智慧燃?xì)饨鉀Q方案說明書

智慧燃?xì)忭椖拷鉀Q方案XX科技股份有限公司編制目錄一、項目存在問題及需解決問題 31. 存在問題 32. 需解決問題 4二、解決方案 41.解決方案總體架構(gòu) 52.關(guān)鍵技術(shù) 6（1）Hadoop 6（2）SpringMVC 6（3）MyBatis 6（4）Echarts 7（5）MySQL 7（6）Hive 7（7）HBASE 8（8）Zookeeper 8（9）Flume 8三、開發(fā)范圍 81. 數(shù)據(jù)生產(chǎn) 82. 數(shù)據(jù)采集/消費 93. 數(shù)據(jù)分析 104. 數(shù)據(jù)展示 11

項目存在問題及需解決問題存在問題1）抄表成功率低、客戶體驗差：燃?xì)夤就ㄟ^管網(wǎng)天然氣輸送給用戶，燃?xì)獗碜鳛橛嬃亢徒Y(jié)算的器具，能否及時準(zhǔn)確地上傳數(shù)據(jù)，在很大程度上影響了燃?xì)夤镜臓I收利潤。燃?xì)夤咎幱谌斯こ?、半智能IC卡表、短距離無線燃?xì)獗砑夹g(shù)、無線遠(yuǎn)傳技術(shù)共存的狀態(tài)，短距離無線燃?xì)獗砑夹g(shù)及無線遠(yuǎn)傳技術(shù)很好地降低了人工抄表的人力成本；但是目前的很多抄表技術(shù)存在信號覆蓋不夠、功耗高、運行維護成本高等問題，上傳的數(shù)據(jù)經(jīng)常丟失，導(dǎo)致抄表成功率低，這給用戶帶來不好的使用體驗。2）設(shè)備管理孤島化、業(yè)務(wù)故障定位難：燃?xì)夤局?，表具種類繁多，包含居民戶用燃?xì)獗?，工商業(yè)流量計，管網(wǎng)壓力計等設(shè)備。并且同一設(shè)備由于不同表具廠家提供，其品牌、型號、協(xié)議等特征不同。如何在一個界面上統(tǒng)一管理這些孤立的設(shè)備，將給燃?xì)夤編砗艽蟮拈_發(fā)成本。3）產(chǎn)銷差及安全管理難：管網(wǎng)老化、人為破壞等因素會造成天然氣泄漏，這是燃?xì)庑袠I(yè)常見的問題，漏損率居高不下會導(dǎo)致產(chǎn)銷差增大，最終直接影響燃?xì)馄髽I(yè)的經(jīng)濟效益；另外，漏損問題上報不及時，還會帶來一定的安全隱患。4）上線速度慢、業(yè)務(wù)拓展難：一方面，智慧燃?xì)獾囊?guī)模增長導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲規(guī)模量級增長；另一方面，新業(yè)務(wù)的發(fā)展需要及時上線運行并迭代，這些都給機房服務(wù)器帶來了很大的挑戰(zhàn)。一些燃?xì)馄髽I(yè)在信息化建設(shè)過程中往往會面臨機房建設(shè)周期長、維護成本高等問題，導(dǎo)致機房建設(shè)跟不上業(yè)務(wù)增長速度，無法滿足快速上線和靈活擴展的業(yè)務(wù)需求。需解決問題數(shù)據(jù)采集信息處理狀態(tài)監(jiān)測故障預(yù)測解決方案智慧燃?xì)狻ㄟ^數(shù)據(jù)采儀、管壓、管網(wǎng)調(diào)度等在線監(jiān)測設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)，實時感知城市燃?xì)庀到y(tǒng)的運行狀態(tài)，并采用可視化的方式有機整合燃?xì)夤芾聿块T與燃?xì)庠O(shè)施,形成“城市燃?xì)馕锫?lián)網(wǎng)”;將海量信息進行及時分析與處理,并做出相應(yīng)的處理結(jié)果與輔助決策建議，以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理燃?xì)庀到y(tǒng)的整個生產(chǎn)、輸配、服務(wù)等流程，從而達到“智慧”狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集：利用各種傳感器探測、采集被檢系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)信息，將收集的數(shù)據(jù)進行有效信息轉(zhuǎn)換及信息傳輸。信息處理：接收來自傳感器及其他數(shù)據(jù)處理模塊的信號和數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)信息處理成后續(xù)部件可以處理的有效形式或格式。狀態(tài)監(jiān)測：接收來自傳感器、數(shù)據(jù)處理及其他狀態(tài)監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)。故障預(yù)測：該部件由兩部分組成，可綜合利用前述各部分的數(shù)據(jù)信息，評估和預(yù)測被監(jiān)測系統(tǒng)未來的健康狀態(tài)并做出判斷，建議決策者采取相應(yīng)的措施。