CN110069569A - 一种多目标分离式实时监控显示系统 - Google Patents

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周旺
魏志敏
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Abstract

本发明实施例公开了一种多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于，包括：多目标定位单元，用于采集多目标实时定位数据和传感器数据；数据存储分析服务器单元，包括大数据处理模块、发布订阅消息模块和数据发布模块，用于接收和分析所述多目标实时定位数据和传感器数据；前端显示单元，用于进行数据解析和可视化渲染；及控制单元，用于对所述前端显示单元进行显示指令控制。本发明通过快速完成数据接入、数据分析和可视化展示到显示设备，从而便捷完成海量目标的实时位置监控，从而为公共交通、即时物流、共享出行、特种交通等领域的用户提供一种便捷、高性能、专业的分析处理解决方案。

Description

一种多目标分离式实时监控显示系统
技术领域
本发明实施例涉及时空大数据可视化分析技术领域，具体涉及一种多目标分离式实时监控显示系统。
背景技术
在共享出行、即时物流、公共交通、重点车辆位置监控等领域通常需要对大量动态定位目标，如共享单车、骑手、汽车、公交车、出租车、网约车、危化品运输车辆等进行实时的位置监控。除了实时位置监控外，决策指挥人员还希望对大量的动态目标进行及时有效的实时分析处理，以便发现目标定位体系整体的宏观运行规律，及时预测态势变化趋势、发现异常事件，以便在第一时间为指挥员提供有效指挥决策支持信息，帮助指挥员获得指挥调度的信息先机和优势。
由于物联网位置设备上传的频率较高，多目标短时间内需要处理的数据量较大，传统应用中实时数据的接入存储，到可视化呈现是分开操作的，并且呈现方式很难达到实时性，多目标的可视化实时渲染存在下面的问题和局限性：
一、对于不同业务场景的实时海量数据接入的标准不统一；二、大数据存储集群的搭建对实施团队有非常高的技术要求，整个过程的开发和维护成本高昂；三、位置数据的空间可视化展示和渲染具有非常高的专业性，很难快速专业的满足大数据实时监控的需求；四、监控大屏和分离式设备需要专业的适配，并对计算机的显卡有多种适配要求，没有统一的方案。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种多目标分离式实时监控显示系统，通过快速完成数据接入、数据分析和可视化展示到显示设备，从而便捷完成海量目标的实时位置监控。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
本发明提供了一种多目标分离式实时监控显示系统，包括：
多目标定位单元，用于采集多目标实时定位数据和传感器数据；
数据存储分析服务器单元，包括大数据处理模块、发布订阅消息模块和数据发布模块，用于接收和分析所述多目标实时定位数据和传感器数据；
前端显示单元，用于进行数据解析和可视化渲染；及
控制单元，用于对所述前端显示单元进行显示指令控制。
在本发明的一个实施例中，所述发布订阅消息模块采用Kafka消息系统，可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。
在本发明的另一个实施例中，所述大数据处理模块和数据发布模块分别采用GeoMesa和GeoServer，以利于在分布式计算系统上进行大规模的地理空间查询和分析，并发布地图数据。
在本发明的又一个实施例中，所述数据存储分析服务器单元中还包括一数据库模块，所述数据库模块采用Hbase，以利于展开后续的离线分析。
在本发明的再一个实施例中，所述数据存储分析服务器单元中还包括一文件管理模块，所述文件管理模块采用HDFS，以利于运行在普通廉价机器上，提供容错机制，并提供性能不错的文件存取服务。
在本发明的再一个实施例中，所述前端显示单元包括前端数据处理模块、显示屏和视频解码器，所述视频解码器连接所述前端数据处理模块和显示屏。
在本发明的再一个实施例中，所述前端数据处理模块包括主板、中央处理器、显卡和存储器，所述主板连接所述中央处理器、显卡和存储器。
在本发明的再一个实施例中，所述存储器中部署有复数台虚拟机，作为数据接收和存储集群，以达到大数据量的高吞吐。
在本发明的再一个实施例中，还包括网关单元，用于所述数据存储分析服务器单元和前端显示单元之间的连接。
在本发明的再一个实施例中，所述控制单元中还包括消息服务器。
根据本发明的实施方式，通过快速完成数据接入、数据分析和可视化展示到显示设备，从而便捷完成海量目标的实时位置监控，从而为公共交通、即时物流、共享出行、特种交通等领域的用户提供一种便捷、高性能、专业的分析处理解决方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明的一实施例提供的一种多目标分离式实时监控显示系统原理框图；
图2为本发明的另一实施例提供的一种多目标分离式实时监控显示系统原理框图；
图3为本发明的另一实施例提供的前端显示单元原理框图。
