公安交通管理云平臺(tái)接口實(shí)踐

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【摘要】本文針對(duì)公安交通管理行業(yè)云計(jì)算發(fā)展的趨勢(shì)，結(jié)合當(dāng)前公安交通管理信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀，介紹基于服務(wù)的公安交通管理云平臺(tái)(交管云)接口實(shí)現(xiàn)，以構(gòu)建的公安交通管理云平臺(tái)為基礎(chǔ)，從總體架構(gòu)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)及優(yōu)點(diǎn)、交管云數(shù)據(jù)讀寫(xiě)測(cè)試三方面對(duì)交管云平臺(tái)的服務(wù)實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)介紹，通過(guò)基于對(duì)外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口服務(wù)，一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)交管云平臺(tái)下數(shù)據(jù)接口的集中管控，另一方面簡(jiǎn)化了公安交通管理業(yè)務(wù)層面對(duì)云服務(wù)的使用。

【關(guān)鍵詞】RPC；公安交通管理信息化；云平臺(tái)

0引言

面對(duì)當(dāng)前信息化迅速發(fā)展對(duì)維護(hù)道路交通安全和社會(huì)穩(wěn)定帶來(lái)的新挑戰(zhàn)，2012年，公安部《關(guān)于貫徹落實(shí)〈全國(guó)公安裝備建設(shè)“十二五”規(guī)劃〉指揮信通裝備建設(shè)項(xiàng)目的工作意見(jiàn)》將警務(wù)云計(jì)算中心建設(shè)工作納入整體規(guī)劃。交管云作為警務(wù)云在公安交通管理的落地實(shí)踐，是運(yùn)用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)公安交通管理治理、管控工作的一次創(chuàng)新和突破，是提高駕馭交管管理能力、打造平安城市的關(guān)鍵抓手?！霸朴?jì)算”在公安交通管理行業(yè)的普及，將為政府及納稅人節(jié)省巨大的信息化建設(shè)費(fèi)用，是一項(xiàng)利國(guó)利民、影響深遠(yuǎn)的重要工程[1]。目前交通管理行業(yè)中各類外掛系統(tǒng)有萬(wàn)余個(gè)。這些系統(tǒng)主要是通過(guò)交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)各自的信息化功能及服務(wù)，但由于外掛系統(tǒng)是不同的廠商承建，且對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容及格式的要求并不相同，所以數(shù)據(jù)接口眾多且非常復(fù)雜[2]。本文針對(duì)公安交通管理行業(yè)云計(jì)算發(fā)展的趨勢(shì)，及當(dāng)前面臨的問(wèn)題介紹基于的交管云接口，以交管云平臺(tái)為基礎(chǔ)，統(tǒng)一對(duì)外提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)。并基于服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交管數(shù)據(jù)接口的集中管控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)交管云平臺(tái)在深化業(yè)務(wù)層面的開(kāi)發(fā)實(shí)踐，以滿足將來(lái)不斷增大的公安交管信息化需求。

1基于的交管云平臺(tái)接口實(shí)現(xiàn)模式

基于的交管云接口實(shí)現(xiàn)模式，即在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、外掛系統(tǒng)到交管云平臺(tái)的二層訪問(wèn)架構(gòu)之間加入中間層，由中間層來(lái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)或外掛系統(tǒng)的請(qǐng)求或云服務(wù)的響應(yīng)[3]。一方面，業(yè)務(wù)系統(tǒng)或外掛系統(tǒng)通過(guò)中間對(duì)云服務(wù)進(jìn)行請(qǐng)求，并將對(duì)云服務(wù)請(qǐng)求的部分處理過(guò)程轉(zhuǎn)移到資源更為充裕的中間完成，從而統(tǒng)一了數(shù)據(jù)接口的管理；另一方面，云服務(wù)通過(guò)中間向業(yè)務(wù)系統(tǒng)或外掛系統(tǒng)進(jìn)行響應(yīng)，并借助中間對(duì)云服務(wù)進(jìn)行傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)交換格式等橋接轉(zhuǎn)換，從而使其滿足不同平臺(tái)、技術(shù)體系的集成和擴(kuò)展。

