PLATOM Cloud


W Instytucie Informatyki Stosowanej PŁ do obsługi cyfrowej platformy PLATOM zbudowano chmurę obliczeniową (akronim PLATOM Cloud). Projekt systemu oparty jest na kontenerach z możliwością ich wdrażania do chmury. Zastosowanie kontenerów pozwala na wykorzystanie chmur publicznych a także prywatnych w lokalizacji wskazanej przez klienta. Model bazujący na wirtualizacji i agregowaniu zasobów.

Punktem wyjścia dla opracowanej koncepcji protokołów komunikacyjnych platformy PLATOM jest ogólny model architektury, uwzględniający przepływ danych pomiędzy pięcioma podstawowymi typami komponentów wchodzących w jej skład, tj. komponenty pomiarowo-sterujące i serwisowe w tym centralne, obliczeniowe, znaczników czasowych, GUI i danych. Wzorując się na rozwiązaniach obecnych w systemach automotive zbudowano architekturę kontrolera i technologii platformy komunikacji danych zwany dalej TomoPS. Faktyczną komunikację zdecydowano się oprzeć na modelu Publisher-Subscriber, który zrealizowano przy użyciu brokera komunikatów, przeznaczonego do wydajnej pracy w środowisku rozproszonym i chmurowym, umożliwiającym przetwarzanie w czasie rzeczywistym bardzo dużej ilości zdarzeń. Usługa brokera wiadomości pełni rolę komponentów centralnych, których zadaniem jest pośredniczenie w komunikacji między nadawcami strumieni danych (pogrupowanych według tzw. tematach) i ich odbiorami. Przydatność takiego podejścia pod kątem budowy platformy na bazie takiego modelu potwierdziły testy obciążeniowe symulujące przepływ danych pomiarowych i sterujących między wieloma jednostkami.

Elementy systemu

W celu realizacji opisanych funkcjonalności w skład platformy PLATOM zostały włączone komponenty pomiarowo–sterujące oraz komponenty usługowe.

Komponenty pomiarowo – sterujące to urządzenia z dedykowanym oprogramowaniem przeznaczonym do zbierania danych z urządzeń pomiarowych służących do monitorowania stanu procesu (tomograf, kamera, przepływomierz itp.) oraz do ustawiania wartości nastaw na urządzeniach aktywnych procesu (falowniki itp.).

Komponenty usługowe z kolei odpowiedzialne są za realizację poszczególnych usług platformy PLATOM i nie są podłączone bezpośrednio do urządzeń pomiarowych i sterujących procesu. Pracują jako elementy chmury PLATOM Cloud w postaci modułów programowych na dedykowanych komputerach serwerowych. W ramach tych komponentów realizowane są następujące funkcjonalności:

  • repozytorium
  • moduł obliczeniowy
    • rekonstrukcja dwu- i trójwymiarowych obrazów tomograficznych,
    • analiza i przetwarzanie obrazów cyfrowych,
    • modelowanie statystyczne procesów,
    • wnioskowanie rozmyte,
    • analiza dużych zbiorów danych,
  • moduł czasowy
    • dystrybucja znaczników czasowych,
  • moduł bazy danych do składowania i dystrybucji
    • danych pomiarowych,
    • obrazów tomograficznych,
    • wyników analizy statystycznej i przetwarzania obrazów,
    • wyników wnioskowania rozmytego,
    • metadanych o składowanych danych.
  • moduł centralny
    • usługa brokera wiadomości,
  • moduły GUI
    • TomoKISStudio,
    • National Instruments.

 

 

Schemat chmury obliczeniowej (PLATOM Cloud) zbudowanej w Instytucie Informatyki Stosowanej PŁ

Do zadań obliczeniowych zatrudniona została stacja serwerowa SuperMicro (7049GP-TRT). Serwer został wpięty w model chmury PLATOM Cloud i dostępny jest jedynie z poziomu sieci Instytutu lub jako klient sieci VPN. Stacja serwerowa zarządzana jest przez system operacyjny Windows Server.

Serwer obliczeniowy przewidziany jest do realizacji zadań związanych z:

  • rekonstrukcja obrazów tomograficznych,
  • analizą i przetwarzaniem obrazów,
  • analiza statystyczną danych,
  • wnioskowaniem rozmytym,
  • oraz analizą danych mechanizmami Big-Data.