趙亞娜　李紅強(qiáng)

摘要：計劃管理和統(tǒng)計是煤炭企業(yè)的核心業(yè)務(wù)，對加強(qiáng)煤炭企業(yè)管理，提高煤炭企業(yè)生產(chǎn)效益有著至關(guān)重要的意義。介紹了云計算相關(guān)理論及云平臺系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合兗礦集團(tuán)有限公司計劃統(tǒng)計系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計了基于云平臺的煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)，并探討了云平臺的各層體系及功能實現(xiàn)問題。

關(guān)鍵詞：云平臺；云計算；煤炭企業(yè)；計劃統(tǒng)計

DOIDOI：10.11907/rjdk.143692

中圖分類號：TP315

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2015）001010003

0 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤炭企業(yè)中應(yīng)用的不斷深入，我國煤炭企業(yè)的管理水平和工作效率大幅提升。作為國內(nèi)一流的煤炭企業(yè)——兗礦集團(tuán)有限公司，急需一套適合集團(tuán)公司及其下層基礎(chǔ)單位的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)。然而，由于資金有限、資源分散、管理不規(guī)范等因素制約，集團(tuán)公司及下屬基層單位的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)沒有功能完善的統(tǒng)一平臺，管理方式松散，且成本高。近年來，云計算的概念、核心技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)得到了科研機(jī)構(gòu)和眾多企業(yè)的高度重視。云計算在煤炭企業(yè)的應(yīng)用也逐漸受到關(guān)注。通過煤炭企業(yè)內(nèi)部建立私有云平臺，兗礦集團(tuán)公司能夠整合散落在各個基層單位的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)，將原本單獨(dú)的系統(tǒng)集中化、虛擬化、自動化。基于云平臺的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用，對于兗礦集團(tuán)有限公司優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、提高資源利用率、減少信息化建設(shè)投資、降低管理開銷有著明顯優(yōu)勢。煤炭企業(yè)云平臺的構(gòu)建是一個系統(tǒng)工程，其核心是云平臺的系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計。本文在綜述云平臺和煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，著重研究煤炭企業(yè)云平臺的系統(tǒng)架構(gòu)及云平臺的系統(tǒng)設(shè)計和功能實現(xiàn)問題[1]。

1 云計算相關(guān)概念

云計算是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，于21世紀(jì)興起，是繼分布式計算、網(wǎng)絡(luò)計算、對等計算后的一種新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與服務(wù)模式。目前已有很多研究機(jī)構(gòu)對其做了定義，但還沒有統(tǒng)一明確的定論，簡言之，云計算是一種透明的按需提供的計算服務(wù)，即用戶根據(jù)自己的需求向云計算系統(tǒng)提出請求，云計算系統(tǒng)能夠及時快速地作出反應(yīng)，而用戶并不需要知道服務(wù)是由哪個計算機(jī)或者哪個應(yīng)用程序所提供。

目前被廣泛應(yīng)用的云計算服務(wù)體系結(jié)構(gòu)一般分為3個基本層次：基礎(chǔ)設(shè)施層（Infrastructure Layer）、平臺層（Platform Layer）、應(yīng)用層（Applicaation Layer）。體系架構(gòu)中每層的功能都以服務(wù)的形式提供，進(jìn)而出現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure As a Service，簡稱IaaS）、平臺即服務(wù)（Platform As a Service，簡稱PaaS）、軟件即服務(wù)（SoftWare As a Service，簡稱SaaS）的概念[2]。

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）：將基本的基礎(chǔ)設(shè)施資源提供給用戶的服務(wù)。在IaaS模式下，服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)等硬件設(shè)備都是共用的。用戶付費(fèi)租用云計算基礎(chǔ)設(shè)施資源而不是買全套硬件設(shè)備。

平臺即服務(wù)（PaaS）：平臺服務(wù)交付給用戶豐富的“云中間件”資源，包括應(yīng)用運(yùn)行時環(huán)境、共享服務(wù)及自動化管理服務(wù)等。

軟件即服務(wù)（SaaS）：應(yīng)用程序的交付作為服務(wù)，即根據(jù)用戶需要提供軟件應(yīng)用，這種軟件應(yīng)用的獲取是即時即地的。云平臺下，每個用戶都有自己的資源并與其他用戶資源隔離，但軟件應(yīng)用資源都是共享的，不同的客戶都可以付費(fèi)訪問使用[3]。

2 平臺體系架構(gòu)

