CN108038137A - 一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统 - Google Patents

一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，并包括:文件解析单元，其包括解析云服务和多个解析器，解析云服务用于监控海上气象文件的更新文件，将待解析的更新文件列入解析任务列表，并向解析器分配解析任务；多个解析器分别部署于一个或者多个服务器，且每一解析器用于接收并自动解析解析云服务分配的解析任务，并将解析后的更新文件入库；及风能评估单元，用于基于入库后的海上气象文件进行海上风能评估。本发明的有益效果是：所述基于分布式解析引擎的海上风能评估系统通过实时监控气象文件数据源，自动形成解析任务并调用分布式解析组件，从而达到文件高时效、高质量入库，进而高效准确的评估风能资源。

Description

一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统
技术领域
本发明属于涉及一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统。
背景技术
气象数据传输系统是一个比较复杂的应用系统，主要体现在短时间产生大量数据文件，数据文件有很多种格式，系统需要解析这么多种格式的数据文件，获得其中的数据。在建设气象行业系统数据是非常重要的，开发技术人员需要根据各类报文编写不同的解析程序来完成文件入库工作。
传统的解析程序并没有形成统一规范的工具，主要存在以下几个方面的缺陷：
1)适配性不强，在报文格式修改后，可能就无法使用了，需要重新修改代码；
2)容错性不强，原始数据可能存在错误的数据，需要进行数据过滤，程序的容错性不强，解析程序容易崩溃死机；
3)入库时效不够，短时间内大量气象数据不能快速准确的入库，无法满足日益增长的业务时效需求；
4)可扩展性不足，报文格式多种多样，遇到新格式报文时，无法配置实现解析任务，需要重新订正开发解析器；
5)监控不直观，无法监控任务队列，解析器状态，解析入库结果等信息。
而且，风能资源评估技术手段主要有3种：基于观测站历史长序列观测资料的评估、基于测风塔观测资料的评估以及风能资源评估的数值模拟。
基于观测站资料的风能评估存在如下几个问题：
1、观测站高度只有10米，近地层风速随高度的变化取决于局地地形和地表条件以及大气稳定性，不能准确推算近海各高度层风能资源；
2、观测站主要分布在内陆，沿海区域分布稀少，内陆风速一般较小，对近海风资源评估有一定的影响。
基于测风塔资料的风能评估存在如下问题：国内正在运营的测风塔时间不统一而且观测序列较短，因此对风能评估的准确性有一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，通过实时监控气象文件数据源，自动形成解析任务，通过适配器调用分布式解析组件，从而达到文件高时效、高质量入库功能，进而高效准确的进行风能资源的评估。
本发明的技术方案如下：一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统包括:文件解析单元，其包括解析云服务和与所述解析云服务通信连接的多个解析器，所述解析云服务用于监控海上气象文件的更新文件，将待解析的更新文件列入解析任务列表，并向所述解析器分配解析任务；所述多个解析器分别部署于一个或者多个服务器，且每一所述解析器用于接收并自动解析所述解析云服务分配的解析任务，并将解析后的更新文件入库；及风能评估单元，用于基于入库后的海上气象文件进行海上风能评估。
优选地，所述解析云服务包括报文监测模块、任务发布模块和分布式解析引擎，所述报文监测模块用于监控海上气象报文资源文件夹内的更新文件，所述任务发布模块用于将待解析的更新文件列入解析任务，所述分布式解析引擎用于向所述解析器分配所述解析任务。
优选地，所述报文监测模块通过共享文件夹或者FTP提供的方式监控海上气象报文资源文件夹内的更新文件。
优选地，所述分布式解析引擎包括数据类型识别组件、智能化解析组件和解析组件适配器，所述数据类型识别组件用于对当前待解析的解析任务进行自动识别，并形成解析适配标识，所述解析组件适配器用于将所述数据类型识别组件反馈的解析适配标识进行适配，从解析组件池中构造一个适合所述适配标记的解析组件，并将适合所述适配标记的解析组件信息发送至解析器以进行报文解析，所述智能化解析组件用于将解析知识库中的信息翻译成解析器能够识别的信息结构，并将所述信息结构提供给所述解析组件进行报文解析。
优选地，所述解析云服务还包括解析云服务管理器，所述解析云服务管理器用于监测所述多个解析器工作状态；当所述解析器启动运行后自动向所述解析云服务发送注册请求，所述解析云服务接受所述注册请求后，将所述解析器加入到所述解析云服务管理器的可视化解析组件管理列表内。
