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智慧交通云平台方案建议书(完整版).docx
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智慧交通云平台方案建议书(完整版).docx
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智慧父通玄平台
技术方案建议书
目 录
目 录.......................................................................................1
1 系统总体设计..............................................................................1
1.1 云计算系统设计方案概述..................................................................1
1.1.1 系统基本功能.....................................................................1
1.1.2 主要设计思想和设计目标、设计原则.....................................................1
1.13 智慧交通云平台的云计算解决方案.......................................................2
1.1.4 系统的主要技术特点................................................................3
1.2 系统总体构架..........................................................................4
1.2.1 系统基本组成与构架................................................................4
12.2 系统功能构架......................................................................5
1.23 系统总体构架与功能模块..............................................................8
1-3 系统基本功能与处理方案.................................................................10
13.1 交管数据入库功能与处理方案..........................................................10
1.3.2 数据存储功能与处理方案............................................................11
13.3 査询分析功能与处理方案.............................................................13
1.4 系统互联与管理.......................................................................14
1.4.2.1 服务器间网络安全检査............................................................15
1.4.2.2 服务模块进程监控管理............................................................15
1.4.2.3 系统性能监控管理................................................................16
1.4.2.4 系统日志分析处理................................................................16
1.4.2.5 系统运行状态及报警处理...........................................................17
1.4.3.2 数据文件安全性.................................................................18
1.5 系统可靠性与扩展性....................................................................18
1.6 系统设计性能.........................................................................23
1.6.1 交管数据流量处理能力..............................................................23
1.6.2 数据存储能力....................................................................24
1.63 查询分析计算性能..................................................................25
1.7 定制开发方案.......................................................................25
系统设计实施与关键技术方法...................................................................29
系统软硬件平台...........................................................................29
2.2 数据处理流程.........................................................................29
2.3 数据存储子系统.......................................................................31
2.3.1 海量数据分布式数据存储构架.........................................................31
23.2 适应应用需求的混合存储策略..........................................................33
23.6 数据存储的可靠性...................................................................41
23.7 数据压缩.........................................................................42
数据査询与统计分析子系统..................................................................44
2.4.2 交管数据査询功能与用户界面.........................................................44
2.43 实时报警功能与用户界面..............................................................45
244 车辆轨迹回放功能与用户界面...........................................................46
2.5 基于云方案的交管数据查询索引与查询优化技术................................................46
2.5.1 基于分布式数据库的交管数据査询索引处理方案............................................46
2-6 交管数据处理集群的可靠性与负载均衡设计...................................................47
2.6.1 负载均衡处理机的单点失效容错处理....................................................47
262 査询处理机的单点失效容错处理..........................................................51
目 录
2.7 计算与存储集群的可靠性与负载均衡设计.....................................................52
2.7.1 计算与存储集群 Master 单点失效容错处理...............................................52
