一种用于特种材料监测数据长期存储的多级硬件架构的制作方法

1.本发明涉及一种用于特种材料监测数据长期存储的多级硬件架构，属于监测数据的长期存储技术领域。


背景技术：

2.特种材料监测是保证材料安全的重要手段，由于特种材料的特殊性，其监测数据需要进行长达几十年的安全保存，为安全地研究、使用特种材料，确保安全提供数据支持。
3.随着特种材料监测技术的发展，利用高精度dr成像、三维ct成像等射线成像无损监测手段对特种材料进行等定期监测的技术被越来越多地使用，大量的数字化监测原始数据及分析数据需要进行长期存储。传统的存储方式多为在工业ct自带计算机硬盘上进行监测数据的单一存储介质、单点位存储，没有专用的多级存储设备。由于监测数据采用单点位、单一介质存储，一旦硬盘在工作中遭受病毒、恶意软件攻击及功能失常时，就会导致重要的特种材料监测数据丢失，影响特种材料安全。
4.现有特种材料监测数据存储方式存在以下几个问题，一是硬盘的正常寿命一般为5～8年，具有局限性，不能满足几十年的长期存储要求；二是存储硬件类型单一，只存储在本地计算机，不满足监测数据在本地、nas多点位冗余存储要求，同时存储介质单一，多为计算机硬盘，不满足监测数据在硬盘、磁盘阵列和磁带等多介质安全存储要求，当计算机硬盘意外故障、功能失常时，就会引起监测数据丢失；三是全部数据存储在一台计算机上，鉴于特种材料数据的敏感性和特殊性，数据没有按照重要程度进行存储设备安全分级管理，不满足数据安全要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：解决存储硬件类型单一、介质单一导致监测数据丢失风险和监测数据存储设备缺乏安全分级管理的问题，设计了一种用于特种材料监测数据长期存储的多级硬件架构。
6.本发明的技术方案如下：一种用于特种材料监测数据长期存储的多级硬件架构，包括交换机，射线成像采集工作站、射线成像处理工作站、nas缓存站、操控服务器、摄像机、硬盘录像机均连接交换机，数据长期存储磁带库连接操控服务器，射线成像采集工作站、射线成像处理工作站还分别连接显示终端中的射线成像采集工作站显示器、射线成像处理工作站显示器；操控服务器连接显示终端中的操控服务器显示器，硬盘录像机连接显示终端中的监视器。
7.射线成像采集工作站通过光纤进行射线成像图像数据采集，对特种材料及其储存容器进行射线成像采集、原始数据存储，筛选dr图像、ct切片、实时成像，并通过交换机向nas缓存站推送筛选后的上述数据。
8.射线成像处理工作站对采集到的原始数据进行图像处理和分析测量、分析数据存储，生成测量分析结果，通过交换机向nas缓存站推送分析结果。
9.射线成像处理工作站采用多gpu的体系架构。
10.交换机通过千兆以太网进行数据传输、信息交换。
11.nas缓存站接收射线成像采集工作站和射线成像处理工作站通过交换机传输的用于特种材料长期储存监测的dr图像、ct切片、实时成像及分析结果。
12.接收操控服务器通过交换机传输的数据库备份文件；并对接收到的上述数据、分析结果及数据库备份文件进行短期备份存储。
13.视频数据采集模块包括摄像机和硬盘录像机；摄像机采集的视频信息通过交换机在硬盘录像机上进行本地存储；视频数据采集模块与操控服务器通过交换机进行数据交互，按操控服务器指令向其提供上述视频数据。
14.数据长期存储磁带库接收操控服务器推送的监测数据库及对应的监测数据文件，进行长期存储。
15.数据长期存储磁带库以磁带介质进行长期存储。
16.本发明的显著效果在于：多级硬件架构以交换机为中心，组建星形结构局域网，通过千兆以太网进行数据传输、信息交换；以操控服务器为核心，实现了核心数据的短期备份和长期存储。多级硬件架构采用硬盘和磁带两种存储介质，按照数据重要级别进行安全分级，具备备份、存储和容灾功能，实现了多机制、多点位快速存储，保证了原始数据、关键数据一定周期内的安全，核心数据的长期安全，满足灾备存储要求。
附图说明
17.图1为本发明所述的一种用于特种材料监测数据长期存储的多级硬件架构整体示意图
