云平台在水利水电设计行业的发展前景分析

2017-04-07张楠

水利规划与设计 2017年3期

张楠

云平台在水利水电设计行业的发展前景分析

张楠

(河北省水利水电第二勘测设计研究院，河北石家庄050021)

云平台技术是数字化设计领域的新兴方向和重大转变，其新颖的云支持服务方式具有巨大的发展潜力。具有高可靠性、海量用户支持、平台资源分配灵活、智能化分析处理等特点。可有效节约计算机闲置性能，降低企业运行成本、提升工作效率和产品质量，促进创新发展。因此对水利水电设计单位而言，有必要关注此领域的发展动态。

云平台；水利水电；数字化设计

“云平台”起源于自主性的“云计算”，后来随着技术和理念的不断发展，范围逐步拓展到开放性的“云共享”和“云创新”等方面。云平台非常强调对大规模信息资源的有效整合，和对创新资源的开发与聚集。云平台将技术、知识、经验、人才等分散性资源有机聚合在一起，突破信息孤岛限制，创建出标准化的汇集企业群体智慧的共同体。

目前数字化云平台技术已经应用到军事、IT、科研、教育、电信等众多领域，其新颖的云支持服务方式具有巨大的发展潜力，实现了跨界产业的深度整合。云平台能够为企业提供高可靠性和海量用户支持的统一工作平台，整合了目前分布式系统的硬件资源，提高了资源的使用效率［1］。平台资源按需分配，扩充灵活，可有效节约计算机闲置性能，降低企业运行成本，并能形成基于企业文化的云创新生态系统。

1 云平台的构成

企业级私有云平台主要包括如下几个部分。

(1)统一的平台基础(Foundation)：云平台建立在企业的自主服务器或公共云服务器上，各种相关的支撑功能，如标准化数据库、标准化资料库、基本操作界面等。

(2)统一的基础设施服务(Infrastructure services)：在云平台的分布式环节中提供的基础服务，如集成式服务、远程存储服务以及各级用户的ID管理服务等。

(3)统一的应用服务(App1ication services)：云平台允许管理者将既有程序嵌入“云”端里运行，也允许使用者使用“云”端里提供的应用服务。为用户提供一整套适用于实际工作的应用软件。包括套装商业软件和定制开发软件2大类。其中套装商业软件包括Auto CAD、MicroStation、理正等；定制开发软件由使用者根据自己的实际工作需求或工作标准，自行或委托开发。开发者在本地进行应用程序的开发测试，一键部署到云平台上进行联调和发布。

2 云平台的技术特点

对水利水电设计单位而言，云平台是一个非常好的综合办公平台，其技术优势主要体现在如下几点。

2.1 云安全

硬件方面，设计单位所有的设计工作和设计资料均在云服务器中统一储存和管理，突破了传统离散式存储管理格局。客户端不再设置计算机主机，只有显示器和键盘鼠标能够通过企业的域内网络与云平台服务器相连，所有的数据和资料只有通过特定接口才能上传和拷贝。

软件方面，云平台为每个使用者提供差异化的虚拟操作桌面，集成了不同使用者工作所需的全部应用程序。设计人员按照其岗位级别获得对应的使用权限，在所参与的项目组空间内开展设计工作。建立、删除、修改、查找、拷贝等使用权限均严格受控，有效保证了企业核心资产的安全性。

2.2 云管理

云平台可全面融入OA自动化办公系统、协同设计体系、图档存储管理系统。具备强大的工作进程管理机制。

智能化的监控系统可以对云平台内所有的计算、存储和网络资源，以及提供的云服务过程进行全天候运维监控。有任何涉嫌机密的操作均被自动记录和追溯。

2.3 云计算

云计算是能够实现自我维护管理的虚拟计算资源库。设计单位所有的计算模块均嵌入在云平台中，设计者根据需要调用相关模块进行某一设计环节的计算。或者依托后台数据流的传递应用以及特殊类型算法，建立某个项目的计算库，实现某一特定建筑物的优化布置和整体设计。

