【摘 要】
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随着高速公路和信息技术的蓬勃发展,公路机电设备的复杂度不断提高,如何将机电设备信息化逐渐成为公路管理部门关注的热点问题。针对传统机电设备管理软件系统在基础设施（Infrastructure as a Service,Iaa S）平台上的不足（如对服务器资源利用率过低、服务稳定性差等）,本文结合容器、容器化管理技术提升机电设备管理软件系统在Iaa S平台上的可用性与鲁棒性,并针对高速公路机电管理系统
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随着高速公路和信息技术的蓬勃发展,公路机电设备的复杂度不断提高,如何将机电设备信息化逐渐成为公路管理部门关注的热点问题。针对传统机电设备管理软件系统在基础设施（Infrastructure as a Service,Iaa S）平台上的不足（如对服务器资源利用率过低、服务稳定性差等）,本文结合容器、容器化管理技术提升机电设备管理软件系统在Iaa S平台上的可用性与鲁棒性,并针对高速公路机电管理系统设计了关系型高可用数据库,来提升整个机电管理系统的性能和效率。本论文针对上述问题进行了研究与优化,完成了以下工作和创新点:（1）针对传统机电设备管理软件系统资源受限的场景,本文设计了基于Linux操作系统加分布式容器化资源管理框架。利用Linux系统稳定、可靠、占硬件资源少的特点,结合容器轻便、安全、快捷以及便于规模化部署的技术优势,采用Linux系统加容器化管理技术,对解决原有系统资源受限问题具有重要意义,是在智慧交通背景下的一个有效,简单的机电设备资源管理方法。（2）基于Linux操作系统加分布式容器化资源管理框架搭建容器化的Iaa S资源管理平台,其中包括对机电设备管理软件系统的云平台基础功能分析、架构方案分析、容器动态分配策略（Horizontal Pod Autoscaler,HPA）分析,同时部署镜像管理系统Harbor仓库以及搭建HPA动态扩缩容实验。通过部署Kubernetes容器化管理开源软件以及HPA实验验证了其应用于机电设备管理软件系统的可行性。（3）针对传统机电设备管理软件系统存在的数据保护能力差,数据利用率低等问题,本文设计了一款高可用、安全性高的数据库服务系统,该系统将原有数据存储模块的单点模式改进为分布式高可用模式,既保证了软件系统高效服务,同时也保证了数据的安全需要。本文利用JMeter、Sysbench测试工具分别对机电设备管理软件系统中的web服务高可用性以及My SQL数据库的高可用、事务处理量（Transaction Per Second,TPS）进行了测试,实验结果表明基于容器化的Iaa S管理架构对公路机电设备管理软件系统有很大的性能提升,并且基于该架构部署的数据库服务,具有部署高效与轻量化的性能优势,一定程度上促进了智慧交通背景下的机电设备管理系统的发展。
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