公交智能監控調度系統技術方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 統一出口入口。一是統一規劃設計，充分汲取各相關單位關于業務數據采集、系統連通、管理應用等方面的需求，重點解決目前體系內存在的問題，統一規劃設計體系建設的總體方案，并組織全局實施建設。二是統一采集標準，實現任務的統一部署、數據信息的一表化錄入，避免重復采集錄入；健全“采集方法、采集范圍、采集責任、時限要求”工作規范，為建立以數據信息采集、錄入、應用成果評估，客觀反映業務工作狀況的新型公交管理機制奠定基礎。三是統一出口入口，通過整合、關聯、新建等方式，統一全局工作應用，徹底解決各系統林立的現狀，保證在一個統一平臺上開展數據采集和管理工作，并以此推動業務工作的規范化，緩解基層負擔。公交智能化調度系統的建設是一個長期的過程，在規劃和實施過程中，張家界市公共交通發展有限公司立足于現狀，著眼于未來，遵循“統籌規劃、分步實施、整合資源”和“先易后難、先急后緩”的原則，進行項目建設時，遵循以下幾個原則。（1）實用性和經濟性實用性和經濟性原則是公交智能化調度系統的基本要求，同時也是最高要求。公交智能化調度系統是否實用，就是指它的有效性。系統的功能設置簡單，易學易用，操作簡便。簡單地說，就是這個系統是否有優良的性能價格比，滿足張家界市公共交通發展有限公司業務的使用要求，能夠實用、適用。系統具備實用性后要滿足經濟性，即有效的投資能實現實用性，避免重復投資。（2）擴展性和兼容性隨著公交業務的發展和公交公司職能轉變，隨之而來的強化服務管理的要求，從而對公交智能化調度系統提出更高的要求，因此該系統必須具有開放式體系結構，以保證其可持續發展和兼容性。在功能設計上充分考慮今后公交調度業務發展的要求。總之該系統應具有長遠的規劃，在滿足現有業務需求的同時，考慮未來增加功能或提升性能，以滿足可能出現的新需求。（3）交互性和完整性系統的設計在滿足公家調度運營業務要求的同時，還可以和外系統進行數據的交互，可對外提供信息的查詢功能，也能夠接收外系統發送的數據，保證各個系統之間能夠實現信息的互通，保證系統的交互性和完整性。（4）標準化和易用性遵循國標和行業標準的相關標準執行。設計時應充分考慮系統管理員和公交業務人員的特點，提供多種便捷的操作方式和友好的用戶界面，便于系統的使用、維護和管理。（5）維護性和可靠性公交智能化調度系統實現了跨業務部門的綜合研判分析，其技術實現較為復雜的系統，為了便于系統的日常運行維護和管理，該系統應具有良好的可管理性和可維護性，包括對系統自身的管理和維護；公交智能化調度系統是張家界市公共交通發展有限公司信息化應用的基礎體系，因此要通過多種安全技術手段和防護手段，保證系統自身的可靠性，保證服務不會中斷。系統的容錯能力是項目建設的出發點之一，關鍵設備或設備核心部件全部設計冗余、系統規劃要保證高穩定、高可靠，確保系統平穩運行。（6）先進性和開放性先進性和開放性是系統技術路線的基本要求，系統必須保持技術架構的先進性和開放性，以便實現與現有業務系統的無縫集成。（7）保密性和安全性公交智能化調度系統在考慮技術先進性和開放性的同時，還從系統結構，技術措施，系統管理等方面著手，以確保系統運行的保密性和安全性，達到最大的平均無故障時間運行，并保證同等密級網絡數據傳輸的安全性，保證部門彼此之間的數據使用的安全。系統信息安全管理關系到公交業務的開展，所以安全保密性是系統建設的首要前提。