1.1總體架構(gòu)

基于的交管云接口的實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，主要包括RPC控制端、接口服務(wù)、交管數(shù)據(jù)調(diào)度服務(wù)、交管數(shù)據(jù)平臺(tái)處理器。其中RPC控制端包括交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)RPC客戶端和交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)RPC服務(wù)端，接口服務(wù)包括交管消息格式轉(zhuǎn)換、交管數(shù)據(jù)內(nèi)容校驗(yàn)、交管數(shù)據(jù)權(quán)限控制，調(diào)度服務(wù)包括交管數(shù)據(jù)任務(wù)管理、交管數(shù)據(jù)服務(wù)監(jiān)控、日志管理，交管數(shù)據(jù)平臺(tái)處理器主要是與交管云平臺(tái)技術(shù)組件進(jìn)行交互的數(shù)據(jù)接口處理程序。

1.1.1RPC客戶端

RPC客戶端模塊支持多種方式接入，主要可分為交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能操作接入和交管數(shù)據(jù)服務(wù)Webservice接入。所述交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)RPC客戶端模塊是由交通管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如交管綜合應(yīng)用平臺(tái)調(diào)用進(jìn)程發(fā)送一個(gè)有進(jìn)程參數(shù)的調(diào)用信息到服務(wù)進(jìn)程，然后等待應(yīng)答信息。在交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器端，進(jìn)程保持睡眠狀態(tài)直到調(diào)用信息到達(dá)為止。當(dāng)一個(gè)調(diào)用信息到達(dá)，服務(wù)器獲得進(jìn)程參數(shù)，計(jì)算結(jié)果，發(fā)送答復(fù)信息，然后等待下一個(gè)調(diào)用信息，最后，交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)客戶端調(diào)用進(jìn)程接收答復(fù)信息，獲得進(jìn)程結(jié)果，然后調(diào)用執(zhí)行繼續(xù)進(jìn)行。

1.1.2接口服務(wù)

接口服務(wù)主要包括消息格式轉(zhuǎn)換、內(nèi)容校驗(yàn)及權(quán)限控制等主要內(nèi)容。接口消息轉(zhuǎn)換以交管行業(yè)現(xiàn)有數(shù)據(jù)交換協(xié)議為主，同時(shí)支持XML、JSON、二進(jìn)制文件、文本文件等數(shù)據(jù)格式，能將一種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)據(jù)格式，在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換時(shí)可支持聚合、拆分模式。支持?jǐn)?shù)據(jù)之間不同字符集格式的轉(zhuǎn)換，例如GB2312,GBK,GB18030、Unicode、UTF-8等相互之間的轉(zhuǎn)換。內(nèi)容校驗(yàn)是通過(guò)交管信息管理人員創(chuàng)建交管業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)規(guī)則，自動(dòng)為核心系統(tǒng)或外圍系統(tǒng)提供缺失、邏輯等各種數(shù)據(jù)校驗(yàn)預(yù)警告警能力，用于提示交管信息管理人員實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處置。數(shù)據(jù)接收時(shí)，通過(guò)交管數(shù)據(jù)校驗(yàn)保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，支持以下校驗(yàn)規(guī)則：重復(fù)性檢查、唯一性檢查、自定義校驗(yàn)規(guī)則等。權(quán)限控制是指對(duì)交管數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問(wèn)進(jìn)行安全控制，對(duì)交管數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問(wèn)需按照交通管理業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)服務(wù)設(shè)置為需要進(jìn)行身份驗(yàn)證，服務(wù)調(diào)用者應(yīng)當(dāng)在請(qǐng)求報(bào)文頭(SOAPHeader)中填寫(xiě)身份驗(yàn)證信息。

1.1.3調(diào)度服務(wù)

