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一种基于云网络的 泵站远程监控一体系统

阅读：1054发布：2020-06-17

专利汇可以提供一种基于云网络的泵站远程监控一体系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其包括括网络及通信系统、计算监控系统、视频监视系统、运行调度系统及信息管理应用系统，所述数据本地存储模块包括若干设置于泵站内的数据存储服务器，所述数据本地存储模块中存放有来自计算监控系统的监控数据、视频监视系统的多媒体数据以及来自运行调度系统的运行历史数据，所述数据私有云备份模块包括有设置在泵站之外的主备数据中心，所述数据容灾模块包括与泵站及主备数据中心的地理位置均不同的灾备数据中心。本发明具有实现对泵站远程操控且云端存储信息的效果，从而有效减少泵站本地数据存储压力。，下面是一种基于云网络的泵站远程监控一体系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，包括网络及通信系统、计算监控系统、视频监视系统、运行调度系统及信息管理应用系统，其特征在于：所述网络及通信系统包括有线网络模块及无线网络模块；
所述计算监控系统包括位于泵站内的电量信息监测模块、非电量信息监测模块、状态量信息监测模块及开关量信息监测模块；
所述视频监视系统包括位于泵站各设备处的网络视频摄像头，各所述网络视频摄像头均与有线网络模块之间连接；
所述运行调度系统包括控制优先级由高到底排列的现场设备控制模块、泵站监控控制模块及远程调度控制模块；
所述信息管理应用系统包括数据本地存储模块、数据私有云备份模块及数据容灾模块；
所述数据本地存储模块包括若干设置于泵站内的数据存储服务器，所述数据本地存储模块中存放有来自计算监控系统的监控数据、视频监视系统的多媒体数据以及来自运行调度系统的运行历史数据，所述数据私有云备份模块包括有设置在泵站之外的主备数据中心，所述主备数据中心与各泵站之间通过有线网络模块相连接，所述数据容灾模块包括与泵站及主备数据中心的地理位置均不同的灾备数据中心，所述灾备数据中心的数据与主备数据中心之间通过有线网络模块连接，且主备数据中心的数据实时备份至灾备数据中心，所述主备数据中心及灾备数据中心采用两路不同电源供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其特征在于：所述主备数据中心中的数据分为低敏感数据及高敏感数据，所述低敏感数据为自数据访问申请发起当日起90天内的全部数据，所述高敏感数据为自数据访问申请发起当日起90天及以外的全部数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其特征在于：所述主备数据中心及灾备数据中心均采用分布式文件系统，所述分布式文件系统包括文件元数据和文件数据，所述文件数据包括若干分块文件单元，各所述分块文件单元的数据大小为
64M至512M，所述文件元数据包括各分块文件单元的文件元数据信息、目录结构信息、主存储位置信息及副本位置信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其特征在于：所述分布式文件系统还包括若干数据快照，所述数据快照配合写时拷贝方式对主备数据中心及灾备数据中心进行历史数据备份，其具体方式为：
S1：数据本地存储模块发生数据更新时向主备数据中心发送数据更新请求，数据更新请求被接受后，主备数据中心对数据更新请求进行判定；
S2：若该次数据更新请求仅为增量请求，即不对原有的分块文件单元发生改变，则直接将需要更新的数据处理成若干新的分块文件单元进行存储，并更新对应的文件元数据；
S3：若上述数据更新请求需要对原有的分块文件单元产生改变，则分布式文件系统首先对当前所有的文件元数据进行一次快照操作，即对当前所有的文件元数据进行一次复制，从而得到一个数据快照，随后对需要更新的分块文件单元先进行复制操作，原有的分块文件单元在主备数据中心中保留，随后对复制得到的分块文件单元进行覆盖更新；
S4：当需要对历史数据进行查阅访问时，只需找到当时的数据快照，调出对应的文件元数据，即可访问该份数据快照对应的文件数据，主备数据中心向灾备数据中心进行数据更新时同样采用上述方式。
5.根据权利要求1所述的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其特征在于：所述信息管理应用系统还包括大数据分析模块，计算机管理模块及智能APP管理模块，所述大数据分析模块包括图表分析单元、操作查询单元及故障记录单元。
6.根据权利要求1所述的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其特征在于：所述现场设备控制模块与泵站监控控制模块之间设置有一级授权控制单元，所述泵站监控控制模块与远程调度控制模块之间设置有二级授权控制单元，且在远程调度控制模块或泵站监控控制模块实施监控的过程中，现场设备控制模块处于无效状态。
7.根据权利要求1所述的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其特征在于：所述电量信息监测模块包括位于泵站内各用电设备处的电流测量装置、电压测量装置、功率因数测量装置；
所述非电量信息监测模块包括位于泵站水体处的水位测量装置、压力测量装置，位于泵站调节设备处的流量测量装置，位于泵房内的温度测量装置、湿度测量装置；
所述状态量信息监测模块包括机组振动测量装置、红外热成像分析装置及超声波测量装置；
所述开关量信息监测模块包括机组逻辑计数器、闸门逻辑计数器、风机逻辑计数器、润滑油系统逻辑计数器等。
8.根据权利要求1所述的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，其特征在于：所述计算监控系统为运行调度系统提供数据源，所述运行调度系统的数据源还包括当地分时电价信息，所述运行调度系统内部预设有多个参考配置文件，所述参考配置文件包括效率优先配置文件、能耗优先配置文件和经济优先配置文件。

