CN110471378A - 一种水厂自动化控制及数据分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水厂自动化控制及数据分析系统，包括：云管理系统，所述的云管理系统包含有自服务门户模块、云业务编排模块、云资源调度模块和云运维管理模块；所述的水厂自动化控制及数据分析系统还包含有业务服务层、超融合架构层和基础架构层。通过上述方式，本发明提供的通过程序控制的水厂自动化控制及数据分析系统，管理平台提供对私有云资源池以及第三方资源池的管理和资源调配，通过平台提供的自动化运维工具，借助IT自服务和流程管理，提升企业的IT服务的敏捷性和快速响应的能力，从而提高了IT的管理水平和服务效率，并结合平台的计量，实现对每个租户使用的IT服务和IT资源进行细粒度的计量。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据分析系统，特别是涉及水厂自动化控制及数据分析系统。
背景技术
近几年来，“数字供水”、建设信息社会等的出现，对自来水企业信息化的要求越来越高。过去以生产管理、管网管理、营业管理、无纸化办公为主要核心的管理信息系统，得到长期的应用实践，已经成为城市供水企业工作中不可缺少的工具。但是，与此同时国际供水企业的信息化大都采用以SCADA为基础的数据系统，它很好地解决了设备实时运行状态监测的数据采集、分析等支持功能；以ERP/EAM为核心，并与SCADA系统对接，对设备的运行、维护实施全面的在线实时管理；以GIS为辅助系统，与SCADA系统、ERP/EAM系统整合，形成实时在线的一体化数据管理平台，全面提高城市自来水信息化水平。因此，自来水数据分析平台具备良好的现实意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是如何提供一种对私有云资源池以及第三方资源池的管理和资源调配，通过平台提供的自动化运维工具，借助IT自服务和流程管理，提升企业的IT服务的敏捷性和快速响应的能力，从而提高IT的管理水平和服务效率，并结合平台的计量，实现对每个租户使用的IT服务和IT资源进行细粒度的计量的水厂自动化控制及数据分析系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种水厂自动化控制及数据分析系统，所述的水厂自动化控制及数据分析系统包括：云管理系统，所述的云管理系统包含有自服务门户模块、云业务编排模块、云资源调度模块和云运维管理模块。所述的自服务门户模块、云业务编排模块、云资源调度模块和云运维管理模块分别与云管理系统控制连接。
所述的水厂自动化控制及数据分析系统还包含有业务服务层、超融合架构层和基础架构层。所述的业务服务层与云业务编排模块控制连接，超融合架构层与云资源调度模块控制连接，基础架构层与云运维管理模块控制连接。
在一个具体实施例中，所述的自服务门户模块包含有多用户单元，所述的多用户单元中包含有若干用户。
在一个具体实施例中，所述的云业务编排模块用于管理水厂自动化控制及数据分析系统的业务服务层，所述的业务服务层包含有多用户管理单元、应用状态监控单元、基础资源服务单元、自助服务单元、流程审批单元、网络单元、安全资源池、自动运维工具控制单元、全局可视化单元和应用模板服务单元。
所述的多用户管理单元、应用状态监控单元、基础资源服务单元、自助服务单元、流程审批单元、网络单元、安全资源池、自动运维工具控制单元、全局可视化单元和应用模板服务单元分别与云业务编排模块之间控制连接。
在一个具体实施例中，所述的超融合架构层包含有网络虚拟化单元、服务器虚拟化单元和存储虚拟化单元，所述的网络虚拟化单元、服务器虚拟化单元和存储虚拟化单元分别与云资源调度模块控制连接。
在一个具体实施例中，所述的服务器虚拟化单元中包含有虚拟机。
在一个具体实施例中，所述的存储虚拟化单元包含有存储资源池。
在一个具体实施例中，所述的基础架构层包含有通用服务器、通用交换机和一体机，所述的通用服务器、通用交换机和一体机分别与云运维管理模块之间控制连接。
本发明的有益效果是：管理平台提供对私有云资源池以及第三方资源池的管理和资源调配，通过平台提供的自动化运维工具，借助IT自服务和流程管理，提升企业的IT服务的敏捷性和快速响应的能力，从而提高了IT的管理水平和服务效率，并结合平台的计量，实现对每个租户使用的IT服务和IT资源进行细粒度的计量。凭借负载均衡、容灾技术构建了业务连续性访问能力，并实现对数据库等关键应用的稳定承载。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明水厂自动化控制及数据分析系统中一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图，在本发明的一个具体实施例中提供一种水厂自动化控制及数据分析系统，所述的水厂自动化控制及数据分析系统包括：云管理系统，所述的云管理系统包含有自服务门户模块、云业务编排模块、云资源调度模块和云运维管理模块。所述的自服务门户模块、云业务编排模块、云资源调度模块和云运维管理模块分别与云管理系统控制连接。
