傳統(tǒng)綜合管廊的信息管理系統(tǒng)報(bào)警實(shí)時(shí)性低,缺乏大數(shù)據(jù)管理手段,無(wú)法滿足光纖傳感數(shù)據(jù)的管理需求。為了充分發(fā)揮光纖傳感技術(shù)在管廊安防領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)并研發(fā)了適用于光纖傳感技術(shù)的管廊安防監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)。針對(duì)傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)的不足,基于光纖傳感技術(shù)特點(diǎn),從實(shí)時(shí)性、大數(shù)據(jù)管理兩個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了更加實(shí)時(shí)、直觀、準(zhǔn)確的報(bào)警定位,提供了高效的數(shù)據(jù)管理、展示方式。本系統(tǒng)應(yīng)用于珠海橫琴綜合管廊,運(yùn)行期間內(nèi),基于電子地圖的實(shí)時(shí)報(bào)警可以1 s定位故障,海量光纖傳感數(shù)據(jù)能夠持續(xù)、穩(wěn)定地存儲(chǔ)與查詢,可用性高達(dá)99.99%。實(shí)踐證明本系統(tǒng)不僅適用光纖傳感技術(shù),也可以低成本應(yīng)用到已有管廊并兼容傳統(tǒng)傳感技術(shù),具有一定的實(shí)用價(jià)值。 

【文章來(lái)源】：地下空間與工程學(xué)報(bào). 2019,15(S1)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig．1Systemblockdiagram

圖2WebGIS平臺(tái)架構(gòu)Fig．2WebGISplatformarchitecture為了提升實(shí)時(shí)性，本系統(tǒng)有針對(duì)性地優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。傳統(tǒng)基于Web的信息管理系統(tǒng)一般采用Ajax技術(shù)推送數(shù)據(jù)［11-12］，這是一種基于HTTP請(qǐng)求的短連接傳輸，實(shí)時(shí)性較差，且容易給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)壓力，降低系統(tǒng)性能。而本系統(tǒng)采用WebSocket長(zhǎng)連接技術(shù)替代Ajax短連接，實(shí)現(xiàn)了光纖傳感探頭、解調(diào)儀、服務(wù)器到客戶端之間全鏈路高實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)傳輸，時(shí)序圖如圖3所示。圖3數(shù)據(jù)同步傳輸時(shí)序圖Fig．3Datasynchronizationtransmissiontiming2．2適用于光纖傳感的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型光纖傳感技術(shù)會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將會(huì)逐漸成為性能瓶頸。傳統(tǒng)系統(tǒng)大多采用單點(diǎn)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大時(shí)會(huì)有較大的讀寫壓力，一旦存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)失效，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，甚至永久丟失數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將傳感數(shù)據(jù)分配到多個(gè)子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，明顯提升了大數(shù)據(jù)性能。如圖4所示，當(dāng)數(shù)據(jù)量大于10萬(wàn)條時(shí)，隨著數(shù)據(jù)量增多，傳統(tǒng)存儲(chǔ)方案的數(shù)據(jù)寫入時(shí)間明顯增加，存儲(chǔ)效率急劇下降;而分布式存儲(chǔ)模型的性能則在大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下表現(xiàn)更好。圖4存儲(chǔ)模型對(duì)比圖Fig．4Storagemodelcomparison傳統(tǒng)管廊的監(jiān)測(cè)信息一般以目錄文件的形式存儲(chǔ)，讀寫速度較慢，難以匹配光纖傳感技術(shù)的實(shí)時(shí)解調(diào)算法，且不支持條件查詢和動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，無(wú)法進(jìn)行高效統(tǒng)計(jì)與分析。為了兼顧數(shù)據(jù)讀寫性能與存儲(chǔ)靈活性，本系統(tǒng)采用HBase數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將光纖傳感數(shù)據(jù)分為三個(gè)維度，分別是rowkey、column和時(shí)間戳。其中rowkey作為唯一鍵，查詢效率高，用來(lái)存儲(chǔ)管廊分區(qū)、數(shù)據(jù)類型、報(bào)警級(jí)別等枚舉有限的數(shù)?

圖2WebGIS平臺(tái)架構(gòu)Fig．2WebGISplatformarchitecture為了提升實(shí)時(shí)性，本系統(tǒng)有針對(duì)性地優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。傳統(tǒng)基于Web的信息管理系統(tǒng)一般采用Ajax技術(shù)推送數(shù)據(jù)［11-12］，這是一種基于HTTP請(qǐng)求的短連接傳輸，實(shí)時(shí)性較差，且容易給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)壓力，降低系統(tǒng)性能。而本系統(tǒng)采用WebSocket長(zhǎng)連接技術(shù)替代Ajax短連接，實(shí)現(xiàn)了光纖傳感探頭、解調(diào)儀、服務(wù)器到客戶端之間全鏈路高實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)傳輸，時(shí)序圖如圖3所示。圖3數(shù)據(jù)同步傳輸時(shí)序圖Fig．3Datasynchronizationtransmissiontiming2．2適用于光纖傳感的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型光纖傳感技術(shù)會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將會(huì)逐漸成為性能瓶頸。傳統(tǒng)系統(tǒng)大多采用單點(diǎn)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大時(shí)會(huì)有較大的讀寫壓力，一旦存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)失效，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，甚至永久丟失數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將傳感數(shù)據(jù)分配到多個(gè)子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，明顯提升了大數(shù)據(jù)性能。如圖4所示，當(dāng)數(shù)據(jù)量大于10萬(wàn)條時(shí)，隨著數(shù)據(jù)量增多，傳統(tǒng)存儲(chǔ)方案的數(shù)據(jù)寫入時(shí)間明顯增加，存儲(chǔ)效率急劇下降;而分布式存儲(chǔ)模型的性能則在大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下表現(xiàn)更好。圖4存儲(chǔ)模型對(duì)比圖Fig．4Storagemodelcomparison傳統(tǒng)管廊的監(jiān)測(cè)信息一般以目錄文件的形式存儲(chǔ)，讀寫速度較慢，難以匹配光纖傳感技術(shù)的實(shí)時(shí)解調(diào)算法，且不支持條件查詢和動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，無(wú)法進(jìn)行高效統(tǒng)計(jì)與分析。為了兼顧數(shù)據(jù)讀寫性能與存儲(chǔ)靈活性，本系統(tǒng)采用HBase數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將光纖傳感數(shù)據(jù)分為三個(gè)維度，分別是rowkey、column和時(shí)間戳。其中rowkey作為唯一鍵，查詢效率高，用來(lái)存儲(chǔ)管廊分區(qū)、數(shù)據(jù)類型、報(bào)警級(jí)別等枚舉有限的數(shù)?


本文編號(hào)：3250345