云數(shù)據(jù)處理技術(shù)在特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)運(yùn)用

林 寧

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院，福建泉州 362000）

0 引言

云計(jì)算是當(dāng)前十分普遍的計(jì)算模式，云數(shù)據(jù)處理技術(shù)更是監(jiān)督管理平臺(tái)搭建的核心技術(shù)。國外已經(jīng)建成的多樣化的云平臺(tái)，如Google云計(jì)算平臺(tái)、云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序及mazon公司彈性計(jì)算云等，均已顯露出特有優(yōu)勢。我國也在逐漸投入云計(jì)算平臺(tái)研究中，云數(shù)據(jù)處理技術(shù)開始在特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)中加以應(yīng)用。因?yàn)樵朴?jì)算依然處于發(fā)展階段，很多技術(shù)存在安全性與可靠性問題，需要技術(shù)人員繼續(xù)深入探究。

1 云數(shù)據(jù)處理技術(shù)與特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)

特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)主要是對(duì)不同類型的特種設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督與管理，如行政許可、實(shí)際應(yīng)用及維修保養(yǎng)等，以達(dá)到特種設(shè)備數(shù)據(jù)既定管理目標(biāo)。特種設(shè)備管理平臺(tái)分為特種設(shè)備安全監(jiān)察系統(tǒng)、特種設(shè)備行政許可系統(tǒng)、特種設(shè)備檢驗(yàn)管理系統(tǒng)、燃煤鍋爐淘汰管理平臺(tái)、特種設(shè)備決策分析系統(tǒng)、電梯應(yīng)急處置平臺(tái)、特種設(shè)備案件管理系統(tǒng)、電梯維保單位管理服務(wù)系統(tǒng)、特種設(shè)備使用單位服務(wù)平臺(tái)、特種設(shè)備公共信息服務(wù)系統(tǒng)等，為有關(guān)工作開展提供了便利渠道。其中，行政許可網(wǎng)上辦理、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)監(jiān)督管理等相關(guān)功能等，已使特種設(shè)備安全監(jiān)管工作得到更加高效的管理。

云數(shù)據(jù)處理技術(shù)即以云計(jì)算平臺(tái)為前提，對(duì)帶有異構(gòu)以及非確定性等諸多特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，以此建立可行性高、支持?jǐn)U展數(shù)據(jù)分布與存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)。以云數(shù)據(jù)處理技術(shù)為依據(jù)的特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)，將數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)從傳統(tǒng)業(yè)務(wù)當(dāng)中分離，構(gòu)成數(shù)據(jù)流向引導(dǎo)、發(fā)送到數(shù)據(jù)加工技術(shù)的數(shù)據(jù)處理調(diào)度中心，有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同處理，使信息交互高效運(yùn)行。

2 云數(shù)據(jù)處理技術(shù)運(yùn)行程序

2.1 了解數(shù)據(jù)的主要來源

（1）被動(dòng)式數(shù)據(jù)來源。被動(dòng)式數(shù)據(jù)一般是在系統(tǒng)運(yùn)行期間的運(yùn)營記錄中形成，主要被儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫內(nèi)，這種數(shù)據(jù)都是伴隨著運(yùn)營活動(dòng)而形成，帶有被動(dòng)性。

（2）自動(dòng)式數(shù)據(jù)來源，也被稱為感知式數(shù)據(jù)來源，也就是從系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行期間感知數(shù)據(jù)中形成。感應(yīng)式系統(tǒng)的普遍運(yùn)用，使人類社會(huì)數(shù)據(jù)量實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，如各種類型的傳感器的應(yīng)用，利用社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到監(jiān)控的目的。因?yàn)樵O(shè)備所形成的數(shù)據(jù)帶有持續(xù)性，所以被命名為自動(dòng)生產(chǎn)式數(shù)據(jù)。

（3）主動(dòng)式數(shù)據(jù)來源，它是由用戶所創(chuàng)，屬于非業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長趨勢，微博和貼吧等社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，是主動(dòng)式數(shù)據(jù)的主要來源渠道。

