云存儲在計量管理信息系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用

王 睿，靳 軍，王 寧，彭緒安，宋新萍

（中國石油新疆油田分公司 實驗檢測研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

1 概述

近年來，隨著云計算的興起，云存儲成為信息存儲領(lǐng)域的一個研究熱點。與傳統(tǒng)的存儲設(shè)備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而且是一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、客戶端程序等多個部分組成的系統(tǒng)。云存儲作為云計算的底層服務(wù)，對上層服務(wù)提供重要的支持，一般采用分布式文件系統(tǒng)實現(xiàn)，也就是說它是一種架構(gòu)復(fù)雜的分布式文件系統(tǒng)。當(dāng)前比較流行的分布式文件系統(tǒng)主要有：Hadoop、FastDFS、NFS、GoogleFS等。

B／S結(jié)構(gòu)下的計量管理信息系統(tǒng)采用FastDFS云存儲技術(shù)實現(xiàn)對大量長期保存的原始記錄、證書、抽檢記錄等文檔數(shù)據(jù)的管理。FastDGS是一個開源的輕量級分布式系統(tǒng)，它對文件進行管理，比如：文件存儲、文件同步、文件訪問（上傳、下載）等，解決了大容量存儲和負載均衡的問題。FastDFS服務(wù)端包含三個角色，客戶端（Client）、跟蹤服務(wù)器（Trackerserver） 和存儲服務(wù)器（Storageserver）。在FastDFS中，客戶端上傳文件時，文件ID不是由客戶端指定，而是由Storageserver生成后返回給客戶端。文件ID中包含了組名、文件相對路徑和文件名，Storageserver可以根據(jù)文件ID直接定位到文件。FastDFS采用分組存儲方式。集群有一個或多個組構(gòu)成，集群存儲總?cè)萘繛榧褐兴薪M的存儲容量之和。一個組由一臺或多臺存儲服務(wù)器組成，同組存儲服務(wù)器上的文件完全一致。文件上傳、下載、刪除等操作可在組內(nèi)任意一臺Storageserver上進行。采用分組存儲方式靈活、可控性較強。

2 計量工作現(xiàn)狀

新疆油田公司及克拉瑪依地區(qū)在用計量器具約30萬臺（件），在24家計量檢測機構(gòu)中，實驗檢測研究院計量監(jiān)督檢測中心作為油田公司和克拉瑪依區(qū)規(guī)模最大、標(biāo)準(zhǔn)最高、項目最全的計量檢定資質(zhì)的單位，于1992年經(jīng)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局主持建標(biāo)考核，建立了長度、溫度、力學(xué)、電磁、理化、無線電、時頻七大類47項企業(yè)最高計量標(biāo)準(zhǔn)，4項次級計量標(biāo)準(zhǔn)。目前可開展81種計量器具的檢定和49種計量器具的校準(zhǔn)與調(diào)修業(yè)務(wù)。

因管理模式落后，檢／校流程管理環(huán)節(jié)薄弱、原始數(shù)據(jù)處理手動化、紙制化，檢定結(jié)果信息手工錄入管理系統(tǒng)，檢／校效率低下無法高效完成計量器具的量值溯源工作，從而導(dǎo)致近35%的計量器具外送，增加了企業(yè)成本，延長周檢周期，出現(xiàn)計量器具使用空檔，進而影響到企業(yè)生產(chǎn)及安全監(jiān)測等方面。器具檢定／校準(zhǔn)／調(diào)修過程需要涉及大量數(shù)據(jù)計算以及原始記錄、檢定規(guī)程、檢定／校準(zhǔn)／調(diào)修證書等檢測過程中需要處理的永久保存電子文件格式數(shù)據(jù)。

3 云存儲技術(shù)應(yīng)用在計量生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的技術(shù)方案

將云存儲技術(shù)引入計量管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)室內(nèi)及現(xiàn)場對原始記錄、檢定規(guī)程、檢定／校準(zhǔn)證書等檢測過程中需要處理的永久保存電子文件格式數(shù)據(jù)快速響應(yīng)，數(shù)據(jù)交換做到便捷、直觀、高效。系統(tǒng)具有更好的靈活性、動態(tài)性和擴展性。

（1）FastDFS本身是個開放式開源的存儲機制，可以無限伸縮，存儲大量數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進行調(diào)整。

（2）云計算技術(shù)，將各種原始數(shù)據(jù)的采集、處理、分析、深度挖掘等分布到不同的服務(wù)器中進行處理，使計算效率更高，單點故障更少。

（3）云結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，采用云計算標(biāo)配工具HTML5技術(shù)，實現(xiàn)雙向通信，進行主動推送，而非采用請求、響應(yīng)的模式進行人機界面的交互。

（4）私有云安全體系，安全認證OAuthor技術(shù)是云計算最核心的部分之一，我們將授權(quán)機制應(yīng)用到每個環(huán)節(jié)，認證后在有效期內(nèi)，提交令牌即可，而令牌單向加密不可復(fù)制，從而保證每個環(huán)節(jié)上都是安全的。

