云计算技术在煤炭企业信息化建设中的应用.pdf

第 4 2卷 第 1 期 2 0 1 6年 1 月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n Vo 1 ． 4 2 NO ． 1 J a n ．2 01 6 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 0 1 0 0 1 3 -0 4 顾闯． 云计算技术在煤炭企业信息化建设中 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 2 0 1 6 ． 0 1 ． 0 0 5 的应用[ J - i ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 1 1 3 1 6 ． 云计算技术在煤炭企业信息化建设中的应用 顾 闯 ， ， 。 1 ． 煤炭科学技术研究院有限公司 装备分院， 匕 京1 0 0 0 1 3 ； 2 ． 煤炭资源高效开采与洁净利用国家 重点 实验 室 ， 北 京 1 0 0 0 1 3 ； 3 ． 北京 市煤 矿安 全 工程技 术研 究 中心 ， 北 京 1 0 0 0 1 3 摘要 分析 了煤炭企业信 息化建设的现状 ， 提 出了云计算技术在煤炭企业的应 用思路 利用云计算技术 从 建新 、 利 旧 2个 层 面建设 企 业云数 据 中心 平 台 ， 通过 建设 物理 资 源 、 软件 虚 拟 资源 、 资源服 务调 度机制 整合 新 、 旧信 息资 源 ， 实现数 据层 面的共 享与 交互 、 资 源层 面的相 互传 递 与 支撑 ， 充分发挥 和挖 掘 了企 业海量 数据 中的价 值 。 关 键 词 数 字矿 山 ； 信 息化 ；云计 算技 术 ；虚拟 资源 ； 矿 山物联 网 中 图分 类 号 T D 6 7 文献 标志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 5 1 2 3 1 1 5 5 2 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 5 1 2 3 1 ． 1 5 5 2 ． 0 0 5 ． h t ml App l i c a t i o n o f c l o u d c o mpu t i ng t e c h no l o gy i n i nf o r ma t i o n c o ns t r u c t i o n o f c o a l e n t e r p r i s e s GU Ch ua n g t 。 1 ． Br a n c h o f E q u i p me n t ，Ch i n a Co a l Re s e a r c h I n s t i t u t e ，Be i j i n g 1 0 0 0 1 3 ，Ch i n a；2 ． S t a t e Ke y La b o r a t o r y o f Hi g h Ef f i c i e n t Mi n i n g a n d Cl e a n Ut i l i z a t i o n o f Co a l Re s o u r c e ， Be i j i n g 1 0 0 0 1 3 ， Ch i n a ； 3 ． B e i j i n g Mi n e S a f e t y En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y Re s e a r c h C e n t e r ， Be i j i n g 1 0 0 0 1 3 ， Ch i n a Abs t r a c t The s t a t us of i nf o r m a t i o ni z a t i on c on s t r u c t i on of c o a l e nt e r pr i s e s wa s a na l y z e d， a n d t he a p pl i c a t i o n i de a of c l ou d c o m p ut i ng t e c hn ol o g y i n c o a l e nt e r pr i s e s wa s p ut f o r wa r d．