Диссертация (Автономные отказоустойчивые веб-приложения для геоинформационных систем с использованием данных дистанционного зондирования Земли), страница 28

на участке площадью 25 км2, что эквивалентно участку автодороги или трассыкоммуникаций протяженностью 50 км. Векторные слои содержат 500 объектов (чертежирасположения объектов и коммуникаций);2. на участке линии электропередачи (ЛЭП) 330кВ, протяженностью 100 км. Векторныеслои содержат 250 объектов (опоры ЛЭП);3. на участке Москва–Тверь федеральной автомобильной дороги М-10 протяженностью168 км. Векторные слои содержат 100 объектов (автозаправочные станции).Отображение автодорог и трасс коммуникаций включает в себя по 0,25 км прилегающейтерритории в обе стороны от осевой линии [26].

Во всех примерах в качестве растровойподложки для векторных тематических слоев обозначений используются данные ДЗЗпространственного разрешения не более 10 м. Данные растрового слоя имеют периодактуальности 6 месяцев [12], хотя на самом деле могут обновляться не полностью, а тольконекоторые тайлы, содержащие изменения за указанный период. Относительно векторного слоядопустим, что 10% его объектов обновляются каждые 3 дня.В таблице 3.13 приведены численные значения преимуществ АВП перед традиционнымвеб-приложением, обусловленные сохранением АВП на устройстве пользователя необходимыхданных на период их актуальности.136Таблица 3.13.

Преимущества АВП перед традиционным веб-приложением в примерахпроведения геодезических работПример,№Площадьрастровойподложки,км2Количествоэлементоввекторныхслоев, ед.2.255003.502504.84100Пропускнаяспособностьканалапередачиданных, Кбит/cЭкономия времениожидания загрузкиданных одного сеансаАВП по сравнению страдиционным вебприложением, %6486,46102486,886494,90102495,106497,80102497,90Экономия трафика АВПпо сравнению страдиционным вебприложением, %За первуюЗа первыйнеделюмесяц31,8981,0431,3282,7230,3383,14Рассмотрим подробнее пример №2 из таблицы 3.13.В данном примере используемое программное решение АВП содержит:– растровый слой данных ДЗЗ уровней детализации с 14 по 19, состоящий из 5849 тайловобщим объемом 116980 Кбайт;– векторный слой, содержащий 500 объектов общим объемом 40960 Кбайт;– программный код и элементы оформления АВП, включающие в себя средства дляотображения данных и взаимодействия с ними пользователя, всего 30 элементов общимобъемом 5120 Кбайт;– МК, управляющий локальным кэшированием полученных данных на стороне клиента,объемом 320 Кбайт.При первичной загрузке (инициализации) АВП на устройство пользователя загрузится163380 Кбайт = 159,55 Мбайт = 0,16 Гбайт (что эквивалентно 1/100 доли объема собственнойпамяти устройства Apple iPad c 16 Гбайт памяти).Примерно 4096 Кбайт обновляются каждые 3 дня.Будем считать, что за рассматриваемый период программный код и элементыоформления АВП не обновляются.

Сохраненные элементы подаются из локального хранилищана стороне клиента и отображаются пользователю практически мгновенно. При каждомобращении к АВП с сервера загружается МК, который позволяет клиентской части АВПпроверить актуальность локально сохраненных данных и управляет обновлением данных влокальном хранилище, если это необходимо.Таким образом, суммарный трафик при работе с АВП (2.3.7) составит: за неделю(7 дней) – 173492 Кбайт, за месяц (31 день) – 213940 Кбайт.137Традиционным веб-приложением ежедневно загружается 20% от общего объемарастровых и векторных данных карты участка (23396 + 8192 Кбайт) и программный код,который состоит из 25 элементов общим объемом 4800 Кбайт, МК – нет.

