石 硕

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710043)

铁路建设周期较长，在勘察设计、施工、运营维护等不同阶段都会产生海量的测量数据。传统铁路测量数据管理缺少对测量原始数据的规范化分类存储和统一管理，原始数据分散在各个施测单位、项目部、测量小组，各自管理，形成了封闭的“信息孤岛”[1-3]。

为了更好地管理和利用这些分散的原始测量数据，一些专家和学者进行了多方面的研究和尝试：陈焕然研发了基于B/S架构的测量内部管理系统，使用传统的服务器存储人员、财务、文件等信息[4]；石平等根据城市测绘院实际工作需求，建立测绘院信息化管理系统，实现对OA、MIS和档案管理的系统集成[5]；刘晓云研究了测绘网络成果发布服务系统，可实现web端的数据传输[6]；刘芳探讨了测绘工作内外业一体化工作模式下对测量队伍的改革和布局[7]；张申英研制了测量内外业一体化工作PDA系统，初步实现了内外业协同办公[8]。

综上所述，基于B/S架构开发的管理系统均使用传统的服务器，其数据管理的效率和质量均较低。因此，采用信息化手段，建立一个适用范围广、基于云服务技术的铁路测量数据管理平台是十分有必要的。

1 云服务技术的研究和应用

1.1 云服务器优势

通过市场调研，选择阿里云作为云端平台，相较于传统服务器，云服务器具有如下优势，如表1所示。

由表1可知，云服务器具有动态调配计算资源、部署敏捷、配置扩展灵活、维护成本低等特点，将系统部署到阿里云ECS服务器上，通过公网IP访问，部署实例如图1所示。

图1 云服务器实例信息

1.2 云通信服务

传统的测量管理系统缺乏对数据提交的响应，技术人员无法第一时间获取上传的数据，造成数据处理延迟。

表1 传统服务器和云服务器对比

为加强施测人员与技术管理人员之间的交流，将云消息服务与阿里云ECS服务器集成，借助云通信服务机制，通过短信及时通知相关人员，保证数据的及时反馈。云消息服务的部署如图2所示。将平台.NET SDK嵌入到系统代码中，通过自定义短信主题和模板创建短信。

图2 云通信短信服务配置

1.3 云安全保障

传统的恶意程序检测依赖于安装在个人电脑上的威胁特征码数据库，每台计算机只有在更新该数据库后，才能对新的病毒进行防护，这就对存储在个人电脑上测量数据的安全性造成了巨大威胁。

云安全，即把所有计算机通过客户端连接到云服务器，将所有病毒资料存储在云端，与客户端构成联合防御体系，通过网络直接阻断病毒和木马的传播，加快了对病毒的检测和处理速度。将安全服务放在云中进行，不仅增强了安全服务的更新处理能力，还减少了客户机的计算成本[9-10]。

2 铁路测量外业数据管理的规范化

2.1 内外业一体化数据共享管理模式

对于铁路工程测量项目来说，最重要的是保证数据和成果的真实性、时效性、可靠性和安全性。

铁路外业测量项目拥有大量的原始数据和文件，技术管理人员和施测队伍间多通过电话或网络邮件等方式进行信息沟通和数据反馈，由于数据提交方式混乱，缺乏统一的管理模式，信息沟通的成本大、效率低、安全性差，易导致原始数据的丢失。

针对当前铁路测量项目数据管理存在的问题，提出基于内外业一体化的数据管理模式，从测量数据的外业采集、存储管理、数据上传、数据反馈等角度进行标准化的数据管理，以提高测量产品的质量和管理效率。

内外业一体化的数据管理模式(如图3所示)可以理解为各个项目的施测单位将外业测量获取的数据通过分类整合提交数据处理中心，由技术管理人员和数据处理人员负责数据的计算、审核和反馈。通过建立铁路测量外业数据管理与共享信息平台，可以在技术管理部门和施测单位、小组之间搭建起一个桥梁和纽带，提高数据流转效率和管理质量，使数据流转严谨有序。

图3 内外业一体化协同办公

2.2 规范化数据存储

外业测量虽然工作繁杂，涉及的资料、数据种类众多，但不同阶段的测量工作各有其规律和特点，通过分析总结不同阶段测量工作的内容和特点，可规范测量数据的基本内容，建立分类体系：主要包括测量阶段、项目、作业内容、控制网类型、仪器类型、精度等级和数据类型等信息(如表2所示)。同时，规范了数据文件存储方式，以项目为单位存储测量原始数据，按照不同层级目录进行管理，以便于查询分析。