说明书全文

一种基于云网络的 泵站远程监控一体系统

技术领域

[0001] 本发明涉及泵站远程监控领域，尤其是涉及一种基于云网络的泵站远程监控一体系统。

背景技术

[0002] 目前，城市内的中小型泵站由于分布地理位置比较分散且覆盖面积较广，原有的人工监测和人工调配的方式使得这些泵站的管理和维护成本居高不下，且同时具有调配延迟高、效率低下、能耗高等问题，且自动化和信息化程度较低，无法满足。

[0003] 现有技术中，公告号为CN202177820U的中国发明专利公开了一种河道泵站远程监控系统，其主要技术特点是：包括安装在河道监测点的河道液位监测终端、安装在河道泵站的河道泵站监控终端和安装在监控中心的河道泵站监控主机，河道液位监测终端、河道泵站监控终端通过GPRS无线通讯网与河道泵站监控主机相连接。本发明设计合理，实现了对河道液位数据、泵站状态信号的实时采集功能以及对河道泵站的自动控制功能，提高了河道泵站的自动化管理水平，满足了现代化河道管理的需要。具有数据处理快、通讯费用合理、覆盖范围广、数据传输速率高、建设成本低、安装调试简单、建设周期短等特点。

[0004] 上述现有技术方案存在以下缺陷：在实际使用的过程中，泵站的监控信息，如各水利站的水位值，水泵开合的时间以及次数等信息都留存在各泵站的本地存储设备中，外部可以通过有线或无线网络直接获取本地存储设备中的信息，从而获得各泵站的运行监控信息，并可以通过远程发送控制信息来对各泵站的运行情况进行远程控制。但是信息本地存储存在一定的弊端，首先是存储的信息中一般会存在监控视频、照片等占用空间较大的文件，长时间使用后容易导致储存空间不足而需要工作人员频繁到各泵站进行设备升级和现场部署，对于一些地理位置较为偏僻或者地理情况较为恶劣的泵站，则大大增加了工作难度。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，具有实现对泵站远程操控且云端存储信息的优点。