調(diào)度服務(wù)主要包括任務(wù)管理、接口服務(wù)監(jiān)控、日志管理等內(nèi)容。任務(wù)管理是通過(guò)觸發(fā)器設(shè)置交管作業(yè)定時(shí)運(yùn)行規(guī)則，控制作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行定時(shí)任務(wù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)定時(shí)完成定制任務(wù)，可以指定時(shí)間點(diǎn)，也可以設(shè)置成每小時(shí)、每天等動(dòng)態(tài)時(shí)間。服務(wù)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了對(duì)交管服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、調(diào)用頻率、數(shù)據(jù)流量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并實(shí)時(shí)地檢測(cè)到各種交管數(shù)據(jù)服務(wù)的異常信息和交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理情況。日志管理能夠查看交管服務(wù)處理過(guò)程的跟蹤日志，實(shí)現(xiàn)了日志分類、查詢以及日志優(yōu)先級(jí)的設(shè)置。從RPC客戶端模塊向RPC服務(wù)器端模塊提交數(shù)據(jù)請(qǐng)求，接口服務(wù)模塊在接收數(shù)據(jù)后完成數(shù)據(jù)格式格式的轉(zhuǎn)換、內(nèi)容校驗(yàn)以及權(quán)限控制，調(diào)度服務(wù)模塊完成交管數(shù)據(jù)任務(wù)的調(diào)度、監(jiān)控以及日志跟蹤及管理，最終交管數(shù)據(jù)任務(wù)管理模塊將數(shù)據(jù)請(qǐng)求提交至交管云平臺(tái)數(shù)據(jù)接口處理程序。服務(wù)作為可重用的服務(wù)定義，屏蔽對(duì)后端交管云接口服務(wù)的直接訪問(wèn)，降低了后端交管云平臺(tái)的更新、升級(jí)對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響程度，并提升了整體大數(shù)據(jù)體系的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。在基于的交管云接口調(diào)度模式中，服務(wù)中對(duì)服務(wù)的封裝通過(guò)服務(wù)消息流來(lái)實(shí)現(xiàn)，服務(wù)消息流也是一種交換服務(wù)流，由服務(wù)調(diào)度引擎統(tǒng)一調(diào)度執(zhí)行，解決了業(yè)務(wù)系統(tǒng)與交管云技術(shù)組件之間數(shù)據(jù)交互的管理問(wèn)題[4]。

1.2基于的交管云平臺(tái)訪問(wèn)

交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行RPC調(diào)用訪問(wèn)交管云服務(wù)時(shí)，首先交管數(shù)據(jù)服務(wù)監(jiān)聽(tīng)器監(jiān)聽(tīng)由交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)RPC客戶端發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，讀取隊(duì)列通過(guò)讀取進(jìn)程實(shí)現(xiàn)阻塞等待。在建立交管數(shù)據(jù)RPC服務(wù)以后，讀取隊(duì)列根據(jù)傳輸前所提供的目的地址及RPC上層應(yīng)用程序號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的RPC應(yīng)用程序服務(wù)端，且此時(shí)的客戶端處于等待狀態(tài)，直至收到應(yīng)答或TimeOut超時(shí)信號(hào)。當(dāng)服務(wù)器端獲得請(qǐng)求消息，則會(huì)根據(jù)注冊(cè)RPC時(shí)告訴RPC系統(tǒng)的例程入口地址，執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將結(jié)果返回至客戶端。當(dāng)一次RPC調(diào)用結(jié)束后，相應(yīng)線程發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，客戶端程序才會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)RPC過(guò)程是有三個(gè)要素來(lái)唯一確定的：程序號(hào)、版本號(hào)和過(guò)程號(hào)。程序號(hào)是用來(lái)區(qū)別一組相關(guān)的并且具有唯一過(guò)程好的遠(yuǎn)程過(guò)程。一個(gè)程序可以有一個(gè)或幾個(gè)不同的版本，而每個(gè)版本的程序都包含一系列能被遠(yuǎn)程調(diào)用的過(guò)程，通過(guò)版本的引入，使得不同版本下的RPC能同時(shí)提供服務(wù)。每個(gè)版本都包含有許多可供遠(yuǎn)程調(diào)用的過(guò)程，每個(gè)過(guò)程則有其唯一標(biāo)示的過(guò)程號(hào)。通過(guò)這種調(diào)用方式可以充分利用非共享內(nèi)存的多處理器環(huán)境，這樣可以簡(jiǎn)便地將應(yīng)用分布在多臺(tái)服務(wù)器上，應(yīng)用就形成了一個(gè)分布式處理與響應(yīng)環(huán)境，提高系統(tǒng)資源的利用率。同時(shí)，可以最大程度減少由于原有交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)的異構(gòu)性所帶來(lái)的影響。

