管廊光纤安防监测信息管理系统研发与应用
发布时间：2021-06-26 01:25
传统综合管廊的信息管理系统报警实时性低,缺乏大数据管理手段,无法满足光纤传感数据的管理需求。为了充分发挥光纤传感技术在管廊安防领域中的优势,设计并研发了适用于光纤传感技术的管廊安防监测信息管理系统。针对传统信息管理系统的不足,基于光纤传感技术特点,从实时性、大数据管理两个方面进行了设计,实现了更加实时、直观、准确的报警定位,提供了高效的数据管理、展示方式。本系统应用于珠海横琴综合管廊,运行期间内,基于电子地图的实时报警可以1 s定位故障,海量光纤传感数据能够持续、稳定地存储与查询,可用性高达99.99%。实践证明本系统不仅适用光纤传感技术,也可以低成本应用到已有管廊并兼容传统传感技术,具有一定的实用价值。
【文章来源】：地下空间与工程学报. 2019,15(S1)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
系统结构框图Fig．1Systemblockdiagram
图2WebGIS平台架构Fig．2WebGISplatformarchitecture为了提升实时性，本系统有针对性地优化了数据传输过程。传统基于Web的信息管理系统一般采用Ajax技术推送数据［11-12］，这是一种基于HTTP请求的短连接传输，实时性较差，且容易给网络带来压力，降低系统性能。而本系统采用WebSocket长连接技术替代Ajax短连接，实现了光纤传感探头、解调仪、服务器到客户端之间全链路高实时性数据传输，时序图如图3所示。图3数据同步传输时序图Fig．3Datasynchronizationtransmissiontiming2．2适用于光纤传感的数据存储模型光纤传感技术会产生大量数据，数据存储将会逐渐成为性能瓶颈。传统系统大多采用单点结构存储数据，数据量大时会有较大的读写压力，一旦存储节点失效，将导致整个系统无法正常工作，甚至永久丢失数据。本系统采用分布式结构实现数据存储，将传感数据分配到多个子节点进行存储，明显提升了大数据性能。如图4所示，当数据量大于10万条时，随着数据量增多，传统存储方案的数据写入时间明显增加，存储效率急剧下降;而分布式存储模型的性能则在大数据场景下表现更好。图4存储模型对比图Fig．4Storagemodelcomparison传统管廊的监测信息一般以目录文件的形式存储，读写速度较慢，难以匹配光纤传感技术的实时解调算法，且不支持条件查询和动态关联，无法进行高效统计与分析。为了兼顾数据读写性能与存储灵活性，本系统采用HBase数据库实现数据存储，将光纤传感数据分为三个维度，分别是rowkey、column和时间戳。其中rowkey作为唯一键，查询效率高，用来存储管廊分区、数据类型、报警级别等枚举有限的数?
图2WebGIS平台架构Fig．2WebGISplatformarchitecture为了提升实时性，本系统有针对性地优化了数据传输过程。传统基于Web的信息管理系统一般采用Ajax技术推送数据［11-12］，这是一种基于HTTP请求的短连接传输，实时性较差，且容易给网络带来压力，降低系统性能。而本系统采用WebSocket长连接技术替代Ajax短连接，实现了光纤传感探头、解调仪、服务器到客户端之间全链路高实时性数据传输，时序图如图3所示。图3数据同步传输时序图Fig．3Datasynchronizationtransmissiontiming2．2适用于光纤传感的数据存储模型光纤传感技术会产生大量数据，数据存储将会逐渐成为性能瓶颈。传统系统大多采用单点结构存储数据，数据量大时会有较大的读写压力，一旦存储节点失效，将导致整个系统无法正常工作，甚至永久丢失数据。本系统采用分布式结构实现数据存储，将传感数据分配到多个子节点进行存储，明显提升了大数据性能。如图4所示，当数据量大于10万条时，随着数据量增多，传统存储方案的数据写入时间明显增加，存储效率急剧下降;而分布式存储模型的性能则在大数据场景下表现更好。图4存储模型对比图Fig．4Storagemodelcomparison传统管廊的监测信息一般以目录文件的形式存储，读写速度较慢，难以匹配光纤传感技术的实时解调算法，且不支持条件查询和动态关联，无法进行高效统计与分析。为了兼顾数据读写性能与存储灵活性，本系统采用HBase数据库实现数据存储，将光纤传感数据分为三个维度，分别是rowkey、column和时间戳。其中rowkey作为唯一键，查询效率高，用来存储管廊分区、数据类型、报警级别等枚举有限的数?