[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，包括网络及通信系统、计算监控系统、视频监视系统、运行调度系统及信息管理应用系统，其特征在于：
所述网络及通信系统包括有线网络模块及无线网络模块；
所述计算监控系统包括位于泵站内的电量信息监测模块、非电量信息监测模块、状态量信息监测模块及开关量信息监测模块；
所述视频监视系统包括位于泵站各设备处的网络视频摄像头，各所述网络视频摄像头均与有线网络模块之间连接；
所述运行调度系统包括控制优先级由高到底排列的现场设备控制模块、泵站监控控制模块及远程调度控制模块；
所述信息管理应用系统包括数据本地存储模块、数据私有云备份模块及数据容灾模块；
所述数据本地存储模块包括若干设置于泵站内的数据存储服务器，所述数据本地存储模块中存放有来自计算监控系统的监控数据、视频监视系统的多媒体数据以及来自运行调度系统的运行历史数据，所述数据私有云备份模块包括有设置在泵站之外的主备数据中心，所述主备数据中心与各泵站之间通过有线网络模块相连接，所述数据容灾模块包括与泵站及主备数据中心的地理位置均不同的灾备数据中心，所述灾备数据中心的数据与主备数据中心之间通过有线网络模块连接，且主备数据中心的数据实时备份至灾备数据中心，所述主备数据中心及灾备数据中心采用两路不同电源供电。

[0007] 通过采用上述技术方案，网络及通信系统包括有线网络模块和无线网络模块，因此具有以光纤连接为主的有线网络连接方式和以GPRS/CDMA/3G/4G/5G等连接方式为主的无线网络连接方式，对于远距离或者大批量的数据传输可以优先考虑有线网络连接方式，以保证数据传输的稳定性及传输速度；对于小批量且高频次的数据传输可以优先考虑无线网络连接方式，以提高数据传输的灵活性和即时性。

[0008] 计算监控系统主要对于各泵站本地的多种设备参数信息进行全面的收集记录。

[0009] 视频监视系统主要对各泵站的实际运行情况进行监控并保留原始的影像记录数据，拍摄后的多媒体文件先上传至数据本地存储模块进行存储，随后再批量上传至数据私有云备份模块中进行云端存储，由于多媒体文件的文件占用空间一般较大，通过及时将数据传输至云端，可以有效减少泵站当地的数据存储压力，从而有效减少设备检修和维护的成本。

[0010] 运行调度系统采用三级控制的形式对泵站整体的运行情况进行控制，该系统主要用于实现各泵站能根据预定运行的规则参数、或按照远方调度的规则参数、或根据现场运行人员的需要对泵站内各设备的运行情况进行手动或自动的调节。

[0011] 所述信息管理应用系统用于对来自各泵站的原始数据进行整合并统一存储备份，一方面确保各泵站的数据信息能及时上传至主备数据中心，另一方面确保主备数据中心的数据信息能及时同步至灾备数据中心，当主备数据中心发生故障而无法使用时，灾备数据中心可以立刻接管主备数据中心的工作，以减少意外情况对数据完整性带来的影响，实际情况中，灾备数据中心可根据需要设置有多个。

[0012] 上述泵站远程监管一体系统包含了从原始数据采集、数据传输、数据备份及指令反馈等泵站远程监控所涵盖的各个层面，基本实现了从远程对不同泵站进行数据采集和远程监控的功能。同时由于引入了云网络作为数据传输和存储的载体，可以有效降低泵站当地的数据存储压力，泵站当地仅作为数据停留的临时节点，因此在数据传输和存储方面只需具备极少的基本功能，而大量的数据分析、数据传输及数据库升级工作可以在云网络中进行，因此大大降低了泵站现场的数据维护难度。

[0013] 本发明进一步设置为，所述主备数据中心中的数据分为低敏感数据及高敏感数据，所述低敏感数据为自数据访问申请发起当日起90天内的全部数据，所述高敏感数据为自数据访问申请发起当日起90天及以外的全部数据。

