巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)建與實(shí)踐

張　玉, 耿福源, 俞然剛, 楊文東

(1. 中國石油大學(xué)(華東) 儲運(yùn)與建筑工程學(xué)院, 山東 青島　266580；2. 山東省海河流域水利管理局, 山東 濟(jì)南　250100)

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巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)建與實(shí)踐

張玉1, 耿福源2, 俞然剛1, 楊文東1

(1. 中國石油大學(xué)(華東) 儲運(yùn)與建筑工程學(xué)院, 山東 青島266580；2. 山東省海河流域水利管理局, 山東 濟(jì)南250100)

結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù),基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念提出了構(gòu)建巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺的思路和方法：采用雙Client/Server拓?fù)浼軜?gòu)提出適用于該平臺的拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)；借助模塊化方法設(shè)計(jì)出平臺的應(yīng)用功能模塊；制定出完善的操作流程和管理制度,保證實(shí)驗(yàn)平臺的高效性和安全性。該平臺將互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法深度融合,可為巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的新形態(tài)和新方向提供依據(jù)。

遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺； 巖石力學(xué)； 雙Client/Server拓?fù)浼軜?gòu)； 流程和管理制度

目前我國巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理和發(fā)展還存在諸多不足[1-3]:我國高等科研院所巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備開機(jī)率參差不齊,有些設(shè)備由于實(shí)驗(yàn)工作量的不飽和處于長期閑置狀態(tài),導(dǎo)致資源嚴(yán)重浪費(fèi)。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備不共享,迫切需要完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)仍需長期排隊(duì)。如何將國家投入巨資購置的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備開放共享,高效地使用巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,成為我國巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備亟待解決的熱點(diǎn)問題。

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及應(yīng)用,使得基于“互聯(lián)網(wǎng)+”理念的巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)具有可行性[4-5]。但巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的通信接口千差萬別,將各種設(shè)備進(jìn)行簡易網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和遠(yuǎn)程監(jiān)控較為困難。此外，亦缺少相關(guān)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)規(guī)程,較難保證實(shí)驗(yàn)操作的安全性、方法的正確性和結(jié)果的可靠性。鑒于此,本文基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念和技術(shù),結(jié)合高等科研院所間的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,提出構(gòu)建巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺的思路和方法，達(dá)到不同單位巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的共享和開放,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上查詢、預(yù)約和開展遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。

1　遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺研究現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展和使用,促進(jìn)了采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備、信息、數(shù)據(jù)和人才等多方面資源的共享，即可建立網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺。該方法不僅解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)遇到的難題,亦可激發(fā)實(shí)驗(yàn)者的學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)其綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰6-7]。

1.1遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺簡介

遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)平臺是以物理實(shí)體為被控對象，并采用通信協(xié)議與硬件相鏈接的操作模式實(shí)現(xiàn),屬于利用計(jì)算機(jī)操作控件觸發(fā)功能應(yīng)用程序進(jìn)而控制實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)備。該平臺采用多媒體和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)把實(shí)驗(yàn)室真實(shí)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換成視頻和音頻等信息反饋給用戶端,而用戶可在計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程遙控現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,對設(shè)備進(jìn)行啟停、測試、監(jiān)控、驗(yàn)證等操作。Jim[8]設(shè)計(jì)了由1臺Web服務(wù)器和5臺客戶機(jī)構(gòu)成的單Client/Server(C/S)遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)平臺,客戶機(jī)均運(yùn)行有LabVIEW編寫的軟件,并可操控實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。呂露等[9]研制了基于Internet的掃描探針顯微鏡(SPM)遠(yuǎn)程控制平臺,該平臺分為客戶端、服務(wù)器、SPM儀器和視頻監(jiān)視系統(tǒng)4部分，且客戶端分為實(shí)驗(yàn)主控人員操作端和觀看端，服務(wù)器和SPM儀器通過研制的DSP控制器組成完整的SPM反饋系統(tǒng)。賈振元[10]以數(shù)控加工機(jī)床為設(shè)備對象,研制了遠(yuǎn)程控制快速成型加工平臺,該平臺基于Winsock的C/S編程模式,用戶端輸入加工參數(shù)及命令,網(wǎng)絡(luò)將其傳遞至加工服務(wù)器,服務(wù)器完成STL文件的分層參數(shù)設(shè)置和分層處理,并在快速成型系統(tǒng)上生成底層數(shù)控代碼,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程加工及結(jié)果顯示。龐文堯等[11]通過控制服務(wù)器主板上的數(shù)據(jù)采集控制卡與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,并將服務(wù)器端程序通過嵌入?yún)R編程序?qū)崿F(xiàn)同硬件端口的數(shù)據(jù)通信,研制了基于C/S模式的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)平臺,該平臺客戶端登錄服務(wù)器后可選擇不同控制方式對遠(yuǎn)程試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和控制,亦可通過視頻服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控。

