時(shí)間：2023-06-08 11:20:36
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇網(wǎng)絡(luò)可視化管理，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)管理；SNMP；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌籖ESTful
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）34-0099-03
Abstract： With the development of network technology， network equipments have become one of the most important assets in many company. In order to manage the intranet of company and network equipments effectively， this paper presents the visualization network management system based on web.The system takes advantage of the convenience of web system and the universality of SNMP to implement a visualization system that include devices management， network topology management， machine room monitoring， intelligent alarm， repairing management.
Key words： network management； SNMP； network topology； RESTful
隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已成為各單位的重要資產(chǎn)之一，網(wǎng)絡(luò)的安全性、可用性嚴(yán)重影響著企業(yè)單位工作環(huán)境，對網(wǎng)絡(luò)的使用不當(dāng)有可能會給單位帶來巨大的損失。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和故障的快速修復(fù)也影響著企事業(yè)的競爭力。另一方面，Web技術(shù)由于其良好的兼容性，擴(kuò)展性及便捷性已經(jīng)逐漸取代C/S架構(gòu)的技術(shù)，成為軟件開發(fā)的主流。基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)就是利用了Web技術(shù)，構(gòu)建了集設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹C(jī)房監(jiān)控、智能報(bào)警、故障報(bào)修等功能的可視化管理系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)需求分析
基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的用戶角色主要分為四類：系統(tǒng)管理員、資產(chǎn)管理員、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員、普通員工，其中：
1）系統(tǒng)管理員：主要負(fù)責(zé)保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，包括對用戶的權(quán)限進(jìn)行調(diào)整，系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置等功能。
2）資產(chǎn)管理員：主要負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行登記，利用可視化的界面對機(jī)房及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置進(jìn)行維護(hù)。
3）普通員工：主要是單位的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用者，通過系統(tǒng)申請網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，申請保修網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
4）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員：主要負(fù)責(zé)對設(shè)備故障進(jìn)行檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的故障，并進(jìn)行處理。
在對于不同的用戶角色的需求進(jìn)行分析后，基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的主要功能如圖1所示。
1）設(shè)備管理的主要用戶是資產(chǎn)管理員，主要包括設(shè)備的基本信息管理和生命周期管理。基本信息包括了設(shè)備的名稱、種類、型號及在網(wǎng)絡(luò)中的位置。生命周期管理包括了設(shè)備的入庫、分配、使用、維修、報(bào)廢的完整生命周期。
2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾淼闹饕脩羰蔷W(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員能夠通過Web方式對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行分層維護(hù)，能夠通過Web直觀地展現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在后期的運(yùn)維過程中，能夠通過可視化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，快速發(fā)現(xiàn)和解決網(wǎng)絡(luò)故障和設(shè)備故障問題。
3）機(jī)房監(jiān)控的主要用戶是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員，機(jī)房監(jiān)控主要利用傳感器和攝像頭將機(jī)房內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)畫面通過Web的方式展現(xiàn)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)房內(nèi)的溫濕度環(huán)境變化。
4）智能報(bào)警分為閾值報(bào)警和發(fā)現(xiàn)報(bào)警，閾值報(bào)警通過對設(shè)備及環(huán)境設(shè)置閾值，當(dāng)通過傳感器收集的數(shù)據(jù)超過了閾值的范圍，觸發(fā)報(bào)警事件。發(fā)現(xiàn)報(bào)警是通過SNMP協(xié)議[1]主動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的未知設(shè)備進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警方式分為管理系統(tǒng)彈出、郵件通知、短信通知等。
5）故障保修功能是對設(shè)備產(chǎn)生故障后的保修流程管理，主要的使用用戶是普通員工和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員。普通員工可以對正在使用的網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行報(bào)修申請，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員接到系統(tǒng)的申請?zhí)崾竞髮收线M(jìn)行排查和檢修，并在系統(tǒng)中記錄維修情況并及時(shí)回饋用戶。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員也可以通過智能報(bào)警主動發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并發(fā)起報(bào)修。
6）統(tǒng)管理主要是對系統(tǒng)的基本設(shè)置進(jìn)行維護(hù)。為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，可以對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置的內(nèi)容包括報(bào)警短信的網(wǎng)關(guān)接口，報(bào)警電子郵件的發(fā)送地址，發(fā)送用戶和密碼，通過SMTP/POP3協(xié)議發(fā)送和接受電子郵件，傳感器和攝像頭的IP地址配置等。
7）用戶權(quán)限的管理是維護(hù)系統(tǒng)的用戶及角色信息，針對不同的角色分配不同的權(quán)限功能。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)采用Tomcat作為應(yīng)用服務(wù)器，MySQL作為數(shù)據(jù)庫存儲。
系統(tǒng)主要采用B/S的三層架構(gòu)[2]，JAVA語言編寫，使用RESTful風(fēng)格[3]的架構(gòu)方式，將整個系統(tǒng)分為表現(xiàn)層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層，如圖2所示。
系統(tǒng)還提供RESTful的開放接口提供各類傳感器向系統(tǒng)報(bào)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2.1 使用框架
1）RESTEasy：JBoss的一個開源框架，用于構(gòu)建REST風(fēng)格的Web服務(wù)，本系統(tǒng)中，通過使用RESTEasy框架，為表現(xiàn)層提供統(tǒng)一的REST風(fēng)格Web服務(wù)，通過JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。同時(shí)為傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)接口上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2）Hibernate：用Hibernate作為ORM框架，用作數(shù)據(jù)與實(shí)體之間的映射，由于系統(tǒng)主要采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，為了消除面向?qū)ο蠓椒ㄅc關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之間的差異，采用Hibernate作為數(shù)據(jù)操作的基本框架。
3）jQuery：在展示層使用HTML+CSS+JS的組合方式，jQuery是JS的框架。在網(wǎng)頁形式下提供各種前端特效，使操作更人性化，便捷化。
4）jTopo：jTopo是基于Web的圖形化展示框架，主要用于展示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫Ч?/p>
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及技術(shù)
本系統(tǒng)主要使用的技術(shù)是利用REST架構(gòu)與傳感器等進(jìn)行交互，利用jTopo實(shí)現(xiàn)基于Web的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ堋?/p>
3.1 RESTful架構(gòu)
REST即表述性狀態(tài)傳遞（英文：Representational State Transfer，簡稱REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士論文中提出來的一種軟件架構(gòu)風(fēng)格。它是一種針對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開發(fā)方式，可以降低開發(fā)的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)的可伸縮性。在REST架構(gòu)中，沒一個URI都是一種資源的標(biāo)識，在對系統(tǒng)功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)時(shí)，將每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都作為一種網(wǎng)絡(luò)資源通過唯一的URI進(jìn)行標(biāo)識，在利用HTTP的不同的請求方式對資源進(jìn)行狀態(tài)改變。
定義資源標(biāo)識[4]的規(guī)則如下：
http：//IP：PORT/{系統(tǒng)名稱}/{應(yīng)用名稱}/{設(shè)備類型}/{設(shè)備ID}
系統(tǒng)名稱為本系統(tǒng)的英文標(biāo)識，應(yīng)用名稱針對系統(tǒng)中的不同應(yīng)用進(jìn)行標(biāo)識，設(shè)備類型是以小寫英文字母的方式對設(shè)備進(jìn)行枚舉標(biāo)識，設(shè)備ID是系統(tǒng)為每個設(shè)備分配的唯一標(biāo)識。例如，在監(jiān)控系統(tǒng)中的ID為s001的服務(wù)器對應(yīng)的URI標(biāo)識為：http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001。利用HTTP的不同的請求方式，可對該資源進(jìn)行狀態(tài)改變。不同的請求方式分別是：
1）GET請求：獲取資源，查看資源的信息
2）POST請求：創(chuàng)建資源，新建所需要的資源對象
3）PUT請求：更新資源，對資源信息進(jìn)行修改
4）DELETE請求：刪除資源，將資源刪除
對資源屬性的說明采用JSON的數(shù)據(jù)格式，以鍵值對的方式構(gòu)成，屬性名稱記為PNi，屬性值記為PVi，格式如下：
{PN1：PV1， PN2：PV2，......，PNn：PVn}
以服務(wù)器s001為例，當(dāng)采集到服務(wù)器的CPU占用率為34%，內(nèi)存占用率為27%時(shí)，需要將數(shù)據(jù)更新到系統(tǒng)中時(shí)，對http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001的URI進(jìn)行PUT請求，請求的內(nèi)容大致為：
{cpu：0.34，memory：0.27，......}
3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D框架jTopo
jTopo（Javascript Topology library）是一款完全基于HTML5 Canvas的關(guān)系、拓?fù)鋱D形化界面開發(fā)工具包。利用jTopo可以構(gòu)建基于Web的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D[5]。jTopo分為四層：畫布（Canvas），舞臺（Stage），場景（Scene），對象（Object），畫布是整個繪畫的容器，一個畫布上可以有多個場景，每個場景可以有許多對象，舞臺是畫布中當(dāng)前展示的場景。
在系統(tǒng)中充分利用了這四層關(guān)系對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行展示，首先在畫布中建立了各個不同的場景，包括機(jī)房、機(jī)柜、服務(wù)器，在進(jìn)行不同場景切換時(shí)展現(xiàn)的內(nèi)容也不同，在機(jī)房場景中展現(xiàn)的是機(jī)房整體結(jié)構(gòu)，機(jī)柜、空調(diào)的位置等，如圖3所示。
在機(jī)柜場景中，展示的是機(jī)柜內(nèi)服務(wù)器，交換機(jī)，路由器等設(shè)備的位置，如圖4所示。
利用場景在舞臺上的切換達(dá)到各個拓?fù)鋱D之間的轉(zhuǎn)換。
3.3 主要功能界面
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ芸梢跃S護(hù)查看各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置及狀態(tài)，對不同的設(shè)備可以設(shè)置閾值報(bào)警，當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中會以紅色標(biāo)識設(shè)備發(fā)出告警。
系統(tǒng)提供折現(xiàn)圖，柱狀圖，儀表盤等方式對網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，效果如圖6，圖7所示：
4 結(jié)束語
基于Web的軟件系統(tǒng)是目前軟件開發(fā)的主流方式，本文實(shí)現(xiàn)了基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，并在實(shí)際應(yīng)用中獲得了較滿意的效果。在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠有效地管理各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備故障并解決故障。方便了運(yùn)維人員對網(wǎng)絡(luò)狀況的實(shí)時(shí)掌握及故障排查。系統(tǒng)中的基于Web方式展示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞募夹g(shù)可以為相關(guān)技術(shù)人員提供借鑒。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉振山， 徐孟春， 程瑋瑋. 基于SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)[J]. 信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)， 2003， 4（4）： 44-46.
[2] 張馳， 羅鐵堅(jiān)， 王相根. 基于Web的信息可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用， 2009（12）： 5-9.
[3] Roy Thomas Fielding.Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures[D]. Ph.D.， Information and Computer Science， UC Irvine， 2000.