[0014] 通过采用上述技术方案，各泵站的实际运行数据一般具有较高的战略意义，属于保密数据，可以根据工作人员的职位级别或实际的数据需求分配不同的访问权限。具有较低访问权限的工作人员仅可访问90天内的低敏感数据，主要用于日常的泵站维护和监控工作；具有较高访问权限的工作人员可访问高敏感数据，以便于对泵站的运行情况进行整体且全面的了解。

[0015] 本发明进一步设置为，所述主备数据中心及灾备数据中心均采用分布式文件系统，所述分布式文件系统包括文件元数据和文件数据，所述文件数据包括若干分块文件单元，各所述分块文件单元的数据大小为64M至512M，所述文件元数据包括各分块文件单元的文件元数据信息、目录结构信息、主存储位置信息及副本位置信息。

[0016] 通过采用上述技术方案，泵站的运行情况决定了泵站的数据存储和数据访问一般具有以下特性：1.数据总量庞大；2.数据访问一般为顺序访问且多客户端并发追加访问的场景较多；3.一次写入多次读取。根据上述特点设计了对应的分布式文件系统，文件元数据只存储文件元数据信息，即文件ID、文件大小、创建时间、分块信息等，因此其本身的数据信息量极少，一般在64字节内，极低的数据量带来的是极高的操作速度，因此工作人员在进行数据访问时可以极快地定位到所需的文件数据，而不必对所有的文件数据进行顺序遍历。

[0017] 在文件的频繁读取过程中，容易产生大量的文件碎片，增加了存储设备的运行压力，从而容易导致数据出错的情况发生，通过文件元数据则可大大减少这一情况的发生。分块文件单元为数据访问和数据复制的基本单位，工作人员在进行数据访问时只需调动单个或有限量的多个分块文件单元，从而减少了存储设备的运行压力。

[0018] 本发明进一步设置为，所述分布式文件系统还包括若干数据快照，所述数据快照配合写时拷贝方式对主备数据中心及灾备数据中心进行历史数据备份，其具体方式为：S1：数据本地存储模块发生数据更新时向主备数据中心发送数据更新请求，数据更新请求被接受后，主备数据中心对数据更新请求进行判定；
S2：若该次数据更新请求仅为增量请求，即不对原有的分块文件单元发生改变，则直接将需要更新的数据处理成若干新的分块文件单元进行存储，并更新对应的文件元数据；
S3：若上述数据更新请求需要对原有的分块文件单元产生改变，则分布式文件系统首先对当前所有的文件元数据进行一次快照操作，即对当前所有的文件元数据进行一次复制，从而得到一个数据快照，随后对需要更新的分块文件单元先进行复制操作，原有的分块文件单元在主备数据中心中保留，随后对复制得到的分块文件单元进行覆盖更新；
S4：当需要对历史数据进行查阅访问时，只需找到当时的数据快照，调出对应的文件元数据，即可访问该份数据快照对应的文件数据，主备数据中心向灾备数据中心进行数据更新时同样采用上述方式。

[0019] 通过采用上述技术方案，由于泵站的数据量较为庞大，因此数据更新一般采用增量备份的形式，可以大大减少文件备份所需的时间，同时也减少了数据出错的可能性。由于文件元数据的存在，传输两端的文件信息比对变得极为方便，从而有效提高了备份效率。

[0020] 数据快照可以实现数据更改历史的快速记录，在现有的数据发生改变时，其实质是大部分分块文件单元不发生改变，而个别的分块文件单元发生改变，通过比对前后的文件元数据信息可以快速定位至发生改变的分块文件单元，随后对该分块文件单元进行复制并更新即可。未发生改变的分块文件单元和更新后的分块文件单元共同组成了最新的云端数据，而当工作人员需要追溯历史数据信息时，只需访问对应的数据快照，未发生改变的分块文件单元和更新前的分块文件单元共同组成的历史云端数据。此方式大大减少了数据的空间占用，并有效提高了数据的访问效率和访问速度。

