云计算在机场安全检查系统中的应用研究

◆刘文僖

（成都双流国际机场机电设备中心 四川 610202）

安全检查系统属于机场的重要组成部分，但结合实际调研可以发现，近年来我国很多机场的安全检查系统存在数据存储压力过大、管理效果有限、设备故障处理缓慢等问题，而为了尽可能解决这类问题，正是本文围绕云计算在机场安全检查系统中应用开展具体研究的原因所在。

1 机场安全检查系统现状及挑战分析

1.1 现状分析

机场安全检查系统一般由网络设备、服务器子系统、各类操作员工作站、各种型号的 X射线机组成，本质上属于局域网系统，服务器子系统属于其中的核心。机场安全系统中的服务器子系统主要负责系统流程的集中控制和数据的集中存储，同时也负责与系统外部的接口通讯。在机场安全检查系统中，核心区域、用户区域属于其中的重点区域，前者可用于数据的存储与调取，后者则能够将生成的数据存储于核心区域[1]。

1.2 主要挑战

在引入云计算前，我国机场安全检查系统主要面临着以下几方面挑战：（1）数据存储压力过大。X光机会将旅客行李的扫描图片以文件形式传递至服务器并集中存储，但对于规模较大的机场来说，机场安全检查系统每天需要上传的数据量往往较大，系统的检索、读取便会受到较大的数据量冲击。近年来我国大数据分析、挖掘技术发展迅速，但受到有限的机场安全检查系统存储能力影响，这类技术的引入与应用受到了较大限制。（2）管理效果有限。近年来机场安检系统的规模不断提升，用户区域的计算机数量也因此不断增长，但由于用户区域的管理长期未得到高度重视，这类设备的维护往往存在较高难度。（3）设备故障处理缓慢。机场安全检查系统包含有大量的计算机，且计算机很容易在日常运行中出现故障，这类软硬件故障很容易直接影响机场的正常运行。但结合实际调研不难发现，机场安全检查系统的提供厂商很多时候无法第一时间达到现场处理故障，由此催生的隐患必须得到重视[2]。

2 云计算在机场安全检查系统中的基本应用

2.1 增加虚拟化服务器

为保证云计算较好地服务于机场安全检查系统，可采用增加虚拟化服务器的方式，以此实现管理员工作站等所有用户区域系统的虚拟，同时通过以瘦客户机替代用户区域原有的计算机，瘦客户机仅提供网络链接及显示器功能。在实际的应用中，用户仅需要打开瘦客户机应用操作界面开展工作，各类可能威胁机场安全稳定运行的软硬件兼容、配置、操作系统安装问题均可得到较好规避，计算机病毒也能够基本实现根本性预防。

2.2 引入云存储替代原有存储服务器

应用云存储替代原有存储服务器属于云计算技术的最典型应用，机场每天产生的大量数据即可由原来的网络存储变为云存储，存储需要满足效率与安全性提升均可由此得到保障。在云存储的支持下，存储系统的建设和运行成本将得到较好控制，性能扩展的便利性与较高的存储速度也能够更好适应机场安全检查系统数据容量的增长。对于机场管理用户来说，云存储方式可大幅提升存储数据的安全性和私密性，颠覆式的数据迁移工作和技术升级工作也能够自此真正成为过去式。

2.3 增加接口服务器

考虑到安全检查系统需24h连续运行，因此系统的故障出现在所难免，如服务器故障、网络故障、X光机单价故障等，而为了保证这类故障能够尽可能快地得到解决，避免机场的正常运行受到影响，机场安全检查系统的生产厂家应基于私有云建立远程管理平台，通过接入私有云，机场安全检查系统故障的解决即可随时获得专业人员支持，故障的影响、持续时间可由此降到最低。

3 拉曼安检软件云计算系统设计与实现

为了更直观展示云计算在机场安全检查系统中的应用，本文选择了广泛应用于我国机场的拉曼安检软件作为研究对象。

3.1 需求分析

单机版的拉曼安检软件曾被广泛应用于我国各地机场，但由于其存在数据存储量小、单品检测速度慢、数据库分类及更新能力较弱等不足，该软件逐渐难以满足大型机场的安全检查需要，因此云计算技术的应用需将拉曼安检软件的数据存储于云服务器端，相较于客户端服务器、采用增加硬件存储能力等改进方式，云计算技术的应用具备容错性高、扩展性好、平台虚拟化等优势。此外，云计算技术的应用还需要配合云服务形式的非wince系统、云服务形式的在线数据库更新，并采用在线访问形式的数据库，由此即可全面弥补拉曼安检软件存在的不足，保证其更好地服务于机场安全检查工作[3]。

3.2 系统设计

采用“云端+终端”的设计模式，图 1为设计的物理结构示意图，图中的云用户指的是拉曼安检仪，基于现有网络实现云平台端与云用户端的连接，采用TCP/IP协议。多台设备组成的云服务器平台为云平台端，共包含普通配置的计算机5台，其中4台计算机为提供存储和计算的硬件设备，1台计算机为云控制器。

通过云平台端与云用户端的共同配合，拉曼安检软件云计算系统即可较好地服务于机场安全检查。在系统的具体运行中，用户的操作请求可通过网络由云用户端发送至云平台端，接收用户的请求后，云平台端会根据请求针对性调动应用程序接口，由此云平台端的管理程序即可收到具体的请求任务，完成相应的资源计算和存储。完成管理程序派发后，云平台的底层设备会对云平台管理程序发送执行结果，数据的发送会基于应用程序接口完成，走向相反的数据流走向，即可最终向用户展示存储或计算的结果。

用户端由12个功能模块组成，包括权限控制模块、网络模块、数据管理模块、系统设置模块、数据采集模块、数据处理模块、设备控制模块等，可细分为用户界面、功能模块层、接口模块层；云平台端的硬件结构由4台存储/计算设备与1台管理器构成，软件结构由用户应用及开发层、数据库管理层、计算模型层、虚拟化层、云文件系统层组成。

3.3 系统实现

拉曼安检软件云计算系统的核心在于其数据处理算法，原软件算法流程可描述为：“去除噪声→平滑曲线→平滑数据线→获取峰墙信息→获取峰位信息→匹配→提取物质名称→结束”。采用分布式计算方法来实现数据匹配，通过划分标准数据库同时进行数据匹配，并采用MapReduce编程模型实现数据的匹配处理。而在云平台的搭建中，系统采用了Hadoop，采用Java编程环境、linux平台，以1台百兆交换机、5台PC机为基础。搭建过程的基本流程可概括为：“linux环境安装→SSH服务开启→ssh无密码登录实现→关闭防火墙→JDK安装→Hadoop安装→Hadoop运行”。结合仿真，可确定优化后的拉曼安检软件云计算系统实现了提升数据处理速度、扩展数据存储空间、方便了数据库扩展优势，研究的实用性由此得到了证明。

4 结论

综上所述，云计算可较好用于机场安全检查系统，在此基础上，本文涉及的增加虚拟化服务器、引入云存储替代原有存储服务器、增加接口服务器、拉曼安检软件云计算系统等内容，则提供了可行性较高的云计算技术应用路径，而为了更好发挥云计算优势，数据安全性的保障、服务类型的扩展同样需要得到重视。