2.3 规范化数据提交流程

规范数据提交流程是保证测量数据的质量和实效性的核心，可根据用户的权限、分工和职能的不同来决定测量数据的传递路径和内容[11-13]。

表2 规范化测量数据内容

规范化数据提交流程见图4。

图4 规范化数据提交流程

根据用户的权限、职能判断操作内容，将数据上传和下载以短信的形式发送给项目技术人员，保证数据的及时反馈。规范化的数据提交保证了数据流转有序，加强了对施测和技术管理人员的约束，为项目后期数据处理和项目验收奠定了基础。

3 系统设计和应用

3.1 系统架构和实现技术

该系统采用B/S架构设计，外业原始数据存储在云ECS服务器，基本用户信息、数据信息等存储在MySQL数据库中，主要用于铁路测量外业项目原始数据管理(记录原始测量数据，进行远程原始测量数据上传下载、存储管理、查询分析)。系统可保存数据的提交记录，并允许相关人员下载，按照项目、勘测阶段、承担单位、段落、工作内容进行层级划分，以便分类索引、统计、查询；并可保留不同人员的操作日志、数据提交、检查和整改的过程记录，如图5所示。

铁路测量外业原始数据管理与共享信息系统是基于ASP.NET MVC技术、MySQL数据库和阿里云ECS服务器平台开发的云端数据管理平台。开发工具采用Microsoft Visual Studio.NET 2013，开发语言采用C#语言、HTML语言及JavaScript语言等。

3.2 数据库设计和文件存储

采用MySQL数据库存储信息数据，主要包括与原始数据相关的单位、人员、施工日期、上传日期、上传IP、数据内容、质量、状况等背景信息和文件描述信息。

图5 系统架构

通过远程连接登录服务器，根据文件管理中各层级目录的命名规则，将数据上传至指定目录下。为加快传输速度，数据以压缩文件的形式存储，如图6所示。

系统功能和应用如图7所示。

4 结束语

(1)提出基于云服务的测量内外业一体化数据共享管理模式，可提高数据处理和人员之间沟通的效率。以云服务为基础平台进行系统部署，集成云消息技术

和云安全服务，不仅减少了后期服务器的维护，还可以根据数据量变化进行动态调整及配置，扩展灵活。

图6 云服务器数据的存储

图7 系统功能

(2)制定了满足生产应用的通用铁路测量数据存储规范标准和规范化的数据提交流程，保证了数据流转有序。

(3)建立了铁路测量外业原始数据管理与共享信息平台，该平台在实际生产中具有一定的应用价值。

[1] 吉章伟.铁路建设工程项目管理综合数据平台研究[D].北京：北京交通大学，2006

[2] 魏来.移动测量系统在城市绿化管理系统建设中的应用[D].长春：吉林大学，2014

[3] 张强.远程测量管理系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2012

[4] 陈焕然.测量工作内部管理系统的设计与开发[J].测绘通报，2014(S2):274-277

[5] 石平，申勇智.测绘院信息化管理系统的设计与实现[J].城市勘测，2014(1):42-46

[6] 刘晓云.谈测绘成果网络分发服务系统[J].测绘通报，2010(1):57-58

[7] 刘芳.测绘内外业一体化及相关问题研究[J].测绘与空间地理信息，2012，35(8):232-234

[8] 张坤英.基于掌上电脑的测量作业内外业一体化系统设计[D].武汉：武汉大学，2003

[9] 吴吉义，傅建庆，平玲娣，等.一种对等结构的云存储系统研究[J].电子学报，2011，38(5):1100-1107

[10] 俞能海，郝卓，徐甲甲，等.云安全研究进展综述[J].电子学报，2013，41(2):371-381

[11] 李中海.铁路建设项目管理数据规范及数据平台研究[D].北京：北京交通大学，2009

[12] 刘华.从高速铁路工程测量标准看铁路工程测量技术的进步[J].铁道经济研究，2010(3):25-28,33

[13] 卢春房.铁路建设项目开工标准化实践与创新[J].铁道工程学报，2016，33(8):1-7