遵循安全、保密性原則，做好系統的安全保密性設計工作，確保系統安全運行尤為重要。可分成多級對數據操作進行保密，采用操作權限控制、密碼控制、系統日志監督、數據更新等多種手段防止系統數據的被竊取及篡改，拒絕非法用戶進入系統和合法用戶的越權操作。采用操作權限控制、設備鑰匙、密碼控制、系統日志監督、數據更新嚴格憑證等多種手段防止系統數據被竊取和纂改。(二) 設計依據本項目在業務與技術路線的規劃與設計上都盡量遵循以下主要國標、部標或行業內標準。216。 《城市公共交通智能化應用示范工程建設指南》216。 《城市公共交通經濟技術指標分類與代碼》216。 《共享數據項代碼標準》216。 《共享數據項集項目規范》216。 《請求服務平臺應用接入指導書》216。 《請求服務平臺服務描述規范》216。 《請求服務平臺請求服務報文規范》(三) 建設內容本期公交智能監控調度系統建設內容包括：（1）智能公交調度系統軟件建設。（2）車載設備（調度及視頻監控一體機、LCD到站提示牌、智能投幣機改造）和場站調度發車設備建設。（3）數據中心軟硬件環境建設，包括服務器、存儲、防火墻、路由器、交換機、操作系統、數據庫、地圖引擎及電子地圖、防病毒軟件、機房UPS等。（4）調度指揮中心硬件設施，包括大屏顯示系統、電腦終端、操作臺、坐席、打印機、筆記本等辦公設備。（5）公眾出行信息服務系統建設。(四) 總體框架1. 總體架構設計公交智能化調度系統是支撐公交管理能力的信息化手段，確定以“整合”為核心手段，全面推動體系建設工作。公交智能化調度系統總體架構共包括以下五大方面建設內容。（1） 統一工作界面系統建設統一工作界面，除了提供統一的基礎信息發布和快捷的業務應用訪問接口，更主要的是將用戶關注的信息集中展示，并輔以滾動提醒等功能，為最終用戶提供全面便捷的、指導日常工作的特色功能。門戶網站主要包括通用功能和系統集成功能，其中通用功能包括系統應用導航、系統單點登陸、工作提醒、權限管理、個性展示、通知通告功能，為用戶提供使用系統日常功能的便捷途徑；系統集成功能主要是對核錄系統、視頻應用和物聯網應用等各系統的集成應用。（2） 系統應用層系統應用層建設基于應用支撐服務層之上，主要包括GPS調度管理、票務管理、客流統計管理、燃料管理、移動智能后臺管理、車輛機務管理、運營綜合管理等專業業務應用。（3） 應用支撐服務應用支撐服務層主要為整個系統的功能提供統一的支撐服務，并通過借助成熟的應用軟件工具開發支撐上層管理應用需要的支撐工具和服務。包括報表工具、工作流引擎、GIS工具、用戶認證等。（4） 數據庫層針對公交智能化調度系統的實際業務要求，更好地對業務處理中的歷史數據、注銷數據等加強管理，為公交用戶提供更快速、便捷的查詢、統計服務，這一層主要規劃業務庫、歷史庫、注銷庫、查詢統計庫四個部分。（5） 基礎設施環境公交智能化調度系統的基礎設施主要依托張家界市公共交通發展有限公司信息中心軟硬件支撐環境，通過對本系統的業務能力和性能的分析，向張家界市公共交通發展有限公司軟硬件支撐環境提供相應的性能參數和指標要求。主要包括基礎軟件和基礎硬件，其中基礎軟件包括操作系統、數據庫軟件、應用容器、虛擬軟件等；基礎硬件包括主機設備、存儲陣列、網絡設備和備份設備等。2. 軟件技術路線公交智能化調度系統采用Java語言開發的B/S多層體系結構來構造，系統設計結構包括：表示層→控制層→業務邏輯層→數據訪問層→數據存儲層。每一層僅同相鄰的層交互，層間為松耦合。通過將數據、業務邏輯和用戶界面分層，可以方便將來系統的變化與擴展。