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基于微服务架构的工程质量检测大数据平台

2021.12.04

  

基于微服务架构的工程质量检测大数据平台

张岚  王彦  龙保佳
(北京智博联科技股份有限公司 北京 100088)
[摘 要] 如何借助于信息化手段来提高建设行业工程质量检测的管理水平、确保工程结构质量和安全,已成为行业内普遍关注的问题。本文基于工程检测的实际状况,利用信息与通讯技术、微服务及大数据技术等对工程质量检测信息化管理系统进行了研究,并基于云技术实现了一套检测管理云服务平台。
[关键词] 信息化管理;物联网;云平台;检测管理系统

Big Data Platform for Engineering Quality Inspection Based on Micro Service Architecture

Zhang Lan  Wang Yan  Long Baojia
(Beijing ZBL Science & Technology Co. Ltd.,Beijing 100088,China)
Abstract: How to improve the management level of engineering quality inspection and ensure the quality and safety of engineering structure by means of information technology has become a common concern in the industry. In this paper, based on the actual situation of engineering detection, information and communication technology, micro service and big data technology are used to study the engineering quality inspection information management system, and a cloud service platform for detection and management is implemented based on cloud technology。
Keywords: information management;internet of things;cloud platform;engineering  test management system;

引 言

       近年来,我国工程建设行业已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,基础设施的建设作为土建工程施工的重要工序,其质量是整个土建质量工程的核心。由于工程项目建设时间跨度大、跨越区域广、施工工序多、责任主体和相关单位多,土建施工质量可控性差,质量问题时有发生,质量控制对于建设工程本身以及建设工程相关行业具有十分重要的作用。
       随着信息化的日益发展,信息化技术被逐渐的应用到各个行业,并发挥着重要的作用,使在基础设施土建施工中构建全方位的质量检测管控系统成为可能。在保证数据实时上传的基础上,如何存储和分析庞大且类型众多的检测数据,是实现检测信息化必须解决的问题。实现工程检测大数据管理平台是必然的趋势,并基于大数据理论可将工程建设中产生的各项数据进行综合采集、处理与分析,从而提高管理效率。

系统建设目标

1.1 实现项目全生命周期管理

       系统提供从项目经营、检测工作安排及管理到财务结算的项目全生命流程管理,便于实现各级领导、项目负责人及其他各类人员在系统上清楚、便捷地获取和操作信息;实现相关项目数据的汇总和统计,把握公司项目动态与详细的经营数据,给公司领导的经营决策提供数据支持。提供灵活的流程定制功能,可以通过网页在线定制公司的工作流程,以确保公司的管理活动能有序的进行

1.2 实现可二次开发的在线报告生产管理

       实现各检测参数相关的报告表格、委托信息的在线自定义模板的编制功能,提供收样、报告生成的全自动化、电子化、流程化、可定制化的管理。在报告审核、审批过程中,加入电子签名的功能以实现报告从编制到审核签名、签章的无纸化办公,可在线对审批流程进行自定义操作。检测参数、报告格式、计算公式均可在线进行定制,并提供基于Javascript语言的简单明了的二次开发接口,以二次编程的方式实现报告中相关的数据计算和结论判定。

1.3 提供实现灵活的数据报表生成功能,为经营决策提供数据支撑

       提供将多个图表、报表等组件内容整合在一个面板上进行综合显示的功能,使数据展现和数据分析结果更为直观、易理解。提供统计功能象积木一样自由搭配的看板,灵活方便最贴切,提供多种统计分析数据任意选择、数据钻取挖掘等功能,使企业的管理者对企业经营数据知其然且知其所以然,为决策者掌握运营动态、提高管理运营能力和战略决策提供更有力的数据支持

1.4 专项施工安全在线监测,构建检测、监测大数据平台

       实现桥梁、隧道、基坑等建筑施工过程中的相关安全监测功能,以自动化数据采集的方式替代人工定期现场数据读取的方式,实现相关项目变形与受力监测的自动化管理。将企业所有实验、检测、监测的数据集中存储,构建集各类数据于一体的大数据中心平台,为相关业务的开展(如报告溯源)、数据的分类统计与分析、相关检测方法规范的研究等提供基础的数据支撑。
为了解决检测机构的上述问题,北京智博联科技股份有限公司通过对国家建设部、交通部等政策方针的解读分析,对大量工程检测机构的实际调研,研究并开发了一套工程检测信息化管理系统(以下简称ZBL-ETM)用以解决检测机构内部的信息化管理难题。

系统创新点

2.1 个性化的业务流程

       引擎式流程后台,灵活应对企业管理需求、快速搭建企业业务流程。采用信息化、流程化等技术手段使企业的经营和生产活动有条不紊的进行,促进企业进行精细化的管理,提升多种场景下的管理效率和效果。

