云環境下浙江省數字城市一體化運維初探

趙鵬程

(浙江省地理信息中心，浙江 杭州 310012)

云環境下浙江省數字城市一體化運維初探

趙鵬程

(浙江省地理信息中心，浙江 杭州 310012)

隨著浙江省全面完成數字城市建設，為保障各級數字城市運行穩定，解決當前基層運維的技術難題，本文提出了省、市、縣數字城市一體化運維模式，提出了運維的整體框架，探討了云計算環境下軟件和數據運維平臺的建設，為數字城市運維提供新的思路。

數字城市；一體化運維；云計算；數據運維；軟件運維

2015年年底，浙江省11個設區市、63個縣(市、區)的數字城市地理空間框架建設項目全部完成。建設成果在多領域、多部門及大眾生活中得到廣泛應用，有力提高了全省城市管理工作的科學化、精細化水平，真正成為各部門科學管理決策的重要工具，城市信息化建設的基礎平臺，提高人民生活質量的得力幫手[1-2]。數字城市地理空間框架項目建成并投入應用后，保持項目數據成果的現勢性、平臺軟件的可靠性、運行支撐環境的穩定性及應用系統的可用性，則是后續項目運行維護工作的重中之重[3-5]。

然而，近期調研市縣數字城市運行情況的結果卻表明基層縣市的運維工作不容樂觀，普遍面臨著運維管理體制落后、專業人才短缺、技術手段單一、運維經費匱乏等諸多問題。甚至，個別縣市因缺乏維護人員和經費，一度關停了相應的服務器。數字城市的運行及應用的深化面臨著巨大的挑戰，不及時改變這一現狀，將大大降低測繪保障服務水平。如何利用省級地理信息中心的技術與人才優勢，與市縣聯動運維則成為解決上述問題的突破口。另外，云計算快速發展，云GIS技術也日益進步，大規模的計算能力、海量數據的儲存能力、靈活的擴展能力及高可用性，意味著數據、軟件、開發方面的壁壘逐漸被打破[6-9]。云計算讓數字城市同步協調、整體運維成為可能[10-11]。當前，多位專家學者已針對不同的業務需求，從不同的角度，提出了數字城市運維的方式[12-15]。然后，鮮有將數字城市數據與軟件看作整體統籌運維，較少涉及省、市、縣三級聯動運維機制。因此，本文以省、市、縣數字城市為研究對象，探討其在云計算環境下的一體化運維模式，為數字城市運維提供創新的思路、手段和技術方法。

1 省市縣一體化運維的必要性

一是適應市縣數字城市運維新形勢，改善當前運維工作困局的迫切要求。在運維工作調研過程中，受困于運維的經費及機構等問題，大部分基層市縣愿意將自己的數字城市成果托管到有建設和運維條件的上級地理信息中心，以改善當前的工作現狀。鑒于此，為適應數字城市運維工作新形勢，改善當前運維工作困局，一體化運維的建設顯得既迫切，又意義重大。

二是集約資源，節約運維經費，提升運維水平的要求。基層市縣測繪與地理信息的經費有限、專業人才短缺，特別是各縣市獨立建設數字城市地理空間框架項目，財政性經費支出較多，在一定程度上影響了縣市財政對測繪的持續投入。此外，很多縣市也沒有專門的運維機構，專業技術人員更是有限。一體化運維通過集約資源，可有效節約運維經費，減少財政投入，并提高市縣整體運維水平。

三是創新數字城市運維新方法的必然要求。當前數字城市運維工作普遍重視地理信息公共服務平臺的軟件能力、界面和易用性的建設，重視數字城市應用軟件和系統的運維，卻忽視數字城市縱向數據體系的內容更新，忽視數字城市橫向數據體系的集中管理和聯動更新。另一方面是數字城市數據運行維護思路的匱乏，專業的數字城市數據運維技術方法與軟件的匱乏[3]。提出數字城市運維新理念、新方法是運維工作的必由之路。

四是推動數字城市穩定運行及深入應用的迫切要求。數字城市建設工作在國家、省級測繪地理信息行政主管部門和各市縣人民政府的共同推動下，成績斐然、成效顯著，加快了城市信息化進程，提升了城市綜合實力，促進了城市科學發展。2016年9月，經浙江省政府同意，浙江省測繪與地理信息局印發了《浙江省數字城市地理信息公共服務平臺推廣應用行動計劃(2016—2020年)》，旨在進一步夯實浙江省數字城市建設成果，深入推廣數字城市應用。然而受基層縣市當前運維長效機制落實不到位、更新欠及時等問題所限，縣市數字城市建設步伐緩慢，應用推廣的深度與廣度不夠，嚴重制約了數字城市的成果效用。

