基于單向光閘的試驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)實時入庫方法

賈令濤，何 釗

(中國飛機強度研究所，陜西 西安 710065)

1 引 言

試驗數(shù)據(jù)是強度試驗過程的重要產(chǎn)物，也是支撐強度試驗驗證結(jié)論的基礎(chǔ)。為了保障試驗網(wǎng)中試驗控制和試驗測量等設(shè)備安全可靠地運行，長期以來，試驗網(wǎng)和辦公網(wǎng)都是物理隔離的，而試驗數(shù)據(jù)則是通過非物理連接的“數(shù)據(jù)擺渡”方式實現(xiàn)由試驗網(wǎng)到辦公網(wǎng)的單向傳輸。這種模式不僅影響試驗后的分析效率，在試驗數(shù)據(jù)的安全性和完備性方面也存在隱患。

隨著網(wǎng)閘技術(shù)的發(fā)展，在試驗網(wǎng)和辦公網(wǎng)之間通過單向光閘設(shè)備能夠便捷地實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的單向傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽慷纫仓鸩教岣遊1]。本文通過對單向光閘技術(shù)[2]、試驗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究，提出了一種基于單向光閘的試驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)實時自動入庫方法，主要包含以下3個部分：

(1)基于單向光閘，建立試驗網(wǎng)到辦公網(wǎng)的單向通路；

(2)統(tǒng)一不同試驗測量設(shè)備的數(shù)據(jù)文件格式[3]，制定統(tǒng)一的試驗數(shù)據(jù)文件命名規(guī)范，明確數(shù)據(jù)文件的基本屬性信息；

(3)對于通過單向光閘從試驗網(wǎng)傳輸?shù)睫k公網(wǎng)的數(shù)據(jù)文件，能夠自動將其解析為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，并與數(shù)據(jù)文件關(guān)聯(lián)。

2 網(wǎng)絡(luò)部署

2.1 網(wǎng)閘技術(shù)

網(wǎng)閘技術(shù)是使用多種技術(shù)實現(xiàn)兩個物理隔絕的獨立網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)募夹g(shù)。傳統(tǒng)的網(wǎng)閘技術(shù)分為兩代：第一代采用單刀雙擲開關(guān)，通過內(nèi)部處理模塊分時存取、共享存儲設(shè)備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，但數(shù)據(jù)交換速度較慢；第二代網(wǎng)閘技術(shù)采用專用交換通道技術(shù)，在保障數(shù)據(jù)安全性、準(zhǔn)確性的前提下，使得數(shù)據(jù)傳輸效率提高了幾十倍甚至上百倍。而單向光閘是在第二代網(wǎng)閘技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用光單向傳輸通道的物理特性，采用單根光纖，配合光傳輸模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向傳輸。

2.2 網(wǎng)絡(luò)部署

本文使用單向光閘實現(xiàn)試驗網(wǎng)與辦公網(wǎng)的試驗數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)部署如圖1所示。

圖1 基于單向光閘的網(wǎng)絡(luò)部署示意圖

如圖1所示，搭建起基于單向光閘的試驗網(wǎng)到辦公網(wǎng)的單向數(shù)據(jù)通路。在此單向數(shù)據(jù)通路中，與單向光閘直接相連的是兩臺主機，其中，在試驗網(wǎng)側(cè)，單向光閘連接的是一臺數(shù)據(jù)發(fā)送主機，通過此主機獲取數(shù)據(jù)文件；在辦公網(wǎng)側(cè)，單向光閘連接的是一臺數(shù)據(jù)接收主機，用以存放數(shù)據(jù)文件。

為了打通數(shù)據(jù)通路，還需在單向光閘進行相應(yīng)的配置，分別在數(shù)據(jù)發(fā)送側(cè)和數(shù)據(jù)接收側(cè)配置FTP服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)，構(gòu)成基于單向光閘的網(wǎng)間數(shù)據(jù)交換平臺。

3 數(shù)據(jù)規(guī)范

在搭建單向數(shù)據(jù)通路之后，為了將試驗數(shù)據(jù)文件通過單向光閘準(zhǔn)實時傳輸?shù)睫k公網(wǎng)，并解析為結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息，需要快速獲取數(shù)據(jù)文件的試驗任務(wù)屬性信息，并按照規(guī)范的數(shù)據(jù)格式解析來自不同試驗測量設(shè)備的數(shù)據(jù)文件信息，以確保試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.1 數(shù)據(jù)文件命名規(guī)范

試驗數(shù)據(jù)文件應(yīng)能夠描述該文件中數(shù)據(jù)歸屬的試驗任務(wù)、試驗工況、試驗件、加載級別、測量次數(shù)等信息。以靜強度試驗數(shù)據(jù)文件為例，其文件命名規(guī)則如圖2所示。