Th e c l o ud d a t a c e n t e r pl a t f o r m wa s bu i l t b y us i n g c l ou d c ompu t i n g t e c hn ol o g y f r o m t wo a s pe c t s o f c on s t r u c t i ng ne w a nd us i ng o l d，a n d ne w a nd o l d i n f o r m a t i on r e s o ur c e s we r e i n t e g r a t e d t hr ou gh c o ns t r u c t i o n of p hy s i c a l r e s o u r c e s ， v i r t u a l s o f t wa r e r e s ou r c e s ， r e s ou r c e s e r v i c e s c he du l i ng me c h a ni s m ， S O a s t o r e a l i z e da t a s ha r i n g a nd i nt e r a c t i on o n d a t a l a y e r ，t r a ns f e r a nd s upp or t e a c h o t he r o n r e s o u r c e s l a ye r，a nd i t e x c a va t e s t he v a l ue o f hug e a mou nt s o f da t a o f e n t e r pr i s e s ． Ke y wo r d sd i g i t a l m i n e； i nf o r ma t i o ni z a t i o n； c l oud c o mput i ng t e c h no l o gy； v i r t ua l r e s o ur c e s； mi ne I nt e r n e t o f Thi ng s 0 引言 现 阶段“ 十三 五 ” 科 学 布 局 ， 国 家从 宏 观 角 度 出 发提出充分发挥互联网技术在生产要素配置中的优 化 和集成 作 用 ， 提 升 实 体 经 济 的创 新 力 和 生 产 力 。 国内煤炭企业经过近十年的信息系统建设 ， 信息化 成果 对企 业 的生 产 、 运 营 、 销 售 、 决 策 的影 响 效 果 明 显 。但随着煤炭企业 信息化 的不断深入 ， 数据量在 不 断增 大 ， 原有 的分 散 数 据处 理 模 式 已无 法满 足 应 用要求 ， 信息分析得不到资源支撑 ， 数据共享受限于 传统架构 ， 信息化 的发展程度也不足 以支撑矿 山物 联 网体 系进 一 步完 善 。因此 ， 向 云计 算 模 式转 变 已 是 趋 势 ， 煤 炭企业 应 抓 住 时 机 ， 从 覆 盖 面更 广 、 集 成 度更深 、 智能化更高、 可视化更优等方面进一步打造 收稿 日期 2 0 1 5 0 8 一 i 2 ； 修 回日期 2 0 1 5 1 1 2 7 ； 责任编辑 张强 。 基金项 目 国家科技重大专项项 目 2 0 1 l Z X0 5 0 6 5 0 0 6 。 作者简介 顾闯 1 9 8 1 ～ ， 男 ， 辽宁阜新人 ， 高级工程 师 ， 现 主要 从事煤 炭企业 信息化与信 息安全技 术方面 的研究工 作， E - ma i l g u c o wl s o f t ． corn ．cn 。 1 4 工矿 自动化 2 0 1 6年第 4 2卷 智慧化的矿 山物联 网体系Ⅲ， 借助云计算技术升级 打造新型的煤炭企业信息化架构平台 ， 进一步提升 企业竞争力 ， 挖掘企业信息数据价值 。 I T资源 包括 网络设备、 服务器、 存储、 数据库应用 等 获得方式 ， 可以很好地解决传统架构在数据处理 中存在的数据隔离和资源固化等问题 。 1 煤炭 企 业信息化 建设 现状 分析 2 云计 算技术 在煤炭 企 业的应 用思 路 煤 炭企 业在 管理 、 生 产 、 经营等环 节进 行 了信息 化系统部署 ， 如 E R P系统 、 井下监测监控系统、 生产 环网系统等 ， 企业信息化与生产 自动化的深度融合 实现了生产效率大幅度的提高。但随着企业信息化 建设的不断深入 ， 各类传感器的投入使用 、 在线检测 实时性 的提高、 企业管理系统更 加精细化等因素使 得产生的信息数据呈指数级增长 ， 传统企业数据 中 心 和业 务系 统处理 平 台架构 图 1 在应 对 海 量 复杂 的信 息数据 ， 实现 不 同类 型数 据 的 关联 、 数 据 分 析 、 挖掘需求等方面还存在先天的不足之处[ 2 ] 。 