[0021] 本发明进一步设置为，所述信息管理应用系统还包括大数据分析模块，计算机管理模块及智能APP管理模块，所述大数据分析模块包括图表分析单元、操作查询单元及故障记录单元。

[0022] 通过采用上述技术方案，大数据分析模块主要对收集到的原始数据进行数学建模分析和模拟，通过云端的充沛算力计算出适用于各种不同环境下不同泵站的最优管理模型。同时还能将原始的数据转化成图表等易读的数据形式，便于工作人员生成信息报告并对各泵站的运行情况进行直观的了解。

[0023] 计算机管理模块主要用于实现各数据中心的管理计算机直接对各地泵站的运行情况进行调整和管理。智能APP管理模块主要用于实现工作人员通过智能终端的APP对各地泵站的运行情况进行即使的调整和管理，便于工作人员在不同地点随时进行运行调度工作。

[0024] 本发明进一步设置为，所述现场设备控制模块与泵站监控控制模块之间设置有一级授权控制单元，所述泵站监控控制模块与远程调度控制模块之间设置有二级授权控制单元，且在远程调度控制模块或泵站监控控制模块实施监控的过程中，现场设备控制模块处于无效状态。

[0025] 通过采用上述技术方案，当工作人员需要通过现场设备控制模块对泵站设备进行现场参数调整时，需要得到一级授权控制单元的授权方可进行；当工作人员需要通过泵站监控控制模块对泵站设备进行远程参数调整时，需要得到二级授权控制单元的授权方可进行。在实际使用过程中，上级的控制模块在进行参数调整时，其下级的控制模块处于无效状态，可以减少控制命令发生冲突的情况出现。

[0026] 本发明进一步设置为，所述电量信息监测模块包括位于泵站内各用电设备处的电流测量装置、电压测量装置、功率因数测量装置；所述非电量信息监测模块包括位于泵站水体处的水位测量装置、压力测量装置，位于泵站调节设备处的流量测量装置，位于泵房内的温度测量装置、湿度测量装置；
所述状态量信息监测模块包括机组振动测量装置、红外热成像分析装置及超声波测量装置；
所述开关量信息监测模块包括机组逻辑计数器、闸门逻辑计数器、风机逻辑计数器、润滑油系统逻辑计数器等。

[0027] 通过采用上述技术方案，电量信息监测模块主要对各泵站的实际耗能情况进行监测，非电量信息监测模块主要对各泵站的实际运行情况参数进行监测，状态量信息监测模块主要对各泵站设备的运行稳定性情况进行监测，开关量信息监测模块主要对各泵站设备的运行逻辑数据（即开启或关闭）进行监测。从而使得计算监控系统可以对各泵站的全面运行信息进行有效的收集。

[0028] 本发明进一步设置为，所述计算监控系统为运行调度系统提供数据源，所述运行调度系统的数据源还包括当地分时电价信息，所述运行调度系统内部预设有多个参考配置文件，所述参考配置文件包括效率优先配置文件、能耗优先配置文件和经济优先配置文件。

[0029] 通过采用上述技术方案，在应对多种不同的情况时，计算监控系统可以通过多种预设的参考配置文件进行自动控制。日常运行时可以采用能耗优先配置文件或经济优先配置文件进行配置，以降低各泵站的日常能耗使用，提高经济效益；在需要对水资源进行快速集中调配时，可以采用效率优先配置文件以提高运行效率，缩短调配时间。与传统的人工控制方式相比，人工控制时大部分情况下只能通过调整单一参数来对运行结果产生影响，而忽略了各设备之间存在的运行关联性，往往修改单一参数后容易导致局部发生过载或效率底下的情况。而预设的参考配置文件可以对各设备进行统一的调整，实现各设备之间的协同运行，且大大降低了工人的学习和操作难度。