了解Gigamon公司的人都知道它針對金融、運(yùn)營商行業(yè)的客戶可以提供網(wǎng)絡(luò)流量可視化解決方案。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性不斷增加，激發(fā)了更多行業(yè)用戶對網(wǎng)絡(luò)流量智能監(jiān)控解決方案的需求。在不久前舉行的第三屆中國能源企業(yè)信息化大會上，記者見到了Gigamon的亞太區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)袁偉鵬，他向記者介紹了Gigamon針對油氣能源部門的全面可視化方案，同時(shí)談到了Gigamon獨(dú)特的統(tǒng)一可視化矩陣（Unified Visibility Fabric）的優(yōu)勢。
流量可控
云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、虛擬化、移動化的興起，對于數(shù)據(jù)中心架構(gòu)尤其是網(wǎng)絡(luò)的管理、分析和安全產(chǎn)生了重大影響。用戶對于網(wǎng)絡(luò)效率、安全性和可靠性的追求永無止境，而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控方式則有些捉襟見肘。Gigamon的網(wǎng)絡(luò)流量可視化解決方案采用帶外方式，可以在不影響網(wǎng)絡(luò)本身性能和可靠性的情況下，對流量進(jìn)行監(jiān)控。
網(wǎng)絡(luò)流量的提取、分類、優(yōu)先級劃分等并不容易。傳統(tǒng)的流量監(jiān)控和分析往往要通過大規(guī)模添加新的工具和系統(tǒng)，或者變更以太網(wǎng)交換機(jī)的用途，或借助鏡像端口復(fù)制流量，以及通過網(wǎng)絡(luò)分路器分拆流量等方式實(shí)現(xiàn)。上述方式通常只借助一臺交換機(jī)或一個分路器的有限過濾功能實(shí)現(xiàn)，功能和可視化都受到了限制，而且擴(kuò)展和管理難度大，成本高。
能不能通過一種可靠的一體化的設(shè)計(jì)方式，沖破傳統(tǒng)方式在性能、成本和管理方面的局限性，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)流量的有效監(jiān)控與管理呢？正是基于這種考慮，Gigamon推出了流量可視化矩陣（Traffic Visibility Fabric），它采用創(chuàng)新的架構(gòu)，可以全方位實(shí)現(xiàn)流量的可視化與控制，提升擴(kuò)展性和吞吐能力，同時(shí)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，提高網(wǎng)絡(luò)效率并簡化部署和使用。
統(tǒng)一可視化
在網(wǎng)絡(luò)由簡單的、靜態(tài)的逐漸向復(fù)雜的、動態(tài)化的方向發(fā)展時(shí)，Gigamon流量可視化矩陣的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了，它為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)師、管理員提供了全面的流量可視性，在不影響生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性的情況下，可以對通過物理網(wǎng)和虛擬網(wǎng)的流量進(jìn)行監(jiān)控。許多大型企業(yè)、數(shù)據(jù)中心和服務(wù)供應(yīng)商都采用了Gigamon流量可視化矩陣。
在可視化矩陣的基礎(chǔ)上，Gigamon又進(jìn)一步提出了統(tǒng)一可視化結(jié)構(gòu)的理念，它可以提供跨平臺的流量可視化功能，讓用戶原有的監(jiān)測工具，可以監(jiān)測和分析來自物理網(wǎng)絡(luò)、虛擬網(wǎng)絡(luò)或軟件定義網(wǎng)絡(luò)的流量，從而提升網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控的智能化程度。統(tǒng)一可視化結(jié)構(gòu)的好處顯而易見：具有智能化的全面可視性，可以對遠(yuǎn)程站點(diǎn)提供實(shí)時(shí)、深入的監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，為多種工具和IT部門提供可視性，從而簡化運(yùn)作；減少遠(yuǎn)程站點(diǎn)的維護(hù)人員和監(jiān)測工具，節(jié)省成本。
精確分發(fā)與智能過濾
實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一可視化，需要Gigamon公司的GigaVUE系列、GigaSMART等核心產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基于Gigamon的專利技術(shù)，可以將網(wǎng)絡(luò)流量智能化地傳送至安全、監(jiān)控或管理系統(tǒng)中。Gigamon可視化矩陣的“心臟”是Flow Mapping（流量映射）和GigaSMART技術(shù)。傳統(tǒng)的過濾機(jī)制，在入站端口需要匯聚多條源鏈路，并過濾分發(fā)，效率低。而采用Flow Mapping，可以確保海量數(shù)據(jù)的精確挑選分發(fā)，僅將特定的流量送往各個監(jiān)測工具或系統(tǒng)，大幅降低出站流量，從而顯著提高工具的利用率。
GigaSMART就是一個智能的過濾引擎，它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的復(fù)制、匯聚、過濾、去重、切片、時(shí)間戳等，配合Gigamon的各種型號的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測工具，可以借助去重和源端口標(biāo)記功能，消除用戶不需要的內(nèi)容，提高工作效率；利用掩碼功能可以隱藏機(jī)密信息，讓金融、醫(yī)療等對合規(guī)性有特殊要求的行業(yè)用戶受益；借助源端口標(biāo)記和時(shí)間戳功能，在接收流量時(shí)標(biāo)記數(shù)據(jù)的來源和時(shí)間信息，可以提高數(shù)據(jù)的精確度等。
關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)配置 可視化 智能匹配
中圖分類號：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0235-01
1 背景技術(shù)
贛州電網(wǎng)繼電保護(hù)配置采用人工表格模式，工作量大，易用性查，保護(hù)和調(diào)度人員不能方便地查詢或調(diào)閱。另一方面，目前也是依賴于保護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)和記憶來編制保護(hù)變更內(nèi)容。隨著贛州用電需求日益增加，電網(wǎng)越來越復(fù)雜，給保護(hù)人員和調(diào)度員的工作Ю錘大挑戰(zhàn)，對專業(yè)知識依賴程度很高，勞動強(qiáng)度大，工作效率低，且容易出現(xiàn)人為疏忽，對電網(wǎng)運(yùn)行造成薄弱環(huán)節(jié)，存在安全隱患。國內(nèi)已有實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)定值可視化配置和瀏覽功能的平臺型軟件，主要問題是整體平臺功能復(fù)雜，人機(jī)交互差，且不能跨平臺運(yùn)行。其次，未見基于判斷電網(wǎng)一次運(yùn)行方式的保護(hù)定值智能匹配、展示、輸出保護(hù)變更內(nèi)容的報(bào)道。因此，贛州電網(wǎng)聯(lián)合武漢華大鄂電電氣設(shè)備有限公司共同設(shè)計(jì)并開發(fā)了繼電保護(hù)配置可視化軟件。
2 軟件介紹
2.1 開發(fā)環(huán)境
贛州電網(wǎng)繼電保護(hù)配置可視化軟件開發(fā)環(huán)境為Windows 2012操作系統(tǒng)，SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫，開發(fā)工具為Qt5.6，編譯環(huán)境為Windows/Lunix/Unix主流版本操作系統(tǒng)。
2.2 軟件架構(gòu)
贛州電網(wǎng)繼電保護(hù)配置可視化軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思想，包括數(shù)據(jù)存儲層、業(yè)務(wù)支撐層和高級應(yīng)用層三層架構(gòu)。數(shù)據(jù)存儲層包括數(shù)據(jù)庫和文件。數(shù)據(jù)庫基于動態(tài)鏈接庫設(shè)計(jì)，支持不同型號和版本的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)自動建庫和更新，包括靜態(tài)庫和仿真庫。文件包括電網(wǎng)模型、保護(hù)變更內(nèi)容模板及歷史版本。業(yè)務(wù)支撐層包括電網(wǎng)建模、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＜蚁到y(tǒng)和系統(tǒng)管理。高級應(yīng)用層包括保護(hù)定值配置可視化、保護(hù)定值智能匹配與自動輸出。
2.3 運(yùn)行環(huán)境
贛州電網(wǎng)繼電保護(hù)配置可視化軟件運(yùn)行環(huán)境為Windows/Lunix/Unix主流版本操作系統(tǒng)，Oracle/SQL Server/MySQL主流版本數(shù)據(jù)庫。
2.4 主要功能
電網(wǎng)建模實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)接線圖和臺賬維護(hù)功能。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)電網(wǎng)一次運(yùn)行方式的準(zhǔn)確判斷。專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值自動匹配規(guī)則制定。系統(tǒng)管理實(shí)現(xiàn)用戶管理、運(yùn)行設(shè)置。保護(hù)定值配置可視化實(shí)現(xiàn)基于可視化圖形界面的定值配置與瀏覽。保護(hù)定值智能匹配與自動輸出實(shí)現(xiàn)人工模擬調(diào)整電網(wǎng)一次運(yùn)行方式、自動判斷并自動匹配定值、以及自動輸出保護(hù)變更內(nèi)容。
2.5 軟件流程
第一步，電網(wǎng)建模，一次接線圖繪制與臺賬錄入，形成電網(wǎng)靜態(tài)模型；其次，保護(hù)定值可視化配置，基于一次接線圖可視化環(huán)境，應(yīng)用專家系統(tǒng)，錄入保護(hù)定值配置方案，形成保護(hù)定值圖形專家?guī)欤瑢?shí)現(xiàn)定值可視化配置和圖形化瀏覽；最后，保護(hù)定值智能匹配，基于電網(wǎng)靜態(tài)模型，人工手動（或自動接駁調(diào)度自動化系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌┱{(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑢?shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式準(zhǔn)確判斷，形成電網(wǎng)仿真模型；基于保護(hù)定值圖形專家?guī)欤詣悠ヅ浔Ｗo(hù)定值并在電網(wǎng)仿真模型一次接線圖上顯示，自動輸出保護(hù)變更內(nèi)容，并自動保存案例軟件流程圖見圖1所示。
3 應(yīng)用分析
贛州電網(wǎng)繼電保護(hù)配置可視化軟件自2015年10月投入試運(yùn)行，已經(jīng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。繼電保護(hù)配置可視化軟件保證了保護(hù)人員和調(diào)度員保護(hù)變更分析和決策的準(zhǔn)確性，防范因人為因素造成的安全隱患，提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性和供電可靠性，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益明顯。其次，贛州電網(wǎng)繼電保護(hù)配置可視化軟件可以顯著提高保化人員和調(diào)度員的工作效率，降低勞動強(qiáng)度，同時(shí)降低對專業(yè)要求，適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和方式變更頻繁的局面，提高技術(shù)管理水平，管理效益顯著。最后，贛州電網(wǎng)繼電保護(hù)配置可視化軟件填補(bǔ)目前贛州電網(wǎng)調(diào)度自動化EMS系統(tǒng)與調(diào)度運(yùn)行管理OMS系統(tǒng)之間的保護(hù)變更智能決策空白，推動行業(yè)相關(guān)技術(shù)發(fā)展。
收稿日期：2016-07-29
網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知是針對網(wǎng)絡(luò)安全隱患提出的新型技術(shù)，其研究歷史也是由來已久。20世紀(jì)90年代，網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知是由Bass等網(wǎng)絡(luò)信息專家首次提出，通過為了深入研究這項(xiàng)技術(shù)，借鑒了空中交通監(jiān)管態(tài)勢感知，并其中的理論知識和相關(guān)技術(shù)運(yùn)用到網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢安全態(tài)勢感知體系中，并為其發(fā)展創(chuàng)造了良好的開端。進(jìn)入到21世紀(jì)初期，網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知引入了SILK系統(tǒng)，其作用規(guī)模性的監(jiān)測對網(wǎng)路安全態(tài)勢感知。同時(shí)，很多網(wǎng)絡(luò)信息計(jì)算方面的專家對以后網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展方向作出了預(yù)測，使網(wǎng)絡(luò)安全隱患處在了一個可控的范圍內(nèi)。根據(jù)目前我國網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)際情況，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知體系正做著積極地研究，但其實(shí)際應(yīng)用的普及度還亟待提高。
2網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知體系結(jié)構(gòu)
（1）體系主要技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知對網(wǎng)絡(luò)安全信息的管理有著很好的效果，其效果的實(shí)現(xiàn)是結(jié)合了多種網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)信息安全技術(shù)，比如防火墻、殺毒軟件、入侵檢測系統(tǒng)等技術(shù)，其作用主要表現(xiàn)在對網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)時(shí)檢測和快速預(yù)警。通過實(shí)時(shí)檢測，網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知可以對正在運(yùn)行的網(wǎng)路安全情況進(jìn)行相應(yīng)的評估，同時(shí)也可以預(yù)測網(wǎng)絡(luò)以后一定時(shí)間的變化趨勢。