Всего ежедневнозагружается примерно 36388 Кбайт.В результате суммарный трафик при работе с традиционным веб-приложением (2.2.1)составит: за неделю (7 дней) – 254716 Кбайт, за месяц (31 день) – 1128028 Кбайт.По данным примера построены графики на рис. 3.12, 3.13, 3.14, 3.15, которыеиллюстрируютпреимуществаАВП(2.4.1),(2.4.4)приработесданнымиДЗЗвгеоинформационной системе с веб-интерфейсом перед традиционным веб-приложением.Из рис. 3.12, 3.13 следует, что начиная уже с пятого дня работы АВП обладаетпреимуществом перед традиционным веб-приложением и в дальнейшем только увеличиваетего.1000000Традиционноевеб-приложениеАВП при наличииподключения ксерверу163380АВП в автономном режиме100000АВП в автономномрежиме36388100001112131Количество сеансов получения данных клиентомЭкономия трафика АВП в режиме 41000000Суммарный объем экономии трафика,КбайтСуммарный объем трафика, КбайтРасход трафика традиционным веб-приложениеми АВП в режиме 4800000Традиционноевеб-приложение600000АВП при наличииподключения ксерверу400000200000АВП в автономномрежиме0Традиционное веб-приложение-126992-2000001112131Количество сеансов получения данных клиентомРис.

3.12. Суммарный расход трафикаРис. 3.13. Суммарная экономия трафикатрадиционным веб-приложением и АВПАВП при работе с данными примера №2при работе с данными примера №2в сравнении с традиционным вебприложениемИз рис. 3.14 видно, что время инициализации АВП сравнимо со временем загрузкиданных одного сеанса традиционного веб-приложения для рассматриваемого примера (ипревышает его всего примерно в 5 раз).138При tC = 30 мсАВП, режим 4, tC = 30 мс100000450010000Традиционноевеб-приложение1000АВП, режим 4100Время получения данныхпри работе АВП, сВремя получения данных приинициализации АВП, с40003500АВП, отображаемаястраницаТрадиционноевеб-приложение30002500АВП, режим 4,отображаемаястраницаАВП, фоновая загрузкаобновления20001500АВП, режим 4,фоновая загрузкаобновленийТрадиционноевеб-приложение100050010064640640064Пропускная способность канала связи, Кбит/c6406400Пропускная способность канала связи, Кбит/cРис.

3.14. Время получения данных сРис. 3.15. Время получения данных с серверасервера традиционным веб-приложениемтрадиционным веб-приложением и АВПи АВП при инициализации Cпост. прилпри работе в режиме 4 с использованиемданных из Cпримера №2пост. прилпримера №2В результате экономия трафика (2.4.1) при использовании АВП по сравнению страдиционным веб-приложением в рассматриваемом примере составляет 31,89% (81224 Кбайт)за неделю использования и 81,04% (914088 Кбайт) за месяц.Суммарная экономия трафика АВП по сравнению с традиционным веб-приложениемвозрастает пропорционально количеству сеансов работы пользователя с данными, аотносительный расход трафика на один сеанс снижается.При использовании АВП с максимально возможным объемом закэшированных данных(режим 4), учитывая, что все обновления данных АВП и МК загружаются в фоновом режиме, астраницы отображаются пользователю практически мгновенно (рис. 3.15) даже с учетомзагрузки обновлений данных экономия времени загрузки данных АВП составляет более 86%.РазработанныеАВПнаиболееэффективнывслучаях,когдапользовательпродолжительное время работает с повторно используемыми наборами данных.

Разницастановится особенно заметной на загруженных каналах связи с малой пропускнойспособностью.Результаты сравнительного тестирования АВП и традиционного веб-приложения приработе пользователей ГИС в различных условиях приведены в таблице 3.14.139Таблица 3.14. Результаты сравнительного тестирования АВП и традиционного вебприложения при работе пользователей ГИС в различных условияхХорошая связьс серверомМесто работыи виды основныхоперацийТрадиционноевебприложениеАВПРабота в офисе1. Загрузка данных ссервера.2.

