姚紅艷 貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于面向混合控制模型的油井視頻監(jiān)控系統(tǒng)

姚紅艷 貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于混合控制模型的油井網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)MOF容器進(jìn)行優(yōu)化控制，保證數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崟r(shí)得到監(jiān)控。在數(shù)據(jù)流處理的過(guò)程中，需要把數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成不同的作業(yè)，按照網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的要求進(jìn)行作業(yè)調(diào)度，對(duì)作業(yè)設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，確保數(shù)據(jù)信息能夠進(jìn)行有效的監(jiān)控和調(diào)用，這對(duì)數(shù)據(jù)信息模式優(yōu)化和混合控制具有重要的作用?；旌献鳂I(yè)控制可以把若干作業(yè)結(jié)合在一起，形成綜合調(diào)度管理模式。

混合控制模型；MOF；作業(yè)調(diào)度；容器

1 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控容器控制優(yōu)化

1.1 MOF油田監(jiān)控容器控制模式

MOF油田監(jiān)控混合控制模式有一個(gè)很重要的組成模塊IBM Tivoli Workload Scheduler（MOF）LoadLeveler，通過(guò)這一模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)的調(diào)度。MOF支持的數(shù)據(jù)庫(kù)主要有DB2和Oracle。MOF擁有一個(gè)容錯(cuò)架構(gòu)，通過(guò)容錯(cuò)架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)的調(diào)度和管理。容錯(cuò)架構(gòu)具體的實(shí)現(xiàn)原理是：MOF首先通過(guò)一個(gè)域管理主機(jī)（MDM）來(lái)管理它所下屬的域管理中心（DM）；然后由DM來(lái)管理所屬于自己域內(nèi)的下級(jí)DM和代理機(jī)（Agent），當(dāng)一個(gè)計(jì)劃生成后MDM將以Symphony文件的形式分發(fā)到下屬的DM，經(jīng)DM再向下級(jí)分發(fā)；在更新作業(yè)狀態(tài)時(shí)，Symphony文件將會(huì)從下級(jí)工作站傳回上級(jí)工作站。

容錯(cuò)架構(gòu)是MOF最大的特色，MOF第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是即使域管理主機(jī)中斷了，作業(yè)流也能繼續(xù)運(yùn)行，在MDM恢復(fù)之后仍然可以正確顯示作業(yè)流的狀態(tài)，但更新?tīng)顟B(tài)往往需要5～15 min；MOF第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以提供開(kāi)放的API接口；MOF第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能將所有工作站劃分成不同的工作站類(lèi)型和不同的域，可以減少網(wǎng)絡(luò)流通量，提供了一個(gè)增強(qiáng)安全性和簡(jiǎn)化管理的捷徑，還可以?xún)?yōu)化網(wǎng)絡(luò)和工作站的容錯(cuò)功能。

MOF的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得MOF使用不便，配置困難；其次它不能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)工作流內(nèi)部創(chuàng)建另一個(gè)工作流，沒(méi)有工作組的概念，因此不能夠?qū)⒃S多工作流進(jìn)行分類(lèi)和集中；另外使用MOF來(lái)實(shí)現(xiàn)作業(yè)流分支的功能會(huì)非常復(fù)雜，很難理解和使用，MOF也不能通過(guò)日歷查看的方式來(lái)監(jiān)視工作流的狀態(tài)。