（2）體系組成部分
網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知體系可以劃分成四個部分。第一部分是特征提取，該層的主要作用是通過防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、防病毒、流控、日志審計(jì)等系統(tǒng)整理并刪選網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中眾多的數(shù)據(jù)信息，然后從中提取系統(tǒng)所需要的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢信息；第二部分是安全評估，該部分屬于網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知體系的核心部分，其作用是分析第一部分所提出的信息，然后結(jié)合體系中其他網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)（防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等）評估網(wǎng)絡(luò)信息安全的運(yùn)行狀況，給出評估模型、漏洞掃描和威脅評估；第三個部分就是態(tài)勢感知，這一部分的作用是識別網(wǎng)絡(luò)安全評估的信息和信息源，然后明確雙方之間存在的聯(lián)系，同時(shí)根據(jù)評估的結(jié)果形成安全態(tài)勢圖，借此來確定網(wǎng)絡(luò)安全受威脅的程度，并直觀反映出網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)時(shí)狀況和發(fā)展趨勢的可能性；最后一部分是預(yù)警系統(tǒng)，這個部分是結(jié)合安全態(tài)勢圖，對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中可能受到的安全威脅進(jìn)行快速的預(yù)警，方便安全管理人員可以及時(shí)的檢查網(wǎng)絡(luò)安全的運(yùn)行狀況，然后通過針對性的處理措施解決網(wǎng)絡(luò)安全隱患。
3網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知關(guān)鍵技術(shù)
（1）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的成熟，網(wǎng)絡(luò)中的信息量也在不斷增多，同時(shí)又需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的分析。針對這種問題，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生，其目的是在大量的安全態(tài)勢信息中找出有價(jià)值且能使用的數(shù)據(jù)模式，以便檢測不確定的攻擊因素和自動創(chuàng)建檢測模型。數(shù)據(jù)挖掘廣義上理解就是挖掘網(wǎng)絡(luò)中眾多的信息，但挖掘出來的信息是人們所需要的，而按照專業(yè)人士的解釋，數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含的、規(guī)律的、人們事先未知的，但又有潛在有用的并且最終可理解的信息和知識的非平凡過程。其中提出的信息和知識由可以轉(zhuǎn)換為概念、模式、規(guī)則、規(guī)律等形式。在知識的發(fā)現(xiàn)中數(shù)據(jù)挖掘是非常重要的環(huán)節(jié)，目前這項(xiàng)技術(shù)開始逐漸進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，并與入侵檢測系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)合，其中運(yùn)用的分析方法主要包含4種，即關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、分類分析以及序列模式分析。關(guān)聯(lián)分析的作用是挖掘各種數(shù)據(jù)存在的某種聯(lián)系，就是通過給定的數(shù)據(jù)，挖掘出支持度和可信度分別大于用戶給定的最小支持度和最小可信的關(guān)聯(lián)規(guī)則。序列模式分析與關(guān)聯(lián)分析類似，但其分析更多的是數(shù)據(jù)之間的前后聯(lián)系，即使通過給定的數(shù)據(jù)，找出最大序列，而這個序列必須是用戶指定，且屬于最小支持度。分類分析對集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸類，并根據(jù)數(shù)據(jù)的類別分別設(shè)置不同的分析模型，然后再分類其它數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)或者信息記錄，一般用的比較多的模型主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、貝葉斯分類模型和決策樹模型。聚類分析與分類分析都是屬于數(shù)據(jù)的分類，但兩者的區(qū)別在于前者不需要對類進(jìn)行提前定義，其分類是不確定的。具體細(xì)分下來聚類分析法又包括以密度為基礎(chǔ)的分類、模糊聚類、動態(tài)聚類。關(guān)聯(lián)分析與序列分析大多用在模式的發(fā)展以及特征的構(gòu)建，分類分析與聚類分析大多用在模型構(gòu)建完成之后的檢測環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段，雖然數(shù)據(jù)挖掘已應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，也具備較好的發(fā)展趨勢，但使用過程中還是有一些問題需要解決。比如，獲得數(shù)據(jù)挖掘需要的數(shù)據(jù)途徑較少，數(shù)據(jù)挖掘的信息量過大，效率較低，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性。
（2）信息融合技術(shù)
信息融合技術(shù)也叫做數(shù)據(jù)融合技術(shù)，或者是多傳感器數(shù)據(jù)融合，它是處理多源數(shù)據(jù)信息的重要工具和方法，其作用的原理是將各種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起然后再進(jìn)行形式化的描述。就信息論而言，相比于單源的數(shù)據(jù)信息，多源數(shù)據(jù)信息在提供信息量具有更好的優(yōu)勢。信息融合的概念在很早以前就提出，而由于近些年高級處理技術(shù)和高效處理硬件的應(yīng)用，信息的實(shí)時(shí)融和逐漸成為網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)領(lǐng)域研究的新趨勢，其研究的重點(diǎn)就是對海量的多源信息的處理。正是基于這種研究，信息融合技術(shù)的理論研究以及實(shí)際應(yīng)用取得顯著的效果。就信息融合的標(biāo)準(zhǔn)而言，美國數(shù)據(jù)融合專家組成立之初就進(jìn)行了相應(yīng)的工作，且創(chuàng)建了數(shù)據(jù)融合過程的通用模型，也就是JDL模型，該模型是目前數(shù)據(jù)融合領(lǐng)域常用的概念模型。這個模型主要有四個關(guān)于數(shù)據(jù)融合處理的過程，即目標(biāo)提取、態(tài)勢提取、威脅提取和過程提取。這些過程在劃分上并不是根據(jù)事件的處理流程，每個過程也并沒有規(guī)定的處理順序，實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，這些過程通常是處于并行處理的狀態(tài)。目標(biāo)提取就是利用各種觀測設(shè)備，將不同的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后把這些數(shù)據(jù)聯(lián)合在一起作為描述目標(biāo)的信息，進(jìn)而形成目標(biāo)趨勢，同時(shí)顯示該目標(biāo)的各種屬性，如類型、位置和狀態(tài)等。態(tài)勢提取就是根據(jù)感知態(tài)勢圖的結(jié)果將目標(biāo)進(jìn)行聯(lián)系，進(jìn)而形成態(tài)勢評估，或者將目標(biāo)評估進(jìn)行聯(lián)系。威脅提取就是根據(jù)態(tài)勢評估的結(jié)果，將有可能存在威脅的建立威脅評估，或者將這些結(jié)果與已有的威脅進(jìn)行聯(lián)系。過程提取就是明確怎樣增強(qiáng)上述信息融合過程的評估能力，以及怎樣利用傳感器的控制獲得最重要的數(shù)據(jù)，最后得出最大限度提高網(wǎng)絡(luò)安全評估的能力。
（3）信息可視化技術(shù)
信息可視化技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)的圖像處理技術(shù)，把數(shù)據(jù)信息變?yōu)閳D像信息，使其能夠以圖形或者圖像的方式顯示在屏幕上，同時(shí)利用交互式技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的處理。在計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展的條件下，信息可視化的的研究也得到了不斷的開拓。目前信息可視化研究的領(lǐng)域不再局限于科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)的研究，工程數(shù)據(jù)以及測量數(shù)據(jù)同樣也實(shí)現(xiàn)了信息的可視化。利用信息可視化技術(shù)，可以有效地得知隱藏在數(shù)據(jù)信息中的規(guī)律，使網(wǎng)路信息的處理能獲得可靠的依據(jù)。就計(jì)算機(jī)安全而言，目前網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備在顯示處理信息結(jié)果上，只是通過簡單的文字描述或者圖表形式，而其中的關(guān)鍵信息常常很難被提取出來。網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知體系的主要作用就是通過融合和分類多源信息數(shù)據(jù)，使網(wǎng)絡(luò)安全里人員在進(jìn)行決策和采取措施時(shí)能及時(shí)和找準(zhǔn)切入點(diǎn)。這就需要將態(tài)勢感知最后得出的結(jié)果用可視化的形式顯示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，充分發(fā)揮人類視覺中感知和處理圖像的優(yōu)勢，從而保證網(wǎng)絡(luò)的安全狀態(tài)能得到有效地監(jiān)控以及預(yù)測。故而，作為網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知體系的關(guān)鍵技術(shù)，可視化技術(shù)的發(fā)展以及實(shí)際應(yīng)用有了顯著的效果，對于網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知中的攻擊威脅和流量信息發(fā)揮重要的作用。同時(shí)，可視化技術(shù)的主要作用就是將態(tài)勢感知的結(jié)果以人們便于認(rèn)識的形式呈現(xiàn)出來，那么就需要考慮到態(tài)勢信息的及時(shí)性和直觀性，最后顯示的形式不能太過復(fù)雜。此外，未來網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知體系中可視化技術(shù)，還需要解決怎樣把具有攻擊威脅的信息與網(wǎng)絡(luò)流量信息進(jìn)行一定的聯(lián)系，且為了加強(qiáng)顯示信息的時(shí)效性和規(guī)模性，還需要制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，保證安全態(tài)勢的顯示能規(guī)范統(tǒng)一。
4金稅工程網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知模型實(shí)例分析
對金稅工程網(wǎng)絡(luò)安全需求為牽引，通過數(shù)據(jù)挖掘深入感知IT資源（采集的要素信息），構(gòu)建出金稅工程網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知模型。模型分解可分解為要素信息采集、事件歸一化、事件預(yù)處理、態(tài)勢評估、業(yè)務(wù)評估、預(yù)警與響應(yīng)、流程處理、用戶接口（態(tài)勢可視化）、歷史數(shù)據(jù)分析九個部分。
（1）要素信息采集：
信息采集對象包括資產(chǎn)、拓?fù)洹⑷觞c(diǎn)、性能、事件、日志等。
（2）事件歸一化：
對采集上來的各種要素信息進(jìn)行事件標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化、并對原始事件的屬性進(jìn)行擴(kuò)展。
（3）事件預(yù)處理：
也是對采集上來的各種要素信息進(jìn)行事件標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理。事件預(yù)處理尤其是指采集具有專項(xiàng)信息采集和處理能力的分布式模塊。
（4）態(tài)勢評估：
包括關(guān)聯(lián)分析、態(tài)勢分析、態(tài)勢評價(jià)，核心是事件關(guān)聯(lián)分析。關(guān)聯(lián)分析就是要使用采用數(shù)據(jù)融合（Da⁃taFusion）技術(shù)對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)從時(shí)間、空間、協(xié)議等多個方面進(jìn)行關(guān)聯(lián)和識別。態(tài)勢評估的結(jié)果是形成態(tài)勢評價(jià)報(bào)告和網(wǎng)絡(luò)綜合態(tài)勢圖，借助態(tài)勢可視化為管理員提供輔助決策信息，同時(shí)為更高階段的業(yè)務(wù)評估提供輸入。
（5）業(yè)務(wù)評估：
包括業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評估和業(yè)務(wù)影響評估，還包括業(yè)務(wù)合規(guī)審計(jì)。業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評估主要采用面向業(yè)務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，通過業(yè)務(wù)的價(jià)值、弱點(diǎn)和威脅情況得到量的出業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值；業(yè)務(wù)影響評估主要分析業(yè)務(wù)的實(shí)際流程，獲知業(yè)務(wù)中斷帶來的實(shí)際影響，從而找到業(yè)務(wù)對風(fēng)險(xiǎn)的承受程度。
（6）預(yù)警與響應(yīng)：
態(tài)勢評估和業(yè)務(wù)評估的結(jié)果都可以送入預(yù)警與響應(yīng)模塊，一方面借助態(tài)勢可視化進(jìn)行預(yù)警展示，另一方面，送入流程處理模塊進(jìn)行流程化響應(yīng)與安全風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)維。
（7）流程處理：
主要是指按照運(yùn)維流程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的過程。安全管理體系中，該功能是由獨(dú)立的運(yùn)維管理系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)。