18.图1中：1射线成像采集工作站，2射线成像处理工作站，3交换机，4nas缓存站，5视频数据采集模块，6操控服务器，7数据长期存储磁带库，8显示终端，9摄像机，10硬盘录像机，11监视器，12操控服务器显示器，13射线成像处理工作站显示器，14射线成像采集工作站显示器。
具体实施方式
19.如图1，本发明所述的一种用于特种材料监测数据长期存储的多级硬件架构，包括射线成像采集工作站1，射线成像处理工作站2，交换机3，nas缓存站4，视频数据采集模块5，操控服务器6，数据长期存储磁带库7，显示终端8。
20.其中，射线成像采集工作站1、射线成像处理工作站2、nas缓存站4、操控服务器6、摄像机9、硬盘录像机10均连接交换机3，数据长期存储磁带库7连接操控服务器6，射线成像采集工作站1、射线成像处理工作站2还分别连接显示终端8中的射线成像采集工作站显示器14、射线成像处理工作站显示器13；操控服务器6连接显示终端8中的操控服务器显示器12，硬盘录像机10连接显示终端8中的监视器11；
21.射线成像采集工作站1通过光纤进行射线成像图像数据采集，对特种材料及其储存容器进行射线成像采集、原始数据存储，筛选dr图像、ct切片、实时成像等射线成像数据，通过交换机3向nas缓存站4推送筛选后的上述数据。
22.射线成像处理工作站2采用多gpu的体系架构，实现多gpu并行加速，加速其加权反
投影过程，提升图像处理及分析效率。对采集到的特种材料及其储存容器原始数据进行图像处理和分析测量、分析数据存储，生成测量分析结果、通过交换机3向nas缓存站4推送分析结果。
23.交换机3是整个多级硬件架构的中心，连接射线成像采集工作站1，射线成像处理工作站2，nas缓存站4，视频数据采集模块5和操控服务器6，组建星形结构局域网，通过千兆以太网进行数据传输、信息交换。
24.nas缓存站4接收射线成像采集工作站1和射线成像处理工作站2通过交换机3传输的用于特种材料长期储存监测的dr图像、ct切片、实时成像等射线成像数据及分析结果；接收操控服务器6通过交换机3传输的特种材料射线成像监测数据库备份文件；并对接收到的上述数据、分析结果及数据库备份文件进行短期备份存储。
25.视频数据采集模块5包括摄像机9和硬盘录像机10。摄像机9采集特种材料储存容器特征以及操作人员、操作设备、操作环境等视频信息，记录特种材料及其储存容器射线成像监测过程影像。摄像机9采集的视频信息通过交换机3在硬盘录像机10上进行本地存储。视频数据采集模块5与操控服务器6通过交换机3进行数据交互，按操控服务器6指令向其提供上述视频数据。
26.操控服务器6为射线成像监测数据库及数据长期存储系统软件提供安装平台及运行环境，结合软件进行特种材料信息采集，通过交换机3调用nas缓存站4和视频数据采集模块5中的数据进行监督检查，调用数据长期存储磁带库7中的历史数据，结合本次监督检查，开展数据分析，生成特种材料射线成像监测数据库及对应的监测数据文件。实现特种材料射线成像监测数据库及对应的监测数据文件的本地存储，并将其推送至数据长期存储磁带库7进行长期存储，同时将特种材料射线成像监测数据库通过交换机3推送至nas缓存站4进行短期备份。
27.数据长期存储磁带库7接收操控服务器6推送的特种材料射线成像监测数据库及对应的监测数据文件，以磁带介质进行长期存储，按照特定存储策略，生成两份磁带副本，实现灾备存储。
28.显示终端8中，包括监视器11，操控服务器显示器12，射线成像处理工作站显示器13，射线成像采集工作站显示器14。
29.本发明所述的一种用于特种材料监测数据长期存储的多级硬件架构采用多冗余备份存储安全策略，包括原始数据存储层、关键数据存储层和核心数据存储层。
30.原始数据存储层设定在射线成像采集工作站1，射线成像处理工作站2和视频数据采集模块5，用于射线成像原始数据、分析数据和视频数据的短期备份。
31.关键数据存储层设定在nas缓存站4，用于射线成像数据、分析结构和数据库备份文件的短期备份。
32.核心数据存储层设定在操控服务器6和数据长期存储磁带库7，操控服务器6用于监测数据文件、监测数据库的短期备份，数据长期存储磁带库7用于监测数据文件、监测数据库的长期存储。