基于云计算的城建档案应用系统

安生永

（河北省科学院 应用数学研究所，河北 石家庄 050081）

0 引言

作为重要文献信息资源的城建档案，承载了城市的发展和记忆，是国家对一个城市规划、建设和管理的重要依据。随着以计算机技术和网络通讯技术为基础的全球信息化趋势的形成，使得档案信息也快速向数字化方向发展和转变。传统模式下的档案馆要顺应时代发展潮流，实现从封闭式管理向开放式和数字式管理的转变。面对档案数字化和信息化发展的机遇，如果缺乏相对完善的数字档案管理方案及基础设施架构设计，城建档案的信息化进程必然会受到影响与制约［1］。本文将云计算技术应用到城建档案信息管理的业务中，以解决当前城建档案信息管理系统中存在的诸多问题，将信息化管理方案和档案馆规范统一的业务流程整合到云计算架构体系上，给出城建档案综合信息管理系统的架构设计方法。

1 城建档案信息化现状

近些年来，随着我国城建档案数字化进程的不断加快，我国现有的城建档案信息化建设经历了单机单用户、多机多部门独立系统的应用及局域网络化级应用等三个阶段，档案数据存量的不断增加，城建档案的逐年开放及利用的增多增加了人们对档案信息的重视。但是满足档案信息共享的同时，又要考虑档案信息的安全问题，保证档案信息的真实准确性，一直是阻碍档案信息进行信息共享的根本问题。

当前一些城建档案馆大都有根据自己的实际情况自行开发或者定制的一套城建档案管理软件，进行了档案的数据数字化或城建档案馆日常工作业务管理。但由于各地发展水平不同，业务规范不同，没有形成统一的数据存储格式。不同的城建档案馆使用不同的电脑、软件和外存储设备来存储数据和图像，在不同的城建档案机构之间，各大类建筑档案资料在数据互通性、标准性方面存在问题。

通过计算机及网络技术在城建档案馆的广泛应用，虽然推动和促进了城建档案信息化管理的飞速发展，但同时也出现了许多期待解决的实际问题。如何保证数字档案的原始性、真实性、保密性、时效性是目前城建档案计算机管理的核心问题，否则数字化档案也失去了它本身的社会价值。目前在城建档案的信息输入、数据存储、网络共享和提供利用过程中都存在数据丢失、数据窃取、病毒入侵等诸多不安全因素，这些问题都制约了城建档案信息化和数字化的深入发展［2］。云计算技术自被提出以来，有关理论和实践不断飞速发展，使得新型的云计算服务有望从基础设施层面上解决这些长期以来困扰城建档案信息化管理和服务中的问题，也必将成为当前档案信息化管理系统的未来发展方向之一。

2 城建档案管理的业务分析

城建档案应用系统主要业务是以城建档案馆对建设单位业务指导和数字资源采集为主要服务对象，实施档案的数字化存储、管理与维护，提供数字档案信息的网络传输、利用服务，并架构于一个完整的标准化计算体系基础之上的数字档案馆［3］。

本文把城建档案信息管理的业务分为以下五大类：

（1）城建档案资料登记审批和监管业务：需要外部企业参与就可完成的业务，主要包括：责任书登记管理、建筑工程指导管理、工程项目入馆登记管理、声像入馆登记管理、执法情况管理，发卷管理。

本类业务随着建筑单位进度的不同复杂程度也不同，这类业务的共同点是需要与外部建设单位进行信息的交互。本类业务涉及部门繁多，一个业务可能需要多个部门的协作才能完成，信息交流量大而且流程复杂。

（2）城建档案资料的档案着录业务：不需要与外部部门协作就能完成的业务，主要包括：工程项目着录管理、工程案卷着录管理、工程文件着录管理、工程入库资料打印、已入库档案维护管理、档案利用统计管理、档案馆藏统计管理。