（8）用戶接口（態(tài)勢可視化）：
實(shí)現(xiàn)安全態(tài)勢的可視化、交互分析、追蹤、下鉆、統(tǒng)計(jì)、分布、趨勢，等等，是用戶與系統(tǒng)的交互接口。態(tài)勢感知系統(tǒng)的運(yùn)行需要用戶的主動參與，而不是一個自治系統(tǒng)。
（9）歷史數(shù)據(jù)分析：
這部分實(shí)際上不屬于態(tài)勢感知的范疇。我們已經(jīng)提到，態(tài)勢感知是一個動態(tài)準(zhǔn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，他偏重于對信息的實(shí)時(shí)分析和預(yù)測。在安全管理系統(tǒng)中，除了具備態(tài)勢感知能力，還具備歷史數(shù)據(jù)挖掘能力。
5結(jié)束語
作者：欒奕娜 李蘭東 鞠凱歌 陶化舉 王春蘭 王麗艷 李燦東 單位：黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黑龍江省農(nóng)科院佳木斯分院
通過接入云端服務(wù)器空間可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的海量存儲，包括從視頻的批量上傳、存儲備份、多碼率轉(zhuǎn)換、多CDN分發(fā)網(wǎng)絡(luò)加速、視頻內(nèi)容制作、視頻內(nèi)容管理和高清視頻播放等綜合視頻應(yīng)用（圖略）隨著云計(jì)算技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)民可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)軟、硬件資源的共享，網(wǎng)絡(luò)資源的按需索取將成為可能，比如用網(wǎng)盤代替U盤和移動硬盤。只要用戶網(wǎng)速夠用，利用一臺普通電腦就可以通過互聯(lián)網(wǎng)索取高配置的虛擬服務(wù)器提供的海量空間資源和信息數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，網(wǎng)絡(luò)視頻資源的“按需分配”時(shí)代也將到來，比如根據(jù)用戶終端類型的不同，服務(wù)器端可以提供諸如標(biāo)清、高清甚至超清的視頻播放服務(wù)。農(nóng)業(yè)部門科普視頻網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀在媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的大環(huán)境下，黑龍江省農(nóng)技部門的可視化農(nóng)業(yè)科技推廣進(jìn)程卻較緩慢。農(nóng)村網(wǎng)民除通過電視有限的農(nóng)業(yè)頻道獲取科教信息外，只能通過內(nèi)容繁雜的公共視頻網(wǎng)站查詢信息，這對網(wǎng)絡(luò)知識水平普遍不高的農(nóng)村網(wǎng)民來說，想要快速獲取有用的科技視頻影片并非易事。此外，農(nóng)技部門大多沒有專門的科教視頻網(wǎng)站，少數(shù)能夠播放視頻節(jié)目的網(wǎng)站在速度和容量上也很難滿足用戶需求。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，受資金和技術(shù)約束，基層農(nóng)技部門若要建立農(nóng)業(yè)科技推廣視頻網(wǎng)站，需要自主開發(fā)或者構(gòu)建視頻系統(tǒng)，不但開發(fā)代價(jià)非常大，往往也難以維護(hù)。一套視頻、管理、轉(zhuǎn)碼、播放軟件至少需要十幾萬元，即使采用成熟的技術(shù)架構(gòu)也需要3～6個月開發(fā)時(shí)間，加之購買帶寬、服務(wù)器等硬件設(shè)施，總投入需上百萬元。此外，缺乏網(wǎng)絡(luò)開發(fā)和視頻技術(shù)的技術(shù)人員團(tuán)隊(duì)更是自建可視化網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的瓶頸。
建立基于云視頻服務(wù)的農(nóng)業(yè)科技網(wǎng)絡(luò)視頻平臺
借助高校的軟硬件設(shè)施和專業(yè)技術(shù)資源，使開發(fā)出通用的農(nóng)業(yè)部門網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)接口成為可能。依托高校構(gòu)建云視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院組建了可視化農(nóng)業(yè)科技推廣平臺開發(fā)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)由多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)、農(nóng)技推廣等多學(xué)科人員組成，技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)全面，保障了開發(fā)研究的順利進(jìn)行。現(xiàn)代教育技術(shù)中心，對可視化農(nóng)業(yè)科技推廣平臺的硬件、網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)、視頻處理提供設(shè)備及技術(shù)支撐。網(wǎng)絡(luò)信息中心進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建、程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)。農(nóng)業(yè)推廣專家依據(jù)我省各地的實(shí)際情況，分析可視化農(nóng)業(yè)科技推廣的實(shí)際需求，制定可行性方案。通過整合現(xiàn)代教育技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)資源，利用最新視頻云技術(shù)，建立了黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)電視臺，開設(shè)了農(nóng)業(yè)專家在線講座、科技視頻點(diǎn)播等欄目，實(shí)現(xiàn)了黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)科技推廣可視化［3］。基于此，與富錦市、綏濱農(nóng)場等多家農(nóng)業(yè)科技部門合作，探討制定了可視化農(nóng)業(yè)科技推廣通用方案(圖略)。通過研究和實(shí)踐，建立了可視化農(nóng)業(yè)科技推廣平臺的軟件系統(tǒng)，并根據(jù)各地農(nóng)業(yè)部門實(shí)情設(shè)計(jì)了不同的網(wǎng)絡(luò)視頻門戶運(yùn)行模式。現(xiàn)有門戶網(wǎng)站接入云視頻服務(wù)平臺近年來，隨著黑龍江省農(nóng)村地區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用知識的不斷普及，在各級政府政策的支持和鼓勵下，從黑龍江省廳農(nóng)業(yè)部門到農(nóng)場管局，都建立了自己相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)門戶，擁有獨(dú)立的網(wǎng)站，以方便對外農(nóng)業(yè)信息和科技資訊，這也給基于云計(jì)算技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻的接入提供了平臺。以綏濱農(nóng)場信息港為例，針對其現(xiàn)有門戶網(wǎng)站，植入了云視頻服務(wù)平臺接口，在極短的時(shí)間內(nèi)開辟了科技視頻欄目，并且能夠流暢的運(yùn)載高清視頻媒體，實(shí)現(xiàn)了科技推廣的可視化。不但節(jié)約了硬件設(shè)施的升級成本，還降低了管理難度。通過嵌入云視頻軟件接口，可以跨越傳統(tǒng)高成本、管理難的視頻網(wǎng)站，搭建低成本易運(yùn)行的農(nóng)業(yè)科技視頻平臺。農(nóng)業(yè)部門可根據(jù)實(shí)際需求，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及技術(shù)基礎(chǔ)上，建立可視化農(nóng)業(yè)科技推廣視頻系統(tǒng)，農(nóng)村網(wǎng)民可以通過該系統(tǒng)隨時(shí)隨地獲取視頻信息。搭建云視頻服務(wù)網(wǎng)絡(luò)電視臺網(wǎng)絡(luò)電視臺是3網(wǎng)融合背景下的產(chǎn)物，為電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的相互滲透、互相兼容，并逐步整合成為全世界統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)提供了平臺。借助云端服務(wù)器高速海量的視頻傳播服務(wù)，基層農(nóng)業(yè)部門可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)軟硬件平臺基礎(chǔ)上架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)電視臺。通過對云視頻服務(wù)器的鏈入，為普陽、牡丹江及軍川等多個農(nóng)場建立了網(wǎng)絡(luò)電視臺。和電視臺一樣，網(wǎng)絡(luò)電視臺具有類似的功能和操作，可以提供多個頻道，任意更換節(jié)目，客戶瀏覽方便，操作簡單，效果直觀。優(yōu)于電視臺的是，網(wǎng)絡(luò)電視臺是以視聽互動為核心、融網(wǎng)絡(luò)特色與電視特色于一體的智能化、多終端的公共服務(wù)平臺［4］。網(wǎng)絡(luò)電視臺給用戶帶來的是高度集約的媒體資源整合和更加立體高效的內(nèi)容呈現(xiàn)。借助網(wǎng)絡(luò)電視臺，農(nóng)業(yè)科技推廣部門可以充分利用網(wǎng)絡(luò)媒介普及廣、效率高的特點(diǎn)，發(fā)揮現(xiàn)場培訓(xùn)、電視和電腦3種信息載體的優(yōu)勢，系統(tǒng)整合農(nóng)業(yè)科普資源，開展多樣、交互的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)。
云視頻服務(wù)應(yīng)用展望
隨著我國3網(wǎng)融合步伐的邁進(jìn)，云視頻服務(wù)將在下一代互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)過程中發(fā)揮重要作用，尤其會為農(nóng)村網(wǎng)民帶來更直接的實(shí)惠。通過技術(shù)改造，寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)功能將趨于一致，業(yè)務(wù)范圍趨于相同。在未來網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，農(nóng)村網(wǎng)民不但可以利用電腦上網(wǎng)、看電視、打電話，還可以通過手機(jī)和電視上網(wǎng)。基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)視頻共享平臺的實(shí)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)部門可以通過網(wǎng)絡(luò)與農(nóng)民用戶互聯(lián)互通、資源共享，為其提供語音、數(shù)據(jù)和廣播電視等多種服務(wù)，及時(shí)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營者提供科技、供求和價(jià)格等信息，為農(nóng)業(yè)科技信息服務(wù)“最后一公里”提供了新載體。通過對可視化網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，可以進(jìn)一步推動科普資源的共建共享，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)知識資源在開展農(nóng)村科普工作中的積極作用，提升廣大農(nóng)民、農(nóng)村科普工作者以及涉農(nóng)工作人員的科學(xué)素質(zhì)，進(jìn)而加快廣大農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。
[關(guān)鍵詞] 石油勘探；協(xié)同；云計(jì)算；平臺；遠(yuǎn)程；三維；可視化
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 025
[中圖分類號] TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）17- 0041- 03
1 前 言
新疆油田作為中國西部第一個千萬噸級大油田，經(jīng)歷了50多年的勘探開發(fā)，地表地理環(huán)境和地下地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，勘探開發(fā)的難度越來越大，因此必須大力推進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用，以信息化、智能化來提升油氣勘探開發(fā)的水平和效益。
在此形勢下，新疆油田公司勘探開發(fā)研究院于2005年建成了勘探協(xié)同環(huán)境，利用“網(wǎng)絡(luò)存儲+服務(wù)器+胖客戶端”的解釋軟件運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科、多專業(yè)的協(xié)同工作，極大地提高了勘探科研人員的工作效率。然而隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探研究大協(xié)同需求的出現(xiàn)，利用云計(jì)算技術(shù)對原有協(xié)同環(huán)境進(jìn)行升級已經(jīng)迫在眉睫。其中，石油勘探研究中所使用的主流專業(yè)軟件（如OpenWorks、Geoeast等），都在向著體解釋的方向發(fā)展，三維顯示處于越來越重要的位置，如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程三維可視化，將是協(xié)同環(huán)境升級為云計(jì)算平臺至關(guān)重要的一步。
2 技術(shù)要求
在云計(jì)算平臺的建設(shè)規(guī)劃中，為了滿足大協(xié)同的需求，將所有計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一整合到數(shù)據(jù)中心，利用數(shù)據(jù)中心的資源開展勘探研究工作，通過網(wǎng)絡(luò)把結(jié)果傳輸?shù)娇蛻舳耍蒲腥藛T直接面對的客戶端將不再承擔(dān)計(jì)算任務(wù)。而將后端的硬件資源與前端的客戶端有效連接起來的正是云計(jì)算平臺。云計(jì)算平臺在整個系統(tǒng)中所處的位置如圖1所示。
而在云計(jì)算平臺的眾多功能中，遠(yuǎn)程圖形可視化是硬件設(shè)備與用戶溝通的橋梁，是與用戶體驗(yàn)直接相關(guān)的部分，其功能的完善與否將直接影響科研人員對云計(jì)算平臺的評價(jià)，是極其重要的部分。其中二維圖形的遠(yuǎn)程可視化技術(shù)已經(jīng)非常成熟，諸如Xmanager之類的遠(yuǎn)程桌面軟件已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。而三維圖形的遠(yuǎn)程可視化技術(shù)也在近年來取得突破。遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)可以將應(yīng)用軟件服務(wù)器渲染好的圖像（包括二維和三維）經(jīng)過壓縮后，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給客戶端，客戶端只需將圖像解壓后顯示。但是要將遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)應(yīng)用到勘探云計(jì)算平臺中，就必須滿足油田勘探研究的需求：
