蔣 鵬，劉洪濤

(1.安徽省公路工程檢測中心，安徽 合肥 230051；2.橋梁與隧道工程檢測安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230051)

0 引 言

安徽省干線公路橋梁安全監(jiān)測平臺(以下簡稱“平臺”)于2013年開發(fā)投入使用，經(jīng)過了幾輪系統(tǒng)功能改造及平臺升級，先后接入了十余座不同結(jié)構(gòu)的橋梁監(jiān)測子系統(tǒng)(以下簡稱“子系統(tǒng)”)，而數(shù)據(jù)接入的穩(wěn)定性、完整性、可用性等問題[1]，始終是制約平臺擴(kuò)充發(fā)展的主要原因，根本問題在于平臺端和子系統(tǒng)端數(shù)據(jù)的傳輸，為此，作了一定的嘗試和探索。

1 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸方式探索

子系統(tǒng)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)必須有效傳輸至橋梁管理部門監(jiān)控中心，即平臺端，進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)管理，子系統(tǒng)也做了本地存儲，實現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫管理。初期遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸[2]作了以下三個方面的探索：

傳輸方式一：按照平臺端制定的通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，由各家橋梁監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方負(fù)責(zé)開發(fā)各自的數(shù)據(jù)接口軟件，獲得平臺接入授權(quán)后，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)到平臺網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過網(wǎng)關(guān)預(yù)處理后傳送至平臺端數(shù)據(jù)庫存儲。

傳輸方式二：通過MS-SQL SERVER數(shù)據(jù)庫同步模式，將子系統(tǒng)端數(shù)據(jù)同步到獨立的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，該獨立服務(wù)器相當(dāng)于傳輸中轉(zhuǎn)站，平臺端主動抓取獨立服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。

傳輸方式三：子系統(tǒng)端采集設(shè)備直接上傳到數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，該方式橋端不需要配置工控機(jī)，采集設(shè)備須具有網(wǎng)絡(luò)功能模塊，平臺端網(wǎng)關(guān)接收的數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過計算處理，需要提高網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的計算能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬。

2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸存在問題分析

三種傳輸方式經(jīng)過一段時間的試運行之后，表現(xiàn)出子系統(tǒng)端沒有回傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)時斷時續(xù)、數(shù)據(jù)回傳延遲時間長、回傳數(shù)據(jù)質(zhì)量不理想等問題。

上述三種數(shù)據(jù)傳輸方式在運行中主要存在以下問題[3]：

(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平臺數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)要同時處理三種類型的數(shù)據(jù)接入方式，降低了整個系統(tǒng)穩(wěn)定性；

(2)升級影響大，一旦平臺進(jìn)行功能升級或通訊協(xié)議進(jìn)行版本升級，所有接入橋梁的自建數(shù)據(jù)接口軟件都需要同步改造，重新開發(fā)和測試；

(3)軟件質(zhì)量無法保障。因各橋端建設(shè)方自建接口軟件沒有辦法統(tǒng)一要求，軟件質(zhì)量無法控制，使數(shù)據(jù)上傳效果始終得不到保證；

(4)重復(fù)投資，每新建一套監(jiān)測系統(tǒng)，采購了不同廠家的設(shè)備，都存在開發(fā)接口軟件的費用；

(5)故障難以定位和定責(zé)，由于數(shù)據(jù)接口各環(huán)節(jié)存在交叉和分工，對傳輸中斷、數(shù)據(jù)延遲等情況難以控制和解決；導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)和量無法保證，這極大的降低了平臺的有效性，也影響下一步數(shù)據(jù)應(yīng)用和分析能力。

(6)各自建接口軟件功能不一致，包括數(shù)據(jù)校驗、中斷續(xù)傳等功能或者不能實現(xiàn)，或者將本應(yīng)分布處理的應(yīng)用集中到了平臺數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，使數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)增加額外的壓力。

3 解決方案

針對以上情況，經(jīng)過對相關(guān)橋梁的情況分析，我們將平臺功能向子系統(tǒng)端延伸，開發(fā)了一套橋梁監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺配套系統(tǒng)——基于ZMQ的通用型數(shù)據(jù)接口軟件[4]。將以前由各橋端公司開發(fā)的各自不同類型、不同功能、不同質(zhì)量的接口軟件，改為由平臺端統(tǒng)一編制的接口軟件，并規(guī)范好子系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)存儲格式，由接口軟件自動提取子系統(tǒng)本地的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至平臺端數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。

后期的管理模式是橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)承建方根據(jù)要求建立數(shù)據(jù)庫表，并提供遠(yuǎn)程登錄方式，平臺端技術(shù)人員遠(yuǎn)程登錄子系統(tǒng)端工控機(jī)，根據(jù)操作說明完成接口軟件安裝及配置，向平臺端發(fā)送請求，得到接入許可后即可實現(xiàn)工控機(jī)數(shù)據(jù)的獲取和上傳，數(shù)據(jù)上傳工作各環(huán)節(jié)均不需要承建方的參與。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)中斷時，該接口軟件自動進(jìn)行比對和中斷續(xù)傳，當(dāng)平臺進(jìn)行升級時，該接口軟件可以遠(yuǎn)程同步升級。

4 結(jié) 論

平臺端制定的接口軟件一次性的解決數(shù)據(jù)傳輸方面的問題，并為今后大量橋梁接入的運維管理打好必要的基礎(chǔ)[5]。此外，以該軟件為抓手，增加了遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)端工控機(jī)的管理模塊，可以實時在線監(jiān)測工控機(jī)的CPU、內(nèi)存等硬件運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。該傳輸方式的應(yīng)用規(guī)范了長期運維模式，有效降低運營成本，減少管理投入，同時也避免了各建設(shè)方之間交叉環(huán)節(jié)，提高了平臺的故障響應(yīng)能力。