本文编号：3250345
【文章来源】：地下空间与工程学报. 2019,15(S1)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
系统结构框图Fig．1Systemblockdiagram
图2WebGIS平台架构Fig．2WebGISplatformarchitecture为了提升实时性，本系统有针对性地优化了数据传输过程。传统基于Web的信息管理系统一般采用Ajax技术推送数据［11-12］，这是一种基于HTTP请求的短连接传输，实时性较差，且容易给网络带来压力，降低系统性能。而本系统采用WebSocket长连接技术替代Ajax短连接，实现了光纤传感探头、解调仪、服务器到客户端之间全链路高实时性数据传输，时序图如图3所示。图3数据同步传输时序图Fig．3Datasynchronizationtransmissiontiming2．2适用于光纤传感的数据存储模型光纤传感技术会产生大量数据，数据存储将会逐渐成为性能瓶颈。传统系统大多采用单点结构存储数据，数据量大时会有较大的读写压力，一旦存储节点失效，将导致整个系统无法正常工作，甚至永久丢失数据。本系统采用分布式结构实现数据存储，将传感数据分配到多个子节点进行存储，明显提升了大数据性能。如图4所示，当数据量大于10万条时，随着数据量增多，传统存储方案的数据写入时间明显增加，存储效率急剧下降;而分布式存储模型的性能则在大数据场景下表现更好。图4存储模型对比图Fig．4Storagemodelcomparison传统管廊的监测信息一般以目录文件的形式存储，读写速度较慢，难以匹配光纤传感技术的实时解调算法，且不支持条件查询和动态关联，无法进行高效统计与分析。为了兼顾数据读写性能与存储灵活性，本系统采用HBase数据库实现数据存储，将光纤传感数据分为三个维度，分别是rowkey、column和时间戳。其中rowkey作为唯一键，查询效率高，用来存储管廊分区、数据类型、报警级别等枚举有限的数?
图2WebGIS平台架构Fig．2WebGISplatformarchitecture为了提升实时性，本系统有针对性地优化了数据传输过程。传统基于Web的信息管理系统一般采用Ajax技术推送数据［11-12］，这是一种基于HTTP请求的短连接传输，实时性较差，且容易给网络带来压力，降低系统性能。而本系统采用WebSocket长连接技术替代Ajax短连接，实现了光纤传感探头、解调仪、服务器到客户端之间全链路高实时性数据传输，时序图如图3所示。图3数据同步传输时序图Fig．3Datasynchronizationtransmissiontiming2．2适用于光纤传感的数据存储模型光纤传感技术会产生大量数据，数据存储将会逐渐成为性能瓶颈。传统系统大多采用单点结构存储数据，数据量大时会有较大的读写压力，一旦存储节点失效，将导致整个系统无法正常工作，甚至永久丢失数据。本系统采用分布式结构实现数据存储，将传感数据分配到多个子节点进行存储，明显提升了大数据性能。如图4所示，当数据量大于10万条时，随着数据量增多，传统存储方案的数据写入时间明显增加，存储效率急剧下降;而分布式存储模型的性能则在大数据场景下表现更好。图4存储模型对比图Fig．4Storagemodelcomparison传统管廊的监测信息一般以目录文件的形式存储，读写速度较慢，难以匹配光纤传感技术的实时解调算法，且不支持条件查询和动态关联，无法进行高效统计与分析。为了兼顾数据读写性能与存储灵活性，本系统采用HBase数据库实现数据存储，将光纤传感数据分为三个维度，分别是rowkey、column和时间戳。其中rowkey作为唯一键，查询效率高，用来存储管廊分区、数据类型、报警级别等枚举有限的数?
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