首先，科研人員在使用油田勘探研究專業(yè)軟件時(shí)，對顯示的色彩和形狀的準(zhǔn)確度和清晰度要求非常高，這就要求遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)需要能夠提供無失真的高清晰度畫面。
其次，由于客戶端通常位于科研人員的辦公室，甚至有可能位于公網(wǎng)上，在圖像傳輸時(shí)不能占用太大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此要求遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)在保證圖形不失真的前提下有優(yōu)秀的圖形壓縮率，保證科研人員在低帶寬網(wǎng)絡(luò)中也能流暢使用。
再次，由于油田勘探研究專業(yè)軟件種類較多，而且橫跨Windows平臺和Linux平臺，需要遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)有足夠出色的兼容性，保證勘探研究中所使用的專業(yè)軟件都能通過其。
最后，原有協(xié)同環(huán)境已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了科研數(shù)據(jù)的共享，在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步加強(qiáng)不同地區(qū)科研人員之間的交流和協(xié)作，需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同工作，即多名用戶能同時(shí)登錄到同一畫面，其中任何一名用戶的操作對其他用戶均可見。
3 遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)在油田勘探研究中應(yīng)用的實(shí)踐
3.1 實(shí)踐準(zhǔn)備
目前主流的遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)有Citrix公司的XenApp，NICE公司的DCV，Halliburton公司的vSite-3D，HP公司的RGS和Schlumberger公司的LiveQuest。只有對這些技術(shù)進(jìn)行充分的研究和測試，深入了解其功能和性能，才能篩選出適合石油勘探研究的遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)。
經(jīng)過長時(shí)間的研究和測試，根據(jù)研究和測試的結(jié)果，經(jīng)過綜合考慮，勘探云計(jì)算平臺決定使用XenApp來承擔(dān)Windows平臺軟件的遠(yuǎn)程三維可視化工作，而由DCV來承擔(dān)Linux平臺軟件的遠(yuǎn)程三維可視化工作。兩者能夠?qū)崿F(xiàn)的功能如表1所示。
可以看到，在值得關(guān)心的技術(shù)指標(biāo)上，這兩種技術(shù)都能滿足要求：
（1）能準(zhǔn)確地顯示三維圖形的顏色和形狀。
（2）在帶寬占用方面，公司內(nèi)部的千兆網(wǎng)都能較輕松地承擔(dān)傳輸任務(wù)，而在公網(wǎng)上，可以通過調(diào)低畫面質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)流暢運(yùn)行（兩種技術(shù)均采用差分算法，調(diào)低畫面質(zhì)量只對運(yùn)動畫面有影響，靜止畫面質(zhì)量不變）。
（3）在兼容性方面，XenApp不支持Linux平臺軟件，DCV雖然支持兩種平臺，但Windows服務(wù)器必須架設(shè)在KVM虛擬機(jī)上，不僅性能損失較大，而且硬件資源部署的靈活度也較低。使用XenAppWindows平臺軟件，使用DCVLinux平臺軟件可以發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，同時(shí)互相彌補(bǔ)各自的不足。
（4）在協(xié)作模式上，XenApp只支持管理員與客戶端的協(xié)作模式，不過Windows平臺的遠(yuǎn)程協(xié)作方式很多，可以一定程度地彌補(bǔ)這一不足。而DCV支持各種協(xié)作模式。
（5）在定制研發(fā)方面，兩者都能提供定制研發(fā)服務(wù)。
（6）顯卡復(fù)用是指一塊顯卡能支持多用戶同時(shí)使用需三維渲染的軟件，這項(xiàng)功能能夠提高硬件資源的利用率和部署的靈活度。兩者都支持此項(xiàng)功能。
（7）在服務(wù)方式方面，XenApp提供的是SaaS服務(wù)，DCV提供的是PaaS服務(wù)。相比之下，SaaS服務(wù)在系統(tǒng)安全性、使用便利性和用戶接受度上較PaaS服務(wù)更有優(yōu)勢。不過值得注意的是，科研人員在使用Linux平臺的專業(yè)軟件時(shí)經(jīng)常需要打開Terminal來組織數(shù)據(jù)，此時(shí)PaaS服務(wù)反而具有一定的便利性。
3.2 實(shí)際部署
在實(shí)際部署中，由于XenApp已經(jīng)集成了一整套云計(jì)算系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)所需的全部功能，而DCV則僅有遠(yuǎn)程三維可視化功能，其他功能均需要自主研發(fā)組件來實(shí)現(xiàn)，其中包括用戶管理系統(tǒng)、性能監(jiān)控系統(tǒng)、負(fù)載均衡系統(tǒng)和用戶訪問門戶。在研發(fā)這些組件時(shí)，考慮到研究人員使用的便利性，將XenApp和DCV兩者整合為一個整體，這其中涉及跨平臺的用戶管理和同步、跨平臺的軟件授權(quán)管理、負(fù)載均衡算法的設(shè)計(jì)、軟件單點(diǎn)登錄的實(shí)現(xiàn)等一系列問題。在攻克了這些問題后，勘探云平臺得以成功，其門戶界面如圖2所示。
可以看到Windows平臺的Discovery、GeoMap與Linux平臺的OpenWorks等軟件在統(tǒng)一的門戶向用戶。用戶點(diǎn)擊軟件圖標(biāo)后，會根據(jù)其所屬平臺自動使用XenApp或DCV來向用戶提供遠(yuǎn)程可視化服務(wù)，為云計(jì)算平臺的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。目前該平臺已經(jīng)成功上線運(yùn)行，效果良好。用戶通過遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)使用勘探研究專業(yè)軟件如圖3所示。
3.3 實(shí)踐中的一些問題
在現(xiàn)階段，石油勘探研究用的專業(yè)軟件并不是所有模塊都需要三維顯示，這部分工作并不需要顯卡參與。那么最經(jīng)濟(jì)的做法應(yīng)該是將軟件在無顯卡的服務(wù)器群和有顯卡的服務(wù)器群各安裝一份，并分別作為二維應(yīng)用和三維應(yīng)用，用戶根據(jù)自己當(dāng)前工作的需求在其中進(jìn)行選擇。但在實(shí)際測試時(shí)，用戶無論其實(shí)際需求如何，大部分情況下都傾向于選擇三維應(yīng)用，造成三維應(yīng)用服務(wù)器繁忙而二維應(yīng)用服務(wù)器空閑的現(xiàn)象，并不符合提高硬件資源利用率的初衷。另外給用戶額外的選項(xiàng)也會增加用戶的困擾，使整個云計(jì)算平臺的接受度降低。新疆油田勘探公司云計(jì)算平臺為了提供更好的用戶體驗(yàn)，將應(yīng)用全部部署于有顯卡的服務(wù)器群，但這就對負(fù)載均衡提出了更高的要求。
理想狀況是，能將CPU計(jì)算資源與顯卡計(jì)算資源隔離開，形成各自的資源池，當(dāng)軟件僅使用二維顯示時(shí)，由CPU資源池獨(dú)立完成用戶請求；而當(dāng)軟件需要三維顯示時(shí)，會調(diào)用OpenGL庫，此時(shí)將這部分請求轉(zhuǎn)移到顯卡資源池，兩個資源池合作為用戶提供完整的圖像。這與DCV的工作原理是相似的，其工作原理如圖4所示。
DCV就是將圖形中的二維和三維部分分離，分別交給CPU和顯卡處理，然后在客戶端將兩者融合顯示，而且DCV也提出了遠(yuǎn)程渲染服務(wù)器的概念，圖形中的三維部分將通過“網(wǎng)絡(luò)”傳輸給遠(yuǎn)程渲染服務(wù)器處理，可以說是云計(jì)算的理想架構(gòu)。但是在實(shí)際的DCV產(chǎn)品中，這里的“網(wǎng)絡(luò)”只能是KVM虛擬機(jī)及其宿主機(jī)之間的虛擬網(wǎng)絡(luò)，不同的物理服務(wù)器之間是無法進(jìn)行這樣的協(xié)作的。而且目前顯卡普遍使用的PCI-e 3.0接口的雙向帶寬高達(dá)32GB/s，現(xiàn)有服務(wù)器支持的網(wǎng)絡(luò)無法承載如此高速的數(shù)據(jù)傳輸，這種架構(gòu)必然將造成性能下降。
3.4 展望
隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，400G以太網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)將使CPU資源池和顯卡資源池的分離成為可能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)都支持這樣的分離時(shí)，勘探云計(jì)算平臺的架構(gòu)應(yīng)盡可能地向這一方向轉(zhuǎn)變。
同時(shí)服務(wù)器虛擬化技術(shù)也在不斷發(fā)展，逐漸有虛擬機(jī)軟件支持顯卡，而底層硬件虛擬化的好處是顯而易見的，雖然現(xiàn)在勘探云計(jì)算平臺底層硬件均未使用虛擬機(jī)，但從維護(hù)工作量和故障轉(zhuǎn)移等方面考慮，當(dāng)支持顯卡的服務(wù)器虛擬化技術(shù)[1]成熟后，應(yīng)將其與遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)結(jié)合，更好地為研究人員提供服務(wù)。而且Nvidia的VGX顯卡虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)也預(yù)示著顯卡虛擬化時(shí)代的到來，雖然石油勘探專業(yè)軟件更期望多塊顯卡的整合而非目前的將一塊顯卡拆分，但是顯卡虛擬化技術(shù)也為遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)提供了新的可能。
4 結(jié)束語
隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和勘探研究大協(xié)同需求的出現(xiàn)，云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)成為油田信息化智能化進(jìn)一步發(fā)展的不二之選，而遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)在其中扮演著至關(guān)重要的角色。在建設(shè)勘探云計(jì)算平臺的過程中，以大量的研究和測試工作為基礎(chǔ)，在現(xiàn)有的主流遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)中選擇了XenApp技術(shù)和DCV技術(shù)作為云計(jì)算平臺的核心，收到了良好的效果。但技術(shù)進(jìn)步的腳步不會停歇，遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)將與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬化技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合[2]，使勘探云計(jì)算平臺不斷完善和發(fā)展。
主要參考文獻(xiàn)
1電子商務(wù)中的信息可視化
本文所指的信息可視化是利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，通過圖形圖像，聲音動畫等形式對商品信息以及信息與信息之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行表述。這一過程分為三個步驟，首先系統(tǒng)根據(jù)消費(fèi)者對商品信息的需求進(jìn)行查詢，其次將查詢結(jié)果利用可視化的符號進(jìn)行表述，最后將結(jié)果并通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸給消費(fèi)者，與消費(fèi)者進(jìn)行互動交流。通過此技術(shù)可以讓消費(fèi)者迅速和高效地實(shí)現(xiàn)與大型的數(shù)據(jù)集進(jìn)行交互處理，使消費(fèi)者能快速而準(zhǔn)確的獲取到自己感興趣的商品信息。可以說電子商務(wù)中的信息可視化是將新的技術(shù)、新的思想和新方法整合利用，實(shí)現(xiàn)商家與消費(fèi)者之間直觀、高效的信息交流。
2電子商務(wù)的發(fā)展
電子商務(wù)起源于20世紀(jì)90年代初的美國、加拿大等國家，是一種嶄新的商業(yè)運(yùn)營模式。最早的電子商務(wù)由計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、程序化和標(biāo)準(zhǔn)化的流程以及一系列安全認(rèn)證的法律體系組成。電子商務(wù)的交易主體是商家和消費(fèi)者，基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，依托于商品和客戶的數(shù)據(jù)信息，通常通過網(wǎng)銀和第三方支付平臺進(jìn)行結(jié)算。隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、開發(fā)技術(shù)以及支付方式等電子商務(wù)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，我國的電子商務(wù)也日益繁榮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電子商務(wù)興起的幾年中，我國通過電子商務(wù)進(jìn)行銷售的企業(yè)網(wǎng)上銷售商品和服務(wù)總額為9095億元，占相關(guān)企業(yè)主營業(yè)務(wù)收入的比重近2％。全國企業(yè)網(wǎng)上采購商品和服務(wù)總額達(dá)16889億元，占采購總額的比重約8.5％。其中，中小企業(yè)積極開展電子商務(wù)業(yè)務(wù)，全國約2％的中小企業(yè)開展了電子商務(wù)業(yè)務(wù)，并經(jīng)常性的通過網(wǎng)絡(luò)來辦公。伴隨著基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化服務(wù)和產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，這表明面向消費(fèi)者的電子商務(wù)模式日益創(chuàng)新，也就豐富了人民群眾的物質(zhì)生活和文化生活，高了人們的生活質(zhì)量。
3商品的信息可視化
一個成功的電子商務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的必須保障和先決條件是要有一個完善的信息管理系統(tǒng)，并以此為平臺，將商家、商品以及消費(fèi)者的信息以數(shù)據(jù)的形式存儲在系統(tǒng)中，通過對信息的收集檢索，組織交流等手段加以利用，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。在這里，信息組織是信息資源管理的基礎(chǔ)，是信息管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為一件商品，不能僅僅通過純語言來進(jìn)行表達(dá)，這就要求對商品的相關(guān)信息進(jìn)行可視化處理。在信息可視化處理時(shí)，首先要考慮調(diào)動消費(fèi)者的購買欲，其次要將商品的優(yōu)點(diǎn)清晰、準(zhǔn)確、充分的表述出來，以避免不同消費(fèi)者對文字描述理解的差異。而通過多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)商品的可視化，讓消費(fèi)者在瀏覽商品的時(shí)候就像身臨其境一樣，能比較清楚的選擇商品，充分體驗(yàn)信息可視化的魅力。我們現(xiàn)在看到的淘寶網(wǎng)、拍拍網(wǎng)，京東商城、一號店等電子商務(wù)網(wǎng)站，都是運(yùn)用了商品信息的可視化技術(shù)，這也很大程度上迎合了消費(fèi)者，滿足了消費(fèi)者的需求，克服了消費(fèi)者在網(wǎng)絡(luò)上購物的的不可操作性。
