基于微服務架構的工程質量檢測大數據平臺

[摘 要] 如何借助于信息化手段來提高建設行業工程質量檢測的管理水平、確保工程結構質量和安全，已成為行業內普遍關注的問題。本文基于工程檢測的實際狀況，利用信息與通訊技術、微服務及大數據技術等對工程質量檢測信息化管理系統進行了研究，并基于云技術實現了一套檢測管理云服務平臺。
[關鍵詞] 信息化管理；物聯網；云平臺；檢測管理系統

Big Data Platform for Engineering Quality Inspection Based on Micro Service Architecture

Abstract: How to improve the management level of engineering quality inspection and ensure the quality and safety of engineering structure by means of information technology has become a common concern in the industry. In this paper, based on the actual situation of engineering detection, information and communication technology, micro service and big data technology are used to study the engineering quality inspection information management system, and a cloud service platform for detection and management is implemented based on cloud technology。
Keywords: information management；internet of things；cloud platform；engineering  test management system;

引 言

       近年來，我國工程建設行業已由高速增長階段轉向高質量發展階段，基礎設施的建設作為土建工程施工的重要工序，其質量是整個土建質量工程的核心。由于工程項目建設時間跨度大、跨越區域廣、施工工序多、責任主體和相關單位多，土建施工質量可控性差，質量問題時有發生，質量控制對于建設工程本身以及建設工程相關行業具有十分重要的作用。
       隨著信息化的日益發展，信息化技術被逐漸的應用到各個行業，并發揮著重要的作用，使在基礎設施土建施工中構建全方位的質量檢測管控系統成為可能。在保證數據實時上傳的基礎上，如何存儲和分析龐大且類型眾多的檢測數據，是實現檢測信息化必須解決的問題。實現工程檢測大數據管理平臺是必然的趨勢，并基于大數據理論可將工程建設中產生的各項數據進行綜合采集、處理與分析，從而提高管理效率。

1 系統建設目標

1.1 實現項目全生命周期管理

       系統提供從項目經營、檢測工作安排及管理到財務結算的項目全生命流程管理，便于實現各級領導、項目負責人及其他各類人員在系統上清楚、便捷地獲取和操作信息；實現相關項目數據的匯總和統計，把握公司項目動態與詳細的經營數據，給公司領導的經營決策提供數據支持。提供靈活的流程定制功能，可以通過網頁在線定制公司的工作流程，以確保公司的管理活動能有序的進行

1.2 實現可二次開發的在線報告生產管理

       實現各檢測參數相關的報告表格、委托信息的在線自定義模板的編制功能，提供收樣、報告生成的全自動化、電子化、流程化、可定制化的管理。在報告審核、審批過程中，加入電子簽名的功能以實現報告從編制到審核簽名、簽章的無紙化辦公，可在線對審批流程進行自定義操作。檢測參數、報告格式、計算公式均可在線進行定制，并提供基于Javascript語言的簡單明了的二次開發接口，以二次編程的方式實現報告中相關的數據計算和結論判定。

1.3 提供實現靈活的數據報表生成功能，為經營決策提供數據支撐

       提供將多個圖表、報表等組件內容整合在一個面板上進行綜合顯示的功能，使數據展現和數據分析結果更為直觀、易理解。提供統計功能象積木一樣自由搭配的看板，靈活方便最貼切，提供多種統計分析數據任意選擇、數據鉆取挖掘等功能，使企業的管理者對企業經營數據知其然且知其所以然，為決策者掌握運營動態、提高管理運營能力和戰略決策提供更有力的數據支持

1.4 專項施工安全在線監測，構建檢測、監測大數據平臺

       實現橋梁、隧道、基坑等建筑施工過程中的相關安全監測功能，以自動化數據采集的方式替代人工定期現場數據讀取的方式，實現相關項目變形與受力監測的自動化管理。將企業所有實驗、檢測、監測的數據集中存儲，構建集各類數據于一體的大數據中心平臺，為相關業務的開展（如報告溯源）、數據的分類統計與分析、相關檢測方法規范的研究等提供基礎的數據支撐。
為了解決檢測機構的上述問題，北京智博聯科技股份有限公司通過對國家建設部、交通部等政策方針的解讀分析，對大量工程檢測機構的實際調研，研究并開發了一套工程檢測信息化管理系統（以下簡稱ZBL-ETM）用以解決檢測機構內部的信息化管理難題。

2 系統創新點

2.1 個性化的業務流程

       引擎式流程后臺，靈活應對企業管理需求、快速搭建企業業務流程。采用信息化、流程化等技術手段使企業的經營和生產活動有條不紊的進行，促進企業進行精細化的管理，提升多種場景下的管理效率和效果。