1.2遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺在結(jié)構(gòu)力學(xué)中應(yīng)用情況

近年來,基于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程協(xié)同實(shí)驗(yàn)平臺逐步得到關(guān)注,該平臺將不同地區(qū)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室通過互聯(lián)網(wǎng)整合為功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室群,不但達(dá)到了硬件設(shè)備、計(jì)算軟件和專家資源共享的目的,亦提高了實(shí)驗(yàn)室綜合試驗(yàn)?zāi)芰?實(shí)現(xiàn)了單一實(shí)驗(yàn)室無法開展的大比例復(fù)雜結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。此外,該平臺為設(shè)備緊缺的用戶提供了開展試驗(yàn)的途徑,減少了設(shè)備硬件的重復(fù)購置。美國國家科學(xué)基金委員會(huì)1999年投入巨額經(jīng)費(fèi)建立了地震工程網(wǎng)絡(luò)模擬平臺(network for earthquake engineering simulation，NEES),實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫及模型模擬的共享和整合[12-13]；新西蘭奧克蘭大學(xué)、英國布里斯托大學(xué)、牛津大學(xué)及劍橋大學(xué)的地震工程實(shí)驗(yàn)室亦陸續(xù)成為NEES平臺的站點(diǎn)[14-15]。歐盟集合全歐在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的研究力量,建立了減輕地震風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)(European network for seismicRisk mitigation)協(xié)同研究平臺[16]。韓國營建與運(yùn)輸部提出了建設(shè)工程發(fā)展計(jì)劃(Korea construction engineering development program),該計(jì)劃5年內(nèi)將在韓國大學(xué)內(nèi)建設(shè)12座大型的試驗(yàn)設(shè)備,并通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫和超級計(jì)算機(jī)連接起來[17]。湖南大學(xué)基于e-test的構(gòu)思將異地的實(shí)驗(yàn)室連接起來,率先在我國建立了資源通用共享的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室平臺(networked structural laboratories),進(jìn)而開展了遠(yuǎn)程協(xié)同試驗(yàn)研究,提高了綜合試驗(yàn)?zāi)芰18-19]。

2　巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺的拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)

拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)是構(gòu)建遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺的關(guān)鍵,決定遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)方法和平臺的功能、邏輯及規(guī)模。巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺采用雙Client/Server(C/S)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì),由Web實(shí)驗(yàn)控制中心、用戶端和實(shí)驗(yàn)中心組成(見圖1)。此設(shè)計(jì)以設(shè)備控制的高效和安全性為首要條件,以用戶體驗(yàn)為核心,方便了實(shí)驗(yàn)人員查詢、預(yù)約和使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備,保證了實(shí)驗(yàn)的高效和順利開展,由此可獲得真實(shí)可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外,該設(shè)計(jì)亦具有可擴(kuò)充和易維護(hù)的特性。

圖1　巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺的拓?fù)浼軜?gòu)

2.1雙Client/Server(C/S)拓?fù)浼軜?gòu)

巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室雙C/S 拓?fù)浼軜?gòu)是將實(shí)驗(yàn)服務(wù)器物理上分為控制服務(wù)器和設(shè)備服務(wù)器，控制服務(wù)器放置于Web實(shí)驗(yàn)控制中心,設(shè)備服務(wù)器與設(shè)備一起放置于實(shí)驗(yàn)中心(見圖2)。

圖2　巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺雙Client/Server(C/S)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)

第1層C/S架構(gòu)由控制服務(wù)器將用戶端和實(shí)驗(yàn)中心連接,用于設(shè)備查詢、預(yù)約和實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備；第2層C/S架構(gòu)由設(shè)備服務(wù)器將用戶端和實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接,方便用戶與實(shí)驗(yàn)室直接通信,便于高效地開展遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。此種設(shè)計(jì)減輕了控制服務(wù)器的工作負(fù)擔(dān),降低了對服務(wù)器性能的要求,減少了購買高性能服務(wù)器的費(fèi)用,并讓系統(tǒng)更易于擴(kuò)展和維護(hù)。