[0030] 综上所述，本发明具有以下有益效果：1.通过信息管理应用系统的设置，能够起到将大量数据备份在云端从而减少泵站本地数据存储压力的效果；
2.通过主备数据中心、灾备数据中心和分布式文件系统的设置，能够起到提高文件传输备份效率的效果；
3.通过运行调度系统的设置，能够起到远程实现对泵站本地运行情况进行调节的效果。
附图说明

[0031] 图1是本实施例中一种基于云网络的泵站远程监控一体系统的组织架构示意图。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0033] 参照图1，为本发明公开的一种基于云网络的泵站远程监控一体系统，包括网络及通信系统、计算监控系统、视频监视系统、运行调度系统及信息管理应用系统，其中网络即通信系统包括有线网络模块及无线网络模块。有线网络模块主要以光纤连接为主，适用于远距离或者大批量的数据传输；无线网络模块主要以GPRS/CDMA/3G/4G/5G等连接方式为主，适用于小批量且高频次的数据传输。在该系统中，各模块之间的数据传输均采用上述两种数据传输载体。

[0034] 参照图1，计算监控系统主要对于各泵站本地的多种设备参数信息进行全面的收集记录。计算监控系统包括位于泵站内的电量信息监测模块、非电量信息监测模块、状态量信息监测模块及开关量信息监测模块。

[0035] 参照图1，电量信息监测模块主要对各泵站的实际耗能情况进行监测，其包括位于泵站内各用电设备处的电流测量装置、电压测量装置、功率因数测量装置；非电量信息监测模块主要对各泵站的实际运行情况参数进行监测，其包括位于泵站水体处的水位测量装置、压力测量装置，位于泵站调节设备处的流量测量装置，位于泵房内的温度测量装置、湿度测量装置；状态量信息监测模块主要对各泵站设备的运行稳定性情况进行监测，其包括机组振动测量装置、红外热成像分析装置及超声波测量装置；开关量信息监测模块主要对各泵站设备的运行逻辑数据（即开启或关闭）进行监测，其包括机组逻辑计数器、闸门逻辑计数器、风机逻辑计数器、润滑油系统逻辑计数器等。计算监控系统用于泵站所有原始数据的收集，这些原始数据可作为运行调度系统和信息管理应用系统的信息源，这些原始数据的传输一般采用有线网络模块进行传输。实际使用过程中，各测量装置内可部署有基于微内核系统的数据芯片，该种数据芯片可以将测得的信息通过无线网络模块（主要为3G或4G）传输至各信息监测模块中，从而组成一个泵站内部的局域物联网。

[0036] 参照图1，视频监视系统包括位于泵站各设备处的网络视频摄像头，各网络视频摄像头均与有线网络模块之间连接，视频监视系统主要对各泵站的实际运行情况进行监控并保留原始的影像记录数据，拍摄后的多媒体文件先上传至数据本地存储模块进行存储，随后再批量上传至数据私有云备份模块中进行云端存储，由于多媒体文件的文件占用空间一般较大，通过及时将数据传输至云端，可以有效减少泵站当地的数据存储压力，从而有效减少设备检修和维护的成本。

[0037] 参照图1，运行调度系统包括控制优先级由高到底排列的现场设备控制模块、泵站监控控制模块及远程调度控制模块，运行调度系统采用三级控制的形式对泵站整体的运行情况进行控制，该系统主要用于实现各泵站能根据预定运行的规则参数、或按照远方调度的规则参数、或根据现场运行人员的需要对泵站内各设备的运行情况进行手动或自动的调节。现场设备控制模块与泵站监控控制模块之间设置有一级授权控制单元，泵站监控控制模块与远程调度控制模块之间设置有二级授权控制单元，且在远程调度控制模块或泵站监控控制模块实施监控的过程中，现场设备控制模块处于无效状态。当工作人员需要通过现场设备控制模块对泵站设备进行现场参数调整时，需要得到一级授权控制单元的授权方可进行；当工作人员需要通过泵站监控控制模块对泵站设备进行远程参数调整时，需要得到二级授权控制单元的授权方可进行。在实际使用过程中，上级的控制模块在进行参数调整时，其下级的控制模块处于无效状态，可以减少控制命令发生冲突的情况出现。