系統設計結構如下圖所示。軟件技術路線架構圖表示層是業務對用戶的展現，表現方式靈活，客戶端多樣，既可以是WWW瀏覽器訪問，也可以是移動終端方式（WAP）訪問等。控制層是整個系統的控制中心，用戶的認證與授權在控制層完成。控制層在完成認證和授權后，預處理用戶請求信息，根據處理結果發送用戶請求到相應的服務提供者。業務邏輯層是整個系統的核心，業務處理在此處完成。業務邏輯層接受用戶請求，根據用戶的請求執行相應的業務邏輯，并把結果返回給用戶。業務邏輯層是所有業務流程、事務的處理層，由多個業務構件組成，當增加新業務或業務需求變化時，只需再增加新的業務組件或對某個組件進行改造，可以實現分布式管理、負載均衡、安全隔離等。數據訪問層是對數據庫操作的封裝，底層包含JDBC和HIBERNATE。對頻繁查詢的數據采用緩存處理，提高系統性能。數據訪問層對業務邏輯層屏蔽后臺數據庫的異構性，當數據庫本身由于業務變化而進行變化時，只需要對數據訪問層作相應配置，業務邏輯層不用再改造，通過數據訪問層，從而提高系統的靈活性。在公交智能化調度系統中，各服務、工具、支撐引擎等可能部署在不同的服務器上，故功能模塊如須調用其他服務、工具、其他系統接口等均須通過服務總線，以保證系統的分布式部署和平臺化。（1） Java/JavaEE技術Java語言是1995年出現的面向對象的編程語言，經過十多年的發展，目前得以廣泛推廣，而JavaEE為基于Java語言的開發提供了廣闊的前景。隨著應用的不斷深入，目前，Java/JavaEE技術已成為事實上的工業標準。Java/J2EE技術具有以下優點：1）J2EE能夠開發部署在異構環境中的可移植程序。2）J2EE是得到廣泛認可的工業標準，具有良好的業界支持。3）J2EE領域的供應商提供了更為廣泛的負載平衡策略，能消除系統中的瓶頸，允許多臺服務器集成部署，初步選擇功能強大的WebLogic或WebSphere作為應用服務器組建應用負載均衡環境。4）基于J2EE平臺產品支持廣泛的組件類型和中間件服務，開發人員利用底層平臺構造靈活、易維護的企業系統，不用做大的調整就可以適應新的中間件、數據庫或數據庫規劃，具有很好的可維護性。（2） 選用高可靠性的大型關系數據庫Oracle數據庫具有高可靠性、高伸縮性、支持大容量存儲、支持常見操作系統、支持存儲和管理大數據量二進制的多媒體數據、支持并行處理和動態平衡、支持集群等特點，擬選用Oracle數據庫作為平臺的數據庫。（3） 充分利用成熟的商用產品在公交智能化調度系統建設中，對一些市場存在而且能較好滿足需求的成熟產品采用項目集成或二次開發的方式進行采用，充分利用現有產品的優勢，縮短項目研發周期，減少項目風險，從而保證整個項目的順利實施。3. 系統性能設計（1） 數據性能優化設計方案數據庫性能優化根據不同的查詢需求，合理設置查詢數據范圍和數據源；合理設置查詢定位條件；合理設置查詢返還結果和方式；合理設置數據緩存和中間結果。對于快速查詢，應盡可能在滿足功能要求的前提下，在最小的數據范圍內，以最精確、簡明的查詢條件，充分利用數據庫索引技術，以最直接、最小數據結果來實現快速定位和響應。一些實時性要求特別高的應用，可采用內存數據庫或內存緩沖方式實現實時響應。對于一般查詢，應發揮數據庫性能的最大效率，滿足大并發的查詢需求，并根據并發情況利用集群技術、并行數據庫技術等技術手段支持并發SQL訪問請求的需要。主要手段包括：1) 合理建立表的索引對經常查詢的數據（字段）建立索引，可以極大提高查詢效率。