浅谈云存储技术在数字工地中的某些应用

◎ 广西维安特网络技术有限公司 赵 波 黄 超

随着社会的发展，人类对城市的特性认识有所不同。随着网络化，智能化的提高，人类已经逐步从数字城市迈向智慧城市。智慧城市中的数字工地也不断发展，大量网络高清摄像头开始投入使用，自动监测设备不断推广，各种人工智能分析系统已经日益成熟。这些新型产业的发展对海量数据储存和分析的要求越来越高，传统网络存储设备出现了无法克服的瓶颈，这势必给云存储带来了前所未有的发展机会。

云存储的定义及模型

云存储（Cloud Storage）是在云计算(Cloud Computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用(Cluster Application)、网格技术（Grid Technology）或分布式文件系统（Distributed File System）等功能将网络中各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

使用者使用云存储并不是使用某一个存储设备，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。因此从严格意义上来讲，云存储不是存储，而是一种服务。云存储的核心是存储设备与应用软件友好的结合，通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。

云存储可以实现存储完全虚拟化，提供更强的存储和共享功能。云存储中所有设备对使用者完全透明，被授权用户可在任何地方通过一根接入线与云存储进行连接，实现空间与数据的访问。

云存储技术并非指某项特定技术，而是一大类技术的统称，通常只要具有以下三个特征都可以看作是云存储技术：一是具有无限的扩展能力，可以支撑几百TB直至PB级的海量数据；二是采用了并行计算模式，从而获得海量运算能力；三是高可用性，即能保证在任何时候系统都能正常使用（即使有硬件出现故障时）。如图1所示，云存储系统的架构模型通常由4层组成：存储层、基础管理层、应用接口层、访问层。

云存储在数字工地中的某些应用——数字工地建设

数字工地的建设已经在全国范围内如火如荼的推广，南宁市城乡建设委员会为加强南宁市数字工地的建设步伐，不断引导企业信息化管理应用需求，实现各个相关单位的数据共享和电子监察，提高建设工程监督管理的工作效率和服务质量，提升质量安全施工标准化水平。

图1

广西维安特网络技术有限公司按照南宁市城乡建设委员会的精神，推出了一套“工地边坡围岩自动监测系统”。该系统针对大型开挖基坑这种高危险工地而设计，通过大量的传感器对边坡、地表这些施工环境进行自动监测，将监测到的数据传到监控中心，然后对这些数据进行分析，当分析到有危险数据时，根据危险程度发出红、橙、黄三色报警，并通过声音、短信等方式通知监测人员，以提前做好应急准备。

以某个地铁建设工地为例，整个地铁1号线共有20个标段类似工地，每个工地一共用到了500个传感器，每5分钟每个传感器获取并上传一次数据，则每5分钟需要存储和分析的数据有20*500*5（共50000）条。如果这些数据完全依靠监控中心的服务器来储存和分析，这势必会造成很大的压力，一旦服务器出现问题，安全隐患将随时会出现。所以这时必须要采用一套妥当的储存机制来保证整个系统的正常工作。

云存储在数字工地管理中的应用

依托数字化工地综合管理平台可以实现对建筑工地各个应用系统，如网络视频监控系统、工地边坡围岩自动监测系统、建筑工程监管系统、GIS地理信息系统、监管部门ERP系统等进行综合管理。这些系统的数据可以通过集群服务器进行处理和管理，这对用户的体验感觉相当于使用同一台服务器。

以网络视频监控系统和工地边坡围岩自动监测系统为例，对于各个建筑工地都有各自的服务器用于处理网络视频监控系统、工地边坡围岩自动监测系统等采集上来的数据，这些服务器通过互联网与云存储中心互联。基础管理层通过CDN(Content Distributie Network)内容分发技术和数据加密技术确保云存储中的数据不会被非法访问，同时通过各种数据备份和容灾措施确保云存储中的数据不会丢失，从而保证云存储系统自身的安全和稳定。

存储层采用FC光纤通道存储设备，或者是NAS和 SAN等IP存储设备，还可以是 SCSI或SAS等 DAS存储设备。存储设备之上是一个统一的管理系统，可实现存储设备的逻辑虚拟化、存储集中管理及对各硬件设备的状态实时监控等功能。

应用接口层是云存储灵活多变的部分，不同的云存储服务提供商可根据其业务类型开发出不同的应用服务接口，提供不同的应用服务，比如视频监控应用平台、视频点播应用平台、远程数据备份应用平台等。

通过云存储的方式，这些服务器对海量的数据进行存储、备份和分析的过程对用户的体验就如同只有一台服务器。当采集的数据发生异常后系统自动报警，以声音、短信等方式通知监测人员，以提前做好应急准备。而项目管理人员和其他监管部门的人员等授权人员，都可以通过标准的公共应用接口来登录云存储系统，享受云存储服务。

云存储在数字工地中的使用的好处

好处1：成本的控制。

现在企业已经不再采用传统的方式使用单独的存储系统，最主要的原因在于部署成本高。如果企业能够不购买单独的存储系统，而是采用租用现成存储系统的方式，这样就可以大大分散企业的资金压力。云存储产品就是提供商在互联网上部署一套存储服务器，然后租用给有这样需求的企业。

好处2：安全托管服务。

首先，云存储产品的维护任务都是由第三方运营商来完成的。也就是说，企业自己并不需要配备专业的存储系统管理员。其次，更加容易扩展。现在的云存储产品，大多数都是通过模块化来设计的。而模块化设计最主要的优势就是在于其较高的灵活性。在后续可以根据企业的业务来进行扩展。

好处3：高可靠性。

云存储通过将文件复制并保存在不同的服务器上，很好地解决了由于硬件损坏而导致数据存取的不可用性问题。不论多好的硬件都可能出现故障，云存储知道文件存放的位置，在硬件发生损坏时，系统能自动将读写指令导向存放在另一台存储服务器上的文件，从而保证服务的持久性。

好处4：量身定制的解决方案。

以南宁市的建筑工地为例，南宁市建设工程质量安全监督站已经有了一套成熟的网络视频监控系统和一套ERP系统。视频监控数据与ERP系统数据，其对于存储设备的要求是不同的。视频监控数据的特点是容量大、重复利用率低、能够被覆盖。而ERP数据的特点是永久保存、容量不大、重复利用率高、对于性能的要求高、并发访问高等等。这些不同的数据拥有不同的特征，就决定着要采用不同的存储设备，以定制一套合身的解决方案。

结语

数字工地的建设作为智慧城市建设中必不可少的一部分，网络视频监控系统和各种人工智能分析系统对现代化的数字工地建设产生了积极作用。这些在数字工地中的应用系统与云存储的结合使用，势必会引领数字工地的一场全新变革。