在具体的实施过程中，所述的水厂自动化控制及数据分析系统还包含有业务服务层、超融合架构层和基础架构层，所述的业务服务层与云业务编排模块控制连接，超融合架构层与云资源调度模块控制连接，基础架构层与云运维管理模块控制连接。所述的自服务门户模块包含有多用户单元，所述的多用户单元中包含有若干用户。
云业务编排模块用于管理水厂自动化控制及数据分析系统的业务服务层，所述的业务服务层包含有多用户管理单元、应用状态监控单元、基础资源服务单元、自助服务单元、流程审批单元、网络单元、安全资源池、自动运维工具控制单元、全局可视化单元和应用模板服务单元。
多用户管理单元、应用状态监控单元、基础资源服务单元、自助服务单元、流程审批单元、网络单元、安全资源池、自动运维工具控制单元、全局可视化单元和应用模板服务单元分别与云业务编排模块之间控制连接。
超融合架构层包含有网络虚拟化单元、服务器虚拟化单元和存储虚拟化单元，所述的网络虚拟化单元、服务器虚拟化单元和存储虚拟化单元分别与云资源调度模块控制连接。所述的服务器虚拟化单元中包含有虚拟机。所述的存储虚拟化单元包含有存储资源池。
基础架构层包含有通用服务器、通用交换机和一体机，所述的通用服务器、通用交换机和一体机分别与云运维管理模块之间控制连接。
所述的水厂自动化控制及数据分析系统可实现部署工业网络，且工业网络是否可实现现场级、车间级、工厂级网络的互联互通，能加载_数据采集与预处理___类边缘应用，能够采集多种主流PLC数据，通过OPC协议进行数据读取。
在一个具体的实施过程中，水厂自动化控制及数据分析系统平台本身涉及的数据管理和通过接口从其余异构系统获取数据的对象实例存储提供基础规则，为数据格式转换和数据交换以及为数据的后续利用(报表和数据分析展示)提供基础支撑。
数据仓库采用元数据(Metadata)管理技术来描述所存储数据项的名称、定义、计量单位、类别、来源、类型、编码、存储位置、与其他信息和相关业务的关系以及数据的业务规则。
建立数据标准化体系，统一数据，从而为资源共享和功能模块之间的数据交互提供保障，最大限度地避免对信息的命名、描述、分类和编码不一致，保证命名、定义的唯一性。
在元数据管理模快中，定义了所有基础数据的完整信息，包括数据名称、数据内容描述、数据类型、数据编码、数据单位、与其余元数据项的计算公式，这些数据不涉及组织属性和时间属性，纯粹是系统中存在的最原始的基础数据。使用霍夫曼算法等进行数据压缩，减少数据传输量，数据传输决策判断机制，只传输新增的和变化的数据，从而尽最大可能的减少传输数据量，提高并发性，良好的数据缓存机制，不丢失正确数据。
通过内置的数据比对算法，根据输入的数据项目条件查找与其有较高相似度的不同时间的历史工况记录，然后将不同时间的工况记录相关成本进行比对，得出在此输入条件下最优(成本最低)的设备开停方案和药剂投加方案，指导现实生产中的节能降耗。
在一个具体的实施过程中，水厂自动化控制及数据分析系统平台的部署支持各种主流操作系统，包括Windows Server、AIX、HP UNIX、Solaris、Linux，支持虚拟机化平台部署。
水厂自动化控制及数据分析系统支持各种主流常规浏览器访问，并尽可能支持主要支持HTML5的浏览器进行访问。
优选的，水厂自动化控制及数据分析系统访问UI严格按照W3C制定的HTML5标记性语言标准进行开发，可同时兼容多种主流浏览器访问，并支持PC、移动终端、平板电脑等多种类型的终端访问。支持IOS10.0以上版本，包括iPhone和iPad；支持Android 6.0以上版本终端访问，软件可调用移动设备的位置、摄像头、照片等功能进行交互，如上传现场照片、上报实时位置信息或者扫描二维码获取设备对象信息等功能。
优选的，水厂自动化控制及数据分析系统的用户访问安全策略，用户超过一定时间不使用，该用户对系统的访问将超时失效，超时判断时间可配置，每次访问完系统，关闭浏览器，Cookie就视为失效。
水厂自动化控制及数据分析系统平台采用纯B/S方式进行报表设计、分析、查询、发布等工作,不安装客户端软件，不安装Applet。
水厂自动化控制及数据分析系统支持各种主流应用服务器，包括：Websphere、WebLogic、Tomcat。支持各种主流数据库管理系统，同时支持Office集成，能够在Office软件中直接使用查询、报表和展现功能，保证内嵌的OFFICE文件显示时文件格式与本地显示格式一致。能够支持：Office/2003/2007/2010/2013/等各版本，并支持Word/Excel/Powerpoint的全面集成能力。
优选的，水厂自动化控制及数据分析系统具备数据源支持能力，可同时连接多个异构数据源进行数据分析和报表展现，包括各种文件如xml、excel等以及主流的关系型数据库如SQL Server、Oracle、DB2、Sybase、mysql等，还包括主流的OLAP Server如DB2 CubeService、ORACLE OLAP、MS Analysis Services等。