2.2 平台化的报告管理

       类Excel界面的在线报告模板及编制功能,平台化程度高可进行二次开发。报告采用电子化、流程化的管理方式,可在线进行编制、审批、批注、签字等工作,实现了在线报告纠错功能,减轻了检测人员、审核人员工作量。实现了报告原始数据的溯源,有效控制质量管理风险。

2.3 丰富多样的企业看板

       象积木一样自由搭配的看板和数据钻取挖掘技术,使数据展现和数据分析结果更为直观、易理解,为决策者掌握运营动态、提高管理运营能力和战略决策提供更有力的数据支持。

2.4 专业化的数据管理

       借助物联网相关技术,以自动化数据采集的方式,将检测机构具备条件的实验、检测、监测的数据通过网络自动采集到系统,构建集各类数据于一体的大数据中心平台,为相关业务的开展、数据的分类统计与分析、相关检测方法规范的研究等提供基础的数据支撑。

系统的架构设计

       工程质量检测信息化管理系统将物联网技术和工程检测技术相结合、通过科学严谨的工作流程控制方法、3G\4G无线通讯技术、短距离无线通讯技术、GPS(全球定位系统)技术/蜂窝网络定位技术、数字化管理技术的实施等多种高新技术方法的综合应用,开发“测试仪器+现场数据自动传输+系统管理软件”的软硬件综合工程质量检测管理系统,实现检测机构工程质量检测的电子化、流程化、专业化的检测业务管理。

3.1 物理架构设计

图2 系统物理架构图
ZBL-ETM系统采用物联网典型的三层架构,如图2所示,由下往上依次为:
1) 现场感知层:现场检测人员使用设备进行检测,并通过手持端将数据远程、实时地通过传输层提供的网络传递到数据管理层。
2) 通讯传输层:提供通信信道,数据管理层与设备的通信桥梁,主要3G、4G通信等, 以满足系统与现场的数据交换。
3) 数据管理层:由接口服务器、数据库服务器、应用服务器、WEB服务器、通讯网络、防火墙等多类硬件设备组成,此外还需要部署相关的检测管理系统、数据库管理系统等应用软件系统。
系统提供基于http的公开接口协议,可以接入各个厂家不同类别的各种型号的设备。

3.2 逻辑架构设计

       ZBL-ETM采用J2EE技术解决方案,构建高可靠、可扩展的系统。支撑内部进行业务、办公与数据的管理,ZBL-ETM逻辑架构图如图 3 所示。
 
图3 系统逻辑架构图

3.3 微服务架构

       系统在云服务器上采用微服务架构理念部署各模块, 在各地部署注册中心以实现服务节点能找到最近的注册中心获取服务列表, 提升了服务请求的稳定与效率。服务之间的交互采用同步和异步的两种交互方式, 在大数据传输时采用同步方式来减少请求的反复建立, 而异步交互方式则采用了当前主流的kafka消息引擎中间件。系统采用多节点的方式, 保障了其中某台服务端节点在故障状态下仍可保证全年每天24小时不间断的提供服务。
图4 系统微服务设计图

云平台应用

       在信息化高速发展的今天,传统的组建机房、架设网络、部署应用,设立专业网管人员进行维护的系统建设方案,存在技术门槛高、投入成本高、维护困难的问题。目前北京智博联科技股份有限公司基于云计算技术成功开发了一套第三方检测信息化工作平台,检测机构通过浏览器即可实现公司内部针对经营、生产、办公、质控等方面的流程化、移动化、专业化的管理工作。
另外系统提供业务系统+云平台计算能力的系统架构为检测机构提供信息平台服务。检测机构可以在本地或者云中心搭建业务系统,并且利用智博联的消息服务、报告服务、流程服务等来组建系统。
 
图5  云平台界面图

结 语

       采用先进的管理信息系统,能有效避免人工干预, 提高工作效率,还能规范管理,保证检测报告的公正性、科学性和准确性。ZBL-ETM基于先进的技术构建信息化管理的系统平台,以满足检测机构内部业务、办公和数据等管理的需求,各服务模块各自负责相应的工作,提升检测工作效率和质量。

参考文献

[1] 郑旭明,刘东晓等. 基于大数据的水利工程质量检测系统设计. 水利水电工程,2020
[2] 曹忠红,余金辉等.信息化在建设工程检测管理中的实践应用.江西建材, 2017,23
[3] 项庆明,宋景景等. 浅谈物联网与大数据技术在交通检验检测机构中的应用浙江交通职业技术学院学报.2019
 
[作者简介]张岚,男,中级工程师,北京智博联科技股份有限公司
[通讯地址] 湖南省长沙市高新区麓谷企业广场C3栋505 ,邮编:410000
[联系方式] 手机13467543139,E—mail 4381752@qq.com,QQ号4381752