云存儲在計量管理信息系統開發中的應用

王 睿，靳 軍，王 寧，彭緒安，宋新萍

（中國石油新疆油田分公司 實驗檢測研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

1 概述

近年來，隨著云計算的興起，云存儲成為信息存儲領域的一個研究熱點。與傳統的存儲設備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而且是一個網絡設備、存儲設備、服務器、應用軟件、公用訪問接口、客戶端程序等多個部分組成的系統。云存儲作為云計算的底層服務，對上層服務提供重要的支持，一般采用分布式文件系統實現，也就是說它是一種架構復雜的分布式文件系統。當前比較流行的分布式文件系統主要有：Hadoop、FastDFS、NFS、GoogleFS等。

B／S結構下的計量管理信息系統采用FastDFS云存儲技術實現對大量長期保存的原始記錄、證書、抽檢記錄等文檔數據的管理。FastDGS是一個開源的輕量級分布式系統，它對文件進行管理，比如：文件存儲、文件同步、文件訪問（上傳、下載）等，解決了大容量存儲和負載均衡的問題。FastDFS服務端包含三個角色，客戶端（Client）、跟蹤服務器（Trackerserver） 和存儲服務器（Storageserver）。在FastDFS中，客戶端上傳文件時，文件ID不是由客戶端指定，而是由Storageserver生成后返回給客戶端。文件ID中包含了組名、文件相對路徑和文件名，Storageserver可以根據文件ID直接定位到文件。FastDFS采用分組存儲方式。集群有一個或多個組構成，集群存儲總容量為集群中所有組的存儲容量之和。一個組由一臺或多臺存儲服務器組成，同組存儲服務器上的文件完全一致。文件上傳、下載、刪除等操作可在組內任意一臺Storageserver上進行。采用分組存儲方式靈活、可控性較強。

2 計量工作現狀

新疆油田公司及克拉瑪依地區在用計量器具約30萬臺（件），在24家計量檢測機構中，實驗檢測研究院計量監督檢測中心作為油田公司和克拉瑪依區規模最大、標準最高、項目最全的計量檢定資質的單位，于1992年經國家質量技術監督局主持建標考核，建立了長度、溫度、力學、電磁、理化、無線電、時頻七大類47項企業最高計量標準，4項次級計量標準。目前可開展81種計量器具的檢定和49種計量器具的校準與調修業務。

因管理模式落后，檢／校流程管理環節薄弱、原始數據處理手動化、紙制化，檢定結果信息手工錄入管理系統，檢／校效率低下無法高效完成計量器具的量值溯源工作，從而導致近35%的計量器具外送，增加了企業成本，延長周檢周期，出現計量器具使用空檔，進而影響到企業生產及安全監測等方面。器具檢定／校準／調修過程需要涉及大量數據計算以及原始記錄、檢定規程、檢定／校準／調修證書等檢測過程中需要處理的永久保存電子文件格式數據。

3 云存儲技術應用在計量生產管理系統中的技術方案

將云存儲技術引入計量管理信息系統，實現室內及現場對原始記錄、檢定規程、檢定／校準證書等檢測過程中需要處理的永久保存電子文件格式數據快速響應，數據交換做到便捷、直觀、高效。系統具有更好的靈活性、動態性和擴展性。

（1）FastDFS本身是個開放式開源的存儲機制，可以無限伸縮，存儲大量數據，根據需要進行調整。

（2）云計算技術，將各種原始數據的采集、處理、分析、深度挖掘等分布到不同的服務器中進行處理，使計算效率更高，單點故障更少。

（3）云結構呈現，采用云計算標配工具HTML5技術，實現雙向通信，進行主動推送，而非采用請求、響應的模式進行人機界面的交互。

（4）私有云安全體系，安全認證OAuthor技術是云計算最核心的部分之一，我們將授權機制應用到每個環節，認證后在有效期內，提交令牌即可，而令牌單向加密不可復制，從而保證每個環節上都是安全的。

（5）FastDFS文件名通過MD5算法把文件名加密散列為32字節的文件名＋后綴的模式，有效提高了安全性。通過FastDFS的API可以方便的授權訪問。

4 計量管理信息系統的開發

計量管理信息系統以計量器具送－檢－取為主線，實現【器具接收登記】【器具檢測】【原始數據處理】【數據生成】【證書生成】【證書審批】【電子簽名】【數據入庫及上報】【工作量統計】【證書打印】【費用結算】【人員管理】【標準管理】【計量器具管理】【信息發布】【數據查詢】等基本功能模塊。數據三級審核機制貫穿于器具的整個生命周期，流程控制環環相扣，數據管理流程融于管理系統中，保證了數據入庫質量和數據應用的可信度的業務管理機制。實現計量檢測流程，從器具送檢、檢定數據處理、數據判斷、出證書、三級審核、打印證書到人員權限管理、器具流轉過程、實現管理者對器具檢測的流程控制和質量監控一體化的透明管理（見圖1）。

4.1 定制檢定規程

圖1 業務流程

計量是指實現單位統一、量值傳遞的活動。它的特點是以精確的數據為基礎，在操作過程中保證每一個環節都嚴格遵照規程或規定執行。規程或規定是開展計量活動的核心要素。計量管理信息系統以規程或規定作為系統開發核心，將計量技術規范的各個技術指標，分解成各種數據元，由操作員自定義各數據元的概念，在什么條件下，什么范圍算是合格，什么情況下需要校準等，實現規范的自定義，公式自定義，中間過程自定義，輸出結果格式自定義，自動修正（見圖2）。

圖2 定制檢定規程

4.2 原始記錄、證書格式定制

系統建立了一套原始數據、證書處理模板，采用JS在網頁上實現圖形化表格編輯、計算，用戶可自定義原始記錄格式，靈活增、改檢測項目，自動計算，生成原始記錄與證書（見圖3、圖4）。

圖3 原始記錄設置流程

5 應用效果

計量管理信息系統的開發應用，可有效地對新疆油田公司強檢計量器具實行周期檢定管理，對到期的計量器具提前下達檢定通知，引入云存儲技術能實現對原始記錄、證書等文檔快速調用，數據響應速度快。

應用HTML5進行網頁前端的開發，使跨平臺能力更好，不受瀏覽器兼容問題困擾，網頁中無需嵌入控件、插件等，系統不再依賴特殊瀏覽器和操作系統，使用更廣泛。

實現檢定規程和規范的原始數據點和公式的定義。原始記錄格式運用圖形化生成機制，用戶對格式進行定制，系統從原始記錄采集、自動計算、審核、預覽打印、證書（或報告）的生成、存檔等全流程化。通過用戶自定義各個檢測規程的各元數據、計算公式、鑒定標準，實現對系統的靈活操作管理。

6 推廣應用

計量管理信息系統的上線應用，改變實驗檢測研究院計量監督檢測中心原有的工作管理模式，同時作為新疆油田公司和克拉瑪依市規模最大、標準最高、項目最全的計量檢定資質的單位，在克拉瑪依市以及兄弟單位中推行此系統，將能夠規范并有效提高克拉瑪依地區計量檢測機構整體管理水平，起到增質提效的作用，提高在用計量器具受檢率與及時率，對地區社會穩定、長治久安具有重要的意義。

圖4 定制原始記錄

7 結論

通過將云存儲技術引入計量管理信息系統中，使得系統在云計算架構下應用更靈活，擴展性好，用戶請求響應快，該系統地推廣應用將有助于提升新疆油田公司及克拉瑪依市的計量管理工作，強化計量監督、提高計量監管工作的有效性，真正有效地保障新疆油田以及克拉瑪依市計量器具管理規范化、科學化。

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