水厂自动化控制及数据分析系统支持系统统一权限管理，即采用认证、授权管理方式，不单独存储用户等权限信息，支持LDAP认证、Windows AD/域认证、接口认证、数据库认证等主流认证方式。
优选的，水厂自动化控制及数据分析系统具备具备二次开发支持，提供完整的SDK用以开发客户化应用系统，包括登录、检索、展现等各种平台功能均可开发调用。对于和异构软件系统的集成，系统会提供基于Web Service的集成接口模式，提供基于B/S方式的信息共享方式。主要的技术规范为：Web Service：基于SOAP协议，以XML/JSON数据传输格式，实现向其他业务系统发布数据；REST Web API：调用方式为JSON/RPC。
优选的，水厂自动化控制及数据分析系统提供完善的日志功能，用以记录用户登陆痕迹、修改访问系统对象的痕迹、报表等系统对象被访问的频度等信息。
优选的，水厂自动化控制及数据分析系统能对各种元数据和业务数据进行备份和恢复，备份和恢复应能定时执行，也可手工触发执行。
报表和分析建立在语义层基础之上，使业务人员不需了解数据库结构就可以实现自助式查询和报表设计。支持各种类型报表，不需要编写程序，采用对象方式的报表设计与制作，支持统一报表不同页面。支持报表的离线分析功能，方便用户在脱机环境下进行数据分析。同时展现方式支持多种图表类型，包括垂直表、水平表、交叉表，以及柱状图、折线图、饼图、雷达图等多种图表类型。
在具体实施过程中，水厂自动化控制及数据分析系统可根据预设的数据预警条件，采用醒目的方式对需要预警的信息进行提示。支持保存即发布的方式，不需要另外的发布工具。支持将分析结果导出EXCEL、PDF，CSV和HTML等格式文件。
优选的，系统提供对工作单、统计报表、公告、历史日志等按条件组合查询，结果支持PDF、Excel、JPG文件导出。
水厂自动化控制及数据分析系统访问UI严格按照W3C制定的HTML标记性语言标准进行开发，可同时兼容多种主流浏览器访问，并支持PC、移动终端、平板电脑等多种类型的终端访问。
水厂自动化控制及数据分析系统采用IntelliJ idea、PLSQL、XSHELL、WINSCP、navicat、load runner、axure等开发工具进行开发。
因此，本发明具有以下优点：
1、可实现部署工业网络，且工业网络可实现现场级、车间级、工厂级网络的互联互通，能加载数据采集与预处理类边缘应用，能够采集多种主流PLC数据，通过OPC协议进行数据读取。
2、提供对私有云资源池以及第三方资源池的管理和资源调配，通过平台提供的自动化运维工具，借助IT自服务和流程管理，提升企业的IT服务的敏捷性和快速响应的能力，从而提高了IT的管理水平和服务效率，并结合平台的计量，实现对每个租户使用的IT服务和IT资源进行细粒度的计量。
3、凭借负载均衡、容灾技术构建了业务连续性访问能力，实现对数据库等关键应用的稳定承载。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种水厂自动化控制及数据分析系统，其特征在于，包括：云管理系统，所述的云管理系统包含有自服务门户模块、云业务编排模块、云资源调度模块和云运维管理模块，所述的自服务门户模块、云业务编排模块、云资源调度模块和云运维管理模块分别与云管理系统控制连接；所述的水厂自动化控制及数据分析系统还包含有业务服务层、超融合架构层和基础架构层，所述的业务服务层与云业务编排模块控制连接，超融合架构层与云资源调度模块控制连接，基础架构层与云运维管理模块控制连接。
2.根据权利要求1所述的水厂自动化控制及数据分析系统，其特征在于，所述的自服务门户模块包含有多用户单元，所述的多用户单元中包含有若干用户。
3.根据权利要求1所述的水厂自动化控制及数据分析系统，其特征在于，所述的云业务编排模块用于管理水厂自动化控制及数据分析系统的业务服务层，所述的业务服务层包含有多用户管理单元、应用状态监控单元、基础资源服务单元、自助服务单元、流程审批单元、网络单元、安全资源池、自动运维工具控制单元、全局可视化单元和应用模板服务单元，所述的多用户管理单元、应用状态监控单元、基础资源服务单元、自助服务单元、流程审批单元、网络单元、安全资源池、自动运维工具控制单元、全局可视化单元和应用模板服务单元分别与云业务编排模块之间控制连接。
4.根据权利要求1所述的水厂自动化控制及数据分析系统，其特征在于，所述的超融合架构层包含有网络虚拟化单元、服务器虚拟化单元和存储虚拟化单元，所述的网络虚拟化单元、服务器虚拟化单元和存储虚拟化单元分别与云资源调度模块控制连接。
5.根据权利要求4所述的水厂自动化控制及数据分析系统，其特征在于，所述的服务器虚拟化单元中包含有虚拟机。
6.根据权利要求4所述的水厂自动化控制及数据分析系统，其特征在于，所述的存储虚拟化单元包含有存储资源池。
7.根据权利要求1所述的水厂自动化控制及数据分析系统，其特征在于，所述的基础架构层包含有通用服务器、通用交换机和一体机，所述的通用服务器、通用交换机和一体机分别与云运维管理模块之间控制连接。
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