[0038] 参照图1，信息管理应用系统包括数据本地存储模块、数据私有云备份模块及数据容灾模块、大数据分析模块，计算机管理模块及智能APP管理模块。大数据分析模块包括图表分析单元、操作查询单元及故障记录单元，大数据分析模块可以将原始的数据转化成图表等易读的数据形式，便于工作人员生成信息报告并对各泵站的运行情况进行直观的了解。大数据分析模块还能对收集到的原始数据进行数学建模分析和模拟，辅以当地的分时电价信息，并通过云端的充沛算力计算出适用于各种不同环境下不同泵站的最优管理模型，并将多个最优管理模型转化成可用于运行调度系统中的多个参考配置文件。如日常运行时可以采用能耗优先配置文件或经济优先配置文件进行配置，以降低各泵站的日常能耗使用，提高经济效益；如需要对水资源进行快速集中调配时，可以采用效率优先配置文件以提高运行效率，缩短调配时间。与传统的人工控制方式相比，人工控制时大部分情况下只能通过调整单一参数来对运行结果产生影响，而忽略了各设备之间存在的运行关联性，往往修改单一参数后容易导致局部发生过载或效率底下的情况。而预设的参考配置文件可以对各设备进行统一的调整，实现各设备之间的协同运行，且大大降低了工人的学习和操作难度。

[0039] 参照图1，数据本地存储模块包括若干设置于泵站内的数据存储服务器，数据本地存储模块中存放有来自计算监控系统的监控数据、视频监视系统的多媒体数据以及来自运行调度系统的运行历史数据，数据私有云备份模块包括有设置在泵站之外的主备数据中心，主备数据中心与各泵站之间通过有线网络模块相连接，数据容灾模块包括与泵站及主备数据中心的地理位置均不同的灾备数据中心，灾备数据中心的数据与主备数据中心之间通过有线网络模块连接，且主备数据中心的数据实时备份至灾备数据中心，为提高数据安全性，主备数据中心及灾备数据中心采用两路不同电源供电。信息管理应用系统用于对来自各泵站的原始数据进行整合并统一存储备份，一方面确保各泵站的数据信息能及时上传至主备数据中心，另一方面确保主备数据中心的数据信息能及时同步至灾备数据中心，当主备数据中心发生故障而无法使用时，灾备数据中心可以立刻接管主备数据中心的工作，以减少意外情况对数据完整性带来的影响，实际情况中，灾备数据中心可根据需要设置有多个。

[0040] 参照图1，主备数据中心中的数据可根据文件创建时间分为为低敏感数据及高敏感数据，本实施例中，低敏感数据为自数据访问申请发起当日起90天内的全部数据，高敏感数据为自数据访问申请发起当日起90天及以外的全部数据。各泵站的实际运行数据一般具有较高的战略意义，属于保密数据，可以根据工作人员的职位级别或实际的数据需求分配不同的访问权限。具有较低访问权限的工作人员仅可访问90天内的低敏感数据，主要用于日常的泵站维护和监控工作；具有较高访问权限的工作人员可访问高敏感数据，以便于对泵站的运行情况进行整体且全面的了解。

[0041] 参照图1，主备数据中心及灾备数据中心均采用分布式文件系统，分布式文件系统包括文件元数据和文件数据，文件数据包括若干分块文件单元，各分块文件单元的数据大小为64M至512M，文件元数据包括各分块文件单元的文件元数据信息、目录结构信息、主存储位置信息及副本位置信息。分布式文件系统还包括若干数据快照，数据快照配合写时拷贝方式对主备数据中心及灾备数据中心进行历史数据备份。

