研究[J]. 情报杂志，2013，01：160-163+149.

[2]李志更，唐志敏. 国外基于电子政务的公共就业服务的实践与启示[J]. 电子政务，2010，05：3-10.

[3]肖荣莲，商晓帆. 统一电子政务平台的建立与政务信息资源整合[J]. 图书馆学研究，2010，15：22-26.

[4]沈睿芳，高向伟，李显佳，何熠钢，孔小燕，杨吉江. 基于“云模式”的主动政务服务架构研究[J]. 电子政务，2015，07：84-92.

[5]孙琦. 浅谈基于知识管理的电子政务信息资源整合的构建[J]. 信息化建设，2015，08：57.

论智慧城市时空信息云平台技术 篇12

智慧城市时空信息云平台采用的是在数字城市的基础上加上时间维度再结合经典云平台的设计思路, 利用面向服务的SOA架构。平台共有六个层, 细分可以划分为4 个核心层次即以云服务管理层、云服务层、基础数据层和运行支持层为基础, 这四个核心层也就是完成数据的采集, 数据的传输, 数据存储, 数据处理, 数据分析, 数据管理, 数据输出这一系列步骤的处理器。外加2 个支持体系, 结合标准化体系和安全保障体系保证了数据的正确性, 可行性和安全性, 就是这两大板块六个部分组成了智慧城市时空信息云平台的主体架构。将智慧城市时空云信息技术在探索中将其完善, 最后将其实际应用到生活生产中, 不仅有利于政府部门的管理, 同时也会对工业生产, 科技发展, 人们的生活质量有很大的帮助, 解决在智慧城市时空云信息技术中的技术难题对于当今的发展是很有必要的。

2 智慧城市时空云技术平台的总体框架

2.1 智慧城市时空云技术平台建设内容

智慧城市时空信息云平台可以提供的地图是三维地图再加上时间维度而成的四维地图, 遥感技术与应用、全球定位系统、地理信息系统等技术的3S技术的智能化应用。数字城市的主要是中心城区、重点建筑、重点街道等地方加大监测力度, 应用物联网技术将感应器嵌入到明显的地物或建筑物上, 运用特定的技术, 将地理数据和时间数据或者是以视屏的形式将实时的数据传到互联网上, 实现透彻的感知, 重点获取他们的地理时间数据。之后在服务器上进行云服务全面升级, 云技术实际上算是一种虚拟的平台, 智慧城市时空信息云平台对云平台的要求相对更高, 在这种要求下, 无论是应用软件, 还是系统构架都会相应的发生一些变化, 软件的运算适应能力, 存储的动态能力都有很高的要求。因为智慧城市时空云技术将要面对大量的用户群, 因此对于数据的安全性, 数据可使用的终端性的多样性都应该满足, 由于游戏写特殊的行业使用的情况下开发的应用技术应该满足存在二次开发, 二次开发使用的Web Service接口使得所获取的数据拥有合法性。互联网技术在智慧城市时空信息云平台是一个强大的技术支撑, 属于是在数据和用户之间建立的桥梁作用, 物联网技术将数据传送到云平台上, 经过处理后经互联网传送到客户端。