（5）FastDFS文件名通過MD5算法把文件名加密散列為32字節(jié)的文件名＋后綴的模式，有效提高了安全性。通過FastDFS的API可以方便的授權(quán)訪問。

4 計量管理信息系統(tǒng)的開發(fā)

計量管理信息系統(tǒng)以計量器具送－檢－取為主線，實現(xiàn)【器具接收登記】【器具檢測】【原始數(shù)據(jù)處理】【數(shù)據(jù)生成】【證書生成】【證書審批】【電子簽名】【數(shù)據(jù)入庫及上報】【工作量統(tǒng)計】【證書打印】【費用結(jié)算】【人員管理】【標(biāo)準(zhǔn)管理】【計量器具管理】【信息發(fā)布】【數(shù)據(jù)查詢】等基本功能模塊。數(shù)據(jù)三級審核機制貫穿于器具的整個生命周期，流程控制環(huán)環(huán)相扣，數(shù)據(jù)管理流程融于管理系統(tǒng)中，保證了數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量和數(shù)據(jù)應(yīng)用的可信度的業(yè)務(wù)管理機制。實現(xiàn)計量檢測流程，從器具送檢、檢定數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)判斷、出證書、三級審核、打印證書到人員權(quán)限管理、器具流轉(zhuǎn)過程、實現(xiàn)管理者對器具檢測的流程控制和質(zhì)量監(jiān)控一體化的透明管理（見圖1）。

4.1 定制檢定規(guī)程

圖1 業(yè)務(wù)流程

計量是指實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值傳遞的活動。它的特點是以精確的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在操作過程中保證每一個環(huán)節(jié)都嚴格遵照規(guī)程或規(guī)定執(zhí)行。規(guī)程或規(guī)定是開展計量活動的核心要素。計量管理信息系統(tǒng)以規(guī)程或規(guī)定作為系統(tǒng)開發(fā)核心，將計量技術(shù)規(guī)范的各個技術(shù)指標(biāo)，分解成各種數(shù)據(jù)元，由操作員自定義各數(shù)據(jù)元的概念，在什么條件下，什么范圍算是合格，什么情況下需要校準(zhǔn)等，實現(xiàn)規(guī)范的自定義，公式自定義，中間過程自定義，輸出結(jié)果格式自定義，自動修正（見圖2）。

圖2 定制檢定規(guī)程

4.2 原始記錄、證書格式定制

系統(tǒng)建立了一套原始數(shù)據(jù)、證書處理模板，采用JS在網(wǎng)頁上實現(xiàn)圖形化表格編輯、計算，用戶可自定義原始記錄格式，靈活增、改檢測項目，自動計算，生成原始記錄與證書（見圖3、圖4）。

圖3 原始記錄設(shè)置流程

5 應(yīng)用效果

計量管理信息系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，可有效地對新疆油田公司強檢計量器具實行周期檢定管理，對到期的計量器具提前下達檢定通知，引入云存儲技術(shù)能實現(xiàn)對原始記錄、證書等文檔快速調(diào)用，數(shù)據(jù)響應(yīng)速度快。

應(yīng)用HTML5進行網(wǎng)頁前端的開發(fā)，使跨平臺能力更好，不受瀏覽器兼容問題困擾，網(wǎng)頁中無需嵌入控件、插件等，系統(tǒng)不再依賴特殊瀏覽器和操作系統(tǒng)，使用更廣泛。

實現(xiàn)檢定規(guī)程和規(guī)范的原始數(shù)據(jù)點和公式的定義。原始記錄格式運用圖形化生成機制，用戶對格式進行定制，系統(tǒng)從原始記錄采集、自動計算、審核、預(yù)覽打印、證書（或報告）的生成、存檔等全流程化。通過用戶自定義各個檢測規(guī)程的各元數(shù)據(jù)、計算公式、鑒定標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的靈活操作管理。

6 推廣應(yīng)用

計量管理信息系統(tǒng)的上線應(yīng)用，改變實驗檢測研究院計量監(jiān)督檢測中心原有的工作管理模式，同時作為新疆油田公司和克拉瑪依市規(guī)模最大、標(biāo)準(zhǔn)最高、項目最全的計量檢定資質(zhì)的單位，在克拉瑪依市以及兄弟單位中推行此系統(tǒng)，將能夠規(guī)范并有效提高克拉瑪依地區(qū)計量檢測機構(gòu)整體管理水平，起到增質(zhì)提效的作用，提高在用計量器具受檢率與及時率，對地區(qū)社會穩(wěn)定、長治久安具有重要的意義。

圖4 定制原始記錄

7 結(jié)論

通過將云存儲技術(shù)引入計量管理信息系統(tǒng)中，使得系統(tǒng)在云計算架構(gòu)下應(yīng)用更靈活，擴展性好，用戶請求響應(yīng)快，該系統(tǒng)地推廣應(yīng)用將有助于提升新疆油田公司及克拉瑪依市的計量管理工作，強化計量監(jiān)督、提高計量監(jiān)管工作的有效性，真正有效地保障新疆油田以及克拉瑪依市計量器具管理規(guī)范化、科學(xué)化。

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