基于SaaS云平台的变形监测系统设计与应用

刘云锋?赵祎锋?后腾辉?马源

摘要：本文主要阐述在软件即服务（Software as a Service，SaaS）云平台模式下，的变形监测系统的架构及功能设计。通过优化现有基于传感器的监测系统，达到构建以项目生命周期为主线的管理平台的目的，并结合当下流行的物联网技术，实现监测自动化。

关键词：SaaS；云平台；监测系统；物联网

近年来，随着科技水平的不断提高，国内外越来越多的公司为用户提供云计算服务，如国外的Google、Microsoft、Amazon，国内的百度、阿里、华为等。云技术已成为新一代数据存储服务的最佳选择，为用户提供了更优质的数据存储服务。云计算下的三大服务模式分别是IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）以及SaaS（软件即服务）。SaaS是一种新的基于云的软件应用模式，它将软件以服务的形式提供给用户，为企业带来了诸如成本较低、数据安全、可定制服务、部署维护方便等突出优势。为了保证支护结构和主体结构在工程建设过程中的安全，变形监测变得至关重要。随着城市的不断发展和工程建设的加快步伐，市政和房产建设项目数量明显增加，监测项目的数量也大幅上升。在监测人员数量没有增加的情况下，为了保证所有监测项目的完成，迅速、高效地完成外业采集和内业数据处理工作显得尤为重要。

目前市面上已经出现不少的监测平台，但这些平台都存在一定的局限性，结构比较单一，管理简单。无法满足因项目类型各异、工程项目眾多、数据量大的需求。鉴于此，本文结合物联网、SaaS云平台技术等当前流行技术优势，针对监测行业发展现状，搭建了测绘监测云平台。这一平台针对各类型监测项目，提供了全生命周期的管理、监测数据计算分析、报表报告输出等功能，为监测项目的高效管理提供了有力支持。

一、监测系统架构

（一）总体设计

基于SaaS云平台的监测系统以阿里云、华为云作为支撑，采用MySql作为数据存储框架。采集端分为人工采集和基于物联网的自动化监测系统两种模式。系统结构如图1所示，提供多结构、多样式的数据集成能力，大数据量储存能力、数据批量处理、实时性处理和分析计算能力。并且通过Web、App等多种方式及途径对外提供数据服务，实现有效性、及时性和真实性数据的共享服务。

（二）数据存储

1.数据存储

MySQL是一种关系型数据库管理系统，具有体积小、操作简单、速度快等特点。它以表格的形式存储数据，支持多种操作软件和丰富的API接口，并提供多种开发语言的支持，因此具有高度的可移植性，能够轻松地在不同的系统平台上运行。此外，MySQL采用安全套接字层（SSL），保证了极高的数据安全性，因此具有较高的可靠性。因此，MySQL在众多不同的系统平台上都能够稳定运行，并且提供了强大的数据安全保障。

2.数据集成

本系统具有多数据源的统一在线管理能力，能够连接多个不同环境和版本的数据源，并支持多种数据源的数据集成。考虑到现有设备的多样性，包括各式传统仪器设备（如全站仪、水准仪等）和自动化传感器设备通信协议的多样性，系统通过对不同来源获取到的数据进行清洗和转换，将来自不同系统的数据以通用格式整合存储到一个集中的数据库中。这样做可以实现数据的可查询性和一致性，保证数据的有效利用和共享，并满足不同需求的调度与并发运行要求。

（三）云端策略

基于SaaS云平台的监测系统采用了第三方企业提供的云计算服务，在云端部署了Windows系统，以为用户提供数据存储、计算和分析等服务。该云平台具有丰富的安全防护能力，采用多项措施来确保涉密数据的安全性，包括防火墙、合规保留策略（WORM）、服务器集群、异地容灾和容错等技术。

（四）应用服务

项目管理人员可以通过web和app等方式对系统数据进行查看、分析和计算，从而实现监测数据的实时共享。业主和其他相关使用人员也可以不受时间和地点的限制对目标项目进行查询和管理等操作。这将有效消除技术资料时效性差的问题，并提升工作效率和沟通协作的便利性。

二、系统功能

该监测系统的设计以项目全生命周期为主线，旨在实现项目经理对项目的全程管理和跟踪。通过方便快捷的信息桥梁，为用户提供监测数据、巡视图像的传输、存储、处理，以及预警和预报等多项信息服务。

（一）项目管理

本平台实现了监测项目全生命周期的可视化管理，包括项目的基本信息、成员组成和项目进展等内容，以及监控项目任务进度和成员工作情况。通过数据分析和反馈，管理者可以及时预测工作量并进行合理配置，优化项目进展。同时，系统还提供项目总体进度和时间预警等功能，自动向相关人员发送风险数据，实现对项目的全局掌控，推动项目按时完成，方便进一步跟进后续相关工作。此外，系统还构建了监测人员和客户之间的紧密联系，使客户可以实时监控项目进度信息，有利于客户掌握项目进度节点，从而确保测绘产品的质量和安全管理。

