基于云平台的煤炭企业计划统计系统设计

赵亚娜　李红强

摘要：计划管理和统计是煤炭企业的核心业务，对加强煤炭企业管理，提高煤炭企业生产效益有着至关重要的意义。介绍了云计算相关理论及云平台系统体系结构，结合兖矿集团有限公司计划统计系统的业务需求，设计了基于云平台的煤炭企业计划统计系统，并探讨了云平台的各层体系及功能实现问题。

关键词：云平台；云计算；煤炭企业；计划统计

DOIDOI：10.11907/rjdk.143692

中图分类号：TP315

文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2015）001010003

0 引言

随着计算机技术、网络技术在煤炭企业中应用的不断深入，我国煤炭企业的管理水平和工作效率大幅提升。作为国内一流的煤炭企业——兖矿集团有限公司，急需一套适合集团公司及其下层基础单位的计划统计系统。然而，由于资金有限、资源分散、管理不规范等因素制约，集团公司及下属基层单位的计划统计系统没有功能完善的统一平台，管理方式松散，且成本高。近年来，云计算的概念、核心技术及其应用已经得到了科研机构和众多企业的高度重视。云计算在煤炭企业的应用也逐渐受到关注。通过煤炭企业内部建立私有云平台，兖矿集团公司能够整合散落在各个基层单位的计划统计系统，将原本单独的系统集中化、虚拟化、自动化。基于云平台的计划统计系统的构建与应用，对于兖矿集团有限公司优化产业布局、提高资源利用率、减少信息化建设投资、降低管理开销有着明显优势。煤炭企业云平台的构建是一个系统工程，其核心是云平台的系统架构和系统设计。本文在综述云平台和煤炭企业计划统计系统相关理论的基础上，着重研究煤炭企业云平台的系统架构及云平台的系统设计和功能实现问题[1]。

1 云计算相关概念

云计算是随着互联网技术的发展，于21世纪兴起，是继分布式计算、网络计算、对等计算后的一种新型网络技术与服务模式。目前已有很多研究机构对其做了定义，但还没有统一明确的定论，简言之，云计算是一种透明的按需提供的计算服务，即用户根据自己的需求向云计算系统提出请求，云计算系统能够及时快速地作出反应，而用户并不需要知道服务是由哪个计算机或者哪个应用程序所提供。

目前被广泛应用的云计算服务体系结构一般分为3个基本层次：基础设施层（Infrastructure Layer）、平台层（Platform Layer）、应用层（Applicaation Layer）。体系架构中每层的功能都以服务的形式提供，进而出现基础设施即服务（Infrastructure As a Service，简称IaaS）、平台即服务（Platform As a Service，简称PaaS）、软件即服务（SoftWare As a Service，简称SaaS）的概念[2]。

基础设施即服务（IaaS）：将基本的基础设施资源提供给用户的服务。在IaaS模式下，服务器、数据存储系统等硬件设备都是共用的。用户付费租用云计算基础设施资源而不是买全套硬件设备。

平台即服务（PaaS）：平台服务交付给用户丰富的“云中间件”资源，包括应用运行时环境、共享服务及自动化管理服务等。

软件即服务（SaaS）：应用程序的交付作为服务，即根据用户需要提供软件应用，这种软件应用的获取是即时即地的。云平台下，每个用户都有自己的资源并与其他用户资源隔离，但软件应用资源都是共享的，不同的客户都可以付费访问使用[3]。

2 平台体系架构

2.1 应用意义

基于云平台构建煤炭企业计划统计系统有很多优势，结合兖矿集团计划统计系统的业务需求对云平台软件开发模式与传统软件开发模式进行比较：在传统煤炭企业计划统计系统的部署和使用过程中，各基层单位以自身为中心来购买和部署需要使用的计划统计系统，这种以基层单位为单位的、串行的、离散式的软件部署和使用模式，经常使单位面临软件购买费用过于昂贵、用于部署和运行软件的硬件设备费用过于庞大、软件及数据库数据的维护及备份工作成本开销大等问题。而采用基于云平台模式的计划统计系统，集团公司下属各基层单位都将使用一套统一部署的计划统计系统。在使用过程中，基层单位可根据自己的使用需求选择软件服务。这使得每家基层单位所承担的软件使用和维护成本更低，系统配备的人力、物力资源比传统模式也节约很多。采用云平台软件开发模式，不但能够使用户享受最新的软件应用技术，而且能够减少初期投资降低投资风险[4]。

2.2 逻辑结构

煤炭企业的计划统计作为企业的重要职能之一，不仅是企业最重要的管理业务，也是一切业务活动的指导。作为国内一流的煤炭企业——兖矿集团有限公司，如何加强企业管理和提高企业管理水平，特别是提高计划管理和统计工作水平，是集团公司获得进一步发展的重要课题。因此，开发一套适用于兖矿集团有限公司的计划统计系统势在必行。

云计算的出现彻底改变了信息系统的设计开发模式，传统的煤炭企业计划统计系统开发要求兖矿集团各基层单位独立架设硬件与网络运行环境，各基层单位通过购买应用服务器、数据库服务器等硬件设备并在各基层单位内部部署软件系统供各单位用户使用。而基于云平台的系统则不需要各基层单位开销大笔经费购置硬件与网络运行环境，兖矿集团各基层单位都将使用一套统一部署在集团公司的计划统计系统。也即各基层单位无需对计划统计系统进行本地部署，可根据自己的实际需求选择服务，并通过互联网直接在线使用所需服务。这种基于云平台的信息系统模式具有集中的、规范化的特性。使各基层单位的信息化建设成本大大降低。如前所述，目前被广泛应用的云计算服务体系结构分为3个层次：IaaS、PaaS、SaaS。适用于兖矿集团有限公司的基于云平台的计划统计系统逻辑结构如图1所示[5]。