本类业务涉及部门简单，档案信息数字化输入信息流量大。为了方便用户使用，城建档案的数字化采用的有多种形式：主要有（1）文本信息录入，建立建设工程项目、案卷和文件数据库。（2）对建筑图纸图片进行数化仪数化。（3）数码视频技术。（4）对图像图片进行二维、三维矢量化处理。通过地理信息系统做出实时的显示，能快速方便的浏览查阅，为国家城市基础设施建设提供科学的规划和决策支持。为城建档案馆从城建档案的实体保管基地变成提供利用方便的城建档案信息控制中心，打下数据基础。

（3）行政办公管理业务：城建档案馆对馆内工作的日常管理和制度的落实执行，主要包括：公文管理、考核管理、科室管理、馆内大事管理、编研成果管理、照片管理、思想论坛等。

这些业务主要由档案馆内部各科室共同完成。

（4）建设单位信息上报业务：

城建档案馆接收各个项目建设单位的信息上报。

业务主要包括：建筑工程项目级、建筑工程案卷级、建筑工程文件级城建档案信息的收集和上报。

这些业务主要由各工程项目建设单位完成。

（5）城建档案信息网上发布业务：

城建档案馆网上业务主要包括：馆内简介、馆藏介绍、档案查询、政策法规、工作动态、编研成果、网上办公、服务指导。

城建档案空间信息的检索和网络查询，基于Intranet的城建档案系统和基于MIS的城建档案系统的信息资源整合，也可用于提高城建档案部门日常业务的标准化，规范化。将传统的各种原始档案（如纸张、照片、录音、录像、磁带、电子文件等）通过扫描、转换、转化、压缩等各种手段形成便于计算机识别和利用的数字文件（如图像文件、声音文件、录像文件等），进而对这些文件进行识别、压缩、加密，利用云计算环境存放于各种海量存储介质上（如硬盘、磁盘阵列、光盘库、光盘塔、磁带等），并通过局域网、广域网、企业内部网、国际互联网向档案利用者提供查询信息。以满足实现多用户查询服务需要和Internet网络查询需要。

查询是有权限限制的，例如在Internet上可能只能看到档案页、图形，而不能打印和存盘。而且根据不同权限的会员登录可以看到不同的数字内容来增加保密性。

3 云计算简介

云计算是并行计算（Parallel Computing）、分布式计算（Distributed Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现［4］。从用户需求角度分类，云计算分为公共云、私有云和混合云几种类型。从应用角度分类，云计算的应用，主要包含软件即服务、效用计算、云计算的网络服务、平台即服务、自理服务供给商、服务商业平台、网络集成等［5］。

用户只需要通过一个计算机或者智能移动终端，就可以使用云计算平台的所有业务和数据处理能力，而不必考虑这些数据和服务在什么地方，由谁来维护。云计算架构服务层根据服务类型划分为：应用程序、平台层和基础设施［6］；层次是可以分割的，某一层次可以单独完成一项用户的请求而不需要其它层次为其提供必要的服务和支持［7］。

云计算平台可以合并大量的网络计算和各种应用定制服务，可灵活利用虚拟化技术来配置扩展每一个服务器的计算能力，将各自的资源通过云计算平台有机结合起来，提供大数据计算和高安全性的存储能力［8］。

4 基于云计算的城建档案信息系统总体设计

结合云计算的架构模式和城建档案信息化管理系统的特点，笔者给出了一种适用于当前国情及其管理模式的城建档案信息系统的总体设计。

4.1 基础设施层设计

基础设施层包括对平台起支撑作用的软硬件的总和。硬件基础包括：计算机终端、智能移动设备终端，大型数据存储设备、网络设备等［9］。软件基础包括：城建管理业务接口服务、系统应用服务、数据存储服务、信息队列服务等。这些基础服务资源由分布式云计算统一管理，并对外提供统一的服务。根据国家城建管理信息化管理业务的特点，把城建信息化管理信息系统主要部署在混合云中。如图1所示。