[0042] 本实施例的实施原理为：该泵站远程监管一体系统包含了从原始数据采集、数据传输、数据备份及指令反馈等泵站远程监控所涵盖的各个层面，基本实现了从远程对不同泵站进行数据采集和远程监控的功能。同时由于引入了云网络作为数据传输和存储的载体，可以有效降低泵站当地的数据存储压力，泵站当地仅作为数据停留的临时节点，因此在数据传输和存储方面只需具备极少的基本功能，而大量的数据分析、数据传输及数据库升级工作可以在云网络中进行，因此大大降低了泵站现场的数据维护难度。

[0043] 泵站的运行情况决定了泵站的数据存储和数据访问一般具有以下特性；1.数据总量庞大；
2.数据访问一般为顺序访问且多客户端并发追加访问的场景较多；
3.一次写入多次读取。

[0044] 为提高数据访问效率，设计了一种分布式文件系统，其中，文件元数据只存储文件元数据信息，即文件ID、文件大小、创建时间、分块信息等，因此其本身的数据信息量极少，一般在64字节内，极低的数据量带来的是极高的操作速度，因此工作人员在进行数据访问时可以极快地定位到所需的文件数据，而不必对所有的文件数据进行顺序遍历。在文件的频繁读取过程中，容易产生大量的文件碎片，增加了存储设备的运行压力，从而容易导致数据出错的情况发生，通过文件元数据则可大大减少这一情况的发生。分块文件单元为数据访问和数据复制的基本单位，工作人员在进行数据访问时只需调动单个或有限量的多个分块文件单元，从而减少了存储设备的运行压力。

[0045] 数据备份过程中主要采用写时拷贝方式，其具体步骤如下：S1：数据本地存储模块发生数据更新时向主备数据中心发送数据更新请求，数据更新请求被接受后，主备数据中心对数据更新请求进行判定；
S2：若该次数据更新请求仅为增量请求，即不对原有的分块文件单元发生改变，则直接将需要更新的数据处理成若干新的分块文件单元进行存储，并更新对应的文件元数据；
S3：若上述数据更新请求需要对原有的分块文件单元产生改变，则分布式文件系统首先对当前所有的文件元数据进行一次快照操作，即对当前所有的文件元数据进行一次复制，从而得到一个数据快照，随后对需要更新的分块文件单元先进行复制操作，原有的分块文件单元在主备数据中心中保留，随后对复制得到的分块文件单元进行覆盖更新；
S4：当需要对历史数据进行查阅访问时，只需找到当时的数据快照，调出对应的文件元数据，即可访问该份数据快照对应的文件数据，主备数据中心向灾备数据中心进行数据更新时同样采用上述方式。

[0046] 由于泵站的数据量较为庞大，因此数据更新一般采用增量备份的形式，可以大大减少文件备份所需的时间，同时也减少了数据出错的可能性。由于文件元数据的存在，传输两端的文件信息比对变得极为方便，从而有效提高了备份效率。

[0047] 数据快照可以实现数据更改历史的快速记录，在现有的数据发生改变时，其实质是大部分分块文件单元不发生改变，而个别的分块文件单元发生改变，通过比对前后的文件元数据信息可以快速定位至发生改变的分块文件单元，随后对该分块文件单元进行复制并更新即可。未发生改变的分块文件单元和更新后的分块文件单元共同组成了最新的云端数据，而当工作人员需要追溯历史数据信息时，只需访问对应的数据快照，未发生改变的分块文件单元和更新前的分块文件单元共同组成的历史云端数据。此方式大大减少了数据的空间占用，并有效提高了数据的访问效率和访问速度。

[0048] 计算机管理模块主要用于实现各数据中心的管理计算机直接对各地泵站的运行情况进行调整和管理。智能APP管理模块主要用于实现工作人员通过智能终端的APP对各地泵站的运行情况进行即使的调整和管理，便于工作人员在不同地点随时进行运行调度工作。

[0049] 本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

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