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研究生: 陳彥皓
Yen-Hao Chen
論文名稱: 易延展監測資訊系統架構暨其可靠度評估
A easily scalable Monitoring Information System Architecture and its Reliability Assessment
指導教授: 謝佑明
Yo-Ming Hsieh
口試委員: 廖國偉
Guo-Wei Liao
楊元森
Yuan-Sen Yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 153
中文關鍵詞: 監測資訊系統系統可靠度可靠度評估網路式服務
外文關鍵詞: Monitoring information system, system reliability, reliability evaluation, web service
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  • 本研究延續黃禹澄(2007)之研究成果運用分散式運算技術並以服務導向式架構建構監測資訊系統,將其加以拆分並增加專案服務以及警示服務。此新開發的架構不但延續了之前架構下之高擴充性與可靠性,並更進一步地增加了佈署的彈性與靈活度,使資源能更有效的利用,且各服務之職責劃分更為清楚。而有別於前人使用SOAP標準建立網路式服務,本研究採用REST風格之網路式服務,並以JSON為資料格式,以減輕電腦伺服器之負擔。
    除建議新的監測系統架構外,本研究就三方面探討本研究所開發資訊系統之可靠度:1) 硬體與網路之系統可靠度對於監測資料傳遞之影響、2) 保存資料之可靠度、以及3) 系統運作時負載下之可靠度。其中監測資料傳遞之可靠度評估結果回饋至監測資訊系統運作機制之設計,使所設計之監測資訊系統可靠度更為提升。而資料保存以及系統運作時考慮負載之可靠度評估,則可建議監測資訊系統之系統管理員現地服務與資料服務之間調配的組合管理。


    This work extends the former study by Hung (2007) that uses distributed computing technique and service-oriented architecture to construct a monitoring information system, and further adds project services and alarm services. This newly developed system architecture not only inherits the extensibility and scalability of the former architecture, but also increases the flexibility of deployment and the effectiveness of resource utilization. In addition, responsibilities of each service are further clarified. A prototype system based on the new architecture is developed to verify its feasibility. The new prototype system uses REST style web service and JSON as its data exchange format. The reason of using these new styles and standards over former studies using SOAP standard is to reduce the load of computer services to construct lightweight information systems.
    Preliminary evaluations methods are also proposed to study the reliability of the proposed information system in three aspects: 1) data transmission affected by uncertainties in hardware and networking, 2) data retention reliability, and 3) system reliability under load. The data-transmission reliability-assessment contributes to the modified design of the data transmission mechanism that improves the system reliability. Both data retention reliability and system reliability under load can help advice system administrators of the information system on how to configure the coordination between data services and field services.

    論文摘要 II Abstract IV 致謝 II 目錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究架構與流程 1 第二章 文獻回顧 5 2.1 監測系統於營建工程上的應用 5 2.1.1 監測的重要性 5 2.1.2 監測於現實生活應用實例 6 2.2 Web Services 及其應用 9 2.2.1 Web service在非土木營建領域之應用 9 2.2.2 Web service於營建土木領域之應用 10 2.2.3 Web Service之通訊協定 12 2.2.3.1 REST Web Service 服務特性 12 2.2.3.2 REST Web Service 設計原則 13 2.2.4 資料封裝技術 14 2.3 可靠度分析 16 2.3.1 故障樹 16 2.3.2 柏松分配 17 2.3.3 伯努利試驗 17 2.3.4 蒙地卡羅模擬 17 第三章 研究方法 19 3.1 研究方法 19 3.2 資訊系統建構技術 21 3.2.1 CakePHP 22 3.2.2.1 CakePHP範例 25 3.2.2.2 Cakephp Web Service 29 3.2.2 Open Flash Chart 30 3.3 可靠度分析 33 3.3.1 故障樹 34 3.3.2 蒙地卡羅模擬 34 第四章 系統分析與設計 35 4.1 架構系統之基礎服務 35 4.2 系統之服務佈署方式探討 39 4.3 系統功能規劃 46 4.3.1 系統管理員 46 4.3.2 專案管理員 50 4.3.3 專案成員 52 4.3.4 資訊系統 53 4.4 資料庫設計 56 4.4.1 整體資料庫設計 56 4.4.2 關聯服務 60 4.4.3 現地服務 61 4.4.4 資料服務 61 4.4.5 專案服務 62 4.4.6 警示服務 63 4.4.7 關聯圖驗證 63 4.5 服務合作架構 67 4.6 小結 74 第五章 系統展示 75 5.1 專案使用者 75 5.1.1 專案使用者之預設頁面 75 5.1.2 顯示資料 76 5.2 專案管理員 78 5.2.1 專案成員使用介面 78 5.2.2 專案資訊 79 5.2.3 修改專案資訊 79 5.2.4 新增專案成員 80 5.2.5 感測器清單 80 5.2.6 修改預警值 81 5.3 系統管理員 82 5.3.1 新增服務 82 5.3.2 建立現地服務與資料服務關聯 85 5.3.3 現地服務管理 86 5.3.4 新增專案 89 5.3.5 連結現地服務 91 5.3.6 新增成員 93 第六章 系統可靠度分析 95 6.1 服務故障原因判斷 95 6.1.1 網路服務失效機率 96 6.1.2 供電失效機率 97 6.1.3 電腦伺服器失敗機率 98 6.2 不同系統佈署方式之可靠度評估方法 100 6.3 資料傳送 104 6.4 資料保存 109 6.5 預警啟動 111 6.6 小結 112 第七章 修正系統架構 115 7.1 資料庫關聯圖修正 115 7.2 執行流程修正 119 7.3 預警啟動可靠度估算 122 第八章 系統運作可靠度評估 125 8.1 伺服器負載能力 125 8.2 感測器傳送頻率及標準差 128 8.3 感測器模擬程式設計 129 8.4 蒙地卡羅模擬 134 第九章結論與建議及未來研究方向 136 9.1 結論與建議 136 9.2 未來研究方向 138 參考文獻 139 附錄A Amazon網路服務整理 141 附錄B eBay網路服務整理 142 附錄C Google網路服務整理 143 附錄D 監測系統資料表說明表 148

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