2.2Web實(shí)驗(yàn)控制中心

Web實(shí)驗(yàn)控制中心主要由基于Wed控制系統(tǒng)且配置較好的實(shí)驗(yàn)控制服務(wù)器組成。當(dāng)實(shí)驗(yàn)者有實(shí)驗(yàn)需求時(shí),運(yùn)行服務(wù)器上的Wed控制系統(tǒng)生成命令,設(shè)備服務(wù)器從控制服務(wù)器上獲取命令并予以解析,進(jìn)而完成實(shí)驗(yàn)的申請和任務(wù)分配等工作。控制中心可以同時(shí)連接多個(gè)用戶端和多個(gè)實(shí)驗(yàn)中心,是拓?fù)浼軜?gòu)的核心模塊,負(fù)責(zé)管理和存儲所有相關(guān)信息,亦可監(jiān)控用戶端的請求,管理相關(guān)數(shù)據(jù)流。

為保證控制中心穩(wěn)定和高效的工作,控制服務(wù)器由線上服務(wù)和第1層C/S服務(wù)2個(gè)Web控制系統(tǒng)組成。線上服務(wù)用于實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的查詢和預(yù)約、客戶端程序下載、觀看實(shí)驗(yàn)的示范錄像、問題討論和用戶管理等功能。C/S服務(wù)是控制服務(wù)器的關(guān)鍵,用于完成用戶與實(shí)驗(yàn)中心的通信管理,負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)方案的處理和實(shí)驗(yàn)任務(wù)的分配等工作,亦可監(jiān)控遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)過程。當(dāng)有多個(gè)用戶請求開展相同實(shí)驗(yàn)時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)訪問時(shí)間予以排隊(duì)處理。

2.3實(shí)驗(yàn)中心

2.4用戶端

用戶端界面采用網(wǎng)絡(luò)編程語言編寫,用戶所有操作均在該界面完成,實(shí)現(xiàn)同時(shí)與控制中心和實(shí)驗(yàn)中心開展遠(yuǎn)程通信。其中用戶端通過與控制中心通信實(shí)現(xiàn)注冊、登錄、申請、預(yù)約等服務(wù),與實(shí)驗(yàn)中心通信開展并監(jiān)控遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。設(shè)備服務(wù)器將實(shí)驗(yàn)結(jié)果傳輸至用戶端,用戶端將數(shù)據(jù)予以處理并保存,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)曲線輸出,并基于視頻音頻服務(wù)實(shí)時(shí)反饋實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,由此便于用戶對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行管理及網(wǎng)上信息交流。

3　遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺應(yīng)用功能模塊設(shè)計(jì)

巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺采用模塊化方法設(shè)計(jì)應(yīng)用功能模塊,包括用戶端功能模塊、Web實(shí)驗(yàn)控制中心模塊和實(shí)驗(yàn)中心模塊。此種設(shè)計(jì)方法可降低程序復(fù)雜度,使程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)等操作簡單便捷。

3.1用戶端功能模塊

用戶端功能模塊(見圖3)主要用于方便實(shí)驗(yàn)者開展實(shí)驗(yàn),主要由以下系統(tǒng)組成：

(1) 用戶登錄系統(tǒng):把用戶服務(wù)請求傳送至實(shí)驗(yàn)控制中心的客戶管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程登錄服務(wù)和實(shí)驗(yàn)申請、預(yù)約等功能；

(2) 設(shè)備實(shí)時(shí)控制系統(tǒng):用于實(shí)驗(yàn)者開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作,包括與實(shí)驗(yàn)中心的連接與斷開,實(shí)驗(yàn)設(shè)備的啟動(dòng)、操作與結(jié)束等；

(3) 動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng):實(shí)時(shí)接收顯示實(shí)驗(yàn)中心傳送的數(shù)據(jù)和音視頻監(jiān)控,允許用戶對曲線予以調(diào)整；

以28 d是否死亡為結(jié)果變量，根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)，將年齡、HBV DNA、WBC、PLT、TBil、INR、細(xì)菌感染、AKI和HE納入Cox回歸風(fēng)險(xiǎn)模型，經(jīng)單因素分析篩選并進(jìn)一步多因素分析。結(jié)果顯示，INR、細(xì)菌感染、HE和AKI是A型ACLF患者28 d死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素；年齡、WBC、TBil、細(xì)菌感染、HE和AKI是B型ACLF患者28 d死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素；HE和AKI是C型ACLF患者28 d死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。詳見表3。

