淺談云存儲技術(shù)在數(shù)字工地中的某些應(yīng)用

◎ 廣西維安特網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 趙 波 黃 超

隨著社會的發(fā)展，人類對城市的特性認(rèn)識有所不同。隨著網(wǎng)絡(luò)化，智能化的提高，人類已經(jīng)逐步從數(shù)字城市邁向智慧城市。智慧城市中的數(shù)字工地也不斷發(fā)展，大量網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭開始投入使用，自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備不斷推廣，各種人工智能分析系統(tǒng)已經(jīng)日益成熟。這些新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對海量數(shù)據(jù)儲存和分析的要求越來越高，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備出現(xiàn)了無法克服的瓶頸，這勢必給云存儲帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)會。

云存儲的定義及模型

云存儲（Cloud Storage）是在云計(jì)算(Cloud Computing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念，是指通過集群應(yīng)用(Cluster Application)、網(wǎng)格技術(shù)（Grid Technology）或分布式文件系統(tǒng)（Distributed File System）等功能將網(wǎng)絡(luò)中各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。

使用者使用云存儲并不是使用某一個(gè)存儲設(shè)備，而是使用整個(gè)云存儲系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。因此從嚴(yán)格意義上來講，云存儲不是存儲，而是一種服務(wù)。云存儲的核心是存儲設(shè)備與應(yīng)用軟件友好的結(jié)合，通過應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)存儲設(shè)備向存儲服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

云存儲可以實(shí)現(xiàn)存儲完全虛擬化，提供更強(qiáng)的存儲和共享功能。云存儲中所有設(shè)備對使用者完全透明，被授權(quán)用戶可在任何地方通過一根接入線與云存儲進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)空間與數(shù)據(jù)的訪問。

云存儲技術(shù)并非指某項(xiàng)特定技術(shù)，而是一大類技術(shù)的統(tǒng)稱，通常只要具有以下三個(gè)特征都可以看作是云存儲技術(shù)：一是具有無限的擴(kuò)展能力，可以支撐幾百TB直至PB級的海量數(shù)據(jù)；二是采用了并行計(jì)算模式，從而獲得海量運(yùn)算能力；三是高可用性，即能保證在任何時(shí)候系統(tǒng)都能正常使用（即使有硬件出現(xiàn)故障時(shí)）。如圖1所示，云存儲系統(tǒng)的架構(gòu)模型通常由4層組成：存儲層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層、訪問層。

云存儲在數(shù)字工地中的某些應(yīng)用——數(shù)字工地建設(shè)

數(shù)字工地的建設(shè)已經(jīng)在全國范圍內(nèi)如火如荼的推廣，南寧市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會為加強(qiáng)南寧市數(shù)字工地的建設(shè)步伐，不斷引導(dǎo)企業(yè)信息化管理應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)各個(gè)相關(guān)單位的數(shù)據(jù)共享和電子監(jiān)察，提高建設(shè)工程監(jiān)督管理的工作效率和服務(wù)質(zhì)量，提升質(zhì)量安全施工標(biāo)準(zhǔn)化水平。

圖1

廣西維安特網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司按照南寧市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會的精神，推出了一套“工地邊坡圍巖自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)”。該系統(tǒng)針對大型開挖基坑這種高危險(xiǎn)工地而設(shè)計(jì)，通過大量的傳感器對邊坡、地表這些施工環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳到監(jiān)控中心，然后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)分析到有危險(xiǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)危險(xiǎn)程度發(fā)出紅、橙、黃三色報(bào)警，并通過聲音、短信等方式通知監(jiān)測人員，以提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

以某個(gè)地鐵建設(shè)工地為例，整個(gè)地鐵1號線共有20個(gè)標(biāo)段類似工地，每個(gè)工地一共用到了500個(gè)傳感器，每5分鐘每個(gè)傳感器獲取并上傳一次數(shù)據(jù)，則每5分鐘需要存儲和分析的數(shù)據(jù)有20*500*5（共50000）條。如果這些數(shù)據(jù)完全依靠監(jiān)控中心的服務(wù)器來儲存和分析，這勢必會造成很大的壓力，一旦服務(wù)器出現(xiàn)問題，安全隱患將隨時(shí)會出現(xiàn)。所以這時(shí)必須要采用一套妥當(dāng)?shù)膬Υ鏅C(jī)制來保證整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。

云存儲在數(shù)字工地管理中的應(yīng)用

依托數(shù)字化工地綜合管理平臺可以實(shí)現(xiàn)對建筑工地各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，如網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、工地邊坡圍巖自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)、建筑工程監(jiān)管系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、監(jiān)管部門ERP系統(tǒng)等進(jìn)行綜合管理。這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以通過集群服務(wù)器進(jìn)行處理和管理，這對用戶的體驗(yàn)感覺相當(dāng)于使用同一臺服務(wù)器。

