公安交通管理云平台接口实践

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【摘要】本文针对公安交通管理行业云计算发展的趋势，结合当前公安交通管理信息系统的现状，介绍基于服务的公安交通管理云平台(交管云)接口实现，以构建的公安交通管理云平台为基础，从总体架构、技术实现及优点、交管云数据读写测试三方面对交管云平台的服务实现做了详细介绍，通过基于对外提供统一的数据接口服务，一方面实现对交管云平台下数据接口的集中管控，另一方面简化了公安交通管理业务层面对云服务的使用。

【关键词】RPC；公安交通管理信息化；云平台

0引言

面对当前信息化迅速发展对维护道路交通安全和社会稳定带来的新挑战，2012年，公安部《关于贯彻落实〈全国公安装备建设“十二五”规划〉指挥信通装备建设项目的工作意见》将警务云计算中心建设工作纳入整体规划。交管云作为警务云在公安交通管理的落地实践，是运用云计算和大数据技术服务公安交通管理治理、管控工作的一次创新和突破，是提高驾驭交管管理能力、打造平安城市的关键抓手。“云计算”在公安交通管理行业的普及，将为政府及纳税人节省巨大的信息化建设费用，是一项利国利民、影响深远的重要工程[1]。目前交通管理行业中各类外挂系统有万余个。这些系统主要是通过交管业务系统的数据接口实现各自的信息化功能及服务，但由于外挂系统是不同的厂商承建，且对数据内容及格式的要求并不相同，所以数据接口众多且非常复杂[2]。本文针对公安交通管理行业云计算发展的趋势，及当前面临的问题介绍基于的交管云接口，以交管云平台为基础，统一对外提供数据接口服务。并基于服务，实现对交管数据接口的集中管控，实现整个交管云平台在深化业务层面的开发实践，以满足将来不断增大的公安交管信息化需求。

1基于的交管云平台接口实现模式

基于的交管云接口实现模式，即在传统的业务系统、外挂系统到交管云平台的二层访问架构之间加入中间层，由中间层来业务系统或外挂系统的请求或云服务的响应[3]。一方面，业务系统或外挂系统通过中间对云服务进行请求，并将对云服务请求的部分处理过程转移到资源更为充裕的中间完成，从而统一了数据接口的管理；另一方面，云服务通过中间向业务系统或外挂系统进行响应，并借助中间对云服务进行传输协议、数据交换格式等桥接转换，从而使其满足不同平台、技术体系的集成和扩展。

1.1总体架构

基于的交管云接口的实现的设计，主要包括RPC控制端、接口服务、交管数据调度服务、交管数据平台处理器。其中RPC控制端包括交管业务系统RPC客户端和交管业务系统RPC服务端，接口服务包括交管消息格式转换、交管数据内容校验、交管数据权限控制，调度服务包括交管数据任务管理、交管数据服务监控、日志管理，交管数据平台处理器主要是与交管云平台技术组件进行交互的数据接口处理程序。

1.1.1RPC客户端

RPC客户端模块支持多种方式接入，主要可分为交管业务系统功能操作接入和交管数据服务Webservice接入。所述交管业务系统RPC客户端模块是由交通管理业务系统，如交管综合应用平台调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程，然后等待应答信息。在交管业务系统服务器端，进程保持睡眠状态直到调用信息到达为止。当一个调用信息到达，服务器获得进程参数，计算结果，发送答复信息，然后等待下一个调用信息，最后，交管业务系统客户端调用进程接收答复信息，获得进程结果，然后调用执行继续进行。

1.1.2接口服务

接口服务主要包括消息格式转换、内容校验及权限控制等主要内容。接口消息转换以交管行业现有数据交换协议为主，同时支持XML、JSON、二进制文件、文本文件等数据格式，能将一种数据格式转换为另一种数据格式，在数据格式转换时可支持聚合、拆分模式。支持数据之间不同字符集格式的转换，例如GB2312,GBK,GB18030、Unicode、UTF-8等相互之间的转换。内容校验是通过交管信息管理人员创建交管业务数据校验规则，自动为核心系统或外围系统提供缺失、逻辑等各种数据校验预警告警能力，用于提示交管信息管理人员实时进行数据处置。数据接收时，通过交管数据校验保证数据质量，支持以下校验规则：重复性检查、唯一性检查、自定义校验规则等。权限控制是指对交管数据服务的访问进行安全控制，对交管数据服务的访问需按照交通管理业务规则进行设置，当服务设置为需要进行身份验证，服务调用者应当在请求报文头(SOAPHeader)中填写身份验证信息。