优选地，所述解析云服务管理器还还设置有用于为分布式解析引擎提供解析知识库的智能化解析配置组件，从所述解析云服务管理器的智能化解析配置组件中对解析知识库的内容进行更改，更改后解析云服务自动通知各个解析器接下来的解析工作使用新的解析知识库进行报文识别及智能解析。
优选地，所述风能评估单元通过数值模拟方式，根据近海等深线和沿海城市组成的各个闭合区域，分析各个城市沿海海域内风能资源信息。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
所述基于分布式解析引擎的海上风能评估系统采用了全局云端统一任务监控管理，任务自动分发，各个客户端即(分布式解析器)注册接入全局解析云服务，很好的解决了气象大批量数据形成的多个解析任务导致的数据入库延迟问题，本发布采用分布式解析器显著提升了解析速度；
而且，所述基于分布式解析引擎的海上风能评估系统还可以基于气象资料的快速入库，进而准确快速及时的实现对近海风能资源评估的数值模拟。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于分布式解析引擎的海上风能评估系统中文件解析单元的设计构架图；
图2为图1所示文件解析单元中报文解析流程示意图；
图3为图1所示基于分布式解析引擎的海上风能评估系统中风能评估单元所用到的江苏沿海城市海域分布图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非上下文另有特定清楚的描述，本发明中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本发明并不对此进行限定。本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
如图1所示，本发明实施例提供的基于分布式解析引擎的海上风能评估系统包括用于对海上气象文件进行解析入库的文件解析单元和用于基于入库后的海上气象文件进行海上风能评估的风能评估单元。
具体地，所述文件解析单元包括解析云服务和分别部署于一个或者多个服务器的多个解析器。在本实施例中，在客户端(多台客户端PC)开启解析器，解析云服务的远程对象以信道作为发布渠道，来进行客户端和服务器之间的通信。
所述解析云服务用于监控海上气象文件的更新文件，将待解析的更新文件列入解析任务列表，并向所述解析器分配解析任务。
具体的，所述解析云服务包括报文监测模块、任务发布模块、分布式解析引擎和解析云服务管理器。
其中，所述报文监测模块用于监控报文资源文件夹内的更新文件。在本实施例中，所述报文监测模块通过共享文件夹或者FTP提供的方式监控更新文件，并通过任务管理器来修改配置各种类型气象文件的监控目录、监控文件类型以及对应的解析适配器。
所述任务发布模块用于将待解析的更新文件列入解析任务。具体的，每种资源文件都存储在一个或多个文件夹中，当有新的文件加入时所述任务发布模块自动将待解析的文件加入到解析任务队列。
在实际解析任务处理过程中，当所述解析器中有存在空闲的解析器时，空闲的解析器则会自动向服务申请一个解析任务；当一个任务被解析器处理完毕后，其就会从任务队列中自动删除，同时将相对应的原始数据文件自动移动到已处理文件目录下面。
所述分布式解析引擎用于向合适的解析器分配所述解析任务。具体的，所述分布式解析引擎包括数据类型识别组件、智能化解析组件和解析组件适配器。
其中，所述数据类型识别组件用于对当前待解析的解析任务进行自动识别，并形成解析适配标识。在本实施例中，所述数据类型识别组件主要通过数据文件名、数据段特殊标记以及其他特性化配置方式进行识别。所述数据类型识别组件在数据类型被识别后向解析引擎反馈此文件的解析适配标识。
所述解析组件适配器用于将所述数据类型识别组件反馈的解析适配标识进行适配，并从解析组件池中构造一个适合此适配标记的解析组件，并将适合所述适配标记的解析组件信息发送至解析器以进行报文解析。所述解析组件池由一系列报文解析组件组成，如重要天气报解析组件、A文件解析组件、高空资料解析组件、自动站解析组件等等。
所述智能化解析组件用于将解析知识库中的信息翻译成解析器能够识别的信息结构，并将所述信息结构提供给所述解析器内的解析组件进行报文解析。
如图2所示，每一解析组件均解析引擎的报文解析流程，最终完成报文的解析。
所述解析云服务管理器用于监测所述多个解析器工作状态。具体的，当所述解析器启动运行后自动向所述解析云服务发送注册请求，所述解析云服务接受所述注册请求后，将所述解析器加入到所述解析云服务管理器的可视化解析组件管理列表内。
需要说明的是，所述解析云服务管理器还设置有用于为分布式解析引擎提供解析知识库的智能化解析配置组件，在本实施例中，用户可以从所述解析云服务管理器中对解析知识库的内容进行更改，更改后解析云服务自动通知各个解析器接下来的解析工作使用新的解析知识库进行报文识别及智能解析。