(4) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng):負(fù)責(zé)用戶端與控制中心和實(shí)驗(yàn)中心間數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；

(5) 數(shù)據(jù)存取系統(tǒng):把實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)和監(jiān)控錄像存盤備份,以便查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果和生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；

(6) 異常事件處理系統(tǒng):處理實(shí)驗(yàn)過程中的異常情況,維持系統(tǒng)安全運(yùn)行,并報(bào)告產(chǎn)生異常情況的可能原因和處理方法；

(7) 在線服務(wù)系統(tǒng):為用戶提供權(quán)限范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料檢索查詢和調(diào)閱瀏覽功能；且以音視頻形式,為用戶提供權(quán)限許可內(nèi)資料服務(wù),用于教育研究,由此可建立面向?qū)I(yè)人員旳科研學(xué)術(shù)知識庫、論文查新、在線教學(xué)等服務(wù)。

圖3　用戶端功能模塊設(shè)計(jì)

3.2實(shí)驗(yàn)控制中心模塊

實(shí)驗(yàn)控制中心模塊主要用于遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的預(yù)約與管理(見圖4)，其中：客戶管理系統(tǒng)用于用戶賬號的確認(rèn)和管理；遠(yuǎn)程設(shè)備管理系統(tǒng)用于對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理,包括設(shè)備服務(wù)器的登錄確認(rèn)、信息錄入和設(shè)備的出錯(cuò)警告等；實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)用于對處于進(jìn)行時(shí)的“用戶-實(shí)驗(yàn)設(shè)備”通信狀態(tài)予以管理,檢查通信狀態(tài),并對實(shí)驗(yàn)全程予以監(jiān)控；預(yù)約服務(wù)系統(tǒng)對用戶預(yù)約服務(wù)請求予以處理,并把預(yù)約結(jié)果傳送至用戶端；在線服務(wù)系統(tǒng)用于提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)視頻和科研學(xué)術(shù)知識庫,并提供相關(guān)客戶端軟件下載等。

圖4　實(shí)驗(yàn)控制中心模塊設(shè)計(jì)

3.3實(shí)驗(yàn)中心模塊

實(shí)驗(yàn)中心模塊主要用于對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行與管理,并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)予以傳輸(見圖5)，其中：實(shí)驗(yàn)登錄系統(tǒng)用于設(shè)備服務(wù)器登錄至實(shí)驗(yàn)控制中心，并把實(shí)驗(yàn)設(shè)備的資料信息傳送至遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)控制中心；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)中心和用戶端的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行，當(dāng)用戶端發(fā)送啟動(dòng)命令,即可開始實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中采集相關(guān)數(shù)據(jù)并傳送至用戶端,直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，同時(shí)音頻視頻監(jiān)控系統(tǒng)將實(shí)驗(yàn)過程傳送至實(shí)驗(yàn)控制中心和用戶端,完成對實(shí)驗(yàn)全程的監(jiān)控；設(shè)備異常處理系統(tǒng)用于設(shè)備出現(xiàn)異常情況下,對異常情況予以處理,并向?qū)嶒?yàn)控制中心和用戶端報(bào)警。

圖5　實(shí)驗(yàn)中心模塊設(shè)計(jì)

4　遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)流程和管理制度設(shè)計(jì)

為保證及時(shí)預(yù)約、實(shí)驗(yàn)安全、實(shí)驗(yàn)方法正確和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠,需要制定合理有效的實(shí)驗(yàn)流程和管理制度。

4.1遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)流程

遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)流程如圖6所示。實(shí)驗(yàn)開始前,首先研究分析已有實(shí)驗(yàn)資料并以音視頻形式查閱權(quán)限許可內(nèi)的已完成實(shí)驗(yàn)的全程監(jiān)控等；其次用戶通過功能模塊查詢和預(yù)約實(shí)驗(yàn)設(shè)備,預(yù)約成功后上傳實(shí)驗(yàn)方案；然后實(shí)驗(yàn)控制中心授權(quán)予用戶相關(guān)權(quán)限,用戶通過系統(tǒng)安全驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)中心建立連接,實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制,繼而開展實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)全程音視頻服務(wù)系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試件進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控,并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像予以可視化傳送至用戶；實(shí)驗(yàn)結(jié)束,用戶和控制中心對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)予以協(xié)作分析和處理；最后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和音視頻資料上傳在線服務(wù)系統(tǒng),建立面向?qū)嶒?yàn)人員旳科研學(xué)術(shù)知識、實(shí)驗(yàn)資料、在線教學(xué)等服務(wù)庫。