解決方案總體架構(gòu)圖1智慧燃?xì)饨鉀Q方案架構(gòu)圖系統(tǒng)開發(fā)平臺使用Hadoop大數(shù)據(jù)開發(fā)平臺。Hadoop是一個高度可擴展的存儲平臺，可以存儲和分發(fā)橫跨數(shù)百個并行操作的廉價的服務(wù)器數(shù)據(jù)集群。能擴展到處理大量的數(shù)據(jù)，能提供成百上千TB的數(shù)據(jù)節(jié)點上運行的應(yīng)用程序。Hadoop能夠有效的在幾分鐘內(nèi)處理TB級的數(shù)據(jù)。相比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)更具有優(yōu)勢。它適用于任何規(guī)模的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)持續(xù)增長的企業(yè)，將幫助用戶持續(xù)提高用戶體驗。系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計方法，把整個系統(tǒng)看作是多個離散對象的組合。系統(tǒng)設(shè)計時，首先把業(yè)務(wù)流程分解成功能模塊及其業(yè)務(wù)實體對象，然后根據(jù)業(yè)務(wù)流程分析對于這些業(yè)務(wù)實體對象的操作方法，形成業(yè)務(wù)處理對象，最后把各個功能模塊關(guān)聯(lián)起來，形成系統(tǒng)。軟件設(shè)計是一個將需求轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖倪^程，系統(tǒng)通過逐步求精使得設(shè)計陳述逐漸接近于源代碼。系統(tǒng)程序采用MVC的設(shè)計思想，將展現(xiàn)邏輯、控制邏輯、業(yè)務(wù)處理邏輯分離。系統(tǒng)采用參數(shù)化的設(shè)計思想，定義和管理系統(tǒng)的實體及配置，調(diào)整實體以適應(yīng)外部變化。系統(tǒng)采用J2EE技術(shù)保證程序邏輯實現(xiàn)的平臺無關(guān)性，并便于安裝部署。系統(tǒng)采用AJAX技術(shù)，提高客戶操作的交互性，保證實際使用的易用性。系統(tǒng)采用echarts可視化框架實現(xiàn)數(shù)據(jù)展示。關(guān)鍵技術(shù)HadoopHadoop是一個由Apache基金會所開發(fā)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)。用戶可以在不了解分布式底層細(xì)節(jié)的情況下，開發(fā)分布式程序。充分利用集群的威力進行高速運算和存儲。SpringMVCSpringMVC：屬于SpringFrameWork的后續(xù)產(chǎn)品，已經(jīng)融合在SpringWebFlow里面。Spring框架提供了構(gòu)建Web應(yīng)用程序的全功能MVC模塊。MyBatisMYBatis：是支持普通SQL查詢，存儲過程和高級映射的優(yōu)秀持久層框架。MyBatis消除了幾乎所有的JDBC代碼和參數(shù)的手工設(shè)置以及結(jié)果集的檢索。MyBatis使用簡單的XML或注解用于配置和原始映射，將接口和Java的POJOs（PlainOldJavaObjects，普通的Java對象）映射成數(shù)據(jù)庫中的記錄。EchartsECharts是一款基于Javascript的數(shù)據(jù)可視化圖表庫，提供直觀，生動，可交互，可個性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表。MySQLMySQL是一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由瑞典MySQLAB公司開發(fā)，屬于Oracle旗下產(chǎn)品。MySQL是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一，在WEB應(yīng)用方面，MySQL是最好的RDBMS(RelationalDatabaseManagementSystem，關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))應(yīng)用軟件之一。MySQL是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個大倉庫內(nèi)，這樣就增加了速度并提高了靈活性。MySQL所使用的SQL語言是用于訪問數(shù)據(jù)庫的最常用標(biāo)準(zhǔn)化語言。MySQL軟件采用了雙授權(quán)政策，分為社區(qū)版和商業(yè)版，由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，尤其是開放源碼這一特點，一般中小型網(wǎng)站的開發(fā)都選擇MySQL作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。