4交易流程的信息可視化
圖1電子商務(wù)的交易流程上述圖1所描述的交易流程，是電子商務(wù)中一個經(jīng)典的購物流程。商家供貨，消費(fèi)者購買，商品作為紐帶將兩者聯(lián)系在一起。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)以及支付方式等電子商務(wù)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的人接受甚者喜歡上了網(wǎng)絡(luò)購物，消費(fèi)者的群體呈現(xiàn)爆炸式的增長。與此同時(shí)，也有越來越多的企業(yè)開展了電子商務(wù)業(yè)務(wù)，甚至一些個人也通過不同的平臺開展了電子商務(wù)業(yè)務(wù)。這種現(xiàn)象也進(jìn)一步證明了電子商務(wù)存在的合理性和發(fā)展的潛力。
5電子商務(wù)中信息可視化存在的局限
電子商務(wù)中的信息可視化依賴于數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)是能夠符號化并能夠被處理的信息，所以要實(shí)現(xiàn)信息的可視化就要對商家、商品以及消費(fèi)者的信息進(jìn)行處理，根據(jù)信息的屬性和特征將其數(shù)據(jù)化。簡單的屬性和特征，可以用簡單的數(shù)據(jù)進(jìn)行表述，比如字符、數(shù)值等。復(fù)雜一些的也可以通過將圖形圖像、聲音動畫進(jìn)行數(shù)據(jù)化進(jìn)行表述，但是也是信息與信息之間的復(fù)雜關(guān)系，并不能通過字符、數(shù)值、圖形圖像、聲音動畫進(jìn)行直觀的表述，這也是信息可視化在現(xiàn)階段的局限性。
6電子商務(wù)中信息可視化的發(fā)展方向
電子商務(wù)是企業(yè)和個人進(jìn)行商業(yè)活動發(fā)展的必然趨勢，信息管理在企業(yè)的組織、計(jì)劃、領(lǐng)導(dǎo)和控制環(huán)節(jié)中更是具有重要的戰(zhàn)略地位，隨著社會的發(fā)展，企業(yè)的商務(wù)活動日趨全球化，消費(fèi)者的需求也日趨個性化和多元化，全新的商務(wù)模式不斷涌現(xiàn)，作為其中最主要的商務(wù)模式，電子商務(wù)對企業(yè)在信息的管理方面提出了更高的要求，聯(lián)機(jī)分析、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘等智能決策工具的應(yīng)用為企業(yè)開展電子商務(wù)業(yè)務(wù)提供了技術(shù)支持，而ERP、知識管理等經(jīng)營理念的引入則更大程度的需要信息可視化的支持。而信息可視化作為電子商務(wù)中商家與消費(fèi)者進(jìn)行溝通交流最有效的手段，也必將在未來的信息管理理論與實(shí)踐發(fā)展的基礎(chǔ)上獲得更大的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：可視化 實(shí)時(shí)監(jiān)視 通信管理系統(tǒng)
中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）11-0085-01
目前通信調(diào)控中心可視化平臺基于信息通信管理系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對通信系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度、生產(chǎn)運(yùn)行的各項(xiàng)業(yè)務(wù)實(shí)況的實(shí)時(shí)展示，作為信息通信系統(tǒng)運(yùn)行工作的重要支撐手段和展示窗口，可視化平臺的展示內(nèi)容和技術(shù)支撐手段都需要進(jìn)一步的深化和擴(kuò)展。作為電力通信指揮管理中心，信息通信調(diào)控中心在承擔(dān)日常信息通信調(diào)度運(yùn)行監(jiān)控的同時(shí)也承擔(dān)展示窗口的工作任務(wù)。
1 技術(shù)路線
系統(tǒng)主要是采用開放式體系結(jié)構(gòu)，提供開放式環(huán)境，采用面向?qū)ο蟮姆謱咏＜夹g(shù)和 SOA技術(shù)架構(gòu)，使系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)架構(gòu)圖由兩部分構(gòu)成，即可視化內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)。可視化內(nèi)部系統(tǒng)前端界面展現(xiàn)通過WPF實(shí)現(xiàn)，后端服務(wù)為JAVA。內(nèi)部之間的數(shù)據(jù)交互，通過SOCKET實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)“推送”交互，通過WebService實(shí)現(xiàn)其它實(shí)時(shí)性要求不高數(shù)據(jù)請求交互。
主要的外部系統(tǒng)IMS、TMS、IAS通過WebService以及Socket與可視化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)采集由外部系統(tǒng)以WebService推送方式或者內(nèi)部系統(tǒng)通過綜合數(shù)據(jù)平臺主動去抓取實(shí)現(xiàn)。內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)通過制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)模型，通過數(shù)據(jù)采集注冊服務(wù)實(shí)現(xiàn)外部系統(tǒng)可擴(kuò)展，可配置。
2 系統(tǒng)架構(gòu)與功能設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)
國網(wǎng)淮南供電公司可視化平臺深化應(yīng)用項(xiàng)目運(yùn)行環(huán)境為：調(diào)控中心大廳監(jiān)控大屏（4*8拼接）、視屏拼接處理器、2臺主備應(yīng)用服務(wù)器、2臺主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、1臺圖形工作站、2臺內(nèi)網(wǎng)臺式機(jī)。實(shí)施用工作終端連接至局域網(wǎng)，能遠(yuǎn)程連接到應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可訪問應(yīng)用服務(wù)器的9999/6868/7777/8080端口，可訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的1521端口，能夠遠(yuǎn)程連接到省公司圖形工作站。應(yīng)用服務(wù)器可訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的1521端口。圖形工作站連接至內(nèi)網(wǎng)可訪問應(yīng)用服務(wù)器的相應(yīng)端口。
2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)公司對信息通信運(yùn)行的“平臺集中、應(yīng)用融合、決策智能、安全實(shí)用”相關(guān)要求，實(shí)現(xiàn)公司達(dá)到“可靠性更高、業(yè)務(wù)內(nèi)涵更廣、響應(yīng)速度更快、服務(wù)質(zhì)量更優(yōu)”的信息通信運(yùn)行特征，強(qiáng)化信息通信調(diào)度的戰(zhàn)略決策中心、資源配置中心、管理調(diào)控中心的定位，大力推進(jìn)集團(tuán)化運(yùn)作、集約化發(fā)展、精益化管理、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作，強(qiáng)化對信息通信生產(chǎn)經(jīng)營管理狀況的在線監(jiān)測和即時(shí)管控。可視化平臺需滿足公司對信息通信系統(tǒng)資源、網(wǎng)絡(luò)以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行、應(yīng)用及信息安全的整體可視化監(jiān)控需求，提升公司日常檢修、運(yùn)行、運(yùn)維的工作水平，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可視化、調(diào)度運(yùn)行可視化、管理流程可視化、系統(tǒng)控制可視化。建設(shè)監(jiān)控全方位、服務(wù)全過程、展示全視角的信息通信可視化平臺，實(shí)現(xiàn)信息通信運(yùn)行“監(jiān)控自動化、服務(wù)流程化、展示互動化”。可視化系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控模式和展現(xiàn)模式，監(jiān)控模式面向運(yùn)維工作，展現(xiàn)模式體現(xiàn)信息化建設(shè)成果，且兩種模式可實(shí)現(xiàn)快速切換。根據(jù)信息化調(diào)度運(yùn)行管理需要，將監(jiān)控模式的監(jiān)控內(nèi)容分為三級：
一級監(jiān)控內(nèi)容：運(yùn)維工作的重點(diǎn)監(jiān)控內(nèi)容，必須保證實(shí)時(shí)顯示，通過及時(shí)告警協(xié)助運(yùn)維人員及時(shí)處理問題。
二級監(jiān)控內(nèi)容：重要性相對較低的指標(biāo)可以通過循環(huán)顯示的方式進(jìn)行展示。
三級監(jiān)控內(nèi)容：統(tǒng)計(jì)類指標(biāo)不需要實(shí)時(shí)顯示，必要時(shí)產(chǎn)生可視化告警提示。
3 關(guān)鍵技術(shù)
為了適應(yīng)界面的變化（多屏，高分辨率），因此應(yīng)用程序?qū)⑻峁└叨鹊目啥ㄖ苹缑鎻牧６壬蟿澐譃椋簶I(yè)務(wù)模塊（監(jiān)控窗口）、業(yè)務(wù)主題及業(yè)務(wù)組件三部分。從使用上分為監(jiān)控態(tài)和設(shè)計(jì)成立兩部分。
（1）數(shù)據(jù)注冊，由于需要接入IMS等系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)。因此需要將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)按“指標(biāo)方式”注冊到系統(tǒng)中。
（2）界面設(shè)計(jì)，一個監(jiān)控方案由一個或多個業(yè)務(wù)主題組成，一個主題單元由三個業(yè)務(wù)組件組成。
監(jiān)控方案：模塊是由為適應(yīng)多屏顯示器而提出的概念，一個業(yè)務(wù)模塊就是一個覆蓋整個桌面的業(yè)務(wù)窗口。它是由一個或多個業(yè)務(wù)主題組成而成的，它是一個業(yè)務(wù)應(yīng)用的集合。
業(yè)務(wù)主題：一個業(yè)務(wù)主題就是一個業(yè)務(wù)應(yīng)用，它是一個由業(yè)務(wù)組件組成的集合，形成具有特定業(yè)務(wù)含義的面向一個關(guān)注方面的業(yè)務(wù)主題，由一類可視化展現(xiàn)組件組成的某個應(yīng)用監(jiān)控畫面。
業(yè)務(wù)組件：它是整個組態(tài)設(shè)計(jì)方案中的最小組成單元，它是事先已經(jīng)開發(fā)好的最小業(yè)務(wù)功能拆分，可以通過自由組合的方式把業(yè)務(wù)組件通個指定的布局組合一個成為主題。
這三個層面的內(nèi)容構(gòu)成一顆“樹”，方便用戶在設(shè)計(jì)時(shí)導(dǎo)航。用戶在設(shè)計(jì)時(shí)只需要把注冊在系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)組件拖到設(shè)計(jì)界面中，在組件屬性窗口定義組建的相關(guān)屬（在界面網(wǎng)格中占行列數(shù)目）性即可。業(yè)務(wù)主題就是由界面布局和業(yè)務(wù)組件組成的，界面布局以表格形式的進(jìn)行設(shè)計(jì)。程序中將已開發(fā)好的組件按照分類組成業(yè)務(wù)組件素材庫，提供給業(yè)務(wù)主題設(shè)計(jì)器來使用。界面布局表格支持表格嵌套，可以組合成各種樣式的布局，每個表格的單元格可以放一個業(yè)務(wù)組件，我們可以從組件素材庫中將組件拖動到界面布局的表格單元格中擺放，從而達(dá)到界面設(shè)計(jì)的目的。設(shè)計(jì)完成后我們可以保存好形成業(yè)務(wù)主題庫，提供給業(yè)務(wù)模塊設(shè)計(jì)器使用。
4 結(jié)語
信息通信系統(tǒng)可視化平臺以信息通信系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控為主體，進(jìn)行多方數(shù)據(jù)的融合和關(guān)聯(lián)，通過設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、應(yīng)用監(jiān)控、運(yùn)行監(jiān)控和機(jī)房實(shí)況等展示模式，全面直觀反映信息通信系統(tǒng)運(yùn)行情況和生產(chǎn)經(jīng)營管理水平。系統(tǒng)通過各種展示模式的快速切換，以多視角、直觀和創(chuàng)新的形式，合理有效的利用各種顯示設(shè)備和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了功能實(shí)用、展示專業(yè)、靈活擴(kuò)展的目標(biāo)，確保了信息通信系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提升了信息通信資源統(tǒng)一調(diào)度監(jiān)控和可視化展現(xiàn)技術(shù)支撐工具水平。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵字：可視化；網(wǎng)格計(jì)算；體繪制；面向網(wǎng)格的可視化
Abstract Scientific visualization is a process which in volves massive data sets and highly intensive computation.With the developments of computer hardware and network technologies, Scientific visualization has transited gradually from the parallel computation to the distributed computation of grid-enabled. Grid favors a new research direction, i.e.，grid-enabled visualization. In this paper , research contents, application， develop- ment trend and research direction of grid-enabled visualization is introduced.