索引采用樹型方式存儲，比較次數大約是log2n（注：n是記錄個數），隨著記錄數越大，性能提高越明顯。雖然使用索引可以極大提高數據庫查詢效率，但也有缺點，就是在數據添加修改時，除了添加記錄外，還要進行索引維護，增多了數據修改時I/O操作，因此在數據添加、修改非常頻繁的表不建議使用，對于此種情況，常規做法是建立一個定期延時表，定期將原表增量復制到延時表，重建延時表索引。同時，對索引的合理建立和合理使用也是提高性能的必要方法，具體規則如下：216。 對聚集索引使用整型鍵。另外，在唯一列、非空列或 identity 列上創建聚集索引可以獲得性能收益。216。 在查詢經常用到的所有列上創建非聚集索引。216。 在經常進行連接，但沒有指定為外鍵的列上建立索引，而不經常連接的字段則由優化器自動生成索引。216。 在頻繁進行排序或分組（即進行group by或order by操作）的列上建立索引。216。 在條件表達式中經常用到的不同值較多的列上建立檢索，在不同值少的列上不要建立索引。例如在用戶表的“性別”列上只有“男”與“女”兩個不同值，因此不要建立索引。如果建立索引反而會嚴重降低更新速度。216。 如果要排序的列有多個，可以在這些列上建立復合索引（poundindex）。216。 當數據庫表更新大量數據后，更新前刪除、更新后重建索引可以提高處理速度。216。 在查詢程序實現時避免對大型表進行全表順序掃描，如不采用前通配符（%*）方式、多種有沖突的條件用union代替、不用內置函數對字段進行轉換等。216。 避免在經常被更新的列建立索引，會嚴重影響性能。因為每次更新操作，所有的索引都必須做相應的調整。另外，所有的分頁操作都被記錄在日志中，這也會增加I/O操作。216。 避免在經常更新的列上建立聚集索引。因為這會引起整行的移動。216。 盡量在where 子句中少用OR和IN。可以考慮將其使用Union分成幾個子查詢。216。 避免在where子句中使用NOT、或 != 運算符。因為這會引起全表掃描。216。 大庫拆分，對于大業務對象的數據——如人口等，經常查詢的數據只占其中一部分，因此存在數據的浪費、也影響了查詢效率。如果將不常用的數據根據一定的規則分離出來（如按照年份），形成歷史庫，并提供歷史庫的查詢功能，可以提高經常查詢的性能。2) 建立綜合索引庫某些應用場合，查詢時需要從多個庫中同時查詢，使得查詢效率和性能不高。如果將信息根據一定的規則（如公安分人、物、地、案件、組織等）建立分項信息索引庫，使得查詢時只要檢索一個索引表即可，將多步查詢合并成一步查詢，在源信息比較分散時可以大幅度提高查詢效率。如原來有10個來源表需要查詢，每個假定1秒，而用綜合索引庫只要查詢1次，為1秒，這樣查詢效率提高到原來的10倍。綜合索引庫通常只在原庫中提取重要的公共信息（如人員只提取姓名、性別、身份證號碼等重要字段），并記錄來源庫訪問地址或ID，這樣在綜合索引庫中查詢到后，通過來源庫的ID訪問來源庫詳細信息。綜合索引庫用于解決專項查詢情況，如知道該人姓名或身份證，通過他可以快速查詢到所有庫中的索引記錄。（2） 服務器負載均衡設計方案利用負載均衡和分布式技術分擔負載、并行處理，盡量避免單點故障的發生，請求分發的負載均衡應采用專業的硬件負載均衡設備來實現，針對不同的應用，合理設置負載均衡方案，優化系統的整體并行能力。負載均衡包括應用服務器的負載均衡和數據庫服務器的負載均衡2類。首先根據服務器規格、I/O和處理器的性能，估計出該服務器的并發處理能力，也可以用