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通信信息基础设施大数据共享管理系统的设计与实现

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：黄成龙

[导读] 摘要：随着数字经济与通信技术的快速发展，通信信息基础设施数据孤岛问题愈发突出。

        西安海润通信技术有限公司陕西西安 710075
        摘要：随着数字经济与通信技术的快速发展，通信信息基础设施数据孤岛问题愈发突出。本系统基于JSP+MYSQL+PYTHON+ 高德地图 JS API+ 云服务等技术建设通信信息基础设施大数据共享平台，实现了各运营商、铁塔公司部分通信信息基础设施数据、政府农林部门部分信息在技术层面的共享，有利于解决通信行业的信息孤岛问题。
        关键词：通信信息；大数据；共享管理系统；设计
        引言
        随着数字经济与通信技术的快速发展，通信信息基础设施的数据孤岛问题愈发突出，对建设通信信息基础设施数据共享平台的需求也越来越大，通过数据上传、更新、查询、管理、统计与分析、应用功能，实现了各运营商、铁塔公司部分通信信息基础设施数据、政府农林部门部分信息在技术层面的共享，解决通信行业的信息孤岛问题，更大程度发挥数据价值。
        1关键技术
        1.1 JSP技术
        JSP 全名为 Java Server Pages，中文名叫 Java 服务器页面，是一种动态网页技术标准。一次编写，永久运行；除了系统之外，代码不用做任何更改，且支持多个平台；支持多样化和功能强大的开发工具，而且许多可以免费得到，支持服务器端组件。
        1.2 Python 技术
        Python 是一种面向对象功能强大且完善的通用型计算机程序设计语言，适合开发独立、大型的项目，提供了非常完善的基础代码库，覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等。除了内置的库外，还有大量的第三方库，本系统需要用到数据分析、数据可视化的第三方库，如 Numpy、Scipy、Matplotlib、Pandas 等。
        1.3高德GIS开放平台
        高德 GIS 开放平台是高德软件公司研发的，将高德地图专业的定位、地图、导航等位置能力和 LBS 服务开放出来，供合作伙伴和开发者使用，所提供的服务包含地图、定位、导航、搜索、路径规划和室内地图等[1]。本系统采用高德地图JS API。
        1.4 MySQL 数据库技术
        MySQL 是一个关系型数据库管理系统。在 WEB 应用方面，是最好的关系数据库管理系统应用软件之一。方便存放结构化数据，且新的商业版开始支持 NOSQL；软件分为社区版和商业版；体积小，速度快，总体拥有成本低；为多种编程语言提供 API，充分利用 CPU 资源；优化的 SQL 查询算法，能有效提高查询速度；支持大型的数据库，可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
        2系统设计
        2.1设计思想
        系统采用 B/S 模式，Brower（客户端浏览器）负责提供表达业务逻辑、显示用户界面信息和基本操作，Server（服务器端）负责提供数据服务。系统功能总体分为前台显示及操作、后台维护两大部分；系统采用三层架构进行设计，整个业务应用划分为表现层、业务逻辑层、数据访问层；系统采用面向对象设计，将各个实体封装成对应的数据类，并为数据类开发相应的操作类；系统的界面采用模块化的设计思想，把多个页面共有的部分集成为一个模块[2]。
        2.2系统架构设计
        系统的页面访问量少，而各运营商各自的通信信息基础设施数据量大，建议购买云服务，并结合需求分析、系统设计思想、系统功能模块进行规划。
        2.3系统数据库设计
        MySQL 中创建的数据库命名为 Bjtxgxk。Bjtxgxk 库中创建以上结构化表。该表由编写的 JSP 程序自动生成，是提取结构化 Logical_stations 逻辑站信息表中的站点 id、站点经度、纬度、运营商归属加逻辑站类型等组成的。

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        2.4云服务选择
        2.4.1采用自建服务器方式。
        自建服务器前期需要购买服务器、电源电池系统、电信线路，前期一次性投入大。系统上线后，后期随数据量的增加，再加购 IaaS 层云服务。
        2.4.2不自购服务器，直接购买云服务商提供的 IaaS 层云服务[3]。
        （1）IaaS（基础架构即服务）为需求方，有自我开发的能力，有进行独立开发的个性需求；需求方完全控制其应用程序和基础架构，同时仅购买实际消耗或需要的硬件，按需求购买资源，不必购买全部硬件；
        （2）PaaS（平台即服务）为平台提供的服务已经能满足需求方需求，或个性功能能委托云服务商开发，或个性功能在平台的框架下能开发；为开发人员提供了一个框架，开发人员可以基于它创建自定义应用程序；所有服务器、存储和网络都可以由企业或第三方提供商进行管理，而开发人员可以只负责管理应用程序；通过 Web 方式提供软件创建平台，使开发人员可以专注于创建软件，不必担心操作系统和软件更新；
        （3）SaaS（软件即服务）为提供的软件功能已经能满足需求方需求，或个性功能委托云服务商开发；利用互联网向用户提供应用程序，这些应用程序由第三方供应商管理；
        （4）DaaS（数据即服务）为需求方，需要向其他公司购买所需数据，仅需要数据[4]。
        3数据应用模块的实现
        在共享各通信企业基站信息的前提下，基站站址粗选功能模块不仅能提供基站粗选址功能，还能提供网优基站站址调整、网优天线调整等辅助功能。基站站址地理分布情况展示模块，不仅只具有展示功能，还能在城市管理、城市综合治理、应急指挥、城市宣传、城市规划中发挥关建作用。数据分析与展示模块能够提供强大的通信数据分析、数据统计功能。
        3.1基站站址选址功能模块
        基站选址主要是为物理站站址选址，为基站选址提供GIS 地理信息。基站站址选址功能为粗选，最终站址确定还需要结合实地勘测进行定选或必要时改选。
        3.2数据分析与展示模块
        安装 Anaconda 2+Python 3.6，使用 JSP 调用 PY 文件。在 PY 文件中引用 Numpy、Scipy、Matplotlib、Pandas 和Sympy。其中，Numpy 为矩阵运算库，Scipy 为统计运算库，Matplotlib 为绘图库，Pandas 为数据集操作，Sympy 为数值运算库。分析结束后需要展示时用 Matplotlib 绘图展示，这时需要在 PY 中使用 Python 语句将 Matplotlib 运行结果保存为图片，最后在 JSP 中将保存的图片嵌入在 Web 页面中显示[5]。
        结语
        在深入调研的基础上，通过分析通信信息基础设施数据现状、需求和特点，采用了面向对象的技术，设计了通信信息基础设施大数据资源共享平台，有效解决了通信信息基础设施数据的孤岛问题。综上所述，在技术层面，相信本系统能够为通信信息基础设施数据资源共享提供方便。但如何优化和完善市政部门、各通信运营企业、铁塔公司及广电网络公司数据开放共享机制，推动各类相关数据开放并接入本系统，最大化实现数据共享价值，是当下地方政府应当思考的关键问题。
        参考文献：
        [1]马祥，袁甜.通信信息基础设施大数据共享管理系统的设计与实现[J].信息与电脑（理论版），2020，32（12）：150-153.
        [2]康彦博.基于区块链的数据安全关键技术研究[D].电子科技大学，2020.
        [3]张金生.通信基础设施规划设计分析[D].西安电子科技大学，2018.
        [4]龙怡.G2C场景下政府信息共享效益评价研究[D].上海大学，2018.
        [5]郭梅.智慧政务信息资源共享系统建设研究[D].燕山大学，2015.