基于网格的煤炭企业信息化关键技术研究

论文摘要

本文首先探讨了数字矿山框架的不足和当前煤炭企业信息化建设中遇到的问题,利用企业网格的优点,给出了基于企业网格的数字矿山模型EGBDM并讨论了其特点与需求。在此基础上,定义了煤炭企业网格e-Mine并设计了其拥有资源层、管理层、服务层和应用层的四层体系结构。在e-Mine体系结构下,详细研究了煤炭企业资源虚拟化机制,对煤炭企业资源进行建模,实现了其网格服务化封装并根据煤炭企业现有的管理模式提出了e-Mine资源三层混合模型组织结构和相应的2阶段资源注册／检索算法。针对煤炭企业日常安全生产任务的QoS需求,结合时间Petri网与工作流网提出了时间工作流网TWFnet作为e-Mine下任务的工作流建模工具并实现了其流程基于WS-BPEL语言的服务组合描述；给出了考虑任务优先级且带有QoS保障的任务调度算法。文章最后设计了e-Mine的原型系统,基于GridSphere框架实现了e-Mine网格门户并对煤炭企业特有的遗留资源网格服务化封装技术进行了研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 网格理论及其体系结构发展
• 1.2.1 网格雏形阶段
• 1.2.2 五层沙漏体系结构阶段
• 1.2.3 多层网格体系结构OGSA/OGSI阶段
• 1.2.4 多层网格体系结构OGSA/WSRF阶段
• 1.3 企业网格研究及其发展现状
• 1.4 煤炭企业网格技术应用研究现状
• 1.4.1 网格技术在煤炭企业中应用
• 1.4.2 缺点与不足
• 1.5 本文主要研究内容与论文组织结构
• 1.5.1 主要研究内容
• 1.5.2 论文组织结构
• 1.6 本章小结
• 2 煤炭企业网格体系结构研究
• 2.1 概述
• 2.2 应用背景与需求分析
• 2.3 基于企业网格的数字矿山
• 2.4 煤炭企业网格e-Mine体系结构
• 2.4.1 e-Mine的定义
• 2.4.2 e-Mine体系结构
• 2.5 煤炭企业网格e-Mine业务流程
• 2.5.1 基于资源资源虚拟化机制的e-Mine资源提供者业务流程
• 2.5.2 基于任务管理的e-Mine资源请求者业务流程
• 2.6 煤炭企业网格e-Mine支撑环境与开发平台
• 2.6.1 e-Mine运行支撑环境
• 2.6.2 Globus开发平台
• 2.7 本章小结
• 3 e-Mine资源虚拟化技术研究
• 3.1 网格虚拟化研究概述
• 3.1.1 研究意义
• 3.1.2 网格资源建模研究
• 3.1.3 网格资源管理研究
• 3.1.4 问题与不足
• 3.2 e-Mine资源虚拟化框架
• 3.3 煤炭企业资源建模
• 3.3.1 煤炭企业资源分类体系
• 3.3.2 煤炭企业资源抽象模型
• 3.4 煤炭企业资源服务封装
• 3.4.1 状态资源描述
• 3.4.2 基于RDF的e-Mine状态资源描述
• 3.4.3 资源封装实现
• 3.5 e-Mine下的资源管理研究
• 3.5.1 e-Mine资源组织模型研究
• 3.5.2 基于分布式哈希表的资源组织与检索研究
• 3.5.3 2阶段资源注册/检索算法
• 3.6 资源管理拓扑性能分析及其算法性能评价
• 3.6.1 资源调度匹配试验床环境
• 3.6.2 实验结果及分析
• 3.7 本章小结
• 4 e-Mine任务管理技术研究
• 4.1 网格工作流任务管理相关研究概述
• 4.1.1 研究意义
• 4.1.2 网格工作流系统体系结构研究
• 4.1.3 工作流模型研究
• 4.1.4 网格工作流调度算法研究
• 4.1.5 问题与不足
• 4.2 e-Mine基于网格工作流的任务管理系统设计
• 4.3 基于Petri网的网格工作流建模
• 4.3.1 e-Mine下流程建模需求分析
• 4.3.2 基本Petri网理论
• 4.3.3 e-Mine时间工作流网建模描述
• 4.3.4 基于WS-BPEL的抽象流程表述
• 4.4 e-Mine网格资源调度算法的研究
• 4.4.1 e-Mine下煤炭企业资源调度问题分析
• 4.4.2 e-Mine网格服务调度模型形式化描述
• 4.4.3 e-Mine网格服务调度算法
• 4.5 基于遗传算法的调度算法改进
• 4.5.1 调度算法路径选择问题表述
• 4.5.2 基于遗传算法的调度算法路径选择改进
• 4.6 算法试验结果及性能分析评价
• 4.7 本章小结
• 5 e-Mine原型系统的设计与实现
• 5.1 e-Mine原型系统的设计
• 5.2 e-Mine服务开发流程
• 5.2.1 Globus Toolkit 4.0的安装与配置
• 5.2.2 e-Mine网格服务基本开发流程
• 5.3 e-Mine Portal的设计与实现
• 5.3.1 GridSphere框架
• 5.3.2 e-Mine Portal设计与实现
• 5.4 煤炭企业遗留系统网格封装技术
• 5.4.1 井下自动化平台系统资源封装
• 5.4.2 C应用程序封装
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文研究成果
• 6.2 展望
• 6.3 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在学期间发表的学术论文
• 在学期间参加科研项目