2.2 平臺化的報告管理

       類Excel界面的在線報告模板及編制功能，平臺化程度高可進行二次開發。報告采用電子化、流程化的管理方式，可在線進行編制、審批、批注、簽字等工作，實現了在線報告糾錯功能，減輕了檢測人員、審核人員工作量。實現了報告原始數據的溯源，有效控制質量管理風險。

2.3 豐富多樣的企業看板

       象積木一樣自由搭配的看板和數據鉆取挖掘技術，使數據展現和數據分析結果更為直觀、易理解，為決策者掌握運營動態、提高管理運營能力和戰略決策提供更有力的數據支持。

2.4 專業化的數據管理

       借助物聯網相關技術，以自動化數據采集的方式，將檢測機構具備條件的實驗、檢測、監測的數據通過網絡自動采集到系統，構建集各類數據于一體的大數據中心平臺，為相關業務的開展、數據的分類統計與分析、相關檢測方法規范的研究等提供基礎的數據支撐。

3 系統的架構設計

       工程質量檢測信息化管理系統將物聯網技術和工程檢測技術相結合、通過科學嚴謹的工作流程控制方法、3G\4G無線通訊技術、短距離無線通訊技術、GPS（全球定位系統）技術/蜂窩網絡定位技術、數字化管理技術的實施等多種高新技術方法的綜合應用，開發“測試儀器+現場數據自動傳輸+系統管理軟件”的軟硬件綜合工程質量檢測管理系統，實現檢測機構工程質量檢測的電子化、流程化、專業化的檢測業務管理。

3.1 物理架構設計

ZBL-ETM系統采用物聯網典型的三層架構，如圖2所示，由下往上依次為：
1) 現場感知層：現場檢測人員使用設備進行檢測，并通過手持端將數據遠程、實時地通過傳輸層提供的網絡傳遞到數據管理層。
2) 通訊傳輸層：提供通信信道，數據管理層與設備的通信橋梁，主要3G、4G通信等， 以滿足系統與現場的數據交換。
3) 數據管理層：由接口服務器、數據庫服務器、應用服務器、WEB服務器、通訊網絡、防火墻等多類硬件設備組成，此外還需要部署相關的檢測管理系統、數據庫管理系統等應用軟件系統。
系統提供基于http的公開接口協議，可以接入各個廠家不同類別的各種型號的設備。

3.2 邏輯架構設計

       ZBL-ETM采用J2EE技術解決方案，構建高可靠、可擴展的系統。支撐內部進行業務、辦公與數據的管理，ZBL-ETM邏輯架構圖如圖 3 所示。

3.3 微服務架構

       系統在云服務器上采用微服務架構理念部署各模塊, 在各地部署注冊中心以實現服務節點能找到最近的注冊中心獲取服務列表, 提升了服務請求的穩定與效率。服務之間的交互采用同步和異步的兩種交互方式, 在大數據傳輸時采用同步方式來減少請求的反復建立, 而異步交互方式則采用了當前主流的kafka消息引擎中間件。系統采用多節點的方式, 保障了其中某臺服務端節點在故障狀態下仍可保證全年每天24小時不間斷的提供服務。

4 云平臺應用

       在信息化高速發展的今天，傳統的組建機房、架設網絡、部署應用，設立專業網管人員進行維護的系統建設方案，存在技術門檻高、投入成本高、維護困難的問題。目前北京智博聯科技股份有限公司基于云計算技術成功開發了一套第三方檢測信息化工作平臺，檢測機構通過瀏覽器即可實現公司內部針對經營、生產、辦公、質控等方面的流程化、移動化、專業化的管理工作。
另外系統提供業務系統+云平臺計算能力的系統架構為檢測機構提供信息平臺服務。檢測機構可以在本地或者云中心搭建業務系統，并且利用智博聯的消息服務、報告服務、流程服務等來組建系統。

5 結 語

       采用先進的管理信息系統，能有效避免人工干預， 提高工作效率，還能規范管理，保證檢測報告的公正性、科學性和準確性。ZBL-ETM基于先進的技術構建信息化管理的系統平臺，以滿足檢測機構內部業務、辦公和數據等管理的需求，各服務模塊各自負責相應的工作，提升檢測工作效率和質量。

參考文獻

[1] 鄭旭明,劉東曉等. 基于大數據的水利工程質量檢測系統設計. 水利水電工程，2020
[2] 曹忠紅，余金輝等.信息化在建設工程檢測管理中的實踐應用.江西建材， 2017，23
[3] 項慶明,宋景景等. 淺談物聯網與大數據技術在交通檢驗檢測機構中的應用. 浙江交通職業技術學院學報.2019
 
[作者簡介]張嵐，男，中級工程師，北京智博聯科技股份有限公司
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