2.1 應(yīng)用意義

基于云平臺構(gòu)建煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)有很多優(yōu)勢，結(jié)合兗礦集團(tuán)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求對云平臺軟件開發(fā)模式與傳統(tǒng)軟件開發(fā)模式進(jìn)行比較：在傳統(tǒng)煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)的部署和使用過程中，各基層單位以自身為中心來購買和部署需要使用的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)，這種以基層單位為單位的、串行的、離散式的軟件部署和使用模式，經(jīng)常使單位面臨軟件購買費(fèi)用過于昂貴、用于部署和運(yùn)行軟件的硬件設(shè)備費(fèi)用過于龐大、軟件及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的維護(hù)及備份工作成本開銷大等問題。而采用基于云平臺模式的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)，集團(tuán)公司下屬各基層單位都將使用一套統(tǒng)一部署的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)。在使用過程中，基層單位可根據(jù)自己的使用需求選擇軟件服務(wù)。這使得每家基層單位所承擔(dān)的軟件使用和維護(hù)成本更低，系統(tǒng)配備的人力、物力資源比傳統(tǒng)模式也節(jié)約很多。采用云平臺軟件開發(fā)模式，不但能夠使用戶享受最新的軟件應(yīng)用技術(shù)，而且能夠減少初期投資降低投資風(fēng)險[4]。

2.2 邏輯結(jié)構(gòu)

煤炭企業(yè)的計劃統(tǒng)計作為企業(yè)的重要職能之一，不僅是企業(yè)最重要的管理業(yè)務(wù)，也是一切業(yè)務(wù)活動的指導(dǎo)。作為國內(nèi)一流的煤炭企業(yè)——兗礦集團(tuán)有限公司，如何加強(qiáng)企業(yè)管理和提高企業(yè)管理水平，特別是提高計劃管理和統(tǒng)計工作水平，是集團(tuán)公司獲得進(jìn)一步發(fā)展的重要課題。因此，開發(fā)一套適用于兗礦集團(tuán)有限公司的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)勢在必行。

云計算的出現(xiàn)徹底改變了信息系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)模式，傳統(tǒng)的煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)開發(fā)要求兗礦集團(tuán)各基層單位獨(dú)立架設(shè)硬件與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境，各基層單位通過購買應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等硬件設(shè)備并在各基層單位內(nèi)部部署軟件系統(tǒng)供各單位用戶使用。而基于云平臺的系統(tǒng)則不需要各基層單位開銷大筆經(jīng)費(fèi)購置硬件與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境，兗礦集團(tuán)各基層單位都將使用一套統(tǒng)一部署在集團(tuán)公司的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)。也即各基層單位無需對計劃統(tǒng)計系統(tǒng)進(jìn)行本地部署，可根據(jù)自己的實際需求選擇服務(wù)，并通過互聯(lián)網(wǎng)直接在線使用所需服務(wù)。這種基于云平臺的信息系統(tǒng)模式具有集中的、規(guī)范化的特性。使各基層單位的信息化建設(shè)成本大大降低。如前所述，目前被廣泛應(yīng)用的云計算服務(wù)體系結(jié)構(gòu)分為3個層次：IaaS、PaaS、SaaS。適用于兗礦集團(tuán)有限公司的基于云平臺的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示[5]。

圖1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

基于云平臺的煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)在物理基礎(chǔ)設(shè)施與用戶之間分為3層。物理基礎(chǔ)設(shè)施是云平臺的基石，包括機(jī)房、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬件設(shè)備，為以上各層提供物理支撐?；A(chǔ)設(shè)施服務(wù)層位于物理基礎(chǔ)設(shè)施之上，通過虛擬化技術(shù)為以上各層提供云計算、運(yùn)傳輸、云存儲服務(wù)。平臺服務(wù)層為云平臺提供通用組件和應(yīng)用。應(yīng)用軟件服務(wù)層為用戶提供各種軟件服務(wù)，并為用戶提供平臺界面。在基于云平臺的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)中，上層可以調(diào)用其直接或間接的下層所有功能，同層次各模塊之間也可以相互調(diào)用其各自的數(shù)據(jù)信息。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)

計劃統(tǒng)計系統(tǒng)的主要任務(wù)是對全集團(tuán)以及其下屬所有基層單位的生產(chǎn)經(jīng)營計劃與資金計劃的編制、下達(dá)、調(diào)整和對計劃任務(wù)完成情況的統(tǒng)計分析。目前，兗礦集團(tuán)公司的規(guī)模仍在不斷擴(kuò)大，其下屬單位的數(shù)量也在不斷增加，系統(tǒng)用戶數(shù)量也會隨著增加。因此，基于云平臺的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)要求同時面向不同業(yè)務(wù)需求的用戶在線使用同一系統(tǒng)，而他們對于系統(tǒng)功能有著自己獨(dú)特的需求。

因此，基于云平臺的煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)總體架構(gòu)要能支持云平臺模式下的多組織機(jī)構(gòu)多用戶帳套使用，支持兗礦集團(tuán)下屬單位的計劃統(tǒng)計業(yè)務(wù)，支持集團(tuán)公司統(tǒng)一管理需求等。因此，系統(tǒng)應(yīng)包括多組織結(jié)構(gòu)多用戶帳套管理、基層單位的計劃與統(tǒng)計管理、集團(tuán)統(tǒng)一查詢服務(wù)、集團(tuán)單位下屬單位的組織機(jī)構(gòu)管理、云平臺支撐管理等。平臺總體架構(gòu)如圖2所示[6]，系統(tǒng)功能模塊如圖3所示。

圖2 平臺總體架構(gòu)