五是精細化、服務化運維管理的要求。隨著數字城市應用規模不斷擴大，各種不同的應用和業務系統運行越來越多，對平臺的依賴性逐步增強，平臺的網絡管理、性能管理、應用管理、使用管理、安全系統等問題也逐漸突顯。用戶對各種服務實時性、安全性、可靠性等的要求最終將內化為對運維管理的要求。這就迫切要求對平臺的使用和維護建立統一、規范、體系化、層次化、精細化的管理流程。通過集中化的管理，進行智能化的分析、統計得出有利于平臺管理和維護的數據，進而更有效、快捷地解決問題。另外，信息的安全性面臨的威脅逐年增加，對于承載用戶信息運行的運維管理系統而言，保障信息安全也是運維管理的重要要求。

2 省市縣一體化運維的可行性

(1) 數字城市建設成果為一體化運維奠定了堅實的基礎。數字城市建設期間除了數據與軟件成果外，運行支撐環境的建設也成效顯著。按照數字城市建設要求，各建設單位購置了相應的軟、硬件及網絡設備，并建立了標準化的機房。與浙江省地理空間數據交換和共享平臺的互聯互通，也使得省、市、縣相關節點間形成了高性能網絡通道。可以說，數字城市省市縣三級聯動、一體化運維已具備了堅實的基礎。

(2) 省級地理信息中心為一體化運維的實施提供了強有力的保障。在數字城市地理空間框架項目建設過程中，作為浙江省數字城市建設的技術支持單位，浙江省地理信息中心對數字城市中諸多關鍵技術進行了研發，擁有多項自主知識產權，承擔了地理信息公共服務平臺軟件的開發，形成了一套完整的解決方案。同時，為了保障項目的開展，浙江省地理信息中心引進和配備了專業技術人員，積累了豐富的項目管理和實施經驗，為數字城市的穩定運行及深入應用發揮了重要作用。從技術及管理上，省級平臺為一體化運維實施提供強有力的保障。

(3) 云計算等新一代信息技術為一體化運維建設提供了技術支撐。當前云計算、大數據等各類相關技術已經比較成熟，足以支撐本項目的建設。在網絡方面，無論從技術實現方法、性價比，還是網絡可覆蓋性等方面看，都能保證云模式下應用系統的可持續性。在計算能力、存儲能力及數據庫與應用開發等方面也不存在特別的制約性問題，因此基于云計算環境，開展一體化運維建設在技術上是可行的。

3 省市縣一體化運維模式

一體化運維依托浙江省地理信息中心的云計算環境及技術與人才優勢，在集中管理市縣數字城市數據及軟件成果的基礎上，通過加強同市縣的合作與互聯互通，為全省數字城市的數據更新、平臺運行、應用開發提供與運行維護相關的標準規范、技術手段與軟件工具，進而推動數字城市的良性可持續發展。當前，市、縣數字城市建設仍舊采用傳統的獨立部署、運行的模式，市級與下屬縣(市)間數字城市呈現“孤島”現象，各自運維、各自發展。與市縣獨立運維相比，一體化運維不是簡單地將縣市數字城市成果遷移至省級中心，更不是數字城市的另起爐灶、重新開發，而是通過集約資源和節約資源的方式，徹底解決以往獨立運維的各種問題。

一體化運維平臺中，省級節點專職頂層設計，統一發布數字城市相關軟件，統一監控軟件、數據運維情況。省級節點建設運維數據中心匯聚全省數據，通過數據運維平臺監控全省數據更新變化情況；建設運維云中心面向全省提供計算、存儲資源，通過軟件運維平臺監測全省軟件運維情況。市級節點在一體化運維中起著關鍵作用，通過運維平臺、數據分中心，匯聚管理轄區內縣級數據，與縣級節點緊密結合，監控縣級節點數據、軟件的情況。在一體化的運維模式下，縣級節點無需關心軟件、數據配置環境，只需通過運維客戶端進行日常數字城市公共服務平臺管理及數據更新維護，在確保完成基礎測繪任務的同時，可有精力進行數字城市相關應用的建設。