2.2 針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取和集成

因?yàn)闃I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)本身帶有復(fù)雜性、維度多以及格式各異等特征，所以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理期間造成了一定的問題。如圖1，ETL（Extract Transform Load，萃取、轉(zhuǎn)置及加載）數(shù)據(jù)處理模型在數(shù)據(jù)抽取、集成中最常見，該模型運(yùn)行的過程中，主要是把數(shù)據(jù)執(zhí)行ETL數(shù)據(jù)管理器內(nèi)數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換以及清洗等環(huán)節(jié)，和業(yè)務(wù)系統(tǒng)、外部系統(tǒng)進(jìn)行整合，由此建立一個(gè)以主題存儲(chǔ)為核心的數(shù)據(jù)倉庫。

圖1 ETL體系模型

2.3 數(shù)據(jù)分析與解釋

數(shù)據(jù)分析是數(shù)據(jù)處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最終結(jié)果則是數(shù)據(jù)本身所帶有的價(jià)值。主要是利用分析模型將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾?shù)據(jù)。即在不同類異構(gòu)數(shù)據(jù)源中，通過抽取集成獲取原始數(shù)據(jù)，按照應(yīng)用要求選擇相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)組建分析模型展開數(shù)據(jù)分析。比較常見的是統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘及機(jī)器學(xué)習(xí)等。

數(shù)據(jù)解釋在數(shù)據(jù)處理中既是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，有利于提升用戶體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的人機(jī)互動(dòng)，使用戶發(fā)現(xiàn)更有效的信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)解釋要立足于設(shè)計(jì)學(xué)角度，遵循可視化原則與反饋原則，高效率的完成數(shù)據(jù)解釋。

可視化原則是以抽象數(shù)據(jù)為對(duì)象，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，在滿足交互性、可視化要求的基礎(chǔ)上的一種認(rèn)知能力。歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展，信息可視化技術(shù)從最初的用戶界面軟件技術(shù)，已逐漸演變成可視化圖形表示數(shù)據(jù)規(guī)律的技術(shù)。可視化分析主要是按照“數(shù)據(jù)——知識(shí)——數(shù)據(jù)”的過程進(jìn)行循環(huán)，管理型系統(tǒng)內(nèi)可視化過程主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)展示模式方面，即使用圖表為用戶提供準(zhǔn)確的信息。相比可視化原則，反饋原則主要體現(xiàn)系統(tǒng)交互性能。所謂反饋，即系統(tǒng)運(yùn)行與數(shù)據(jù)處理期間，如果用戶存在疑問或要提出建議時(shí)，可在系統(tǒng)中直接得到反饋信息與渠道。比較常見的反饋原則案，如輸人有誤提示以及操作成功提示等。

2.4 任務(wù)管理與訪問

仿真分析主要有模型建立、簡化、定義參數(shù)、計(jì)算以及處理結(jié)果等環(huán)節(jié)，仿真工作之后要分析計(jì)算所得結(jié)果，按照分析結(jié)果調(diào)整原來的結(jié)構(gòu)。以往仿真分析都是個(gè)人完成所有工作，即便是采用分工合作的方式，也會(huì)有信息交流脫節(jié)、無法實(shí)時(shí)驗(yàn)證或者模型不匹配的問題。因?yàn)榉抡嬖破脚_(tái)對(duì)象只是單位內(nèi)部的相關(guān)工作人員，為其提供私有的云服務(wù)，因此，在任務(wù)管理期間，可以最大程度的將平臺(tái)使用權(quán)開放，所有操作人員都配備了應(yīng)用終端，可以管理個(gè)人客戶機(jī)，例如，軟件的安裝、更新、配置調(diào)整等。計(jì)算分析項(xiàng)目可以多人共同完成，有關(guān)人員也可以參與待仿真計(jì)算所有流程中，對(duì)分析結(jié)果準(zhǔn)確性提供保證，從而全面提升計(jì)算效率。