2基于的交管云平臺(tái)特點(diǎn)

2.1通過(guò)服務(wù)，體現(xiàn)了交管云接口的統(tǒng)一管理

通過(guò)服務(wù)，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)將統(tǒng)一通過(guò)RPC控制端模塊將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送接口服務(wù)模塊，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將通過(guò)接口服務(wù)的格式轉(zhuǎn)化、校驗(yàn)后，發(fā)送給調(diào)度服務(wù)。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容例如違法、駕駛?cè)?、機(jī)動(dòng)車(chē)等交管結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、違法圖片、機(jī)動(dòng)車(chē)圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、應(yīng)用系統(tǒng)、中間件系統(tǒng)日志等半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)將通過(guò)處理器模塊保存入交管云平臺(tái)中，也可通過(guò)服務(wù)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。交管信息管理人員可統(tǒng)一通過(guò)頁(yè)面端的可視化拖拽設(shè)計(jì)工具進(jìn)行服務(wù)設(shè)計(jì)，并通過(guò)圖形化的方式展現(xiàn)整個(gè)交管數(shù)據(jù)消息路由的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在消息路由拓?fù)湓O(shè)計(jì)完成之后，提供消息推送測(cè)試功能，可以對(duì)整個(gè)路由結(jié)構(gòu)做測(cè)通測(cè)試，并且給出測(cè)試結(jié)果，對(duì)于故障節(jié)點(diǎn)給出相應(yīng)信息，便于快速問(wèn)題查找、快速問(wèn)題定位。

2.2通過(guò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了交管云接口之間的松耦合

通過(guò)服務(wù)調(diào)度服務(wù)實(shí)現(xiàn)了交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)與交管云平臺(tái)之間的關(guān)注點(diǎn)的隔離，通過(guò)提供服務(wù)與交管數(shù)據(jù)服務(wù)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)調(diào)用降低交管業(yè)務(wù)系統(tǒng)與交管云平臺(tái)數(shù)據(jù)接口的耦合程度。服務(wù)作為可重用的服務(wù)定義，屏蔽對(duì)后端交管云接口服務(wù)的直接訪問(wèn)，降低了后端交管云平臺(tái)的切換對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響程度，并提升了整體大數(shù)據(jù)體系的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。在基于的交管云接口調(diào)度模式中，服務(wù)中對(duì)服務(wù)的封裝通過(guò)服務(wù)消息流來(lái)實(shí)現(xiàn)，服務(wù)消息流也是一種交換服務(wù)流，由服務(wù)調(diào)度引擎統(tǒng)一調(diào)度執(zhí)行，解決了業(yè)務(wù)系統(tǒng)與交管云接口之間數(shù)據(jù)交互的管理問(wèn)題。

2.3通過(guò)服務(wù)，保證了消息傳輸?shù)陌踩?/p>

通過(guò)服務(wù)，可以完成交管云接口的重復(fù)性檢查、唯一性檢查、自定義校驗(yàn)規(guī)則等內(nèi)容。同時(shí)，交管數(shù)據(jù)服務(wù)調(diào)用的全部過(guò)程將被監(jiān)控服務(wù)和日志跟蹤服務(wù)所記錄。交管云接口數(shù)據(jù)調(diào)度服務(wù)從架構(gòu)設(shè)計(jì)上支持高并發(fā)、大批量的消息數(shù)據(jù)并行傳輸，結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)組件處理器，實(shí)現(xiàn)高并發(fā)、高可靠的消息傳輸，幫助用戶構(gòu)建高效可靠的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)環(huán)境。在調(diào)度服務(wù)提供了對(duì)傳輸過(guò)程中的消息進(jìn)行加密、切片、壓縮傳輸?shù)哪芰?，保證了消息傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/p>