2.4 云共享

云共享是云平台的最大优点之一，依托于网络各个终端用户，以统一的标准化方式分享到网络数据库之中。其他用户可以通过网络快速查找到所需要的各种资源、资料。在此过程中，分享的资源通过保护协议确保资料的安全存储和安全分享。可以融入企业全部设计资料，建立标准化资料库、计算书库、计算模板库。可以说，一个内涵丰富的云平台，就是一座企业级的知识宝库。避免了因离职、退休等特殊情况导致的知识流失，能够有效积累和提升企业的核心竞争力。因此应当重视云创新资源的积累和云共享体系的构建，形成创新的资源云端，为设计单位创新模式提供基础平台。

2.5 云扩展

云平台不受计算机硬件控制，可根据使用者的需要，对平台资源进行合理的按需分配，实现硬件资源的最优化利用。当企业有异地办公需要时，还可以建立跨地域的云共享平台，远程办公感受与本地毫无二致。当硬件资源不能满足设计单位需要时，可通过简单的服务器扩充、升级。除此之外，云平台还可以与App、微信、微博等移动端连接，实现全方位的云覆盖，实时保障工作的顺利开展和对外宣传。

2.6 云创新

云创新模式的具体实现路径尚未定论，一般来说，云创新主要是打造基于企业文化的开放式平台，形成创新生态系统。通过信息资料的聚集、开发接口的开放，结合利益分享机制吸引企业成员参与到重要事务的解答、技术革新、资源拓展等环节中来。能够快速捕捉使用者的需求、想法、创意、技术发明等资源要素，为企业创新提供源源不断的动力［2］。

3 水利水电行业应用云平台的难点

在云平台上，云管理、云安全等环节都有比较成熟的商业化产品可以使用，不存在较大的技术难题。对水利水电设计单位而言，最难的是如何建立适应自己工作特点的云共享库、云计算库和云创新库。这3个云库，其基础均建立在企业内部严格且完备的标准化体系之上。可以说，没有水利水电工程的标准化设计体系，就不可能有云平台后续升华基础。

对水利水电工程而言，其最大的设计特点是因地制宜。由于地形、地质、水文等基础条件的复杂性和独特性，几乎不可能找到完全相同的2个水利水电项目。因而在开展水利水电设计工作时，人的主观因素仍然占据绝对的地位，计算机只能长期处于辅助设计的角色。

随着水利水电工程标准化程度和计算水平的不断提升，设计内容中随意和混沌的比重越来越少，绝大多数设计工作都是基于精确计算和严密逻辑关联的。由此导致设计者的工作量十分巨大。这对设计者的计算功底和逻辑分析能力是一个很大的考验。因此我们非常希望计算机技术能够帮助设计人员完成更多更复杂的工作。

随着优化算法和系统工程技术的不断发展，数字化技术方兴未艾，已经展露出巨大的发展潜力。谷歌的A1phaGo(阿尔法狗)人工智能系统，凭借强大的蒙特卡洛树搜索算法和深度神经网络，在“人机大战”中战胜了世界围棋冠军李世石。为我们展示了计算机技术所能达到的新高度。

而在水利水电设计工作中，比如以遗传算法为理论基础的专家决策系统，具备强大的逻辑分析处理能力，可在多维影响因子作用下高效遴选出工程设计方案的整体最优解，有效避免人工决策时容易陷入局部最优解的困局。可以替代很大一部分的人工分析、处理和统计过程，帮助设计者快速做出决策。

在未来，可能一个电脑专家就是一个设计大师，而一个设计大师可能同时也是一个成功的电脑工程师。因此我们可以预期在不远的将来，水利水电设计工作有可能变得很简单。换一种说法，水利水电工程设计人员的主要精力将集中在设计标准的制定和设计平台的优化完善上。而方案比选、计算复核、汇总统计、制图等常规工作将主要由计算机替代完成。作坊式的涉及体制终将被打破，自动化流水线式的设计不再是可望而不可及的梦想。

而要做到这一切，一个良好的聚众创新的云平台必不可少，一个充分调动企业全体职工创新活力的生态环境必不可少。这就要求企业必须具备开放、民主、多元的文化特征，打破层层壁垒的垂直管理模式，在技术、资金、人力和信息资源等方面加以整合和促进，创造网状结构模式和协同发展思维，打造企业在组织管理、财务效益、市场开拓、行业影响、商业模式等方面的云创新成果。