Keywords Visualization；Grid Computing；Volume Rnedering；Grid-enabled Visualization
1．引言
科學(xué)計(jì)算可視化(Visualization in Scientific Computing，VISC)是20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)的新興技術(shù)，其基本思想是“用圖形和圖像來表征科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)”,來發(fā)現(xiàn)和理解科學(xué)計(jì)算過程中各種現(xiàn)象。科學(xué)計(jì)算可視化作為一種計(jì)算和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用，往往需要較高的硬件配置，并常常利用并行技術(shù)進(jìn)行加速。［1］隨著計(jì)算機(jī)硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲得長足發(fā)展，圖形硬件性能急速提升，科學(xué)計(jì)算分布范圍不斷拓展，計(jì)算規(guī)模不斷擴(kuò)大。網(wǎng)格技術(shù)就是在這種條件下產(chǎn)生的一種面向互聯(lián)網(wǎng)的分布式計(jì)算方式，它是傳統(tǒng)的并行計(jì)算和分布式計(jì)算在深度和廣度上的拓展。其目的是利用分布在網(wǎng)絡(luò)上的存儲和計(jì)算資源，通過對它們的動態(tài)組合為解決超級計(jì)算問題提供支持。雖然網(wǎng)格技術(shù)仍在發(fā)展之中，但它所提供的資源匯聚、自治協(xié)調(diào)等功能將使得可視化應(yīng)用在更廣的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算，更好地與科學(xué)計(jì)算程序集成，并讓更廣范圍的用戶通過網(wǎng)格以遠(yuǎn)程或協(xié)作方式使用可視化應(yīng)用。面向網(wǎng)格的可視化己經(jīng)成為可視化領(lǐng)域的一個新的研究方向。
2．面向網(wǎng)格的可視化主要研究內(nèi)容
面向網(wǎng)格的可視化，其含義是受網(wǎng)格支持的可視化，或網(wǎng)格驅(qū)動的可視化，指的是利用網(wǎng)格的功能，為并行/分布式可視化提供基礎(chǔ)性支撐。圖1為面向網(wǎng)格的可視化說明示意圖。網(wǎng)格技術(shù)支持互聯(lián)網(wǎng)范圍的可視化應(yīng)用，它對于可視化應(yīng)用的意義有以下幾個方面。［2］［3］
第一，隨著科學(xué)計(jì)算應(yīng)用的發(fā)展，可視化數(shù)據(jù)集的存儲量和計(jì)算量不斷增大，而網(wǎng)格技術(shù)能夠通過動態(tài)的資源組織滿足數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算的要求，它能提供自治和動態(tài)的資源管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲和計(jì)算的分布，因而可以利用更廣范圍內(nèi)的資源，增強(qiáng)人們理解和使用科學(xué)數(shù)據(jù)的認(rèn)知能力，擴(kuò)充海量數(shù)據(jù)處理的能力，延伸人類科學(xué)活動的范圍。
第二，可視化應(yīng)用的高資源需求性必然限制其可訪問性，近年來，雖然PC處理器和圖形硬件的性能在以驚人的速度成長，但是仍然難以處理較大型數(shù)據(jù)的繪制，因此，長期以來，大數(shù)據(jù)量的可視化應(yīng)用只能運(yùn)行在高端并行計(jì)算機(jī)和PC集群上，往往需要遠(yuǎn)程使用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，遠(yuǎn)程可視化的空間進(jìn)一步擴(kuò)大了。與基于Web的遠(yuǎn)程可視化相比，網(wǎng)格提供了一個更為統(tǒng)一的資源共享和使用平臺，在這個平臺上協(xié)調(diào)各種資源提供遠(yuǎn)程可視化服務(wù)存在很多新的挑戰(zhàn)，因?yàn)樾枰幚頂?shù)據(jù)、計(jì)算和顯示等多種類型的分步。
圖1 面向網(wǎng)格的可視化說明示意圖
第三，作為一種分布式可視化應(yīng)用，面向網(wǎng)格的可視化應(yīng)當(dāng)支持多用戶多任務(wù)，多個不同用戶應(yīng)該可以同時(shí)使用系統(tǒng)而互不干擾，同時(shí)每個用戶又可以提交多個任務(wù)。另外，面向網(wǎng)格的可視化還應(yīng)該為多用戶間的協(xié)同提供支持。協(xié)同也是網(wǎng)格的一項(xiàng)重要特征。網(wǎng)格提供虛擬組織支持，這種虛擬組織的概念除表現(xiàn)為資源的虛擬化外，更突出表現(xiàn)為多個用戶之間的協(xié)作。
第四，科學(xué)計(jì)算和可視化都是網(wǎng)格的主要應(yīng)用對象。可視化通常是科學(xué)計(jì)算的后續(xù)處理步驟，為了更好地對科學(xué)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化和駕馭，需要在可視化流程和科學(xué)計(jì)算過程之間進(jìn)行協(xié)調(diào)和集成。通過這種集成可以更好地獲得反饋并進(jìn)行控制，提高資源的利用效率，方便問題求解環(huán)境的構(gòu)建。
3．面向網(wǎng)格的可視化的探索及應(yīng)用
由于科學(xué)計(jì)算可視化對于科研和生產(chǎn)的重要作用，面向網(wǎng)格的可視化己經(jīng)成為一個新的研究方向，IEEE Copmuter Graphics & Applications雜志為此在2003年3月出了網(wǎng)格可視化專專輯。美國，歐洲等在面向網(wǎng)格的可視化領(lǐng)域進(jìn)行了較多研究，這些研究的側(cè)重點(diǎn)有所不同。
3．1 基于網(wǎng)格技術(shù)支持的并行體繪制的研究應(yīng)用。如美國愛荷華大學(xué)的Knosp等人提出了一個基于網(wǎng)格的體繪制框架［4］，他們使用Globus的資源管理、信息服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸工具支持并行體繪制框架；另外美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的計(jì)算可視化中心(CCV，ccvweb.csres.utexas.edu/ccv/)在己有的遠(yuǎn)程并行繪制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使用Globus添加網(wǎng)格支持，在他們的設(shè)計(jì)中，可視化服務(wù)的實(shí)現(xiàn)由各個可視化服務(wù)器完成，并通過Globus的網(wǎng)格服務(wù)向用戶提供可視化服務(wù)。
（北京理工大學(xué)軟件學(xué)院，北京100081）
摘要：在信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)交流無論在深度還是在廣度上都顛覆了傳統(tǒng)意義上的交流，成為人們生活的重要組成部分，它不但滿足了人們的內(nèi)在需要，擴(kuò)大了人們的社交范圍，而且改變了人們的生活方式。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一門專門利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，為促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)社會的交流提供了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。本文通過對計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬交流平臺的研究，對仿真技術(shù)在促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)交流方面的技術(shù)突破點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
關(guān)鍵詞 ：仿真技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)交流；虛擬；關(guān)鍵突破
DOI：10.16083/j.cnki.-1296/G4.2015.02.066
中圖分類號：O245文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—1580（2015）02—0151—02
本文受國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAH38F01-05）資助。
收稿日期：2014—09—12
作者簡介：張福泉（1975— ），男，福建福州人。北京理工大學(xué)軟件學(xué)院在讀博士，閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系，副教授，研究方向：流媒體智能存取技術(shù)，智能化數(shù)字表演與仿真技術(shù)。
一、虛擬網(wǎng)絡(luò)交流的重要平臺及其發(fā)展趨勢
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們的交流方式發(fā)生了巨大的變化，低效率的傳統(tǒng)交流方式逐漸被網(wǎng)絡(luò)交流方式所取代。網(wǎng)絡(luò)交流以網(wǎng)絡(luò)作為信息的載體，將互聯(lián)網(wǎng)作為交流分享的平臺，極大地提升了交流的即時(shí)性和效率。
當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)交流平臺主要包括即時(shí)通信交流平臺、信息互動平臺、網(wǎng)絡(luò)商品交易平臺和在線交流平臺。無論人們在哪一個平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流，對交流過程的快速、真實(shí)、便利的追求都永無止境，這極大地推動了仿真技術(shù)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也為仿真技術(shù)的發(fā)展指明了方向。首先，雖然網(wǎng)絡(luò)交流平臺的種類越來越多，網(wǎng)絡(luò)交流的方式越來越繁雜，但是，單一的網(wǎng)絡(luò)交流平臺無法滿足人們的需要，未來網(wǎng)絡(luò)交流平臺不僅能實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”與“虛擬人”的交流，還將實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”之間的交流。其次，網(wǎng)絡(luò)交流平臺畢竟都是虛擬環(huán)境下的交流，無法滿足人們相互之間真實(shí)的精神情感交流的需要。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)交流的可視化、智慧化以及無障礙交流必將成為新的發(fā)展趨勢，追求虛擬現(xiàn)實(shí)世界成為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向。
二、可視化仿真技術(shù)在虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的技術(shù)突破
可視化仿真技術(shù)指的是將仿真中的數(shù)字信息變?yōu)橹庇^的、以圖形圖像形式表示的、隨時(shí)間和空間變化的仿真過程呈現(xiàn)的技術(shù)手段。可視化仿真技術(shù)是仿真領(lǐng)域的重要研究分支，包括了可視化算法、實(shí)時(shí)繪制、圖像生成、多通道及多視點(diǎn)顯示、人機(jī)交互、分布式與并行計(jì)算、軟件工程學(xué)、效果評估等理論技術(shù)以及各行業(yè)相關(guān)的建模技術(shù)，等等。
（一）可視化仿真軟件的智能化、自動化。隨著網(wǎng)絡(luò)交流的不斷深化和發(fā)展，實(shí)體動態(tài)、智能視點(diǎn)選取成為可視化軟件的發(fā)展潮流。1.實(shí)體動態(tài)生成。在仿真開始前先在想定仿真節(jié)點(diǎn)編制好態(tài)勢變化的想定文件，在仿真過程中通過節(jié)點(diǎn)的仿真軟件對想定文件進(jìn)行動態(tài)解析，從而實(shí)現(xiàn)對不同仿真節(jié)點(diǎn)的動態(tài)匹配。實(shí)體動態(tài)生成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于將網(wǎng)絡(luò)交流的不同需求進(jìn)行分散化建模，簡化了仿真建模的復(fù)雜性。2.視點(diǎn)智能選取。Vega是可視化視點(diǎn)選取使用較為廣泛的工具，帶有靜止、運(yùn)動模式等多種視點(diǎn)方式，但是，Vega等工具的固定觀看模式無法充分體現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)仿真過程中各個實(shí)體、事件、環(huán)境、場景、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)動變化情況，要實(shí)現(xiàn)對虛擬環(huán)境的實(shí)時(shí)、動態(tài)的視點(diǎn)管理，就需要全局漫游、俯視以及智能眼視點(diǎn)等模式。
（二）可視化仿真建模的三維實(shí)體柔性技術(shù)。智能視點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對具有固定實(shí)體的動態(tài)實(shí)時(shí)仿真，對于沒有固定形狀，并且隨著時(shí)間和過程不斷變化的實(shí)體，例如云、風(fēng)、煙霧彈等柔性體，則需要采用柔性仿真技術(shù)，通過對物體的運(yùn)動特性、機(jī)理以及作用建立起這些柔性體特殊的動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)模型，進(jìn)行可視化繪制，實(shí)現(xiàn)對柔性體的三維仿真。
（三）可視化仿真實(shí)時(shí)性和逼真度的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)和逼真是虛擬網(wǎng)絡(luò)交流追求的兩個重點(diǎn)，在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)兩者的最大突破成為可視化仿真技術(shù)不斷進(jìn)步的動力。在硬件方面，通過提升計(jì)算機(jī)運(yùn)行芯片的計(jì)算性能和處理模式來實(shí)現(xiàn)快速繪制；在軟件方面，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)格技術(shù)的并行計(jì)算、分布式計(jì)算，可以逐步優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)和代碼，減少計(jì)算量，從而提升繪制速度。
（四）非視覺物理量的可視化技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會中不僅存在看得見、摸得到的實(shí)體，還存在不可見的非視覺物理量
（例如磁場、溫度場、水聲場、電場等）
。要實(shí)現(xiàn)虛擬社會交流的真實(shí)性，非視覺物理量的可視化技術(shù)也是非常重要的突破。非視覺物理量可視化仿真的關(guān)鍵技術(shù)是三維數(shù)據(jù)場仿真，一般通過兩個途徑來實(shí)現(xiàn)：1.對三維數(shù)據(jù)生成的等值面進(jìn)行繪制，這是基于面的可視化，主要方法有切片技術(shù)、幾何變形曲面法以及網(wǎng)格劃分法等。2.將三維數(shù)據(jù)投影到計(jì)算機(jī)，再通過體繪制技術(shù)進(jìn)行繪制，這是基于投影的可視化。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的關(guān)鍵突破
虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)通過虛擬的“現(xiàn)實(shí)人”體驗(yàn)來表達(dá)、獲取信息，集合了多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，例如人工智能、控制論、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、電子傳感技術(shù)、機(jī)器人、多媒體以及遙現(xiàn)技術(shù)，等等，是一種最有效模擬“現(xiàn)實(shí)人”在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的高級人機(jī)交互技術(shù)。通過VR技術(shù)，創(chuàng)造出一個“現(xiàn)實(shí)人”可以與虛擬世界進(jìn)行對話、虛擬世界對“現(xiàn)實(shí)人”的行為作出反應(yīng)的人機(jī)交互環(huán)境，同時(shí)，表現(xiàn)出虛擬世界的自律、臨場感，使得“現(xiàn)實(shí)人”具有身臨其境的感覺，這也正是人們在進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)社會交流時(shí)所極力追求的體驗(yàn)。
（一）VR的視覺表現(xiàn)技術(shù)。真實(shí)感以及圖形圖像實(shí)時(shí)繪制是實(shí)現(xiàn)VR視覺感知的重要手段之一，也是構(gòu)造虛擬環(huán)境的核心，更高、更強(qiáng)的真實(shí)感和實(shí)時(shí)性不但保證了VR系統(tǒng)的沉浸感和交互性，而且也是VR視覺表現(xiàn)技術(shù)所追逐的重要目標(biāo)。圖形圖像繪制是VR視覺表現(xiàn)的基礎(chǔ)，一般可以分為：1.圖形繪制技術(shù)，主要研究真實(shí)感光照計(jì)算、自然景物繪制以及紋理映射等；2.場景繪制技術(shù)，包括全光函數(shù)、光場計(jì)算、同心拼圖、全景拼圖等研究內(nèi)容；3.圖像與圖像相結(jié)合的繪制技術(shù)，包括幾何一致性以及光照一致性等方面的內(nèi)容。
（二）VR的聽覺表現(xiàn)技術(shù)。聽覺是人類感知世界的重要信息來源，虛擬社會中的每一個發(fā)聲體都是“現(xiàn)實(shí)人”感知虛擬社會信息的一個重要來源。事實(shí)上，我們在網(wǎng)絡(luò)上感知的聲音素材大部分都是數(shù)字化音頻，由于不具有空間信息，無法體現(xiàn)虛擬社會聽覺空間的真實(shí)感和立體感，而通過描述人的聽覺系統(tǒng)對不同方位聲音的不同頻譜特性（頭部相關(guān)傳輸函數(shù)：HRTF），例如雙耳時(shí)間差、聲級差等，可以建立起虛擬聽覺空間（VAS），其中的聲音定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)三維逼真音效的關(guān)鍵技術(shù)。
（三）VR的力/觸覺表現(xiàn)技術(shù)。VR通過力/觸覺設(shè)備對力/觸覺信息（主要包括碰撞檢測和碰撞響應(yīng)）進(jìn)行高效處理，在客戶操作力/觸覺設(shè)備時(shí)，碰撞檢測算法對“現(xiàn)實(shí)人”與虛擬對象的碰撞情況進(jìn)行檢測，并在發(fā)生碰撞后運(yùn)行碰撞響應(yīng)策略。
（四）VR的嗅/味覺表現(xiàn)技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會，人的嗅覺是由化學(xué)刺激產(chǎn)生的，而且氣味間細(xì)微的差別都會引發(fā)不同人的不同反應(yīng)，顯然，要對虛擬社會的嗅/味覺進(jìn)行高仿真，現(xiàn)在還存在一定的困難，這也將成為未來VR技術(shù)研究的重要方向，現(xiàn)階段有許多科學(xué)家進(jìn)行了有益的探索。例如：Amoore J.E就曾想用基本的七種氣味來進(jìn)行合成，但真實(shí)度不高。
雖然仿真技術(shù)為促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流進(jìn)行了各種關(guān)鍵技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了虛擬社會的可視化和可交流，但離現(xiàn)實(shí)社會中人與人的真實(shí)交往還存在一定的差距，而且虛擬社會中“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”的相互交流還存在一定的障礙，需要進(jìn)行進(jìn)一步的仿真技術(shù)研究才能更好地實(shí)現(xiàn)。
［
參考文獻(xiàn)］
［1］穆雪.可視化交互性虛擬電梯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.黑龍江科技信息，2013（18）.