1.2 監(jiān)控設(shè)備作業(yè)數(shù)據(jù)混合控制模型優(yōu)化

用戶(hù)提交作業(yè)后，作業(yè)就被加入到一個(gè)作業(yè)隊(duì)列中，這個(gè)作業(yè)隊(duì)列由調(diào)度器進(jìn)行管理，從而能夠形成一個(gè)混合控制模型。調(diào)度器為每個(gè)作業(yè)分配一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符并通知中央管理器有新的作業(yè)需要使用資源。中央管理器負(fù)責(zé)安排處理這個(gè)作業(yè)的可用資源，它會(huì)檢查可用資源，看這些資源是否滿(mǎn)足作業(yè)需求。如果有滿(mǎn)足作業(yè)需求的資源中央管理器就通知調(diào)度器。調(diào)度器會(huì)聯(lián)系所選擇的資源并請(qǐng)求它來(lái)運(yùn)行這個(gè)作業(yè)。作業(yè)啟動(dòng)時(shí)計(jì)算機(jī)會(huì)通知中央管理器這個(gè)作業(yè)正在運(yùn)行。作業(yè)完成時(shí)LoadLeveler就會(huì)生成有關(guān)作業(yè)所消耗的資源的記帳信息。

基于視頻監(jiān)控的向量空間模型的特征表示，兩個(gè)視頻監(jiān)控之間的相似度可以通過(guò)它們的特征向量之間的計(jì)算來(lái)獲得。目前使用最廣泛的視頻監(jiān)控的相似性度量是取它們的特征向量夾角的余弦值。

2 監(jiān)控設(shè)備作業(yè)提取控制設(shè)計(jì)

2.1 混合控制模型網(wǎng)絡(luò)傳輸作業(yè)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，需要完成各項(xiàng)作業(yè)控制。XML的大型計(jì)算作業(yè)高吞吐量的計(jì)算環(huán)境，是通過(guò)XML的很多進(jìn)程一起協(xié)調(diào)來(lái)提供的。這些進(jìn)程都是在調(diào)度器、中央管理器或計(jì)算節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的。構(gòu)成XML LoadLeveler環(huán)境的主要的進(jìn)程有Master、Shadow、Startd、Starter、中央管理器。

XML LoadLeveler通過(guò)定義與某種類(lèi)型的作業(yè)有關(guān)的優(yōu)先級(jí)、運(yùn)行限制和資源等特性的作業(yè)類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)在資源上進(jìn)行調(diào)度。管理員在創(chuàng)建作業(yè)類(lèi)時(shí)可以取一個(gè)有意義的名字將作業(yè)與適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)類(lèi)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。small、medium、large、very long、parallel或interactive是XML LoadLeveler默認(rèn)的作業(yè)類(lèi)。管理員也可以創(chuàng)建一些其他的作業(yè)類(lèi)，及指定機(jī)器可以接受的作業(yè)類(lèi)，以及在資源上允許運(yùn)行的每類(lèi)作業(yè)的個(gè)數(shù)。

2.2 CMM視頻監(jiān)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)度設(shè)計(jì)

CMM databases用來(lái)存儲(chǔ)要調(diào)度的對(duì)象的定義，Current plan控制每天24小時(shí)要執(zhí)行的各種計(jì)劃和操作。當(dāng)一個(gè)計(jì)劃生成后，它的副本就以Symphony文件的形式被發(fā)送到所有的下級(jí)工作站。然后，DM將此計(jì)劃發(fā)送FTA上，下級(jí)的DM則將這些備份分發(fā)到它們域下的所有FTA和下級(jí)DM上，這樣一級(jí)一級(jí)順著向下分發(fā)。那么，即使與它們的DM連接的網(wǎng)絡(luò)中斷了，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的FTA還是能夠繼續(xù)工作。

當(dāng)它們交換信息及更新作業(yè)狀態(tài)時(shí)，Symphony文件將會(huì)從下級(jí)工作站傳回上級(jí)工作站，以此類(lèi)推。

在每一個(gè)目標(biāo)Agent上，CMM進(jìn)程通過(guò)執(zhí)行以下步驟來(lái)對(duì)作業(yè)調(diào)度進(jìn)行管理:

第一步，進(jìn)入Symphony文件讀指令，明確要運(yùn)行哪一個(gè)作業(yè)。

第二步，按照要求通知操作系統(tǒng)啟動(dòng)作業(yè)。

第三步：根據(jù)作業(yè)處理結(jié)果更新Symphony文件的副本，并發(fā)送通知給MDM和各狀態(tài)下的FTA。原版的Symphony文件保存在MDM上，副本則保存在BMDM上，如果定義有更新，則它們也相應(yīng)地做更新。作業(yè)調(diào)度混合控制模型如圖1所示。

圖1 作業(yè)調(diào)度混合控制模型

3 驅(qū)動(dòng)文件控制設(shè)計(jì)

PSM模型擁有多種編程語(yǔ)言版本，是目前在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界較為流行的一種全文USSA工具。近年來(lái)，PSM模型因其在網(wǎng)頁(yè)、桌面程序上所表現(xiàn)的強(qiáng)大的全文USSA能力而越來(lái)越受到人們的歡迎和關(guān)注，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于USSA信息服務(wù)中。

本文使用的PSM模型是基于Java的全文USSA庫(kù)，全部用Java實(shí)現(xiàn)，無(wú)需進(jìn)行部署和配置，僅完成對(duì)純文本文件的模型驅(qū)動(dòng)，不負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的抓取過(guò)程。

STRUTS的三層結(jié)構(gòu)分別為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層，這是一個(gè)經(jīng)典的系統(tǒng)層次劃分。表示層主要指用戶(hù)界面，用于顯示信息，提供用戶(hù)操作的入口。由于采用Java語(yǔ)言，STRUTS支持異構(gòu)的運(yùn)行環(huán)境；清晰的分層結(jié)構(gòu)，帶來(lái)了高效的開(kāi)發(fā)效率、良好的伸縮性、穩(wěn)定的可用性；同時(shí)對(duì)企業(yè)控制投資成本、良性發(fā)展有著重要作用。

（1）當(dāng)Servlet開(kāi)始接受到發(fā)送的請(qǐng)求后，會(huì)將請(qǐng)求先交給web.xml處理，web.xml不僅對(duì)ActionServlet進(jìn)行相應(yīng)的配置，而且還要對(duì)Struts的標(biāo)簽庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的聲明。

（2）根據(jù)web.xml文件中的配置，會(huì)由一系列的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾器來(lái)處理請(qǐng)求。首先，調(diào)用過(guò)濾器FilterDispatcher的doFilter()方法。

（3）doFilter()方法要求HttpServletRequest訪(fǎng)問(wèn)ActionMapper，如果ActionMapper允許，則返回一個(gè)由特定的action調(diào)用的ActionMapping對(duì)象。

（4）根據(jù)返回結(jié)果，過(guò)濾器FilterDispatcher開(kāi)始調(diào)用Dispatcher類(lèi)的serviceAction()方法。

（5）serviceAction()方法中又調(diào)用了ActionProxy類(lèi)的execute()方法。

（6）execute()方法又調(diào)用了ActionInvocation類(lèi)的invoke()方法。

（7）ActionInvocation類(lèi)的invoke()方法調(diào)用ExceptionMappingInterceptor的intercept()方法，先去查找那些未被執(zhí)行的攔截器，然后將自身對(duì)象的引用作為參數(shù)傳遞給這些攔截器。

4 結(jié)語(yǔ)

基于混合控制模型的油井網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)MOF容器進(jìn)行優(yōu)化控制，保證數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崟r(shí)得到監(jiān)控。在數(shù)據(jù)流處理的過(guò)程中，需要把數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成不同的作業(yè)，按照網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的要求進(jìn)行作業(yè)調(diào)度，對(duì)作業(yè)設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，確保數(shù)據(jù)信息能夠進(jìn)行有效的監(jiān)控和調(diào)用，這對(duì)數(shù)據(jù)信息模式優(yōu)化和混合控制具有重要的作用?；旌献鳂I(yè)控制可以把若干作業(yè)結(jié)合在一起，形成綜合調(diào)度管理模式。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.035