所述解析器搭载的是解析组件引擎，而解析组件队列可在远程服务中直接获取，所以当云解析服务更新组件配置或加入新的解析组件时各个解析器同时受益。而且，每个解析器的都在独立的进程中进行运算，所以当多个解析器同时对解析任务池中的任务进行解析时大大缩短了解析的时间缩短，提高解析效率。
实际上，当一个解析器出错或强行退出时，解析云服务自动注销其消息订阅事件，并通知解析云服务管理器，解析云服务管理器从管理列表中将此解析器移除，或提醒管理员此解析器已下线。
实际上，对解析器而言，当云解析服务监控到解析任务时，会通过分布式解析引擎分发任务到空闲的解析器，解析器接受到任务时，自动解析文件，并完成入库的功能。
所述风能评估单元通过数值模拟方式，根据近海等深线和沿海城市组成的各个闭合区域，分析各个城市沿海海域内风能资源信息。
以江苏省份为例，如附图3所示，江苏沿海城市从南至北包括南通、盐城、连云港三个地级市，三个地级市海岸线与各等深线共组成6个研究区域。
基于数值模拟格点资料，计算分析江苏沿海海域在各个高度层中(10米、50米、70米、100米、120米、150米)的平均风速、风功率密度情况。
例如，基于平均风速、风功率密度以及各研究海域面积信息，以70米高为例计算得到各海域风能存量情况，如下表所示：
表格1连云港海域70米高度风能资源储量
表格2盐城海域70米高度风能资源储量
表格3南通海域70米高度风能资源储量
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，其特征在于：包括:
文件解析单元，其包括解析云服务和与所述解析云服务通信连接的多个解析器，所述解析云服务用于监控海上气象文件的更新文件，将待解析的更新文件列入解析任务列表，并向所述解析器分配解析任务；所述多个解析器分别部署于一个或者多个服务器，且每一所述解析器用于接收并自动解析所述解析云服务分配的解析任务，并将解析后的更新文件入库；及
风能评估单元，用于基于入库后的海上气象文件进行海上风能评估。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，其特征在于：所述解析云服务包括报文监测模块、任务发布模块和分布式解析引擎，所述报文监测模块用于监控海上气象报文资源文件夹内的更新文件，所述任务发布模块用于将待解析的更新文件列入解析任务，所述分布式解析引擎用于向所述解析器分配所述解析任务。
3.根据权利要求2所述的一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，其特征在于：所述报文监测模块通过共享文件夹或者FTP提供的方式监控海上气象报文资源文件夹内的更新文件。
4.根据权利要求2所述的一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，其特征在于：所述分布式解析引擎包括数据类型识别组件、智能化解析组件和解析组件适配器，
所述数据类型识别组件用于对当前待解析的解析任务进行自动识别，并形成解析适配标识，
所述解析组件适配器用于将所述数据类型识别组件反馈的解析适配标识进行适配，从解析组件池中构造一个适合所述适配标记的解析组件，并将适合所述适配标记的解析组件信息发送至解析器以进行报文解析，
所述智能化解析组件用于将解析知识库中的信息翻译成解析器能够识别的信息结构，并将所述信息结构提供给所述解析组件进行报文解析。
5.根据权利要求1所述的一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，其特征在于：所述解析云服务还包括解析云服务管理器，所述解析云服务管理器用于监测所述多个解析器工作状态；
当所述解析器启动运行后自动向所述解析云服务发送注册请求，所述解析云服务接受所述注册请求后，将所述解析器加入到所述解析云服务管理器的可视化解析组件管理列表内。
6.根据权利要求1所述的一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，其特征在于：所述解析云服务管理器还还设置有用于为分布式解析引擎提供解析知识库的智能化解析配置组件，从所述解析云服务管理器的智能化解析配置组件中对解析知识库的内容进行更改，更改后解析云服务自动通知各个解析器接下来的解析工作使用新的解析知识库进行报文识别及智能解析。
7.根据权利要求1所述的一种基于分布式解析引擎的海上风能评估系统，其特征在于：所述风能评估单元通过数值模拟方式，根据近海等深线和沿海城市组成的各个闭合区域，分析各个城市沿海海域内风能资源信息。
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