图中：1-数据存储分析服务器单元，11-大数据处理模块，12-发布订阅消息模块，13-数据发布模块，14-数据库模块，15-文件管理模块，2-多目标定位单元，3-网关单元，4-前端显示单元，41-前端数据处理模块，42-显示屏，410-主板，411-中央处理器，412-显卡，413-存储器，4131-第一虚拟机，4132-第二虚拟机，413n-第n虚拟机，43-视频解码器，5-控制单元，51-消息服务器。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种多目标分离式实时监控显示系统，包括：
多目标定位单元2，用于采集多目标实时定位数据和传感器数据；
数据存储分析服务器单元1，包括大数据处理模块11、发布订阅消息模块12和数据发布模块13，用于接收和分析所述多目标实时定位数据和传感器数据；
前端显示单元4，用于进行数据解析和可视化渲染；及
控制单元5，安装控制协同系统，通过控制地图的视角和菜单，用于对所述前端显示单元4进行显示指令控制。
优选的，所述发布订阅消息模块12采用Kafka消息系统，可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据；所述大数据处理模块11和数据发布模块13分别采用GeoMesa和GeoServer，以利于在分布式计算系统上进行大规模的地理空间查询和分析，并发布地图数据；所述数据存储分析服务器单元1中还包括一数据库模块14，所述数据库模块14采用Hbase，存储非结构化数据以利于展开后续的离线分析；所述数据存储分析服务器单元1中还包括一文件管理模块15，所述文件管理模块15采用HDFS，以利于运行在大量普通廉价机器上，提供容错机制，并提供性能不错的文件存取服务；所述前端显示单元4包括前端数据处理模块41、显示屏42和视频解码器43，所述视频解码器43连接所述前端数据处理模块41和显示屏42；所述前端数据处理模块41包括主板410、中央处理器411、显卡412和存储器413，所述主板410连接所述中央处理器411、显卡412和存储器413；所述存储器413中部署有复数台虚拟机(分别为第一虚拟机4131，第二虚拟机4132……第n虚拟机413n)，作为数据接收和存储集群，以达到大数据量的高吞吐；所述控制单元5中还包括消息服务器51；还包括网关单元3，用于所述数据存储分析服务器单元1和前端显示单元4之间的连接。
名词解释：
GeoMesa是一套地理大数据处理工具套件，其可在分布式计算系统上进行大规模的地理空间查询和分析。
Hbase是一个非关系型的、持久的、分布式的、强一致性的存储结构、面向列的开源数据库，是一个适合于非结构化数据存储的数据库。
HDFS的全称是Hadoop Distributed File System易于扩展的分布式文件系统，运行在大量普通廉价机器上，提供容错机制，为大量用户提供性能不错的文件存取服务。
Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，它可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。
GeoServer是OpenGIS服务器规范的J2EE实现，利用GeoServer可以方便的发布地图数据，允许用户对特征数据进行更新、删除、插入操作，通过GeoServer可以比较容易的在用户之间迅速共享空间地理信息。
开放式地理信息系统(Open GIS)是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口所建立起来的地理信息系统。
J2EE是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。
Message Queue是指RabbitMQ，RabbitMQ是实现了高级消息队列协议(AMQP)的开源消息代理软件(亦称面向消息的中间件)。
如图2所示，本实施例提供一种多目标分离式实时监控显示系统，包括：
多目标定位单元2，用于采集多目标实时定位数据和传感器数据；
数据存储分析服务器单元1，包括大数据处理模块11、发布订阅消息模块12、数据发布模块13、数据库模块14和文件管理模块15，用于接收和分析所述多目标实时定位数据和传感器数据；
网关单元3，用于所述数据存储分析服务器单元1和前端显示单元4之间的连接；
前端显示单元4，用于进行数据解析和可视化渲染；及
控制单元5，还包括消息服务器51，控制单元5安装控制协同系统，通过控制地图的视角和菜单，通过消息服务器51(采用MessageQueue消息系统)用于对所述前端显示单元4进行显示指令控制。
优选的，所述发布订阅消息模块12采用Kafka消息系统，可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据；所述大数据处理模块11和数据发布模块13分别采用GeoMesa和GeoServer，以利于在分布式计算系统上进行大规模的地理空间查询和分析，并发布地图数据；所述数据库模块14采用Hbase，存储非结构化数据以利于展开后续的离线分析；所述文件管理模块15采用HDFS，以利于运行在大量普通廉价机器上，提供容错机制，并提供性能不错的文件存取服务；
