摘要：数字化城市管理系统具有决策最佳优化性，可视性强等特点。它有利于提高城市管理的科学性、规范性，使城市管理具有更高的效率，因此本文在调研国内外研究现状基础上，研究资源平台的设计与搭建工作，在硬件方面，对硬件平台的资源性能需求作出了分析。
关键词：数字化；GIS；模块；市政
0引言
数字化城市管理系统通过数字化、虚拟化、网络化的手段来对城市的市政设施、园林绿化、环境卫生、道路交通、土地房舍以及其他各种分类繁杂的城市设施进行管理。与传统的手段相比，它具有决策最佳优化性，可视性强等特点。它有利于提高城市管理的科学性、规范性，使城市管理具有更高的效率，大数据的使用能更好的总结出问题的规律性和普片性，能在早期的市政规划中，更加科学合理化，在对城市的管理中能提高效率，及时处理，从而促进城市的健康运行，经济的可持续发展。
随着GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）、RS（遥感技术）的大量应用，（以上三种技术称为3S技术）人们更加要求在对城市的问题处理中能有更好的、直观的统筹全局。数字化城市管理本身的意义不仅是体现一种技术，重要的是向人类展现一种新的城市管理模式。可以说，数字化城市管理是城市管理与服务的终级目标。
当然数字化城市管理系统在不断的完善和发展，至今为止也依然还是个不完全成熟的电子政务系统。但城市在发展，科学在进步，数字化城市管理模式体现的是政府为群众更好的城市服务的思想精神。运用多种科学有效的手段，城市的问题不断得到解决，秩序更加井然，城市环境才会更加优越，人们的生活质量和城市品质才能进一步得到提升。
1国内外研究现状
数字化城管系统需要以通信网络链路为基础，把政府和企业自由的信息化管理系统作为一个个的功能模块单元通过有线网络实现信息的共享，资源的互联互通。欧美国家的地理信息管理一般采用中央和地方两级管理体系。在建设“数字城市”基础空间数据平台中，采用自上而下的组织管理模式，由中央政府的相关机构和部门牵头，来推动全国范围统一数据平台的建设。在此过程中，政府起主导、协调政策性事务、研究制定统一的数据标准和行业规范等内容。1994年，美国国会颁布了国家空间数据基础设施建设计划（NSDI），在美国政府和非政府机构中开展协调工作，对地理空间数据进行收集、分类和管理等一系列活动。在1995年又提出了NDGDF计划实施，建立包括地形测量，数字正射成像、水文观测、交通道路、行政区域单元以及公共用地等地块数据在内的基础数据库。1996年3月，英国政府在对美国的国家空间数据基础设施计划进行了讨论和分析后，也提出了自己相对应的国家地理空间数据框架（NGDF）发展计划。
我国从“十一五”就开始明确提出“大力推进国家和社会的信息化，是实现全面建设现代化全局的战略举措。以信息化带动工业化、产业化，实现社会主义生产力的跨越式发展”。作为城市发展的重要手段和工具，党和国家各级政府和领导给予了高度重视。近几年来，“数字化城市”是市政管理的一个热门流行词汇，根据中国可持续发展领导小组所发布的报告指出：一个百万人口的城市，在其他投入不便的情况下，只要数字化程度达到“基本运行”实现，国民生产总值（GDP）就可以增加200%-300%。与此同时，城市品牌形象和竞争也将有大幅提高。
2数字化市政设施管理系统架构设计
根据需求分析研究所需要的系统平台架构以及如何基本实现各功能模块和子系统等问题。“好的开始是成功的一半”。开始的架构设计也是最难的部分，需要根据同类技术产品以及技术特征，熟悉和了解系统所能提供的理论支持和技术平台支撑，再结合自身的项目特点以及需求，才能逐步形成自己项目的构架蓝图。开始之初的框架设计决定了本系统实现后的数据管理量、用户的范围和数量、最大并发数响应等问题。本系统采用目前比较成熟的J2EE三层架构系统设计，同时采用B/S模式来设计实现本项目中的业务应用曾、中间服务层和数据库底层。
2.1资源平台设计
以数字化城市管理信息系统建设为例，其基础资源平台包含数据库服务器、GIS服务器，应用中间件服务器和其他服务器系统建设以及磁盘阵列、光纤通道交换机及操作系统和应用软件等的建设，同时服务器还需利用底层虚拟分区管理软件 VMWare，实现逻辑隔离，分别安装不同的操作系统和应用，管理并共享主机系统资源，连接磁阵。其设备选型涉及以下关键技术的复合应用，以便确保用户的投资最经济，且采购的设备是目前主流的产品而不是淘汰产品，各设备之间与项目建设需安装的支撑系统之间具有最好的系统平衡性和兼容性，并适当确保以后的系统扩展，使江津区数字化城管系统平台具备良好的平衡性和兼容性。
2.2ArcGIS双机负荷
在 2 台数据库服务器，2 台 GIS 服务器和 2 台应用中间件服务器上，需分别安装 Oracle10G，ArcGis Server v9.3 和应用中间件以及主体业务软件系统，为了能让系统的部署达到平衡性，使得Oracle 和 ArcGis部署完成后能最大发挥系统的效能。数据采用双机热备存储方式，采用两台高端的服务器作为数据库服务器，集中管理和存储数据，使用Oracle10G，优化数据库结构，使数据的检索能力得到提高。
以众所周知的谷歌地球（GoogleEarth）为例，在同样的网络环境中，输入拟寻找的目标地址，就可以很快查到目标地址的坐标信息，但是，有关目标地址的地理空间信息页面却要等待 1-3 分钟才能显示完毕，这说明在此查询流程中，有关 GIS 空间数据的运算量远大于目标属性数据的运算量。
