【摘要】：自20世紀(jì)60年代,我國(guó)地震前兆臺(tái)網(wǎng)建立以來,經(jīng)過近60年的發(fā)展,已經(jīng)成為由1000多個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)、3100多套觀測(cè)設(shè)備構(gòu)成的龐大觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。面對(duì)分布全國(guó),種類眾多的觀測(cè)設(shè)備,建設(shè)一套符合前兆觀測(cè)實(shí)際業(yè)務(wù)需求的專用地震前兆信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)龐大觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、異地異構(gòu)的觀測(cè)數(shù)據(jù)的進(jìn)行管理是必不可少的�，F(xiàn)行的“地震前兆信息管理系統(tǒng)”為“十五”期間研制,距今已有十多年歷史,其在業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展性、維護(hù)成本和性能方面已暴露出諸多不足。近幾年隨著計(jì)算機(jī)科技及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等可靠、高效的數(shù)據(jù)采集、管理和處理技術(shù)越發(fā)成熟。云技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)服務(wù)器集群在可靠性、容錯(cuò)性以及性能擴(kuò)展性方面的不足。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大規(guī)模異構(gòu)傳感器數(shù)據(jù)采集與處理方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。這兩項(xiàng)技術(shù)為地震前兆臺(tái)網(wǎng)組網(wǎng)提供了全新的解決方案。本文圍繞提升地震前兆設(shè)備組網(wǎng)效率這一目標(biāo),從前兆臺(tái)網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展需求出發(fā),結(jié)合云技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,提出了基于云平臺(tái)組網(wǎng)的地震前兆數(shù)據(jù)采集總體架構(gòu)設(shè)計(jì)全新方案,并對(duì)自適應(yīng)的設(shè)備數(shù)據(jù)采集設(shè)配技術(shù)、集群數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。主要的工作成果如下:(1)分析了前兆設(shè)備資源特點(diǎn)、業(yè)務(wù)應(yīng)用特點(diǎn)與前兆設(shè)備異構(gòu)性。根據(jù)前兆臺(tái)網(wǎng)的發(fā)展需求完成了對(duì)前兆設(shè)備組網(wǎng)技術(shù)原型的架構(gòu)設(shè)計(jì)。(2)對(duì)基于云平臺(tái)的前兆設(shè)備數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行了研究,分析了當(dāng)前設(shè)備數(shù)據(jù)采集在設(shè)備接入、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的需求,提出基于適配器和采集集群的前兆設(shè)備組網(wǎng)架構(gòu)。(3)對(duì)基于適配器的采集技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了一種基于設(shè)備訪問接口動(dòng)態(tài)加載的自適應(yīng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集適配器設(shè)計(jì),并完成軟件系統(tǒng)開發(fā)。(3)在集群采集技術(shù)中完成了對(duì)數(shù)據(jù)采集任務(wù)統(tǒng)一調(diào)度方案的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)分布式異步通信與緩存機(jī)制實(shí)現(xiàn)集群內(nèi)的異步非阻塞式任務(wù)處理。(4)對(duì)分布式非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)ElasticSearch和HBase進(jìn)行實(shí)現(xiàn)機(jī)制剖析,根據(jù)前兆數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求與兩種數(shù)據(jù)庫(kù)的性能對(duì)比,選擇ElasticSearch對(duì)前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的ElasticSearch存儲(chǔ)格式與數(shù)據(jù)訪問接口。最后,驗(yàn)證了設(shè)備適配采集、集群數(shù)據(jù)采集和ElasticSearch數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的技術(shù)實(shí)現(xiàn),各項(xiàng)測(cè)試均達(dá)到預(yù)期效果。
【圖文】：

基于云平臺(tái)組網(wǎng)的前兆設(shè)備數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵技術(shù)研究區(qū)域中心、國(guó)家中心和學(xué)科中心，整體架構(gòu)為一個(gè)分布式業(yè)務(wù)系統(tǒng)，架構(gòu)如圖 1數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)報(bào)送、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)和系統(tǒng)監(jiān)控等業(yè)務(wù)功能。系統(tǒng)運(yùn)行在部le 數(shù)據(jù)庫(kù)和 Suse Linux 系統(tǒng)的服務(wù)器上，基于 B/S 架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用 Java 語言實(shí)現(xiàn)間數(shù)據(jù)交換采用 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制技術(shù)，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間系統(tǒng)緊耦合。

第 一 章概述測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展帶來了機(jī)遇。因此有必要開展基于云技術(shù)的組網(wǎng)技術(shù)研究�；谠茢�(shù)據(jù)中心的集群化臺(tái)網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)能實(shí)現(xiàn)在地理空間上的扁平化管理，但不改變業(yè)務(wù)功能的樹狀分布。同時(shí)中心集群能減少傳統(tǒng)子臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)成本以及系統(tǒng)升級(jí)壓力。利用中心集群的存儲(chǔ)與計(jì)算優(yōu)勢(shì)，搭建數(shù)據(jù)服務(wù)與數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，提升整體數(shù)據(jù)應(yīng)用效率，提高數(shù)據(jù)分析能力，拓寬數(shù)據(jù)服務(wù)途徑。臺(tái)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)是地震監(jiān)測(cè)的重要組成部分，同時(shí)也是地震科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)異構(gòu)觀測(cè)設(shè)備快速、無縫、動(dòng)態(tài)的統(tǒng)一接入以及集群化數(shù)據(jù)采集是臺(tái)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)，，高效的數(shù)據(jù)采集技術(shù)能加快地震監(jiān)測(cè)的反應(yīng)速度，擴(kuò)大地震數(shù)據(jù)的處理能力，提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可靠性與臺(tái)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控能力以及減少維護(hù)成本。因此，基于云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)前兆臺(tái)網(wǎng)高效組網(wǎng)和業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理的研究和建設(shè)工作不但必要，而且日顯緊迫。圖 2 所示的是基于云平臺(tái)的前兆臺(tái)網(wǎng)組網(wǎng)總體思路。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局地球物理研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P315.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2585272