Отправка данных насервер.Работа на выезде1. Просмотр спутниковыхРаботает.снимков в интересующейОбеспеточке.чивает2. Пометка интересующихРаботает количестточек/областей.венные3. Просмотр метки и описапреимуния, введенных дляществаточки/области.4. Нанесение своих точек/областей, меток и описаний, а также редактирование имеющихся и обеспечение доступности этойинформации для другихпользователей данной ГИС.Плохая связьс серверомТрадиционноевебприложениеРаботает с перебоями.

Срокожидания загрузки данныхувеличиваетсяпропорционально количеству и продолжительностиразрывов соединения, т.к.для отображения требуетсяполный наборданных. Вводимые данныемогут быть потеряныАВПОтсутствует связьс серверомТрадиционноевебприложениеАВПРаботает автономно с резервированиемРаботаетвводимыхавтономнопользователемс резерданных. Привировапоявлении сонием ввоединения сдимыхНерабосервером отпользотоспоправляет данвателемсобноные на сервер,данных.проверяет обОбеспечиновления.вает качеОбеспечиваетственныекачественныепреимущеи количестствавенные преимуществаПреимущества АВП перед традиционным веб-приложением подтверждены тестовойэксплуатацией на примерах внедрения.

В целях определения реальных значений tC былипроведены измерения времени ответа тестового сервера по протоколу ICMP [64] эхо-запросамидлиной 64 байта с IP-заголовками 20 байт [63] с использованием распространенных технологийпередачи данных мобильной связи: LTE, HSPA+, UMTS, EDGE. Замеры производились втечение 3 недель в г. Москве, Московской и Калужской областях с 8:00 до 23:00 часов помосковскому времени с использованием персональных мобильных устройств, которыепозволяют работать с АВП: смартфон Sony Xperia Z3, планшет Apple iPad mini, телефонNokia 3120 Classic в качестве модема для ПК.

Всего проведено 592 измерения.140Построены распределения частости измеренных значений tC по диапазонам времениотклика сервера отдельно для каждой рассмотренной технологии передачи данных.Распределения показаны на общем графике на рис. 3.16.9080706050LTE40HSPA+30UMTS20EDGE1200-12301140-11701080-1110960-9901020-1050900-930840-870780-810720-750660-690600-630540-570480-510420-450360-390300-330240-270180-2100-300120-1501060-90Частости измеренных значений tcв диапазоне, %Распределение частости измеренных значенийtc по диапазонамДиапазоны изменения tc , мсРис. 3.16.

Распределение частости измеренных значений tC по диапазонамПри работе с АВП заранее неизвестно, по какой из технологий мобильной передачиданных будет осуществляться связь в рамках сеанса. Технологии связи могут произвольносменяться в рамках одного сеанса в зависимости от условий приема, а современные устройства,используемые для работы с АВП, могут поддерживать сразу все или некоторое подмножествоперечисленных технологий мобильной передачи данных.На графике (рис. 3.16) показано, что лишь в 6,67% запросов для LTE и 1,69% запросовдля HSPA+ время отклика сервера было менее 30 мс.

При использовании других технологийвремя отклика сервера было более 30 мс.Средние значения измеренного времени отклика сервера составили: для LTE 72,04 мс,для HSPA+ 49,89 мс, для UMTS 323,92 мс, для EDGE 790,78 мс. Это означает, чтопреимущества АВП перед традиционным веб-приложением, оцененные для различныхзначений пропускной способности каналов передачи данных при tC = 30 мс, в реальности ещебольше, так как измеренное среднее время отклика сервера при использовании мобильнойсвязи значительно превышает 30 мс.Тестирование показало, что при хорошей связи с сервером АВП обеспечиваетколичественные преимущества по сравнению с традиционным веб-приложением, при плохой –качественные и количественные, а при ее полном отсутствии – качественные.141ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Выполнен анализ специфики геоданных и структуры веб-представлений геоданных сучетом комбинации растровых и векторных слоев многослойной интерактивной карты.2.