如图3所示，所述前端显示单元4包括前端数据处理模块41、显示屏42和视频解码器43，所述视频解码器43连接所述前端数据处理模块41和显示屏42；所述前端数据处理模块41包括主板410、中央处理器411、显卡412和存储器413，所述主板410连接所述中央处理器411、显卡412和存储器413；所述存储器413中部署有复数台虚拟机(分别为第一虚拟机4131，第二虚拟机4132……第n虚拟机413n)，作为数据接收和存储集群，以达到大数据量的高吞吐。
本发明中，服务器通过集成kafka消息系统，可以实现大吞吐的数据接入能力，通过分布式服务器集群，保证数据的接入和分析的快速和实时响应能力。前端显示单元通过集成专业的可视化系统，接入kafka实时推送的实时位置数据，展示实时目标的分布特征。显示装置为多显示器拼接屏，通过一个通用的分离式设备控制监控视角和操作菜单，无需单独定制控制设备，2n数量的显示屏通过视频解码器与主机进行连接，将主机安装的监控系统进行输出。
实时定位数据、传感器数据和业务系统日志数据等海量动态数据通过网络或其他端口接入系统。在新的数据接入后会激活实时消息推送服务，该服务负责将最新接收到的实时数据推送给外部的实时监控端。同时实时数据将被放入GeoMesa-hbase中，陆续存储到外部的HDFS中以备展开后续的离线分析。实时监控系统接收到kafka推送的数据，进行数据解析和可视化渲染。为了使实时的目标点有动态的效果，需要留存上个位置点并进行插值计算距离和时间，动态展示。分离式控制设备安装控制协同系统，通过控制地图的视角和菜单，通过MessageQueue消息系统对大屏端进行指令控制。实时监控系统接收到控制指令，执行预制的方法，进行视角和功能的切换。控制终端和监控系统通过终端设备编号进行唯一匹配，不受距离影响。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于，包括：
多目标定位单元(2)，用于采集多目标实时定位数据和传感器数据；
数据存储分析服务器单元(1)，包括大数据处理模块(11)、发布订阅消息模块(12)和数据发布模块(13)，用于接收和分析所述多目标实时定位数据和传感器数据；
前端显示单元(4)，用于进行数据解析和可视化渲染；及
控制单元(5)，用于对所述前端显示单元(4)进行显示指令控制。
2.如权利要求1所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述发布订阅消息模块(12)采用Kafka消息系统，以利于处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。
3.如权利要求1所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述大数据处理模块(11)和数据发布模块(13)分别采用GeoMesa和GeoServer，以利于在分布式计算系统上进行大规模的地理空间查询和分析，并发布地图数据。
4.如权利要求1所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述数据存储分析服务器单元(1)中还包括一数据库模块(14)，所述数据库模块(14)采用Hbase，以利于展开后续的离线分析。
5.如权利要求1所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述数据存储分析服务器单元(1)中还包括一文件管理模块(15)，所述文件管理模块(15)采用HDFS，以利于运行在普通廉价机器上，提供容错机制，并提供性能不错的文件存取服务。
6.如权利要求1所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述前端显示单元(4)包括前端数据处理模块(41)、显示屏(42)和视频解码器(43)，所述视频解码器(43)连接所述前端数据处理模块(41)和显示屏(42)。
7.如权利要求6所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述前端数据处理模块(41)包括主板(410)、中央处理器(411)、显卡(412)和存储器(413)，所述主板(410)连接所述中央处理器(411)、显卡(412)和存储器(413)。
8.如权利要求7所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述存储器(413)中部署有复数台虚拟机，作为数据接收和存储集群，以达到大数据量的高吞吐。
9.如权利要求1所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：还包括网关单元(3)，用于所述数据存储分析服务器单元(1)和前端显示单元(4)之间的连接。
10.如权利要求1所述的多目标分离式实时监控显示系统，其特征在于：所述控制单元(5)中还包括消息服务器(51)。
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