云平臺在水利水電設計行業的發展前景分析

張 楠

云平臺在水利水電設計行業的發展前景分析

張 楠

(河北省水利水電第二勘測設計研究院，河北石家莊050021)

云平臺技術是數字化設計領域的新興方向和重大轉變，其新穎的云支持服務方式具有巨大的發展潛力。具有高可靠性、海量用戶支持、平臺資源分配靈活、智能化分析處理等特點。可有效節約計算機閑置性能，降低企業運行成本、提升工作效率和產品質量，促進創新發展。因此對水利水電設計單位而言，有必要關注此領域的發展動態。

云平臺；水利水電；數字化設計

“云平臺”起源于自主性的“云計算”，后來隨著技術和理念的不斷發展，范圍逐步拓展到開放性的“云共享”和“云創新”等方面。云平臺非常強調對大規模信息資源的有效整合，和對創新資源的開發與聚集。云平臺將技術、知識、經驗、人才等分散性資源有機聚合在一起，突破信息孤島限制，創建出標準化的匯集企業群體智慧的共同體。

目前數字化云平臺技術已經應用到軍事、IT、科研、教育、電信等眾多領域，其新穎的云支持服務方式具有巨大的發展潛力，實現了跨界產業的深度整合。云平臺能夠為企業提供高可靠性和海量用戶支持的統一工作平臺，整合了目前分布式系統的硬件資源，提高了資源的使用效率［1］。平臺資源按需分配，擴充靈活，可有效節約計算機閑置性能，降低企業運行成本，并能形成基于企業文化的云創新生態系統。

1 云平臺的構成

企業級私有云平臺主要包括如下幾個部分。

(1)統一的平臺基礎(Foundation)：云平臺建立在企業的自主服務器或公共云服務器上，各種相關的支撐功能，如標準化數據庫、標準化資料庫、基本操作界面等。

(2)統一的基礎設施服務(Infrastructure services)：在云平臺的分布式環節中提供的基礎服務，如集成式服務、遠程存儲服務以及各級用戶的ID管理服務等。

(3)統一的應用服務(App1ication services)：云平臺允許管理者將既有程序嵌入“云”端里運行，也允許使用者使用“云”端里提供的應用服務。為用戶提供一整套適用于實際工作的應用軟件。包括套裝商業軟件和定制開發軟件2大類。其中套裝商業軟件包括Auto CAD、MicroStation、理正等；定制開發軟件由使用者根據自己的實際工作需求或工作標準，自行或委托開發。開發者在本地進行應用程序的開發測試，一鍵部署到云平臺上進行聯調和發布。

2 云平臺的技術特點

對水利水電設計單位而言，云平臺是一個非常好的綜合辦公平臺，其技術優勢主要體現在如下幾點。

2.1 云安全

硬件方面，設計單位所有的設計工作和設計資料均在云服務器中統一儲存和管理，突破了傳統離散式存儲管理格局。客戶端不再設置計算機主機，只有顯示器和鍵盤鼠標能夠通過企業的域內網絡與云平臺服務器相連，所有的數據和資料只有通過特定接口才能上傳和拷貝。

軟件方面，云平臺為每個使用者提供差異化的虛擬操作桌面，集成了不同使用者工作所需的全部應用程序。設計人員按照其崗位級別獲得對應的使用權限，在所參與的項目組空間內開展設計工作。建立、刪除、修改、查找、拷貝等使用權限均嚴格受控，有效保證了企業核心資產的安全性。

2.2 云管理

云平臺可全面融入OA自動化辦公系統、協同設計體系、圖檔存儲管理系統。具備強大的工作進程管理機制。

智能化的監控系統可以對云平臺內所有的計算、存儲和網絡資源，以及提供的云服務過程進行全天候運維監控。有任何涉嫌機密的操作均被自動記錄和追溯。

2.3 云計算

云計算是能夠實現自我維護管理的虛擬計算資源庫。設計單位所有的計算模塊均嵌入在云平臺中，設計者根據需要調用相關模塊進行某一設計環節的計算。或者依托后臺數據流的傳遞應用以及特殊類型算法，建立某個項目的計算庫，實現某一特定建筑物的優化布置和整體設計。

2.4 云共享

云共享是云平臺的最大優點之一，依托于網絡各個終端用戶，以統一的標準化方式分享到網絡數據庫之中。其他用戶可以通過網絡快速查找到所需要的各種資源、資料。在此過程中，分享的資源通過保護協議確保資料的安全存儲和安全分享。可以融入企業全部設計資料，建立標準化資料庫、計算書庫、計算模板庫。可以說，一個內涵豐富的云平臺，就是一座企業級的知識寶庫。避免了因離職、退休等特殊情況導致的知識流失，能夠有效積累和提升企業的核心競爭力。因此應當重視云創新資源的積累和云共享體系的構建，形成創新的資源云端，為設計單位創新模式提供基礎平臺。

2.5 云擴展

云平臺不受計算機硬件控制，可根據使用者的需要，對平臺資源進行合理的按需分配，實現硬件資源的最優化利用。當企業有異地辦公需要時，還可以建立跨地域的云共享平臺，遠程辦公感受與本地毫無二致。當硬件資源不能滿足設計單位需要時，可通過簡單的服務器擴充、升級。除此之外，云平臺還可以與App、微信、微博等移動端連接，實現全方位的云覆蓋，實時保障工作的順利開展和對外宣傳。