2.2 智慧城市时空云技术平台应用方向

智慧城市主要会在医疗、交通运输、环境保护、食品制造与安全, 社会安全等方面有大的发展前景。传统的医疗方面不仅会受到地理空间的限制, 还存在时间方面的麻烦问题, 在交通不方便抑或是网络不便的郊外经常会出现有因为交通问题和时间问题直接延误病人最佳救援时间的事故发生, 除此之外, 医院里挂号和医生的选择也存在盲目性, 智慧城市时空信息云平台可以的实时的特点及可以改变这个问题。不仅可以改变医院和患者之间的关系, 还可以改变医院和医疗机构, 医院里护士和医生之间的沟通交流, 这样一来在人民健康的保障上又更近了一步, 为国家的发展提供了重要保障。交通运输主要是以警察为主要力量, 在智慧城市时空信息云平台上的交通图像来对车辆进行统一管理, 对于正常的交通网络有着不可忽视的意义, 同时对于违规违法的车辆进行严厉打击, 形成集打击、控制、预防三位一体的管理功能的交警管理平台。在交通运输商还可以将通信系统、列车监控、自动化售票统一化, 最大程度的覆盖城市主要交通方式, 还可以将高铁、航空等集为一体方便民众的出行。环境保护方面重点应该落实在环境监测上面, 通过智慧城市时空信息云技术平台对于生产企业的尾气排放进行实时监测, 对于违反规定的企业进行警告, 到了是在必要的时候可以责令其停产。对于建筑垃圾和生活垃圾的处理地点和方式也实时的跟踪, 并建立应急指挥处理部门全面跟进进行指挥。食品安全现在是全民关注的焦点, 应用智慧城市时空信息云平台可以从原料的生产地、食品的加工过程、对于过期食品的处理等一系列建立一个透明的监督机制, 我国食品安全事故频发的原因之一就是缺乏监管, 对于存在食品安全的生产企业或者是原料加工地进行严厉的惩处, 追溯问题的源头。社会安全则需要全民通过智慧城市时空信息云技术平台与负责国家安全的各部门进行相互监督, 共同来解决生活中容易出现的一些影响公众的安全事件, 将其及时扼杀在萌芽时期。

3 智慧城市时空云技术平台系统方案

3.1 智慧城市时空云技术的基础数据

智慧城市时空信息云技术平台是建立在数字城市上加上时间维度而成的, 那么在数据方面有什么样的要求或者是数据的获取到反馈给用户应该经历怎样的步骤是需要做的前期工作。在这项技术中的基础数据主要是地理数据, 要包括大地测量数据、数字线划图数据、数字正射影像数据 (包含无人机正射影像数据) 、数据高程模型数据、数字栅格地图数据等, 经过配准等一系列工作就可以使用了。地上空间数据主要是指思维数据及标志物的三维以及时间维度的结合, 实现数据从空间维度到时空维度的升级。地下数据亦是智慧城市的重要组成部分, 给水排水系统和人们的生活有着很直接的关系, 是人们生活中必须解决的公共基础问题之一。物联网会结合三维数据以及时间维度来分成动态和静态数据库, 之后把这些基础数据的信息结合互联网实时的传送到云平台, 进行统一的组织化管理。

3.2 智慧城市时空云技术的平台与管理

时空信息公共平台的核心是时空云信息共享技术, 开发智慧城市就是为了方便人们在日常生活中的一系列不方便, 智慧城市解决了这些问题只有真正的被人们应用到实际生活中发挥作用才是真正的解决了问题。一个系统想要运行必须要有一个数据库、管理数据库的人员、信息的分享、系统的维护, 对于需要在生活中长期占有一席之地就应该开拓业务, 不断的开创新的领域, 对之前的技术进行改进才能根本的服务于人, 服务于社会。

4 结束语

智慧城市作为一个为城市发展提供的平台, 它必须要拥有这项功能。在平台的管理上应该对于可能发生的问题故障有一个好的检测机制, 方便问题的排查, 还提供可修复接口来保障系统能长期稳定运行。

摘要：根据目前智慧城市的发展方向以及科技的不断发达, 智慧城市时空信息云主要会在以下几个方面会有大的前景:医疗、交通运输、环境保护、食品制造与安全, 社会安全。智慧城市时空信息云平台技术主要有三个关键的技术:物联网技术, 互联网技术, 云技术平台, 在这三个关键基础技术的支持下结合地理信息技术外加上时间要素及构建智慧成熟时空信息云平台技术。

关键词：时间维度,实时监测,系统维护

参考文献

[1]刘恒飞, 张庆全, 周源, 等.数字城市地理空间框架成果在智慧城市建设中的应用研究——以黑龙江省数字城市建设为例[J].测绘与地理空间信息, 2015, 38 (2) :150-152.