烟囱式 服务器 图 1 传 统 企 业数 据 中 心 和业 务 系统 处 理 平 台架 构 1 无 法 完成 企 业 运 营过 程 的数 据 决 策 分 析 。 企业运营决策需要对全信息系统的数据进行全量多 维度的分析 ， 通过不断改进分析机制 ， 实现分析结果 的高 可用性 。但传 统企业 数据 中心 软件 系统数 据处 理的维度固化， 网络、 计算、 存储等 资源动态调整能 力有限， 并且不支持业务系统数据结构的横向关联 ， 所 以 ， 无 法完 成多 维度 的数据 分析 。 2 无法 实现企 业运 营情 况 的实 时展 现 。实 时 展现需要通过数据梳理整合建立数据仓库 ， 并将仓 库 内数据套 人成 本 核算 或 生 产计 划 等 数 学模 型 内 ， 最终 实现 多系统 数 据 的业 务 逻辑 整 合 ， 形 成 实 时运 营分析报告。但传统数据中心软件数据都分散在不 同的业务 数据 库 、 统计 报 告 、 日志记 录 内 ， 数 据 特 征 分析 多 采用分 时分 散 进行 的方 式 ， 导 致运 营分 析 需 要 以月、 季度 ， 甚至以年为单位 ， 无法体现时效性。 3 无法提供海 量数据处理 的动态 I T 资源。 传 统数 据 中 心 隔 离 式存 储 无 法 实 现 容 量 的 动 态 调 整。集中式的数据库 只适合定 向存取类操作 ， 不适 合多数据表之间的分析提取； 传统业务逻辑对非结 构化 数据 提取逻 辑也 很 简 单 ， 无法 完 成 海 量 数据 处 理对 线性扩 展和并 发使 用 的需 求 。 云计算技术针对业务需求提供的便捷 、 动态的 利 用 云计 算技 术 建设 企 业 云数 据 中 心平 台 ， 并 把现有的信息化建设成果与 云计算技术完美结合， 充分发挥和挖掘企业海量数据中的价值。 建设 云 数 据 中心 平 台 架 构 可 以从 建 新 、 利 旧 2个平面进行考虑 ， 将新 、 旧信息资源进行整合 ， 实 现数 据层 面 的共 享 与 交互 ， 资 源层 面 的 互相 传 递 与 支撑 ] 。建新平面是以云计算技术为核心 ， 从硬件 资源架构、 数据分析技术等方面进行重点建设 ； 利旧 平 面是 以现有 的煤 炭 企业 信 息 系统 平 台 为 I T资 源 和数据 来源 ， 继 续 支撑 企 业 日常管 理 经 营 数据 的处 理与分析。 2 ． 1 云计 算技 术 资 源池改造 云计算技术资源管理就是通过改变传统的“ 硬 件定义” 资源向云架构 的“ 软件定义” 资源过度的过 程。“ 硬件定义” 资源 即企业现有 的物理设备 ， 包括 服务器 、 存储 、 数据中心交换机、 防火墙等 。“ 软件定 义” 资源是通过建设基于云计算技术的端到端资源 池架 构 图 2 ， 即物 理 资源 层 、 虚拟 资 源 层 、 资 源 服 务 与 调 度 层 ， 并 实 现 3层 资 源 相 互 支 撑 关 联 的 结果 。 1 物理资源层分布在煤炭企业总部或分机构 的数 据机 房 。煤炭企 业局 域 网或 城域 网 的建设 已经 实 现 了多地数 据 中心 不 低 于万 兆 链 路 的互 联 互 通 ， 实现 了基 础资 源 的信息可 达 。 2 虚 拟资 源层在 云计算 技 术架 构 中处 于 最为 关 键与 核心 的位 置 ， 是 建新 平 面 的 内容 。该 层 可实 现各业 务 系统对物 理资 源层 执行指 令 的截获 和小 聚 大 的虚 化处 理 ， 将 分 散在 一 个 或 多个 数 据 中心 的物 理资 源虚拟 化形 成 资 源池 。其 中软 件定 义 C P U 计 算对所有 X 8 6 服务器架构指令进行截获 ， 首先 由虚 拟化 仿真操 作进 行 基 于等 效 需 求操 作 的合并 ， 通 过 对多台物理计算 C P U 的时问片调度和 i ／ o多队列 排序 的处 理 ， 再 返 回 给上 层 AP P， 实 现模 拟 独 立 计 算 、 缓存、 I ／ O等。软件定义磁盘存储在识别传统存 储架构的分布式 C a c h e 、 快照、 链接克隆、 镜像 、 复制 冗余等存储策略后 ， 将多台存储设备整合成一个容 量总和的共享存储资源池 。软件定义网络策略通过 梳 理 网络流量 包头 信 息 和策 略 封 装 内容 ， 把 现有 的 交换机 、 路由器、 业务 网关等设备 的组网信息 、 参数 进 行虚拟设备实例化 ， 最终构建独立于物理网络的