2.6 云創新

云創新模式的具體實現路徑尚未定論，一般來說，云創新主要是打造基于企業文化的開放式平臺，形成創新生態系統。通過信息資料的聚集、開發接口的開放，結合利益分享機制吸引企業成員參與到重要事務的解答、技術革新、資源拓展等環節中來。能夠快速捕捉使用者的需求、想法、創意、技術發明等資源要素，為企業創新提供源源不斷的動力［2］。

3 水利水電行業應用云平臺的難點

在云平臺上，云管理、云安全等環節都有比較成熟的商業化產品可以使用，不存在較大的技術難題。對水利水電設計單位而言，最難的是如何建立適應自己工作特點的云共享庫、云計算庫和云創新庫。這3個云庫，其基礎均建立在企業內部嚴格且完備的標準化體系之上。可以說，沒有水利水電工程的標準化設計體系，就不可能有云平臺后續升華基礎。

對水利水電工程而言，其最大的設計特點是因地制宜。由于地形、地質、水文等基礎條件的復雜性和獨特性，幾乎不可能找到完全相同的2個水利水電項目。因而在開展水利水電設計工作時，人的主觀因素仍然占據絕對的地位，計算機只能長期處于輔助設計的角色。

隨著水利水電工程標準化程度和計算水平的不斷提升，設計內容中隨意和混沌的比重越來越少，絕大多數設計工作都是基于精確計算和嚴密邏輯關聯的。由此導致設計者的工作量十分巨大。這對設計者的計算功底和邏輯分析能力是一個很大的考驗。因此我們非常希望計算機技術能夠幫助設計人員完成更多更復雜的工作。

隨著優化算法和系統工程技術的不斷發展，數字化技術方興未艾，已經展露出巨大的發展潛力。谷歌的A1phaGo(阿爾法狗)人工智能系統，憑借強大的蒙特卡洛樹搜索算法和深度神經網絡，在“人機大戰”中戰勝了世界圍棋冠軍李世石。為我們展示了計算機技術所能達到的新高度。

而在水利水電設計工作中，比如以遺傳算法為理論基礎的專家決策系統，具備強大的邏輯分析處理能力，可在多維影響因子作用下高效遴選出工程設計方案的整體最優解，有效避免人工決策時容易陷入局部最優解的困局。可以替代很大一部分的人工分析、處理和統計過程，幫助設計者快速做出決策。

在未來，可能一個電腦專家就是一個設計大師，而一個設計大師可能同時也是一個成功的電腦工程師。因此我們可以預期在不遠的將來，水利水電設計工作有可能變得很簡單。換一種說法，水利水電工程設計人員的主要精力將集中在設計標準的制定和設計平臺的優化完善上。而方案比選、計算復核、匯總統計、制圖等常規工作將主要由計算機替代完成。作坊式的涉及體制終將被打破，自動化流水線式的設計不再是可望而不可及的夢想。

而要做到這一切，一個良好的聚眾創新的云平臺必不可少，一個充分調動企業全體職工創新活力的生態環境必不可少。這就要求企業必須具備開放、民主、多元的文化特征，打破層層壁壘的垂直管理模式，在技術、資金、人力和信息資源等方面加以整合和促進，創造網狀結構模式和協同發展思維，打造企業在組織管理、財務效益、市場開拓、行業影響、商業模式等方面的云創新成果。

4 結束語

云平臺是未來企業工作系統的發展之路。目前對云平臺認識的誤區主要集中在安全性和適用性2方面。據了解目前安全性方面需求最高的軍事領域已經全面普及云平臺，因此其它行業大可不必過度憂慮。人們需要更深入地了解云平臺的特點，并以更積極的態度去面對新技術。

在適用性方面，由于水利水電工程涉及的專業門類很多，根據各專業技術特點和項目特點，預計數字化設計技術在中小型水利工程的水工、金結、電氣等專業將率先實現突破。特別是水閘、涵洞、倒虹吸、擋土墻、泵站、鋼閘門等共通性較強的領域。

［1］張千，陳朝根，梁鴻.基于虛擬化技術的私有云計算平臺設計［J］.計算機應用，2015，35(11)：3063-3069.

［2］張玉明，王孚瑤.云創新模式構建要素與實現路徑［J］.科技進步與對策，2016(01).

［3］梁勇，張攀翔，陳秋華.企業級數據庫云平臺的建設與運維方案［J］.電信科學，2012(02).

［4］王芳.基于云架構的風險監測系統設計與關鍵技術研究［D］.中國科學技術大學，2013.

［5］張玉明.云創新理論與應用［M］.北京：經濟科學出版社，2013.

［6］陳全，鄧倩妮.云計算及其關鍵技術［J］.計算機應用，2009，29(09).

［7］姜毅，王偉軍，曹麗，等.云計算：概念，技術及應用研究綜述［J］.南京信息工程大學學報：自然科學版，2012(04)：351-361.

［8］黃粱，陳魯敏，王加興，等.企業私有云平臺建設研究［J］.機電工程，2014，31(08)：1090-1093.

TP399

A

1672-2469(2017)03-0011-02

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.006

2017-01-17

張 楠(1981年—)，男，高級工程師。