1.1.3调度服务

调度服务主要包括任务管理、接口服务监控、日志管理等内容。任务管理是通过触发器设置交管作业定时运行规则，控制作业的运行时间进行定时任务调度，实现定时完成定制任务，可以指定时间点，也可以设置成每小时、每天等动态时间。服务监控实现了对交管服务运行状态、调用频率、数据流量等进行实时监控，并实时地检测到各种交管数据服务的异常信息和交管业务系统数据处理情况。日志管理能够查看交管服务处理过程的跟踪日志，实现了日志分类、查询以及日志优先级的设置。从RPC客户端模块向RPC服务器端模块提交数据请求，接口服务模块在接收数据后完成数据格式格式的转换、内容校验以及权限控制，调度服务模块完成交管数据任务的调度、监控以及日志跟踪及管理，最终交管数据任务管理模块将数据请求提交至交管云平台数据接口处理程序。服务作为可重用的服务定义，屏蔽对后端交管云接口服务的直接访问，降低了后端交管云平台的更新、升级对业务系统的影响程度，并提升了整体大数据体系的适应性和可扩展性。在基于的交管云接口调度模式中，服务中对服务的封装通过服务消息流来实现，服务消息流也是一种交换服务流，由服务调度引擎统一调度执行，解决了业务系统与交管云技术组件之间数据交互的管理问题[4]。

1.2基于的交管云平台访问

交管业务系统进行RPC调用访问交管云服务时，首先交管数据服务监听器监听由交管业务系统RPC客户端发来的请求，读取队列通过读取进程实现阻塞等待。在建立交管数据RPC服务以后，读取队列根据传输前所提供的目的地址及RPC上层应用程序号转至相应的RPC应用程序服务端，且此时的客户端处于等待状态，直至收到应答或TimeOut超时信号。当服务器端获得请求消息，则会根据注册RPC时告诉RPC系统的例程入口地址，执行相应的操作，并将结果返回至客户端。当一次RPC调用结束后，相应线程发送相应的信号，客户端程序才会继续运行。在这个过程中，一个RPC过程是有三个要素来唯一确定的：程序号、版本号和过程号。程序号是用来区别一组相关的并且具有唯一过程好的远程过程。一个程序可以有一个或几个不同的版本，而每个版本的程序都包含一系列能被远程调用的过程，通过版本的引入，使得不同版本下的RPC能同时提供服务。每个版本都包含有许多可供远程调用的过程，每个过程则有其唯一标示的过程号。通过这种调用方式可以充分利用非共享内存的多处理器环境，这样可以简便地将应用分布在多台服务器上，应用就形成了一个分布式处理与响应环境，提高系统资源的利用率。同时，可以最大程度减少由于原有交管业务系统的异构性所带来的影响。

2基于的交管云平台特点

2.1通过服务，体现了交管云接口的统一管理

通过服务，各个业务系统将统一通过RPC控制端模块将业务数据发送接口服务模块，所传输的数据将通过接口服务的格式转化、校验后，发送给调度服务。传输的数据内容例如违法、驾驶人、机动车等交管结构化数据、违法图片、机动车图片等非结构化数据、应用系统、中间件系统日志等半结构化数据将通过处理器模块保存入交管云平台中，也可通过服务获取相关数据。交管信息管理人员可统一通过页面端的可视化拖拽设计工具进行服务设计，并通过图形化的方式展现整个交管数据消息路由的拓扑结构。在消息路由拓扑设计完成之后，提供消息推送测试功能，可以对整个路由结构做测通测试，并且给出测试结果，对于故障节点给出相应信息，便于快速问题查找、快速问题定位。