图1 城建档案系统混合云架构

4.1.1 私有云

各级别城建档案馆都拥有一部分软硬件资源，通常情况下IT资源的供给量都是满足软件使用最大峰值的，导致了在峰值过后，单位内部出现了大量的闲置IT资源［10］。为了更好的利用这些资源，满足新业务的需要，并且基于城建档案馆内部存储了大量国家规定的各级涉密信息而考虑，在城建档案馆内部搭建云计算平台，对涉及国家机密级的敏感信息进行保护，并为档案馆内部的信息化管理个性需求提供服务，存储个体档案馆需要的信息，称之为私有云。

4.1.2 公共云

部署在互联网上，为国家城建档案馆所有有权限用户提供其定制的服务，这些服务一般部署在国家或者各省档案中心主机托管场所，服务软件和数据库由运营商维护，称之为公共云。把远程容灾备份数据和与其它部门协作的档案资料登记、监管和信息上报的服务部署在公用云上，很好地解决了数据孤岛和信息不对称的问题，容易地实现系统的整合，也避免了重复开发和资源浪费，而且各地级市城建档案馆可以彼此通过专网组成一个公共云，更好的解决了数据的安全性问题，并且可以做到标准组件的公用。

4.1.3 混合云

现在大部分城建档案馆都已经具有能满足一部分应用需求的企业网信息化系统，如果摒弃不用需要耗费的大量时间和金钱来进行数据转换和重复开发，如果将现有应用设计成云计算组件接口，那么可以将现有的应用程序与云平台混合使用，就构成了混合云。

总之，根据城建档案业务特点、用户分布情况以及档案资料的保密级别，本应用以混合云部署为主。

4.2 应用程序的部署方法

应用以Web群集服务的方式建立城建档案管理信息系统，把城建档案主体业务应用程序通过云计算平台部署在中央集群服务器中，每个省市建立多个Web集群云计算平台中心，通过混合云或者私有云将多个省市中心云计算平台主机互联成群集，通过网络负载均衡就能够提供关键任务的可靠性。本系统将进行负载均衡的网络设计结构为对称结构，在结构之中每个服务器都处于同样对等的位置，并且又相互独立。能将负载非常均衡的分配给每个云计算中心的Web群集服务器，杜绝了负载会集中到某一个Web群集服务器上的现象发生，用较小的资金投入获得最大的性能回报。具体步骤为：第一、确定Web服务器、FTP服务器和数据库服务器设备，通过选择负载平衡器来进行合理的配备。第二、配置不同的组件映像。通过网络负载均衡提高了诸如Web服务器、FTP服务器和其它关键任务服务器上的因特网服务器程序的可用性和可伸缩性［11］。将静态内容上载到存储云并把内容传送给Web服务器和FTP服务器。第三、把用户的业务定制流程代码部署在架构里，并且可以灵活组合应用。第四、确定新的映像模式并对网络安全性和伸缩性问题进行处理。第五，在云计算平台部署城建档案系统应用，为用户提供服务。

4.3 城建档案云计算功能管理模块

根据城建档案的业务的需求和云计算架构设计特点，本系统把项目功能划分为以下几个模块［12］：

（1）用户认证模块：对档案馆内部操作人员和合作建设单位操作人员的用户注册、信息维护和权限分配等功能。

（2）业务定制模块：取得权限的用户可以灵活定制各项业务操作流程，有选择的获取服务项目。并且根据流量来计费。

（3）目录及文件管理模块：提供对档案馆各密级文档的各种在线监控功能和管理功能。

（4）应用程序模块：把一些常用的功能封装成标准组件，供云用户选择使用。

（5）远程备份容灾模块：对城建档案馆数据库在私有云和公共云上的远程存储进行分配管理。

5 结语

介绍了基于云计算的城建档案信息系统设计。阐述了云计算技术的优势及在城建档案信息化发展中的作用。指出了云计算虽然能够解决重复开发、资源浪费、系统整合和信息孤岛等问题，但在城建档案信息化应用中存在的问题也同样需要重视，如云中数据的安全问题，城建档案将这些庞大数据存在云中的同时，信息的安全保密以及授权问题等。随着这些难题的解决，云计算技术在城建档案信息化中的应用将得到完善。

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