圖2 靜強度試驗數(shù)據(jù)文件命名規(guī)范示例

圖2中的文件名表示該數(shù)據(jù)文件歸屬于“全機靜力試驗”的“側(cè)向突風(fēng)工況”，是對編號為“1”的試驗件(只有1件試驗件時也為1)，施加67%載荷時的第1次測量得到的試驗數(shù)據(jù)。

3.2 試驗數(shù)據(jù)格式

強度試驗的各專業(yè)通常采用幾種試驗測量設(shè)備，雖然采集的試驗數(shù)據(jù)基本信息相同，但在格式上有所差異。為了準(zhǔn)確解析試驗數(shù)據(jù)文件，對每個試驗專業(yè)的數(shù)據(jù)文件格式進行了統(tǒng)一。以靜強度試驗數(shù)據(jù)為例，通常采用的試驗設(shè)備有SDAC系列、ST系列、HBM系列等，涉及的數(shù)據(jù)信息包括加載載荷百分比、片號、測量數(shù)值等，如圖3所示。

圖3 靜強度試驗數(shù)據(jù)格式示例

圖3中，第一行為塊號(即測量步)，第二行為加載百分比，第一列為測片編號，其余為測量數(shù)值。試驗數(shù)據(jù)通過與配置文件關(guān)聯(lián)得到測量通道等信息。

4 應(yīng)用實例

為了實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)實時入庫，需要兩個軟件工具配合——試驗數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理軟件[4]和試驗數(shù)據(jù)實時解析入庫軟件。試驗數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理軟件根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)范要求對測量系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行規(guī)范命名和格式處理，試驗數(shù)據(jù)實時解析入庫軟件將單向光閘傳輸?shù)睫k公網(wǎng)的數(shù)據(jù)文件解析存儲入關(guān)系數(shù)據(jù)庫，同時關(guān)聯(lián)存儲該數(shù)據(jù)文件。

下面仍以“全機靜力試驗”的“側(cè)向突風(fēng)工況”對編號為“1”的試驗件施加67%載荷時的第1次測量數(shù)據(jù)為例，描述通過本文方法將試驗網(wǎng)的試驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)實時地解析存儲到辦公網(wǎng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的流程。

(1)在靜強度試驗開始后，使用試驗數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理軟件實時將采集的數(shù)據(jù)進行格式處理，并以“全機靜力試驗-側(cè)向突風(fēng)工況-1-67-1.xls”為文件名稱存儲至試驗網(wǎng)的數(shù)據(jù)發(fā)送主機中的指定目錄下，文件數(shù)據(jù)信息如圖4所示。

(2)單向光閘檢測到有新的數(shù)據(jù)文件之后，準(zhǔn)實時地將其單向傳輸至辦公網(wǎng)的數(shù)據(jù)接收主機中的指定目錄下。

(3)試驗數(shù)據(jù)實時解析入庫軟件檢測到數(shù)據(jù)接收主機的指定目錄中存在新文件時，根據(jù)文件名稱和數(shù)據(jù)格式解析該文件，并存儲至關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，如圖5所示。

(4)在結(jié)構(gòu)化存儲該數(shù)據(jù)文件信息的同時，存儲原數(shù)據(jù)文件，并記錄與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

圖4 試驗數(shù)據(jù)文件中的測量數(shù)據(jù)信息

圖5 試驗數(shù)據(jù)實時解析入庫

通過上述步驟，可實現(xiàn)將試驗網(wǎng)中的數(shù)據(jù)文件單向傳輸?shù)睫k公網(wǎng)，并將數(shù)據(jù)文件信息實時解析為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行存儲管理。

5 結(jié)束語

本文提出了一種基于單向光閘的試驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)實時入庫方法，在試驗網(wǎng)與辦公網(wǎng)物理隔離的狀態(tài)下，實現(xiàn)了可靠、高效的試驗數(shù)據(jù)單向傳輸。通過對試驗數(shù)據(jù)文件命名的規(guī)范、試驗數(shù)據(jù)內(nèi)容格式的統(tǒng)一，使試驗數(shù)據(jù)文件從試驗網(wǎng)單向傳輸至辦公網(wǎng)時自帶基本試驗任務(wù)屬性信息，再利用試驗數(shù)據(jù)實時解析入庫軟件對試驗數(shù)據(jù)文件進行解析，從而實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)從試驗網(wǎng)到辦公網(wǎng)的準(zhǔn)實時入庫、結(jié)構(gòu)化解析和存儲。

實際應(yīng)用結(jié)果表明，本文方法極大地提升了試驗數(shù)據(jù)的入庫效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。與此同時，試驗數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存儲也為后續(xù)開展數(shù)據(jù)分析挖掘提供了豐富、可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。