（二）数据管理

数据管理功能包括监测数据管理、合同管理、收款管理、部门人员管理和设备管理等，实现了项目工程各模块的规范化管理。它涵盖了与项目相关的资料、质量安全、设备、材料、分包和财务等各部门，围绕核心业务流程，规范管理作业流程，提高作业效率并减少纸质文档。平台整合了监测数据和其他项目相关数据，避免了因缺少资料而导致的不便，帮助客户解决混乱的项目文档管理状况，使项目文档管理有序化。这有助于项目管理者提升工作效率，减少劳动和时间成本。系统化存储管理各类项目资料，实现实时上传和随时查看，为项目入场、各施工节点、完工和竣工阶段验收提供保障。

（三）后台维护

系统管理员负责系统平台的日常维护和更新，包括对人员、仪器和其他数据字典的维护，以及数据备份和维护。管理员通过对云平台数据库和文件的快速操作和管理，确保前台内容能够得到及时更新和调整。此外，管理员还负责对网站系统数据进行日常管理，包括统计数据库中相关信息，辅助网络运行的安全性、可靠性和稳定性。

三、系统特点

（一）以项目管理生命周期为主线

监测系统以项目生命周期管理为主线，各种报表和数据依附于主线之上，对监测项目质量、进度、安全、技术等各业务环节中产生的数据进行记录。通过减少手工参与过程，加强内控和自动化管理，监测系统能够保证数据的同源性和完整性。

（二）项目进度共享

参与项目的各级人员可以通过系统随时查看项目的进展情况，实现异地办公和作业。在关键时间节点，系统可以向特定人员发送提示信息，确保关键信息被及时传达。

（三）数据采集支持线下线上

数据采集支持线下和在线两种方式。外勤人员可以实时将数据传输至云服务器，也可以在回公司后进行线下上传。对于安装了在线监测设备的监测点，系统会定期自动采集数据，并存储在云端。

（四）内外业数据交换更便捷规范

外业数据需要通过管理系统按照指定格式上传，这有助于规范作业行为和数据格式，提高工作效率，并降低作业成本。

（五）辅助编制技术方案、技术报表报告

为技术人员提供辅助方案编辑功能，方便他们编制方案和报告，并尽可能地降低重复编制技术报表和报告带来的工作量。

（六）资料报送、归档自动化

为内业人员资料报送提供便利。自动归档各级资料并上传至云端备份数据可以提供后期查询和数据恢复的便利。

（七）项目信息展示

给客户提供在线数据浏览功能，即使在项目尚未完工的情况下，客户也可以通过图形化方式直接查阅数据。这样可以让管理层及时了解项目的进展，为后续项目决策提供系统支持。

四、基于SaaS云平台的监测系统应用

（一）基于监测系统的自动化数据处理应用于应急抢险

结合物联网技术，利用4G模块对接现有传统仪器设备，可以实现现场采集相关数据并利用4G模块传输至采集人员移动设备，然后上传至云端进行自动化数据处理。随后，计算结果可以通过移动设备查看，使得观测数据可以进行现场分析，为业主提供实时数据。

（二）增值服务

为客户提供更加方便、快捷的监测服务，同时减少监测单位的管理成本，加强技术资料的时效性。人们提供持續运维服务，保障数据上传稳定，为后续项目带动更多产值奠定基础。

五、结束语

综上，利用SaaS云平台和物联网技术架构搭建的以项目生命周期为主线的监测系统，解决了管理工作上的缺失导致项目进度滞后的问题，同时降低了数据处理过程中因人为导致的出错率，大大提高了监测工作的效率和质量。随着自动化技术的不断发展和传感器等设备的更新，传统的人工监测正在逐步转变为全面的自动化监测，监测系统也将变得更加智能化。这将为地铁运营监测、保护区监测以及常规建筑变形监测等领域提供更便捷、精确的数据服务，使得非专业人士也能成为用户群。同时，作为大数据云平台下的一个子系统，该监测系统也为后期建立大数据云平台奠定基础。

参考文献

[1] 王奇，曹良帅，赵贤敬，等.基于SaaS的自动化测试云平台研究[J].电信工程技术与标准化， 2012， 25（10）：67-72.

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[3]《基于SaaS云平台模式的行业大数据挖掘应用》.煤气与热力，2019（5）：43-46

[4]《重庆市工程安全监测大数据平台的建设与应用》.城市勘测，2016（5）：10-17.

[5]《自动变形监测系统在地铁结构变形监测中的应用分析》.西部资源，2019（2）：100-101.