以網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和工地邊坡圍巖自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)為例，對于各個(gè)建筑工地都有各自的服務(wù)器用于處理網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、工地邊坡圍巖自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)等采集上來的數(shù)據(jù)，這些服務(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)與云存儲中心互聯(lián)?；A(chǔ)管理層通過CDN(Content Distributie Network)內(nèi)容分發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù)加密技術(shù)確保云存儲中的數(shù)據(jù)不會被非法訪問，同時(shí)通過各種數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)措施確保云存儲中的數(shù)據(jù)不會丟失，從而保證云存儲系統(tǒng)自身的安全和穩(wěn)定。

存儲層采用FC光纖通道存儲設(shè)備，或者是NAS和 SAN等IP存儲設(shè)備，還可以是 SCSI或SAS等 DAS存儲設(shè)備。存儲設(shè)備之上是一個(gè)統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)存儲設(shè)備的邏輯虛擬化、存儲集中管理及對各硬件設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

應(yīng)用接口層是云存儲靈活多變的部分，不同的云存儲服務(wù)提供商可根據(jù)其業(yè)務(wù)類型開發(fā)出不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)，比如視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺、視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺等。

通過云存儲的方式，這些服務(wù)器對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、備份和分析的過程對用戶的體驗(yàn)就如同只有一臺服務(wù)器。當(dāng)采集的數(shù)據(jù)發(fā)生異常后系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，以聲音、短信等方式通知監(jiān)測人員，以提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備。而項(xiàng)目管理人員和其他監(jiān)管部門的人員等授權(quán)人員，都可以通過標(biāo)準(zhǔn)的公共應(yīng)用接口來登錄云存儲系統(tǒng)，享受云存儲服務(wù)。

云存儲在數(shù)字工地中的使用的好處

好處1：成本的控制。

現(xiàn)在企業(yè)已經(jīng)不再采用傳統(tǒng)的方式使用單獨(dú)的存儲系統(tǒng)，最主要的原因在于部署成本高。如果企業(yè)能夠不購買單獨(dú)的存儲系統(tǒng)，而是采用租用現(xiàn)成存儲系統(tǒng)的方式，這樣就可以大大分散企業(yè)的資金壓力。云存儲產(chǎn)品就是提供商在互聯(lián)網(wǎng)上部署一套存儲服務(wù)器，然后租用給有這樣需求的企業(yè)。

好處2：安全托管服務(wù)。

首先，云存儲產(chǎn)品的維護(hù)任務(wù)都是由第三方運(yùn)營商來完成的。也就是說，企業(yè)自己并不需要配備專業(yè)的存儲系統(tǒng)管理員。其次，更加容易擴(kuò)展?，F(xiàn)在的云存儲產(chǎn)品，大多數(shù)都是通過模塊化來設(shè)計(jì)的。而模塊化設(shè)計(jì)最主要的優(yōu)勢就是在于其較高的靈活性。在后續(xù)可以根據(jù)企業(yè)的業(yè)務(wù)來進(jìn)行擴(kuò)展。

好處3：高可靠性。

云存儲通過將文件復(fù)制并保存在不同的服務(wù)器上，很好地解決了由于硬件損壞而導(dǎo)致數(shù)據(jù)存取的不可用性問題。不論多好的硬件都可能出現(xiàn)故障，云存儲知道文件存放的位置，在硬件發(fā)生損壞時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)將讀寫指令導(dǎo)向存放在另一臺存儲服務(wù)器上的文件，從而保證服務(wù)的持久性。

好處4：量身定制的解決方案。

以南寧市的建筑工地為例，南寧市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站已經(jīng)有了一套成熟的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和一套ERP系統(tǒng)。視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其對于存儲設(shè)備的要求是不同的。視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的特點(diǎn)是容量大、重復(fù)利用率低、能夠被覆蓋。而ERP數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是永久保存、容量不大、重復(fù)利用率高、對于性能的要求高、并發(fā)訪問高等等。這些不同的數(shù)據(jù)擁有不同的特征，就決定著要采用不同的存儲設(shè)備，以定制一套合身的解決方案。

結(jié)語

數(shù)字工地的建設(shè)作為智慧城市建設(shè)中必不可少的一部分，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和各種人工智能分析系統(tǒng)對現(xiàn)代化的數(shù)字工地建設(shè)產(chǎn)生了積極作用。這些在數(shù)字工地中的應(yīng)用系統(tǒng)與云存儲的結(jié)合使用，勢必會引領(lǐng)數(shù)字工地的一場全新變革。