4 省市縣一體化運維云設計與實現

4.1 運維云總體框架

數字城市一體化運維云總體框架可具體分為基礎設施即服務、數據即服務、平臺即服務、軟件即服務4層結構。基礎設施即服務層(IaaS)通過虛擬化、云服務管理等關鍵技術將計算、存儲、網絡等資源進行整合，為一體化運維云項目提供安全、高效的基礎設施服務。數據即服務層(DaaS)將數據資源進行整理、聚合，集中化管理，再將數據提供給不同的系統和用戶，用戶則無需再考慮數據來源。從數據內容上來看包含數字城市的運維基礎數據、運維空間數據及運維業務數據。平臺即服務層(PaaS)介于軟件即服務與基礎設施即服務之間，用戶通過平臺即服務層無需管理與控制網絡、服務器等基礎設施，即可實施、部署應用程序，監控系統及用戶的使用情況。用戶通過軟件即服務層(SaaS)實施、部署應用系統。

圖1 數字城市一體化運維云總體框架

4.2 云管理平臺

云管理平臺作為運維云核心的部分基于B/S架構，擴展當前主流IaaS解決方案(OpenStack)的資源池化能力，實現了云計算資源的管理，將平臺資源與底層的基礎設施資源(計算、存儲和網絡等)進行深度整合，通過預定義的鏡像模板、虛擬機配置實現對GIS資源池中GIS站點的自動化管理，從而達到降低用戶安裝、維護基礎設施的成本和節約GIS平臺資源的目的。并在此基礎上構建一套在線的地圖數據展示系統，實現資源目錄、資源列表、在線服務、在線制圖、攝像頭數據、GPS數據、疊加ShapeFile、疊加Excel、查詢、統計、打印、我的地圖、用戶登錄等功能。

4.3 數據運維平臺

區別于傳統的數據庫運維概念，數字城市的數據運維以基礎地理信息數據、影像數據、電子地圖數據、地名地址數據、專題地理信息數據等框架數據資源體系中各種類型數據的更新為基礎，以提高數據更新效率和質量為目標，通過數據集中管理及聯動更新的關鍵技術方法，重點實現數據變化發現、數據庫變更和數據服務更新的一體化、自動化流程。以數據更新為主線，由數據管理子系統、變化管理子系統、數據更新子系統、地圖切片子系統、數據分析子系統組成，系統實時監控各數據源的數據變更，記錄變化要素，推送各關聯服務及數據的更新提示，并完成其局部更新。滿足市、縣數字城市項目管理人員獨立開展數據運維的需求，極大地提高數據運維的效率和質量。

4.4 軟件運維平臺

軟件運維系統是指對數字城市公共服務平臺軟件進行運維，即在平臺軟件再部署的基礎上，抽取相應數據，形成運維門戶、實時監測、運行分析及平臺管理4個子系統。滿足各種空間數據服務、運行維護、資源管理、狀態監控、日志管理、用戶權限管理等功能需求。軟件運維系統將所有與平臺運行維護相關的內容進行統一管理，對地理信息公共服務平臺的服務、安全、運行等各環節進行實時監控，對各系統運行的關鍵信息進行記錄，對突發事件進行報警處理，及時通知管理人員進行問題排查，從而保證地理信息公共服務平臺的穩定性、安全性。

5 結 語

數字城市省市縣一體化運維建設既是順應數字城市應用與推廣工作發展的需要，也是結合浙江省實際情況，提升數字城市運維工作水平的需要。面向數字城市建設成果，必將涉及眾多機構、用戶和信息資源的整合工作，加之各縣數字城市項目通過驗收時間不長，統一思想認識，總體布局、統籌各方、協同發展則顯得極為重要。一體化運維建設不僅能基本解決當前數字城市運維中管理體制落后、專業人才短缺、運維經費匱乏等問題，而且對浙江省當前數字城市運維中工作量大、方法單一、自動化程度不高、重軟件輕數據等技術問題也有較強的現實意義。

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The Preliminary Exploration of Integrated Operation for Digital City in Zhejiang Province Based on Cloud Environment

ZHAO Pengcheng

(Geomatic Center of Zhejiang, Hangzhou 310012, China)

With full implementation of digital city in Zhejiang Province, to guarantee the stable operation of digital cities at all levels and solve the technical problems of the current grass-roots operation, this paper proposes the integrated operation model of provincial, city and county digital cities and puts forward the overall framework of operation and maintenance. What’s more, the paper discusses the construction of software and data operation and maintenance platform in cloud computing environment, and provides novel ideas for digital city operation and maintenance.

digital city; integrated operation; cloud computing; data operation; software operation

趙鵬程.云環境下浙江省數字城市一體化運維初探[J].測繪通報，2017(8)：117-120.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0267.

2016-12-28；

2017-03-15

趙鵬程(1979—)，男，高程工程師，主要研究方向為GIS開發、數字城市建設、基礎地理信息數據建庫及測繪項目管理。E-mail：curly_zpc@163.com

P208

A

0494-0911(2017)08-0117-04