3 平臺設(shè)計與功能實現(xiàn)

3.1 應(yīng)用服務(wù)層設(shè)計與功能實現(xiàn)

應(yīng)用服務(wù)層的功能與界面最為用戶所關(guān)注，計劃統(tǒng)計系統(tǒng)需要對各基層單位上報的計劃和對計劃任務(wù)的完成情況即統(tǒng)計進(jìn)行管理，并可供集團(tuán)公司查詢。為滿足集團(tuán)公司與基層單位的需求，平臺功能模塊應(yīng)包括生產(chǎn)經(jīng)營計劃管理、資金計劃管理、統(tǒng)計管理、用戶信息管理及系統(tǒng)維護(hù)等。其中生產(chǎn)經(jīng)營計劃管理、資金計劃管理及統(tǒng)計管理為核心模塊。

圖3 系統(tǒng)功能模塊

生產(chǎn)經(jīng)營計劃管理模塊分為煤業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營計劃管理與非煤生產(chǎn)經(jīng)營計劃管理兩個子模塊。資金計劃管理模塊包括維持簡單再生產(chǎn)資金計劃管理、生產(chǎn)安全費(fèi)用資金計劃管理、科技開發(fā)資金計劃管理、固定資產(chǎn)修理費(fèi)資金計劃管理、技術(shù)改造項目資金計劃管理及基本建設(shè)項目資金計劃管理6個子模塊。

3.2 平臺服務(wù)層設(shè)計與功能實現(xiàn)

平臺服務(wù)層提供的功能一般與具體的業(yè)務(wù)流程或應(yīng)用服務(wù)無關(guān)，這一層主要是為上層（即應(yīng)用服務(wù)層）提供平臺支撐和平臺開發(fā)功能，以滿足應(yīng)用服務(wù)層對應(yīng)用程序部署和業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成功能的需要。平臺服務(wù)層提供了一個應(yīng)用程序運(yùn)行和系統(tǒng)維護(hù)需要的資源平臺。平臺服務(wù)層是整個云平臺的核心，它位于基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層和應(yīng)用服務(wù)層之間，為應(yīng)用服務(wù)層提供數(shù)據(jù)域程序服務(wù)支撐，具體包括權(quán)限管理服務(wù)、多組織結(jié)構(gòu)多用戶帳套管理、安全認(rèn)證、日志管理服務(wù)及平臺監(jiān)控等。

3.3 基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層設(shè)計與功能實現(xiàn)

基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層為基于云平臺的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)提供了底層所必需的硬件設(shè)施設(shè)備，其中包括云服務(wù)器、云傳輸、云存儲設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，滿足平臺服務(wù)層和應(yīng)用服務(wù)層的正常運(yùn)行需求。這一層的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化，通過虛擬化設(shè)計，平臺邏輯結(jié)構(gòu)體系中的物理基礎(chǔ)設(shè)施（云服務(wù)器、云傳輸、云存儲設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）成為可共享的物

理資源，使這些物理資源能夠成為服務(wù)以供用戶使用，即硬件資源虛擬化?；谠破脚_的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)面向大量用戶，因而對于物理服務(wù)器數(shù)量的要求相當(dāng)高。如何減少物理服務(wù)器的數(shù)量和提高使用率是基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層要解決的核心問題。目前有以下兩種虛擬化實現(xiàn)模式：虛擬機(jī)監(jiān)視器和虛擬化平臺?？刹捎锰摂M機(jī)監(jiān)視器實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化[7]。

4 結(jié)語

本文對云平臺技術(shù)體系結(jié)構(gòu)和分層體系進(jìn)行了研究，分析了兗礦集團(tuán)及其下屬基層單位的業(yè)務(wù)模式、業(yè)務(wù)流程。對基于云平臺的計劃統(tǒng)計系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計，提出了云平臺模式下的煤炭企業(yè)計劃統(tǒng)計系統(tǒng)，大大減少了兗礦集團(tuán)公司及其下屬基層單位在軟件開發(fā)、硬件設(shè)備的成本投入，使得計劃統(tǒng)計系統(tǒng)的維護(hù)更加方便，加強(qiáng)了兗礦集團(tuán)公司的管理，提高了兗礦集團(tuán)公司的生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 雷萬云.云計算企業(yè)信息化建設(shè)策略與實踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2] 杜曉鵬.云計算及其關(guān)鍵問題[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013（12）：6741.

[3] 葉偉.互聯(lián)網(wǎng)時代的軟件革命：SaaS架構(gòu)設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[4] 劉宇.企業(yè)私有云平臺構(gòu)建技術(shù)研究[J].計算機(jī)時代，2011（6）：3741.

[5] 張巍.企業(yè)虛擬化實戰(zhàn)Vmware篇[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[6] FOSTER I，ZHAO YONG，RAICU I，et al.Cloud computing and grid computing 360-degree compared[J].Grid Computing Environments W（GCE08），2008.

[7] 都廣斌.基于服務(wù)器虛擬化的云計算平臺設(shè)計[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2010.