2.5 實(shí)現(xiàn)流程

特種設(shè)備監(jiān)管云計(jì)算平臺(tái)任務(wù)實(shí)現(xiàn)流程，是以仿真分析計(jì)算流程為基點(diǎn)，對(duì)仿真云平臺(tái)架構(gòu)結(jié)構(gòu)協(xié)同仿真實(shí)現(xiàn)模式展開分析，平臺(tái)任務(wù)實(shí)現(xiàn)流程：①將仿真人員呈遞的仿真要求接收；②對(duì)仿真要求進(jìn)行審核，并且將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到服務(wù)器中；③同協(xié)同仿真模塊分解任務(wù)；④將模型整合；⑤計(jì)算；⑥輸出結(jié)果，并展開討論。

3 在特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)中的應(yīng)用

（1）按照當(dāng)前所使用的圖形工作站設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)改造、系統(tǒng)優(yōu)化一系列技術(shù)，建立性能高的計(jì)算集群與虛擬化環(huán)境。

（2）針對(duì)仿真應(yīng)用軟件展開部署，實(shí)現(xiàn)仿真工具與“企業(yè)云”所有在線資源的整合。對(duì)ANSYS，ALGOR，Nastran及nCode相關(guān)求解器、高性能計(jì)算硬件資源、高端圖形工作站，以及高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源等進(jìn)行集成部署。將部署結(jié)果通過Web服務(wù)或瘦客戶端的形式展示給仿真分析工作人員，將以往的仿真軟件工具逐漸演變成“企業(yè)云”內(nèi)在線計(jì)算資源，并且以此為依據(jù)構(gòu)建高性能計(jì)算管理平臺(tái)。此外，技術(shù)人員要對(duì)工程計(jì)算軟件內(nèi)所有求解器模塊進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)度，目的在于全面提高計(jì)算資源實(shí)用性，加快實(shí)現(xiàn)高端圖形工作站資源共享，使仿真計(jì)算效率不斷提升。

（3）將仿真調(diào)用接口進(jìn)行封裝，使仿真人員可以隨時(shí)在線仿真計(jì)算。仿真云平臺(tái)支持?jǐn)?shù)值仿真軟件集成和接口封裝調(diào)用，使其由原本的固定化軟件工具過渡成為實(shí)時(shí)在線仿真計(jì)算服務(wù)資源，為用戶的使用提供方便。特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)可以將硬件集群以及仿真軟件這一類計(jì)算資源進(jìn)行整合，使操作界面以及管理接口更加簡潔，操作更為方便，充分發(fā)揮出工作站在計(jì)算方面的優(yōu)勢。利用仿真云計(jì)算平臺(tái)，也可以全面實(shí)現(xiàn)集群計(jì)算、三維應(yīng)用高效管理與使用。

（4）特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)可以有效處理現(xiàn)場試驗(yàn)，以及數(shù)值模擬結(jié)果等進(jìn)行處理，確保特種設(shè)備能夠得到全生命周期管理。以云數(shù)據(jù)處理技術(shù)構(gòu)建特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)，可以在原來的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期管理，支持?jǐn)?shù)據(jù)的雙向交互，在平臺(tái)中構(gòu)建特種設(shè)備安全運(yùn)行文檔，與特種設(shè)備使用文檔進(jìn)行結(jié)合，組建更加完善的特種設(shè)備運(yùn)行記錄檔案，為今后工作的研究與分析提供依據(jù)。特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)中，也支持大量數(shù)據(jù)的分析梳理，使所有試驗(yàn)、仿真分析所得結(jié)果都體現(xiàn)在平臺(tái)中，針對(duì)特種設(shè)備構(gòu)建安全運(yùn)行文檔，實(shí)現(xiàn)資源與數(shù)據(jù)的高效整合，為特種設(shè)備應(yīng)用提供技術(shù)支持。

4 結(jié)語

綜上所述，在特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺(tái)中應(yīng)用云數(shù)據(jù)處理技術(shù)，既可以處理更多的數(shù)據(jù)信息，也可以提高特種設(shè)備監(jiān)督管理效率，但是這一工作目前還處于研究階段，還存在一些問題有待解決，所以需要在今后工作過程中不斷的加以重視與解決。