探究智慧矿山能力开放平台架构与关键技术

郭小伟

阿克苏拜城县众维煤业有限公司 新疆 阿克苏 842300

自2000年明确提出数字矿山定义以来,随着工作环境的变化和技术进步的发展趋势,数字矿山得到了逐步升级和完善,已逐步转变为智能矿山和智能矿山。根据对智能矿山基础建设的调查,发现我国绝大多数煤矿信息系统的基础建设仍在使用大数据中心的建设,各个子系统的开发设计并由不同的制造商分阶段部署,从而导致资源重复、建设困难、信息共享与交换、系统软件运行效率高低、服务器停机时间增加、新业务流程开发设计与部署时间长,已成为智能矿山进一步发展趋势的关键缺陷。

1 智慧矿山设计思路

面向未来的服务创新架构：云原生和互联网大数据是当今大数据技术网络的热点和发展前景。根据这项新技术的应用,它可以确保平台具有可伸缩性,自动化的运维和维护,灵巧性以及开发和设计智能系统的能力。其中,云原生技术包括诸如微PaaS,微服务和Dev Ops之类的核心技术。分布式系统的平台架构：根据煤矿公司,煤矿集团公司的创建,以及全国各地不同层次,不同地区的煤炭开采行业的管控开放平台,合理的时间和多维性生成数据系统以完成信息内容。跨区域的实时远程控制检测。大数据应用程序架构：平台架构必须考虑互联网大数据相关阶段的技术完成方法和完成要点。另外,有必要详细分析大数据的应用场景,例如大数据在煤矿安全生产和制造场景中的应用,如灾害预警信息,常见故障解决方案,隐患安全隐患调查等。使用开放源代码系统可以从技术上完善该体系结构：开放源代码系统是互联网技术本质上最重要的功能之一。开源系统的技术性和来源丰富的社区的知名度越来越高,在大数据技术发展趋势中的主导地位变得越来越重要。

2 信息交换关键技术

2.1 客户端与服务器之间的通信 通常,移动客户端应用程序软件(Web或App)和微型服务器群集服务器会推送RESTful HTTP请求,以完成移动客户端与群集服务器之间的通信。但是,微服务体系结构中微服务的总数很大,导致效率较低。为了解决此问题,此平台升级了群集服务器前的客户服务网关IP,承担了与移动客户端的连接,并完成了移动客户端对网络服务器中微服务的透明激活,而不仅可以合理地增加系统软件的吞吐量,而且移动客户终端和集群服务器已经完成了转换功能,而网络服务器的更换不易损害服务项目操作方式的改变。

2.2 微服务之间的通信 因为微服务的总数很大,所以微服务之间的通信必须适合于分布式系统。为了解决这个问题,本文在去耦级别上区分订户和客户,并将微服务之间的通信分为两种通信方法：同一系统和多线程信息解析系统。其中,异构系统采用认证中心技术,按照HTTP协议进行通信,适用于并发流量较高的场景。在多线程信息解决方案系统方法下,信息操作员只需将信息发送到信息代理,消息的生产者不需要一直在线。

3 平台实现与应用

3.1 技术架构 根据平台管理系统架构和角色的主要观点,平台的技术架构包括资源层,核心层和网络层。资源层：资源层使用虚拟化技术和容器化作为技术支持点,以完成网络层服务项目的启动项,无休止的扩展和动态转移。未来,智能矿山的IT将基于资源池私有云存储,并且将使用云计算平台和云计算平台作为补充。基于集成的云管理平台,将完成软件系统的可扩展部署和灵活的生产调度。为了与流行的开源网站更加兼容,云管理平台将Openstack分解为几个基于Docker的解耦微服务,从而确保Openstack和租户使用零终端灰度升级。核心层：核心层隐藏了为开发人员部署和管理微服务的复杂工作,并开发了嵌入式解决方案以完成可延展和可扩展的体系结构,自动化的操作和维护以及适用的按需服务项目/付款。生产调度和资源管理器Mesos用于优化大数据中心之间的资源分配,并与顶级生产调度程序配合使用,以解决Internet大数据的资源池化生产调度问题。仪器编辑模块Marathon/K8S用于群集管理方法,以解决大规模应用程序部署的问题,并完成群集的热升级,动态可伸缩性和负担平衡。通过将镜像系统仓库中的器皿作为企业来进行服务发现,可以完成镜像系统的存储(静态数据)和器皿托管(动态)。负载和排水方法(Haproxy)可以完成资源的Web服务角色。信息交换的同步系统由Dubbo完成,多线程信息解析系统由Kaf ka完成,分布式系统协作由Zookeeper完成,反异构系统软件之间的通信由ESB完成。数据库查询包括相关的MPP数据库查询,RDB数据库查询和内存数据库。应用程序体系结构组件包括数据预处理ETL和Spark,基本服务组件包括HDFS,YARN等。服务项目层：服务项目层立即针对软件开发人员,为开发人员提供开发和设计工具箱,例如隔离开关,分布式体系结构中的操作系统总线,软件配置管理和智能路由器。当今更时尚的微服务开发框架包括Spring Boot,Netflix,CONSUL,ZIPKIN等。用于修复和部署微服务的特殊工具包括Consul和Docker Swarm。

3.2 平台应用 平台上的业务流程：该平台可用于煤矿公司业务流程上的以下两种方法：关键机密信息内容部署在私有云存储平台的构建上,且单核机密性和高度紧急需求部署在云上。在计算平台上,完成了安全秘密,以确保具有可延展性和灵巧性的无缝拼接,从而实现互利共赢。分布式系统平台架构的基本构建方法：煤矿公司的边缘或分支机构网站部署一台或多台网络服务器,以完成汽车的轻量化管理方法平台；私有云存储平台已部署在煤矿集团公司内,以完成跨区域的统一Internet和自动化技术管理方法的安全设置。全国各地的煤炭行业管理控制平台都采用云计算平台来完成网站的动态添加和减少以及多站点管理和扩展功能。

4 结语

综合上文所述,为解决智慧矿山平台无法做到计算和存储资源的共享和按需使用,基于微服务、Dev Ops等技术,通过对平台实现技术架构的分析,验证了本文提出平台有效实现了智慧矿山的设计思路和建设目标,平台应用的分析验证了平台的可用性和可扩展性。