本文關(guān)鍵詞：基于Hadoop的管道網(wǎng)絡(luò)分布式實時計算及應(yīng)用

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【摘要】：隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展,在石油化工工業(yè)的領(lǐng)域,管道網(wǎng)絡(luò)通常是十分復(fù)雜的,并且管徑大小也是各不相同�，F(xiàn)場是通過管道網(wǎng)絡(luò)把這些不同的設(shè)備連接在一起,形成了一個巨大且復(fù)雜又相互有聯(lián)系的管網(wǎng)系統(tǒng)。像這種龐大而又復(fù)雜的管道網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行系統(tǒng)的動態(tài)仿真,對于設(shè)計的計算平臺需要面對的是實時計算通用性,實時性和復(fù)雜性的問題。要實現(xiàn)實時性是十分困難的,所以本文從兩方面去實現(xiàn)實時性,一是設(shè)置適當(dāng)?shù)某跏贾?這樣可以讓計算迭代的時候更加快速的收斂,二是程序設(shè)計時引入智能體Agent的概念,利用現(xiàn)在比較成熟的分布式計算框架Hadoop去分布式計算迭代,縮短計算的時間。首先,是有關(guān)初始值設(shè)置的問題。因為是采用圖論的方法去進(jìn)行管道網(wǎng)絡(luò)的計算,現(xiàn)實情況無法達(dá)到實時計算的要求,所以采用了線性化初值設(shè)置的方法,將疊加原理用到管網(wǎng)初值設(shè)置的方法上,經(jīng)過簡單的估算可以得到與初始值相近的估算值。然后經(jīng)過大量的實驗驗證方法是可行的,很好縮短了迭代的次數(shù),減少了計算所需要的時間。其次,是分布式管道網(wǎng)絡(luò)計算模型。采用圖論的方法進(jìn)行管道網(wǎng)絡(luò)仿真的計算,對于石油化工現(xiàn)場的管網(wǎng)來說,可能會產(chǎn)生大矩陣。那么在計算迭代過程中,會涉及到大矩陣的運算。還有就是對于石油化工行業(yè)來說,這些龐大而又復(fù)雜的管網(wǎng)連接的是很多其它的設(shè)備。對于仿真平臺來說,如果把這些設(shè)備的計算都放到一臺計算機(jī)上,顯然計算機(jī)的運算量是不夠的。本文采用了現(xiàn)在比較成熟且開源的分布式計算框架Hadoop來進(jìn)行管網(wǎng)圖論的運算,還可以利用Hadoop實現(xiàn)連接設(shè)備計算分配的負(fù)載均衡,把大的計算量分配到集群中比較空閑的結(jié)點。再次,本文所搭建的管網(wǎng)仿真平臺是給學(xué)生或者工人在線進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練的仿真平臺,BS架構(gòu)的分布式管網(wǎng)仿真平臺,服務(wù)器的是現(xiàn)在Nginx+tomcat搭建的分布式架構(gòu)服務(wù)器架構(gòu),數(shù)據(jù)庫用的是Mysql+HBase,其中mysql作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫適合事務(wù)的處理,HBase是面向列的數(shù)據(jù)庫,存儲大量數(shù)據(jù)。在程序計算設(shè)計時引入Agent的概念,并且基于Agent進(jìn)行建模和分類。最后,本文以某廠丙烯酸甲酯(MA)的生產(chǎn)原型的流程來作為例子。其模型是經(jīng)過簡化以后的七個精餾塔一起形成的精餾塔群,以及它們間的管網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。在本文前面構(gòu)建的分布式管網(wǎng)仿真平臺的建模的基礎(chǔ)上,將UML軟件設(shè)計和設(shè)計模式充分利用到案例中,進(jìn)行案例的分析和研究。
【關(guān)鍵詞】：分布式計算 管網(wǎng)計算 圖論 Hadoop 仿真
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ055.81;TP311.13
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究的目的和意義13-14
• 1.2 管道網(wǎng)絡(luò)計算的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 基礎(chǔ)方法14-15
• 1.2.2 圖論法15
• 1.2.3 智能算法15-16
• 1.2.4 現(xiàn)有的仿真平臺上管網(wǎng)實時計算的處理16
• 1.2.5 各種計算方法的對比16-17
• 1.3 基于Hadoop分布式計算的現(xiàn)狀17
• 1.4 本文主要內(nèi)容17-19
• 第二章 管網(wǎng)分布式實時計算初始值的設(shè)置19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 管網(wǎng)線性化初值設(shè)置方法19-25
• 2.2.1 壓力流量關(guān)系19-21
• 2.2.2 串聯(lián)管路21-22
• 2.2.3 并聯(lián)管路22
• 2.2.4 分支管路或者匯合管路22-24
• 2.2.5 多匯點管路24-25
• 2.3 初始值方法的實驗驗證25-31
• 2.3.1 裝置的設(shè)計與實施25-27
• 2.3.2 一分二管路27-28
• 2.3.3 一分三管路28-30
• 2.3.4 雙一分二管路30-31
• 2.4 小結(jié)31-33
• 第三章 管道網(wǎng)絡(luò)分布式計算模型33-41
• 3.1 引言33
• 3.2 基于圖論的計算模型33-35
• 3.3 基于Hadoop的分布式計算模型35-39
• 3.4 小結(jié)39-41
• 第四章 基于Hadoop的BS架構(gòu)的分布式仿真平臺的初步實現(xiàn)41-57
• 4.1 引言41
• 4.2 多Agent的計算模型41-44
• 4.3 分布式平臺的架構(gòu)44-48
• 4.3.1 分布式服務(wù)器的架構(gòu)44-46
• 4.3.2 分布式數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)46-48
• 4.4 軟件建模48-51
• 4.4.1 管路的創(chuàng)建類圖48-50
• 4.4.2 組件連接50-51
• 4.4.3 計算模型下裝51
• 4.5 系統(tǒng)使用的開發(fā)語言與框架51-55
• 4.6 小結(jié)55-57
• 第五章 應(yīng)用案例57-65
• 5.1 引言57
• 5.2 雙精餾塔組的管道網(wǎng)絡(luò)57-59
• 5.3 精餾塔群的管網(wǎng)仿真59-63
• 5.4 小結(jié)63-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-75
• 作者與導(dǎo)師簡介75-76
• 專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮健;倪明;趙建波;;一種基于分布式平臺Hadoop的矩陣相乘算法[J];計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2013年12期

2 孫遠(yuǎn)帥;陳W，

本文編號：1123047