3交管云平臺(tái)程序性能測(cè)試

基于的交管云服務(wù)接口訪問(wèn)平臺(tái)搭建完成后，進(jìn)行了通過(guò)讀寫(xiě)交管云數(shù)據(jù)的性能測(cè)試。采用5臺(tái)硬件服務(wù)器，分別為Master節(jié)點(diǎn)、Node-1節(jié)點(diǎn)、Node-2節(jié)點(diǎn)、Node-3節(jié)點(diǎn)、Node-4節(jié)點(diǎn)，服務(wù)器的配置見(jiàn)表1。在5個(gè)節(jié)點(diǎn)上，部署了服務(wù)程序，供業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問(wèn)。平臺(tái)的性能測(cè)試包括對(duì)圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和讀取，以及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和查詢測(cè)試。根據(jù)當(dāng)前公安交管實(shí)際業(yè)務(wù)需要，模擬每天約10萬(wàn)條照片、1億條結(jié)構(gòu)化文本的讀寫(xiě)操作。具體測(cè)試方式為，對(duì)于照片數(shù)據(jù):（1）3張圖片（每張1.7M）+rowkey字段+11個(gè)描述字段約為5.3M/條。（2）50用戶并發(fā)，每用戶寫(xiě)入2000條數(shù)據(jù)，累計(jì)寫(xiě)入10萬(wàn)條記錄，完成寫(xiě)入壓力測(cè)試，數(shù)據(jù)量約為50用戶*2000條*5.3M*n(測(cè)試次數(shù))約為大于530G。（3）50用戶并發(fā)，每用戶寫(xiě)入100000條，寫(xiě)入數(shù)據(jù)量約為50用戶*100000條*5.3M約為2.65T；（4）50用戶查詢100次圖片，每次一條記錄。對(duì)于結(jié)構(gòu)化文本數(shù)據(jù):（1）90個(gè)描述字段約為1k/條。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)現(xiàn)有9000萬(wàn)條數(shù)據(jù)。（2）50用戶，每用戶寫(xiě)入10萬(wàn)條數(shù)據(jù)，累計(jì)500萬(wàn)條記錄，完成寫(xiě)入壓力測(cè)試，數(shù)據(jù)量約為50用戶*100000條*1K*n(測(cè)試次數(shù))約為大于5G。（3）50用戶，每用戶寫(xiě)入1千萬(wàn)條，寫(xiě)入數(shù)據(jù)量約為50用戶*10000000條*1k約為500G。（4）50用戶，查詢20次數(shù)據(jù)，這完成讀取壓力測(cè)試。（5）50用戶，每用戶讀取1000條數(shù)據(jù)，完成穩(wěn)定性測(cè)試。根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算總結(jié)，得到了基于提供的接口讀寫(xiě)交管云平臺(tái)數(shù)據(jù)的運(yùn)算指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表2。根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景模擬的測(cè)試結(jié)果，已符合當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求。

4總結(jié)

本文針對(duì)公安交通管理信息化發(fā)展的趨勢(shì)，及當(dāng)前公安交通管理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了基于的交管云服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)模式，并從實(shí)現(xiàn)的總體架構(gòu)、接口服務(wù)的訪問(wèn)方式及采用這種方式的優(yōu)勢(shì)等方面進(jìn)行闡述，最后根據(jù)當(dāng)前公安交通管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的實(shí)際需求，對(duì)基于服務(wù)讀寫(xiě)交管云數(shù)據(jù)的性能進(jìn)行了測(cè)試。下一步，將不斷完善服務(wù)程序，將現(xiàn)有交管信息系統(tǒng)逐漸遷移至交管云平臺(tái)，推進(jìn)云計(jì)算環(huán)境下公安交通管理行業(yè)信息化發(fā)展。

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作者：邵志驊 吳曉東 崔林山 單位：公安部交通管理科學(xué)研究所