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摘要：为在数字化时代中，推进高速公路监控中心信息化建设，强化其高速公路监控管理职能。本文对应用高速公路监控管理系统的必要性展开分析，同时提出高速公路监控管理系统应具备的功能，以及如何在微服务架构下建立高速公路监控管理系统。借此在高速公路运营期间，发挥信息化高速公路监控管理系统实践优势，提升高速公路管理服务水平。
关键词：微服务；高速公路；监控；管理系统
微服务架构下的高速公路监控管理系统，是结合公路运营期间的业务处理、监控信息汇总分析需求，应用云计算、计算机等技术所构建的信息化监控管理平台。其在城市交通体系中的运用，对优化高速公路管理服务，建设智能交通体系意义重大。
一、应用高速公路监控管理系统的必要性
高速公路所建设的路网体系在持续完善后，各地高速公路区域的车流量明显增加，传统人工监控管理行驶车辆中存在的问题愈发突出。具体表现在以下方面：第一，人工记录表格、信息报告中车辆相似条目多、核查任务中，且多数工作人员的主要工作重复性强、整体效率低。第二，人工监控管理高速公路时，受整理数据多、人员素质参差不齐等因素影响，容易造成车辆行驶信息记录不准确、数据整理耗时长、误差率高等问题。第三，高速公路监控管理工作开展中，纸质档案多、整理难度大，报送及传输管理数据时实效性不强，并会占用大量存储空间。因此，为保障高速公路监控管理工作质量，高效处理车辆监管、监控工作，提升高速公路监管部门服务水平，应结合传统人工监控管理工作弊端，开发、应用高速公路监控管理系统，助力我国交通行业发展[1]。
二、高速公路监控管理系统的基本功能
（一）信息采集
高速公路监控管理系统运行期间，可将与公路监控管理线管的信息、数据完整而准确地采集到计算机内，并对不同时间段采集的车辆信息、公路交通信息按时间分类存储。相关人员可以计算机为载体，登录该监管系统，继而快速提取对应事件信息，有利于节约高速公路内交通问题、特殊事件处理时间，保证高速公路各路段交通的畅通性。
（二）信息处理
系统可在计算机、大数据等新兴技术作用下，自动分析、统计、处理所采集的海量监控信息，并对关键节点信息展开筛选、对比，强化高速公路监控管理人员对相关数据的分析能力。
（三）信息提供
高速公路监控管理系统的本质为信息系统，所以同样具有较强的信息提供功能。系统中包含的查询、报表生成、打印等服务功能，能够及时导出对应信息，为公路运营人员管理高速公路、处理相关事件提供清晰的数据报表[2]。
三、高速公路监控管理系统中微服务架构的优势
微服务架构是在单一系统应用程序设计、开发时，将其功能板块组件为小型服务的基本模式。基于微服务架构的高速公路监控管理系统，其在运行期间各微服务板块会处于自身进程中，并利用通信技术建立轻量级通讯体系，将各微服务联结为系统所需的功能，其在高速公路监控管理系统中的主要优势，多体现在以下内容中。
第一，开发、维护便捷性强，系统中某一微服务仅支撑对应的业务，所以该服务体系中业务构成清晰，功能开发时所需代码数量少。同时由于单个微服务结构单一，后期维护简单，可以使系统时刻处于可控状态。
第二，微服务架构会在各服务功能中独立拓展，相关人员可结合系统服务规模设置为可满足系统功能需求的规模，并以此选用符合微服务架构的硬件设备。比如对于系统中CPU敏感服务，可使用EC2 Compute Optimized instances完成服务功能开发，而将高速公路监控信息库部署在EC2 memory-optimized instances中。
第三，单个微服务在开发时所需代码少，因此服务功能启动快，且外部环境、软硬件设计对技术栈限制较小。再者，高速公路监控中心在系统应用中，可结合系统基本需求，扩展系统各微服务细粒度，比如在微服务效能弱化后，根据该服务业务特征，升级该结构中的CPU，从而按照业务需求，调整微服务部署。
四、微服务架构下的高速公路监控管理系统
（一）技术架构
根据高速公路监控管理需求、高速公路运营目标，相关人员可在微服务架构的整体思路下，深入分析高速公路监控管理系统技术架构。同时结合按照系统功能建设，分层设计技术架构，随后在各技术模块分层处理后，使用SOA将其集成，并采用开放式的微服务结构[3]。
具体来说，第一，系统PC端口应兼容Internet Explorer 11、Chrome、Edge等浏览器，开发UI层时，可借助JavaScript框架、Vue系列软件完成该技术层的开发。第二，系统可在Spring boot 的基础上开发，整体框架为分布式微服务结构。Spring boot作为库的集合，其在高速公路监控管理系统中的融入，可保证系统中微服务的高扩展性，以及系统功能的稳定性。第三，系统内数据库可在Oracle、SQL Server、Mysql等数据库的应用中，利用地区SQL、MyBatis完成系统访问，并通过redis 5.0.5提升高速公路缓存速率，缓解数据库内的存储压力。第四，高速公路监控管理系统分发层设计中，可在静态缓存技术作用下，集成运用NGINX模式，分离系统中微服务的动态、静态功能请求。第五，设置系统各微服务接口时，可采用HTTP、FTP、TELNET等安全性突出的接口，建立分布式的微服务集群。
