賈令濤，何 釗

(中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所，陜西 西安 710065)

1 引 言

試驗(yàn)數(shù)據(jù)是強(qiáng)度試驗(yàn)過程的重要產(chǎn)物，也是支撐強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論的基礎(chǔ)。為了保障試驗(yàn)網(wǎng)中試驗(yàn)控制和試驗(yàn)測(cè)量等設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，長(zhǎng)期以來，試驗(yàn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)都是物理隔離的，而試驗(yàn)數(shù)據(jù)則是通過非物理連接的“數(shù)據(jù)擺渡”方式實(shí)現(xiàn)由試驗(yàn)網(wǎng)到辦公網(wǎng)的單向傳輸。這種模式不僅影響試驗(yàn)后的分析效率，在試驗(yàn)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(yàn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)之間通過單向光閘設(shè)備能夠便捷地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)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(duì)單向光閘技術(shù)[2]、試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)自動(dòng)入庫方法，主要包含以下3個(gè)部分：

(1)基于單向光閘，建立試驗(yàn)網(wǎng)到辦公網(wǎng)的單向通路；

(2)統(tǒng)一不同試驗(yàn)測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)文件格式[3]，制定統(tǒng)一的試驗(yàn)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(duì)于通過單向光閘從試驗(yàn)網(wǎng)傳輸?shù)睫k公網(wǎng)的數(shù)據(jù)文件，能夠自動(dòng)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(shí)現(xiàn)兩個(gè)物理隔絕的獨(dú)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(shí)存取、共享存儲(chǔ)設(shè)備來實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)試驗(yàn)網(wǎng)與辦公網(wǎng)的試驗(yàn)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(yàn)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(tái)主機(jī)，其中，在試驗(yàn)網(wǎng)側(cè)，單向光閘連接的是一臺(tái)數(shù)據(jù)發(fā)送主機(jī)，通過此主機(jī)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(tái)數(shù)據(jù)接收主機(jī)，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(jìn)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(tái)。

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(yàn)數(shù)據(jù)文件通過單向光閘準(zhǔn)實(shí)時(shí)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(yàn)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(yàn)測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)文件信息，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.1 數(shù)據(jù)文件命名規(guī)范

試驗(yàn)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(yàn)任務(wù)、試驗(yàn)工況、試驗(yàn)件、加載級(jí)別、測(cè)量次數(shù)等信息。以靜強(qiáng)度試驗(yàn)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(qiáng)度試驗(yàn)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(jī)靜力試驗(yàn)”的“側(cè)向突風(fēng)工況”，是對(duì)編號(hào)為“1”的試驗(yàn)件(只有1件試驗(yàn)件時(shí)也為1)，施加67%載荷時(shí)的第1次測(cè)量得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)格式

強(qiáng)度試驗(yàn)的各專業(yè)通常采用幾種試驗(yàn)測(cè)量設(shè)備，雖然采集的試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)文件，對(duì)每個(gè)試驗(yàn)專業(yè)的數(shù)據(jù)文件格式進(jìn)行了統(tǒng)一。以靜強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，通常采用的試驗(yàn)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(hào)、測(cè)量數(shù)值等，如圖3所示。

圖3 靜強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)格式示例

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

4 應(yīng)用實(shí)例

為了實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)入庫，需要兩個(gè)軟件工具配合——試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理軟件[4]和試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解析入庫軟件。試驗(yàn)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(duì)測(cè)量系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范命名和格式處理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(chǔ)入關(guān)系數(shù)據(jù)庫，同時(shí)關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)文件。

下面仍以“全機(jī)靜力試驗(yàn)”的“側(cè)向突風(fēng)工況”對(duì)編號(hào)為“1”的試驗(yàn)件施加67%載荷時(shí)的第1次測(cè)量數(shù)據(jù)為例，描述通過本文方法將試驗(yàn)網(wǎng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)地解析存儲(chǔ)到辦公網(wǎng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的流程。

(1)在靜強(qiáng)度試驗(yàn)開始后，使用試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理軟件實(shí)時(shí)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式處理，并以“全機(jī)靜力試驗(yàn)-側(cè)向突風(fēng)工況-1-67-1.xls”為文件名稱存儲(chǔ)至試驗(yàn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)發(fā)送主機(jī)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(cè)到有新的數(shù)據(jù)文件之后，準(zhǔn)實(shí)時(shí)地將其單向傳輸至辦公網(wǎng)的數(shù)據(jù)接收主機(jī)中的指定目錄下。

(3)試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解析入庫軟件檢測(cè)到數(shù)據(jù)接收主機(jī)的指定目錄中存在新文件時(shí)，根據(jù)文件名稱和數(shù)據(jù)格式解析該文件，并存儲(chǔ)至關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，如圖5所示。

(4)在結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)文件信息的同時(shí)，存儲(chǔ)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(yàn)數(shù)據(jù)文件中的測(cè)量數(shù)據(jù)信息

圖5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解析入庫

通過上述步驟，可實(shí)現(xiàn)將試驗(yàn)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(shí)時(shí)解析為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理。

5 結(jié)束語

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

實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，本文方法極大地提升了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的入庫效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。與此同時(shí)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)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)。