查阅 Ersi 官方网站发布的“系统设计策略”一书的 102 页，描述了在一次完整的 GIS 处理过程中，各个组件上所消耗的时间，如图2.1所示：
图2.1双机热备负荷
从上图可以得知，数据库 DBMS 所占用时间很小，在一次完整的 GIS 处理过程中，SOC的负荷最重，（上面截图蓝色部分）。以 05 年的 CPU 为例，一次顺序 GIS 处理过程总耗时1.1 秒，消耗在 SOC 处理上时间为 0.6 秒。以 06 的 CPU 为例，一次完整的 GIS 处理过程，总耗时约 0.9 秒，SOC 上消耗时间为 0.49 秒。
因此，针对本项目建设，若是数据库服务器仅部署 Oracle 10G，就会极大闲置数据库服务器的性能，为充分发挥数据库服务器的性能，将 ArcGIS Server V9.3 的 SDE 等核心组件，部署在数据库服务器上是非常必要的，也极大限度保护了用户经济效益，并能够使系统达到最佳的平衡性。
2.3基础硬件平台设计
数字化城市管理信息系统建设基础资源平台应充分考虑系统的高可用性，在实现数据库服务器和业务系统服务器硬件冗余的同时，服务器接入到 LAN 与 SAN 也均采用了多链路冗余的方式。该解决方案具有全冗余连接，无任何单点故障点，系统中除磁盘阵列外任意一个设备的损坏都不会影响系统的正常运行。结合 VMware 的虚拟机技术，充分提高系统的稳定性、可靠性和主机资源的利用率。
数据采用双机热备存储方式，采用两台高端的服务器作为数据库服务器，集中管理和存储数据，使用Oracle11G作为数据库的管理软件，它能优化数据库结构，使数据的检索能力得到提高，从而满足响应时间间隔的需求。如下图2.2所示：
图2.2基础资源平台框架图
2.4系统总体框架
根据数字化城市管理的需要，应用系统总体架构如下图所示：
图2.3系统总体框架图
一般系统指挥中心应用系统分为应用层、平台层和数据层。其中，应用层用于指挥中心及相关专业部门工作人员，主要包括：领导督办管理、城市应急管理、无线数据采集、12319热线对接、业务短信、协同工作平台、综合评价、视频监控、呼叫中心受理平台、领导监督办理、户外广告管理、GPS监控、移动执法等13个功能模块。平台层用于系统管理员对系统支撑平台信息的维护，以及实现系统之间的数据交换功能，包括地理编码子系统、部件更新子系统、数据交换子系统；数据层将为应用系统运行提供各项操作提供数据支撑，并向 GIS 平台及其他外部系统（如：110 公安交通监控、区应急中心等系统）提供服务信息，包括应用维护、基础数据资源管理。
2.5硬件资源构架说明
如图2.2所示，六台服务器组成用户的核心服务器系统，其中包括 2 台数据库服务器、2台 GIS 服务器以及 2 台应用中间件服务器。
①数据库服务器部署性能参数
使用 2 台服务器作为数据库服务器，各自配置有两块 4GB 的光纤卡，多路径接入到 SAN 环境，实现对存储的多路径访问。操作系统使用 64 位 Linux，安装Oracle 10g 企业版数据库、ArcGIS 的核心组件 ArcSDE，通过 Rose HA 软件实现 Oracle 数据库的双机热备份。
②GIS 服务器部署性能参数
使用 2台服务器作为GIS服务器，各自配置有两块4GB的光纤卡，多路径接入到 SAN 环境，实现对存储的多路径访问。安装 64 位 Linux 操作系统，部署 ArcGISServer 的 SOM 和 SOA，两台服务器通过 Symantec Veritas Cluster Server（VCS）高可用集群软件实现 ArcGIS Server 应用的高可用冗余。除部署 GIS 核心软件系统之外，同时通过VMWare ESX Server 来实现多个一般常用应用（如：无线网关接入、网管）。
③应用中间件服务器部署
使用 2 台服务器作为应用中间件服务器，安装 64 位 Linux 操作系统，安装主体业务系统软件以及中间组件。中间件软件使用金蝶 Apusic Application Server，通过金蝶中间件的集群功能实现 Web 服务的负载均衡，同时实现高可用。同时通过 VMWare ESX Server 来实现多个一般常用应用（如：安全管理、防病毒服务。）
④光纤交换机及磁阵策略
作为所有重要数据存放地的核心存储设备，配置有双控制器，双线路接入到 SAN 环境。将存储划分成为多个逻辑单元（LUN）；同时启用存储“分区”功能，限制各个服务器只能看见和访问分配给它的 LUN，以实现数据的安全。
⑤网络传输
在以太网的数据传输中，所有的核心服务器均接入到 2 台千兆交换机集群中，实现 IP 的多路径冗余（简称 IPMP）。可以提高数据的传输和交换率。
3结论
研究资源平台的设计与搭建工作，在硬件方面，对硬件平台的资源性能需求作出了分析。通过设计出双机负荷运载方法，使计算机硬件系统资源得以充分利用，并达到平衡性。另一方面，也确保了数据的安全性与稳定性。文中指出了系统硬件所需要的资源配置，给出了相应的系统框架。在网络拓扑结构分析上，本文设计选取了一种适宜于系统运行的基础平台设备构架的网络链路。
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论文作者:罗成
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/17
标签：服务器论文; 系统论文; 数据论文; 城市论文; 数据库论文; 平台论文; 双机论文; 《基层建设》2019年第13期论文;