图1 系统逻辑结构

基于云平台的煤炭企业计划统计系统在物理基础设施与用户之间分为3层。物理基础设施是云平台的基石，包括机房、服务器、网络设备等硬件设备，为以上各层提供物理支撑。基础设施服务层位于物理基础设施之上，通过虚拟化技术为以上各层提供云计算、运传输、云存储服务。平台服务层为云平台提供通用组件和应用。应用软件服务层为用户提供各种软件服务，并为用户提供平台界面。在基于云平台的计划统计系统的逻辑结构中，上层可以调用其直接或间接的下层所有功能，同层次各模块之间也可以相互调用其各自的数据信息。

2.3 系统架构

计划统计系统的主要任务是对全集团以及其下属所有基层单位的生产经营计划与资金计划的编制、下达、调整和对计划任务完成情况的统计分析。目前，兖矿集团公司的规模仍在不断扩大，其下属单位的数量也在不断增加，系统用户数量也会随着增加。因此，基于云平台的计划统计系统要求同时面向不同业务需求的用户在线使用同一系统，而他们对于系统功能有着自己独特的需求。

因此，基于云平台的煤炭企业计划统计系统总体架构要能支持云平台模式下的多组织机构多用户帐套使用，支持兖矿集团下属单位的计划统计业务，支持集团公司统一管理需求等。因此，系统应包括多组织结构多用户帐套管理、基层单位的计划与统计管理、集团统一查询服务、集团单位下属单位的组织机构管理、云平台支撑管理等。平台总体架构如图2所示[6]，系统功能模块如图3所示。

图2 平台总体架构

3 平台设计与功能实现

3.1 应用服务层设计与功能实现

应用服务层的功能与界面最为用户所关注，计划统计系统需要对各基层单位上报的计划和对计划任务的完成情况即统计进行管理，并可供集团公司查询。为满足集团公司与基层单位的需求，平台功能模块应包括生产经营计划管理、资金计划管理、统计管理、用户信息管理及系统维护等。其中生产经营计划管理、资金计划管理及统计管理为核心模块。

图3 系统功能模块

生产经营计划管理模块分为煤业生产经营计划管理与非煤生产经营计划管理两个子模块。资金计划管理模块包括维持简单再生产资金计划管理、生产安全费用资金计划管理、科技开发资金计划管理、固定资产修理费资金计划管理、技术改造项目资金计划管理及基本建设项目资金计划管理6个子模块。

3.2 平台服务层设计与功能实现

平台服务层提供的功能一般与具体的业务流程或应用服务无关，这一层主要是为上层（即应用服务层）提供平台支撑和平台开发功能，以满足应用服务层对应用程序部署和业务系统集成功能的需要。平台服务层提供了一个应用程序运行和系统维护需要的资源平台。平台服务层是整个云平台的核心，它位于基础设施服务层和应用服务层之间，为应用服务层提供数据域程序服务支撑，具体包括权限管理服务、多组织结构多用户帐套管理、安全认证、日志管理服务及平台监控等。

3.3 基础设施服务层设计与功能实现

基础设施服务层为基于云平台的计划统计系统提供了底层所必需的硬件设施设备，其中包括云服务器、云传输、云存储设备及网络设备等，满足平台服务层和应用服务层的正常运行需求。这一层的关键技术是虚拟化，通过虚拟化设计，平台逻辑结构体系中的物理基础设施（云服务器、云传输、云存储设备及网络设备等）成为可共享的物

理资源，使这些物理资源能够成为服务以供用户使用，即硬件资源虚拟化。基于云平台的计划统计系统面向大量用户，因而对于物理服务器数量的要求相当高。如何减少物理服务器的数量和提高使用率是基础设施服务层要解决的核心问题。目前有以下两种虚拟化实现模式：虚拟机监视器和虚拟化平台。可采用虚拟机监视器实现服务器虚拟化[7]。

4 结语

本文对云平台技术体系结构和分层体系进行了研究，分析了兖矿集团及其下属基层单位的业务模式、业务流程。对基于云平台的计划统计系统进行了总体设计，提出了云平台模式下的煤炭企业计划统计系统，大大减少了兖矿集团公司及其下属基层单位在软件开发、硬件设备的成本投入，使得计划统计系统的维护更加方便，加强了兖矿集团公司的管理，提高了兖矿集团公司的生产效益。

参考文献：

[1] 雷万云.云计算企业信息化建设策略与实践[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2] 杜晓鹏.云计算及其关键问题[J].现代电子技术，2013（12）：6741.

[3] 叶伟.互联网时代的软件革命：SaaS架构设计[M].北京：电子工业出版社，2009.

[4] 刘宇.企业私有云平台构建技术研究[J].计算机时代，2011（6）：3741.

[5] 张巍.企业虚拟化实战Vmware篇[M].北京：机械工业出版社，2009.

[6] FOSTER I，ZHAO YONG，RAICU I，et al.Cloud computing and grid computing 360-degree compared[J].Grid Computing Environments W（GCE08），2008.

[7] 都广斌.基于服务器虚拟化的云计算平台设计[D].西安：西安电子科技大学，2010.