虚拟过程工程数据管理系统的设计与实现
文献类型：学位论文
| 作者 | 李周洲 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2013-04-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 郭力 ; 夏诏杰 |
| 关键词 | 虚拟过程工程 数据管理系统 海量数据 实时数据 VPE协议 数据管理工 |
| 其他题名 | Design and implementation of data management system for Virtual Process Engineering |
| 学位专业 | 化学工程 |
| 中文摘要 | 为实现对工业装置内流动与传递过程的三维实时高精度模拟、模拟与实际系统的实时数据交互、工业装置运行的在线优化、事故预警与分析和操作人员培训，中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室提出了虚拟过程工程（Virtual Process Engineering, VPE）的构想。VPE在实验过程中将产生海量的实时数据，需要设计数据管理系统完成各类数据的存储和管理。 本论文根据VPE的需求，设计和实现了VPE系统的数据管理系统，完成的工作包括： （1） 针对VPE实验过程中所产生的实时实验数据、海量的模拟中间结果数据和海量的视频数据各自的特点，详细分析了对存储、管理和交互的需求，分析了VPE各子系统间数据交互的方式，以及对系统管理、实验管理等方面的需求，提出了VPE数据管理系统的功能要求； （2） 根据上述需求分析，对VPE数据管理系统进行了设计和实现。使用关系型数据库管理系统MySQL对VPE的各类元数据和实时采集的实验数据进行存储和管理，使用MySQL结合Lustre文件系统的方式对海量模拟数据和视频数据进行存储和管理，为上述数据分别设计了数据库表；根据VPE子系统间数据交互的需求分别从底层通信机制和通信指令方面设计了VPE协议，使用所设计的VPE协议实现了VPE数据管理系统同监控子系统和总控子系统间跨平台的异构、非结构化数据的交互。 （3） 为方便地进行VPE的系统管理和实验管理，使用Qt集成开发环境开发了简单易用的数据管理工具。使用该工具，用户可方便地进行VPE数据库中各类元数据的管理、实验的管理、实验用户的管理和实验数据的查询。 本论文完成的VPE数据管理系统实现了VPE中各类实时海量数据的存储与管理和数据交互，该系统投入使用后已稳定运行半年的时间，为整个VPE提供了很好的功能支撑。 |
| 英文摘要 | In order to realize three-dimensional (3D), real-time and high-accuracy simulation for fluid flow and transfer process in industrial device, real-time data exchange between simulation and actual equipment, online optimizer for industrial devices, accident forecast and operator training, the concept of Virtual Process Engineering (VPE) has been put forward by State key Laboratory of Multiphase Complex Systems, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences. To store and manage the real-time, massive data generated by VPE experiment, a data management system is needed. This thesis focuses on VPE data management system, describes its designing and implementation. The main contents of it include the following three aspects: (1) Based on the characteristics of various data in VPE, such as real-time experimental data, massive simulation data and video data, the requirements for data storage and management in the VPE data management system is proposed. Then the data exchange model among sub-systems in VPE is analyzed. The other needs, i.e., system management and experiment management, are also be put forward. (2) The design and implementation of VPE data management system. The relational database management system MySQL is chosen to store all the meta-data and experiment data. As for the large amount simulation and video data, MySQL database cooperate with Lustre file system are used. In order to exchange data among the sub-systems in VPE, VPE protocol is put forward and its communication model as well as instruction set is carefully designed. With it, the heterogeneous, non-structural and cross-platform data exchange between VPE data manager system and other two VPE sub-systems are accomplished. (3) A data management tool for VPE data management system is implemented with Qt integrated development environment. Using the data management tool, users are capable to undertake VPE database meta-data management, experiment management, experiment user management and experiment data query. The data management system described in this thesis is an important part of VPE. Now it has operated stably for about half year and provides solid functional support for the realization of VPE. |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-06-26 |
| 页码 | 79 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/8358]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李周洲. 虚拟过程工程数据管理系统的设计与实现[D]. 中国科学院研究生院. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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