Hivehive是基于Hadoop構(gòu)建的一套數(shù)據(jù)倉庫分析系統(tǒng)，它提供了豐富的SQL查詢方式來分析存儲在Hadoop分布式文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)：可以將結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)文件映射為一張數(shù)據(jù)庫表，并提供完整的SQL查詢功能；可以將SQL語句轉(zhuǎn)換為MapReduce任務(wù)運行，通過自己的SQL查詢分析需要的內(nèi)容，這套SQL簡稱HiveSQL，使不熟悉mapreduce的用戶可以很方便地利用SQL語言查詢、匯總和分析數(shù)據(jù)。而mapreduce開發(fā)人員可以把自己寫的mapper和reducer作為插件來支持hive做更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析。它與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的SQL略有不同，但支持了絕大多數(shù)的語句如DDL、DML以及常見的聚合函數(shù)、連接查詢、條件查詢。它還提供了一系列的：具進行數(shù)據(jù)提取轉(zhuǎn)化加載，用來存儲、查詢和分析存儲在Hadoop中的大規(guī)模數(shù)據(jù)集，并支持UDF（User-DefinedFunction）、UDAF(User-DefnesAggregateFunction)和UDTF（User-DefinedTable-GeneratingFunction），也可以實現(xiàn)對map和reduce函數(shù)的定制，為數(shù)據(jù)操作提供了良好的伸縮性和可擴展性。HBASEHBase–HadoopDatabase，是一個高可靠性、高性能、面向列、可伸縮的分布式存儲系統(tǒng)，利用HBase技術(shù)可在廉價PCServer上搭建起大規(guī)模結(jié)構(gòu)化存儲集群。ZookeeperZooKeeper是一個分布式的，開放源碼的分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)，是Google的Chubby一個開源的實現(xiàn)，是Hadoop和Hbase的重要組件。它是一個為分布式應(yīng)用提供一致性服務(wù)的軟件，提供的功能包括：配置維護、域名服務(wù)、分布式同步、組服務(wù)等。FlumeFlume是Cloudera提供的一個高可用的，高可靠的，分布式的海量日志采集、聚合和傳輸?shù)南到y(tǒng)，F(xiàn)lume支持在日志系統(tǒng)中定制各類數(shù)據(jù)發(fā)送方，用于收集數(shù)據(jù)；同時，F(xiàn)lume提供對數(shù)據(jù)進行簡單處理，并寫到各種數(shù)據(jù)接受方（可定制）的能力。開發(fā)范圍數(shù)據(jù)生產(chǎn)對于該模塊的業(yè)務(wù)，即數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程，一般并不會讓你來進行操作，數(shù)據(jù)生產(chǎn)是一套完整且嚴(yán)密的體系，這樣可以保證數(shù)據(jù)的安全性。但是如果涉及到項目的一體化方案的設(shè)計（數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、存儲、分析、展示），則必須清楚每一個環(huán)節(jié)是如何處理的，包括其中每個環(huán)境可能隱藏的問題；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)內(nèi)容可能出現(xiàn)的問題。數(shù)據(jù)采集/消費數(shù)據(jù)采集模塊（消費），在企業(yè)中你要清楚流式數(shù)據(jù)采集框架flume和kafka的定位是什么。我們在此需要將實時數(shù)據(jù)通過flume采集到kafka然后供給給hbase消費。flume：cloudera公司研發(fā)適合下游數(shù)據(jù)消費者不多的情況；適合數(shù)據(jù)安全性要求不高的操作；適合與Hadoop生態(tài)圈對接的操作。kafka：linkedin公司研發(fā)適合數(shù)據(jù)下游消費眾多的情況；適合數(shù)據(jù)安全性要求較高的操作（支持replication）；因此我們常用的一種模型是：線上數(shù)據(jù)-->flume-->kafka-->flume(根據(jù)情景增刪該流程)-->HDFS線上數(shù)據(jù)-->flume-->kafka-->sparkstreaming實時流式