（二）软件架构
微服务架构下的高速公路监控管理系统，整体框架为分层结构。在此基础上，为分离高速公路运营期间监管系统的交互界面、微服务业务逻辑、公路监控数据，构建系统内部的耦合链接。系统开发人员应在系统分层设计后，将系统软件部署融入对应分层结构中，继而使系统在应用中相关人员可灵活增减业务模块。具体来说，高速公路监控管理系统在微服务结构下，其分层结构可分为控制层、业务逻辑层、数据层，各功能层在为系统提供业务服务时，系统软件结构应与各层功能对应，整体设计如图1所示。
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图1 某高速公路监控管理软件框架图
（三）功能设计
在微服务架构下，高速公路监控管理系统功能设计主要指系统模块、功能模块的组成设计。其中，系统模块包含信息发布、路段管理、监控视频管理、监控信息统计查询、基础数据分析、系统安全维护等内容，而服务于系统模块的下级模块为功能模块。该模块的设计是高速公路监控管理系统的开发应用的核心。
1.总体设计
首先，功能设计时应确保系统运行的灵活性，以及各服务功能的易扩展性，并且根据高速公路运营时间，相关人员需借助自动化技术，使系统各功能在7×24小时中稳定使用，整体自动化程度高，可自行完成信息调度、事件告警等公路管理任务。其次，设计系统功能时，系统应凭借自身权限管理、安全机制，详细记录人员操作信息，若存在非法登录、故障频次较高问题，可自行生成告警信息。最后，人机交互界面中，应确保界面的直观性，便于管理人员选定系统功能板块，完成相关业务。除此之外，高速公路监控管理系统功能中，应包含操作容错功能，同时各功能开发需适应云计算技术的运用，内部软件可支持IPV４／IPV６协议及其终端用户访问。
2.安全应用设计
为使系统服务功能有效发挥，相关人员与在微服务架构下建立高速公路监控管理系统时，应做好各项功能的安全应用设计。第一，利用服务平台统一控制服务终端，且接口中所输送的报文应在数据加密处理后存储到系统内。比如存储、输送XML报文时，应提前设置通讯密码，同时密码中应包含md5，报文本身应有BASE64编码组成。第二，系统各功能模块应为集群模式排列，并在同一时段内同时运行两个或以上的微服务功能节点，避免因某一节点受损后系统稳定性难以保障。第三，注意保护用户信息，监控路段中监控信息在汇总为文件后应加密处理，并分开提供密码、文件。
3.交互页面设计
系统交互界面影响着高速公路监控、管理效力，所以在设计交互界面时，应将系统各服务功能直观、简洁的布设在系统界面上。系统财政人员可在系统中信息发布、视频提取、信息提示、统计查询等模块中，处理系统中的业务信息，高效处理高速公路运营中的管理业务。同时根据不同地区高速公路监控管理业务特点，设计个性化管理界面，确保系统交互页面整体设计符合当地高速公路监控中心应用需求。
4.数据容灾设计
微服务架构下的高速公路监控系统，其功能设计的核心是在确保功能服务完整性、系统性基础上，确保功能使用的可靠性、安全性。在当前时期，监控信息采集、处理作为各功服务功能实现的重要支撑，若存储数据盗用、遗漏、修改情况，将导致各服务功能失效，无法在各路段监控管理的关键节点，完成对应的检查、监管工作，同时会影响高速公路监控管理系统的稳定性。为此，相关人员应在系统功能设计中，提前制定容灾方案，在利用RAID5容错体系存储系统数据的前提下，应用异地容灾技术，使系统具有自动存储、备份数据的功能，便于在系统服务故障后，相关数据可自动备份，并在系统恢复后移交到原有数据库中。
五、结语
综上所述，城市交通体系中，高速公路监控管理系统的开发与应用，对提高该地区高速公路运营效率，强化相关部门公路监督职能意义重大。微服务架构下的高速公路监控管理系统，可在单个微服务功能组成中，完善系统在高速公路运营管理中的服务功能，有利于规范高速公路管理流程，助力交通行业可持续发展。
参考文献：
[1]郑锦男，李舒涵，许宏科.微服务框架下的交通信息化架构[J].信息技术，2019（01）：166-170.
[2]丁学英，刘迪，邱镇.基于微服务架构的应用监控系统设计与实现[J].电力信息与通信技术，2018（007）：75-79.
[3]熊建华.监控管理系统在高速公路中的应用研究[J].河北企业，2018（002）：15-18.