［2］王平，陳智剛，郭光全，孫玉振，李益強(qiáng).基于Vega的爆炸毀傷視景仿真技術(shù)研究［J］.爆破器材，2013（4）.
［3］王濤.基于UDK的數(shù)字校園虛擬現(xiàn)實(shí)引擎關(guān)鍵技術(shù)的研究［J］.軟件工程師，2014（4）.
【摘 要】可視化（Visualization） 是20世紀(jì)80年代后期隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一門技術(shù)，融合了認(rèn)知心理學(xué)、圖形學(xué)、圖像處理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，并和相關(guān)的應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域相結(jié)合，可廣泛應(yīng)用于氣象學(xué)、流體力學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地理信息、電磁學(xué)等方面。
【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)調(diào)度自動化；可視化技術(shù)
電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化的目的是將計(jì)算中所產(chǎn)生的數(shù)字信息轉(zhuǎn)變成直觀的以圖形或圖像形式表示的信息，使用戶對仿真計(jì)算的對象有形象而全面的了解，并使用戶可以觀察到數(shù)值模擬和計(jì)算的過程，甚至可以在仿真過程中對象進(jìn)行交互控制，從而更加有效地處理和分析海量的工程數(shù)據(jù)，為工程人員提供一個探索和研究物理現(xiàn)象的先進(jìn)工具，反映客觀世界的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。
一、電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化技術(shù)的研究背景
隨著大電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，同時(shí)智能化調(diào)度的要求越來越高，監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)多元化 ，使得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)展現(xiàn)手段有所局限，需要將電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)利用可視化技術(shù)將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以圖形或圖像方式予以顯示，使系統(tǒng)運(yùn)行人員更方便、更直觀地了解當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便其采取的運(yùn)行控制措施更有效、更有針對性。
電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)模向巨型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，分區(qū)電網(wǎng)之間得相互支援、相互補(bǔ)充成為現(xiàn)實(shí)和趨勢。精確化數(shù)據(jù)來源（PMU， IED等）使數(shù)據(jù)采集種類大大增加。天氣監(jiān)控，環(huán)境監(jiān)控，地理信息的融入使得電力系統(tǒng)運(yùn)行成為一門綜合類學(xué)科。電網(wǎng)規(guī)模的增加使得采集數(shù)據(jù)的數(shù)量和頻度都在急劇增加，需要監(jiān)視分析的數(shù)據(jù)量巨大。面對海量的不斷變化的信息，調(diào)度員往往對數(shù)字并不敏感，同時(shí)靜態(tài)的數(shù)據(jù)式表達(dá)無法滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行對發(fā)展趨勢，變化區(qū)域，運(yùn)動速率和方向觀察和分析需求。電網(wǎng)運(yùn)行裕度越來越小，為了保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的動態(tài)響應(yīng)能力，對智能調(diào)度提出了更高的要求。
二、電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化技術(shù)的引入意義
可視化核心思想是Show me what I need to see Less is More .采用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的監(jiān)視，讓調(diào)度員在很短的時(shí)間內(nèi)直觀地感受到電網(wǎng)運(yùn)行的情況和趨勢；提高電網(wǎng)的調(diào)度水平，有助于電網(wǎng)調(diào)度向“智能化”轉(zhuǎn)變，減輕調(diào)度人員分析壓力，將會給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。。智能調(diào)度是今后調(diào)度自動化的發(fā)展方向，而可視化技術(shù)是智能調(diào)度的重要展現(xiàn)手段，因此具有很強(qiáng)的技術(shù)研究和應(yīng)用意義。
三、電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
可視化技術(shù)增強(qiáng)了電力系統(tǒng)二維可視化，同時(shí)應(yīng)用三維可視化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)行安全狀態(tài)顯示，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、潮流監(jiān)視、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視的可視化。可視化基本展現(xiàn)方式有電壓云圖展示，利用等高線、等深線、漸變來描述電壓的分布。是用顏色等高線圖（color contour map）來顯示電壓分布，以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將地理信息與電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成節(jié)點(diǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)等高線的可視化方法，從色彩、亮度和飽和度等三個維度對節(jié)點(diǎn)電壓高低顯示的顏色選擇進(jìn)行了展示，從而得到感覺較明晰的直觀效果。
在SCADA系統(tǒng)中，可視化二維展現(xiàn)自動餅圖、潮流跑動、等高線，三維表達(dá)方式（OpenGL）有三維棒圖、三維空間轉(zhuǎn)換、線路潮流跑動展示、線路餅圖展示、線路負(fù)載率展示、主變負(fù)載率、電壓云圖展示、變壓器負(fù)載3D展示、發(fā)電機(jī)有功無功出力3D展示、發(fā)電機(jī)功率分布監(jiān)視、穩(wěn)定斷面展示、歷史數(shù)據(jù)反演的可視化展示、穩(wěn)定斷面的可視化展示、發(fā)電功率分布展示。
關(guān)鍵詞 可視化旅行日志；SNS；Flash 3D
中圖分類號TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）83-0196-02
0 引言
隨著Web2.0的成熟與發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，在知識經(jīng)濟(jì)化、經(jīng)濟(jì)全球化和高度信息化的社會中，社會性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)SNS、Blog、Tag和wiki等逐漸滲透到我們生活的方方面面[1]。SNS的發(fā)展，為快生活的現(xiàn)代人帶來了一種全新的溝通方式。
另一方面，隨著3D技術(shù)的日益成熟，在電影行業(yè)，已逐漸從2D過度到3D。在網(wǎng)絡(luò)中，硬件技術(shù)的發(fā)展，帶寬的提高，3D技術(shù)必將在網(wǎng)絡(luò)中成熟壯大。據(jù)統(tǒng)計(jì)全球98%的瀏覽器都內(nèi)嵌了Flash Player，用戶基本上不用安裝額外的插件，就能享受豐富的用戶體驗(yàn)，所以Flash已經(jīng)成為RIA的其中的一個主流實(shí)現(xiàn)。
Flash 3D結(jié)合了Flash和3D的優(yōu)勢，迎合了SNS發(fā)展的需求，F(xiàn)lash 3D必將在SNS（社交網(wǎng)絡(luò)）世界里大展拳腳。
SNS網(wǎng)絡(luò)的竄紅，也帶來了另一個商機(jī)，Social應(yīng)用程序。Social 應(yīng)用程序是一個基于用戶社會交往習(xí)慣之上的游戲活動應(yīng)用，它的特點(diǎn)就是能夠支持單人或多人共同游戲，傳播性強(qiáng)、帶有很強(qiáng)的休閑特征、具備社會性。Social 應(yīng)用程序不僅僅是消磨時(shí)間這么簡單，而是社會化交流和表達(dá)方式的直觀體現(xiàn)。
旅游是人們在快節(jié)奏生活空隙，放松的一種好方式；日志能記錄你的一切。結(jié)合SNS和Flash 3D的特點(diǎn)，提出了開發(fā)這款基于SNS與Flash 3D的可視化旅游日志系統(tǒng)。基于SNS與Flash 3D的可視化旅行日志系統(tǒng)，作為一款SNS網(wǎng)站上的應(yīng)用程序，包括所有社交應(yīng)用程序的特點(diǎn)：休閑娛樂、多人互動、傳播性強(qiáng)、具有社會性；系統(tǒng)添加Flash 3D內(nèi)容，提供一種更真實(shí)的體驗(yàn)感覺；它能像普通日志一樣，記錄你的生活，并且提供可視化的展現(xiàn)，更具有實(shí)用性。
1 系統(tǒng)框架
2 關(guān)鍵技術(shù)
2.1 開源庫OpenSocial
2.2 Papervison 3D開源引擎
PaperVision 3D開源引擎與其他3D引擎一樣，包含下面幾個3D場景基礎(chǔ)。場景（Scene）、攝像機(jī)（Camera）、觀察口(Viewport)、3D對象、材質(zhì)（Material）、渲染引擎（Render Engine）[4]。場景是在3D空間中由多組3D對象合成的一個整體，所以在屏幕上看到的場景是將每個可視對象添加進(jìn)去而形成的。攝像機(jī)，它可以把3D空間中一些真實(shí)的場景記錄下來，同時(shí)攝像機(jī)還可以確定并查看場景的點(diǎn)。3D空間的相機(jī)不是場景的一部分，也不是可是對象，所以不用把它放入場景中。攝像機(jī)如同真實(shí)相機(jī)一般可以縮放也可以聚焦。3D空間的相機(jī)與真實(shí)相機(jī)相比較，前者作用更為廣泛。例如在3D中，如果對象與相機(jī)之間的距離太近或太遠(yuǎn)，將會自動刪除防止它被渲染。相機(jī)的功能遠(yuǎn)不止這些，它還能夠?qū)⒛承┰诓豢梢晠^(qū)域的景象選擇性忽略。上述內(nèi)容都是根據(jù)相機(jī)性能的角度來解說的，當(dāng)對象出現(xiàn)在相機(jī)后方后者距離相機(jī)過遠(yuǎn)的地方，則不需要任何記錄，仔細(xì)考慮過這些問題后會發(fā)現(xiàn)以上優(yōu)勢為整個應(yīng)用程序節(jié)省很多計(jì)算的空間和資源。觀察口可以視為舞臺上的一個sprite容器，它能夠把存在相機(jī)里的記錄對象全部導(dǎo)出。如果把觀察口比喻成相機(jī)的一部分，那一定是相機(jī)的鏡頭，因?yàn)殓R頭是放在3D場景上的窗口。此時(shí)如果把窗口雖小，就只能看到3D場景中的一小部分；反之則能多看到一些。這就證明觀察口與現(xiàn)實(shí)中的窗口極其相似，它的觀察范圍能夠隨窗口大小的改變而改變，這也影響了我們對看到場景多少的進(jìn)一步研究。
渲染引擎像一個滾動的相機(jī)，渲染引擎開始工作時(shí)，機(jī)器輸出相機(jī)記錄的信息給觀察口， 停止動作時(shí)，觀察口不會輸出任何新的信息，僅能看到最后的那張圖像，渲染是計(jì)算機(jī)中最繁重的任務(wù)，它需要重復(fù)計(jì)算場景內(nèi)部的對象并輸出信息到觀察口。
3 結(jié)論
可視化旅行日志系統(tǒng)前臺提供了用戶圖形化的界面，可以高效的完成應(yīng)用；系統(tǒng)后臺管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)結(jié)合了軟件工程理論和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)理論和方法，綜合應(yīng)用了各種設(shè)計(jì)、開發(fā)工具，成功的實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)后臺管理模塊對整個系統(tǒng)的進(jìn)行的有效、便捷的管理。
參考文獻(xiàn)
[1]趙德偉，徐正巧，趙興強(qiáng).基于SNS平臺的協(xié)作學(xué)習(xí)探討[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2009(3)：49-50.
[2]呂曉鵬.精通Flex3.0-基于ActionScript3.0實(shí)現(xiàn)[M].北京：人民郵電出版社，2008，6.