圖6　遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)流程

本平臺具有緊急情況應(yīng)急保護(hù)功能,緊急情況下設(shè)備服務(wù)器根據(jù)參數(shù)設(shè)置對實(shí)驗(yàn)設(shè)備緊急制動(dòng),保護(hù)實(shí)驗(yàn)員和設(shè)備安全；同時(shí)用戶端、實(shí)驗(yàn)控制中心和實(shí)驗(yàn)中心采用視頻遠(yuǎn)程會(huì)議方式對實(shí)驗(yàn)方案和數(shù)據(jù)協(xié)同探討,提出實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)或更換實(shí)驗(yàn)設(shè)備等建議。

4.2管理制度設(shè)計(jì)

當(dāng)今大型設(shè)備共享尚未形成完整有效的管理制度體系,巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺管理制度的健全完善,對促進(jìn)教學(xué)與科研結(jié)合、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室社會(huì)服務(wù)能力和支持創(chuàng)新研究成果輸出具有重要的意義。

(1) 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理:對平臺開展實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范進(jìn)行管理,為不同實(shí)驗(yàn)中心的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同提供基礎(chǔ)。

(2) 業(yè)務(wù)協(xié)同調(diào)度管理:對實(shí)驗(yàn)中心間、用戶間產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)業(yè)務(wù)協(xié)同管理,并制定實(shí)驗(yàn)業(yè)務(wù)協(xié)同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；

(3) 用戶注冊與信息管理:對平臺用戶進(jìn)行管理,包括賬號注冊、狀態(tài)、信息等。

(4) 權(quán)限與系統(tǒng)安全管理:對平臺用戶進(jìn)行權(quán)限分配、操作跟蹤監(jiān)控等安全管理,并對意外情況仲裁、協(xié)調(diào)等。

(5) 信息采集與網(wǎng)站管理:對網(wǎng)站信息欄目結(jié)構(gòu)、信息采集錄入、審核及發(fā)布等。

5　結(jié)論

巖石力學(xué)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺是遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)技術(shù)的嘗試性探索,亦是“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在巖石力學(xué)領(lǐng)域的集成創(chuàng)新,對促進(jìn)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的高效使用和管理具有重要理論意義和實(shí)際價(jià)值。

(1) 平臺提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率,并促進(jìn)實(shí)現(xiàn)將巨資購置的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備向社會(huì)開放,避免了高校科研院所實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重復(fù)投入。

(2) 平臺采用雙Client/Server拓?fù)浼軜?gòu)的多服務(wù)器構(gòu)造,用戶將不再受時(shí)間和空間限制,可自主地選擇合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,高效地完成實(shí)驗(yàn),亦可對實(shí)驗(yàn)全程予以監(jiān)控。

(3) 平臺的構(gòu)建與實(shí)施實(shí)現(xiàn)了高校科研院所間的合作和交流,促進(jìn)了我國巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、概念和管理的提高。

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Construction and practice of remote experimental platform of rock mechanics

Zhang Yu1, Geng Fuyuan2, Yu Rangang1, Yang Wendong1

(1. College of Pipeline and Civil Engineering in China University of Petroleum,Qingdao 266580,China; 2. Shandong province administration of haihe river basin,Jinan 250100， China)

Based on the thinking of “Internet+,” this paper puts forward the method of constructing the remote laboratory platform of rock mechanics with the combination of modern information technology. Firstly,an appropriate double Client/Server topology structure is performed to construct the topology structure of remote laboratory platform. Secondly,the modular method is used to design the function modulation of remote experimental platform. Finally,a perfect operational process management system was drawn to ensure the efficiency and safety of the laboratory platform. The platform combines internet with traditional experimental method of rock mechanics,and provides dependable reference for the development of experiment technology of rock mechanics.

remote experimental platform; rock mechanics; double Client/Server topology structure; process management system

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.06.026

2015-12-23修改日期：2016-03-01

中國石油大學(xué)(華東)學(xué)術(shù)碩士點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目(XWS130005)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51409261)；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2014EEQ014)；青島市應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(142467jch)；山東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(SDYC13043)；山東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(SDYY15140)

張 玉(1985—)，男，甘肅景泰，博士，講師， 主要研究方向?yàn)閹r石力學(xué)與巖石工程.

E-mail：zhangyu@upc.edu.cn

G484；TU45

A

1002-4956(2016)6-0098-05