2.7.2 计算与存储集群的负载均衡处理........................................................58
2.8 查询统计计算可靠性与负载均衡设计........................................................67
2.8.1 基于 Zookeeper 的单点失效和负载均衡设计..............................................67
2.9 系统安全性设计.......................................................................69
2.9.1 安全保障体系框架..................................................................69
深度防御战略............................................................................69
2.9.2 云计算平台的多级信任保护...........................................................71
2.93 基于多级信任保护的访问控制..........................................................76
2.9.4 云平台安全审计...................................................................78
2.9.5 云计算综合安全网关................................................................81
综合业务应用功能接口及效果...................................................................85
3.1 实时监控..........................................................................85
3.1.1 实时车辆监控.....................................................................85
3.1.2 报警车辆实时监控..................................................................86
3.2 数据査询..........................................................................88
3.2.1 车辆信息査询.....................................................................88
322 报警车辆査询.......................................................................88
3.3 车辆轨迹查询.......................................................................89
3.4 事件检测报警.......................................................................90
3.4.1 套牌车辆自动报警..................................................................90
3.4.2 同行车辆分析报警..................................................................90
3.5 流量统计和分析.....................................................................91
4 详细设备配置清单..........................................................................92
系统总体设计
云技术方案建议书第 1 页
1 系统总体设计
1.1 云计算系统设计方案概述
1.1.1 系统基本功能
按照全省公安机关信息化建设总体规划,为实现对重点车辆的自动比对和动 态
管控、对异常车辆行踪的自动研判预警、对特定车辆行车轨迹的自动生成、对 重要
节点道路交通信息的远程再现、对基层单位和执勤民警的勤务实施管理等建 设 LI 标,
为交通管理、治安管控、侦查破案、巡逻防范、反恐处突等各项公安工 作提供服务
保障。
系统的基本功能和性能如下:
海量历史交通监控数据汇总
能够对千亿级的海量历史交通监控数据进行汇总处理。
海量原始交通监控数据上报
能够对千亿级的海量上报交通监控数据进行上报处理。
海量原始数据实时入库、生成索引
能够对流量超过 10000 条/m 的全量原始交通监控数据流进行实时处理。
海量数据存储、计算
能够存储千亿级别的数据,并完成各种复朵业务应用计算。
千亿级数据秒级査询能力
高效索引算法,智能化调度任务系统,满足秒级查询速度。
秒级实时业务响应
高效实时数据通道,对于像实时监控、告警等实时业务,提供秒级响应时间。
1.1.2 主要设计思想和设计目标、设计原则
设计思想:将海量数据分解到山大量 X86 架构计算机构成的低成本云计算平
台上进行实时处理,依靠分布式云计算软件进行容错,从而提升智慧交通云平台 海
量数据分析的实时性和性价比。
设计目标:利用大量性价比高的计算机,建立云计算平台,能够对流量超过 10000
系统总体设计
云技术方案建议书第 2 页
条/s 的原始交通监控数据流进行实时处理,提供实时监控、报警监控、车 辆轨迹与
回放、电子地图、报警管理、布控管理、设备管理、事件检测报警、流 量统计和分
析等多种业务支持。系统具有可动态可伸缩性、高度容错性和响应实 时性,达到较
之传统方案有一个数据量级的性能价格比提升。
设计原则:
(1) 前瞻性技术与实际应用环境相结合
本项 H 是既是先进技术应用示范项 U, 乂是工程实施型项 LI。把握技术正确 性
和先进性是前提,但是前瞻性技术实施必须在云计算平台的实际应用环境和实 际监
控流量的基础上进行,必须结合云计算平台的实际惜况进行研究和开发,只 有与实
际应用环境相结合才有实际应用价值。
(2) 学习借鉴国外先进技术与自主创新相结合
在云计算平台用于超大规模数据处理方面,国内外儿乎是在一个起跑线上; 但
在关键技术研究及既往的技术积累方面,国外一些大公司有着明显的优势。同 时,
智慧交通云平台所将要面对的交通监控数据流高达 10000 条/s,是一个世界 级的云
讣算应用。我们将积极学习借鉴国外先进的云计算技术,同时与自主创新 相结合,
形成功能强大、性能卓越的能够满足实际应用环境需求的云计算数据处 理和分析平
台。
(3) 遵循公安 320 工程相关标准规范
本项 LI 的设计将严格遵循公安 320 工程相关标准规范。
1.13 智慧交通云平台的云计算解决方案
在公安网内部,构建若干 X86 架构计算/存储节点,虚拟出海量存储空间、 处
理能力和数据管理能力。同时研制面向应用的分布式数据处理软件,满足数据 汇总、
数据上报、数据入库、数据查询、数据讣算和数据管理等应用需求。
系统总体设计
云技术方案建议书第 3 页
1.1.4 系统的主要技术特点
实时性:平台在高效率并行分布式软件的支撑下,可以实时完成交管数据入 库、分
析和管理工作,如数据汇总、数据上报、数据入库、数据查询、数据计算 和数据管理等。
海量数据入库不会出现数据堆积现象,各类分析和查询工作基本 都在秒级完成,具有前
所未有的高效性。
高可靠性:基于对云计算可靠性深厚的研究积累,彻底解决了当前分布式计 算平台
易出现的单点故障问题。任何一个节点出现故障,系统将自动屏蔽,而且 不会出现丢失
数据的现象。包括查询任务分配节点、计算任务分配节点、HDFS 元数据节点、HDFS
数据存储节点、MapReduce Job Tracker 节点、MapReduce Worker 节点、
HBase 管理节点、HBase Region 节点等。
可伸缩性:在不停机的情况下,增加节点,平台的处理能力自动增加;减少 节点,
平台的处理能力自动缩减。这样,可以做到与云计算平台的无缝对接,根 据讣算和存储
任务动态地申请或释放资源,最大限度地提高资源利用率。
高性价比:采用 X86 架构廉价计算机构建云计算平台,用软件容错替代硬件
容错,大大节省成本。在 LI 标性能和可靠性条件下,可比传统的小型机加商用数
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L
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计算/存储节点
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图表 1 智慧交通云平台云计算解决方案
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