2.2通过服务，实现了交管云接口之间的松耦合

通过服务调度服务实现了交管业务系统与交管云平台之间的关注点的隔离，通过提供服务与交管数据服务的动态、静态调用降低交管业务系统与交管云平台数据接口的耦合程度。服务作为可重用的服务定义，屏蔽对后端交管云接口服务的直接访问，降低了后端交管云平台的切换对业务系统的影响程度，并提升了整体大数据体系的适应性和可扩展性。在基于的交管云接口调度模式中，服务中对服务的封装通过服务消息流来实现，服务消息流也是一种交换服务流，由服务调度引擎统一调度执行，解决了业务系统与交管云接口之间数据交互的管理问题。

2.3通过服务，保证了消息传输的安全性

通过服务，可以完成交管云接口的重复性检查、唯一性检查、自定义校验规则等内容。同时，交管数据服务调用的全部过程将被监控服务和日志跟踪服务所记录。交管云接口数据调度服务从架构设计上支持高并发、大批量的消息数据并行传输，结合相应的技术组件处理器，实现高并发、高可靠的消息传输，帮助用户构建高效可靠的大数据基础环境。在调度服务提供了对传输过程中的消息进行加密、切片、压缩传输的能力，保证了消息传输的可靠性和安全性。

3交管云平台程序性能测试

基于的交管云服务接口访问平台搭建完成后，进行了通过读写交管云数据的性能测试。采用5台硬件服务器，分别为Master节点、Node-1节点、Node-2节点、Node-3节点、Node-4节点，服务器的配置见表1。在5个节点上，部署了服务程序，供业务系统访问。平台的性能测试包括对图片、视频等非结构化数据的写入和读取，以及结构化数据的写入和查询测试。根据当前公安交管实际业务需要，模拟每天约10万条照片、1亿条结构化文本的读写操作。具体测试方式为，对于照片数据:（1）3张图片（每张1.7M）+rowkey字段+11个描述字段约为5.3M/条。（2）50用户并发，每用户写入2000条数据，累计写入10万条记录，完成写入压力测试，数据量约为50用户*2000条*5.3M*n(测试次数)约为大于530G。（3）50用户并发，每用户写入100000条，写入数据量约为50用户*100000条*5.3M约为2.65T；（4）50用户查询100次图片，每次一条记录。对于结构化文本数据:（1）90个描述字段约为1k/条。数据库内现有9000万条数据。（2）50用户，每用户写入10万条数据，累计500万条记录，完成写入压力测试，数据量约为50用户*100000条*1K*n(测试次数)约为大于5G。（3）50用户，每用户写入1千万条，写入数据量约为50用户*10000000条*1k约为500G。（4）50用户，查询20次数据，这完成读取压力测试。（5）50用户，每用户读取1000条数据，完成稳定性测试。根据测试结果计算总结，得到了基于提供的接口读写交管云平台数据的运算指标结果见表2。根据实际业务场景模拟的测试结果，已符合当前的业务需求。

4总结

本文针对公安交通管理信息化发展的趋势，及当前公安交通管理信息系统的特点，提出了基于的交管云服务接口实现模式，并从实现的总体架构、接口服务的访问方式及采用这种方式的优势等方面进行阐述，最后根据当前公安交通管理业务数据读写的实际需求，对基于服务读写交管云数据的性能进行了测试。下一步，将不断完善服务程序，将现有交管信息系统逐渐迁移至交管云平台，推进云计算环境下公安交通管理行业信息化发展。

参考文献

[1]陈飞,季君.公安交通管理综合应用平台建设与应用[J].道路交通管理,2012(7):8-9.

[2]张颖江,吴珊.移动在分布式计算中的应用和实现[J].湖北工业大学学报.

[3]许卓明,董逸生.基于RPC和基于REST的Web服务交互模型比较分析[J].计算机工程.

[4]江海龙,吴晓东,陈学浩.互联网公安交通管理信息系统统一建设模式应用研究[J].中国公共安全(学术版),2014(2):67-71.

作者：邵志骅 吴晓东 崔林山 单位：公安部交通管理科学研究所