基于单向光闸的试验数据准实时入库方法

贾令涛，何 钊

(中国飞机强度研究所，陕西 西安 710065)

1 引 言

试验数据是强度试验过程的重要产物，也是支撑强度试验验证结论的基础。为了保障试验网中试验控制和试验测量等设备安全可靠地运行，长期以来，试验网和办公网都是物理隔离的，而试验数据则是通过非物理连接的“数据摆渡”方式实现由试验网到办公网的单向传输。这种模式不仅影响试验后的分析效率，在试验数据的安全性和完备性方面也存在隐患。

随着网闸技术的发展，在试验网和办公网之间通过单向光闸设备能够便捷地实现试验数据的单向传输，数据传输的可靠度也逐步提高[1]。本文通过对单向光闸技术[2]、试验数据结构和数据库技术的研究，提出了一种基于单向光闸的试验数据准实时自动入库方法，主要包含以下3个部分：

(1)基于单向光闸，建立试验网到办公网的单向通路；

(2)统一不同试验测量设备的数据文件格式[3]，制定统一的试验数据文件命名规范，明确数据文件的基本属性信息；

(3)对于通过单向光闸从试验网传输到办公网的数据文件，能够自动将其解析为结构化数据，存入关系数据库中，并与数据文件关联。

2 网络部署

2.1 网闸技术

网闸技术是使用多种技术实现两个物理隔绝的独立网络之间的数据单向传输的技术。传统的网闸技术分为两代：第一代采用单刀双掷开关，通过内部处理模块分时存取、共享存储设备来实现数据交换，但数据交换速度较慢；第二代网闸技术采用专用交换通道技术，在保障数据安全性、准确性的前提下，使得数据传输效率提高了几十倍甚至上百倍。而单向光闸是在第二代网闸技术的基础上，利用光单向传输通道的物理特性，采用单根光纤，配合光传输模块，实现数据的单向传输。

2.2 网络部署

本文使用单向光闸实现试验网与办公网的试验数据交换，网络部署如图1所示。

图1 基于单向光闸的网络部署示意图

如图1所示，搭建起基于单向光闸的试验网到办公网的单向数据通路。在此单向数据通路中，与单向光闸直接相连的是两台主机，其中，在试验网侧，单向光闸连接的是一台数据发送主机，通过此主机获取数据文件；在办公网侧，单向光闸连接的是一台数据接收主机，用以存放数据文件。

为了打通数据通路，还需在单向光闸进行相应的配置，分别在数据发送侧和数据接收侧配置FTP服务和应用服务，构成基于单向光闸的网间数据交换平台。

3 数据规范

在搭建单向数据通路之后，为了将试验数据文件通过单向光闸准实时传输到办公网，并解析为结构化的数据信息，需要快速获取数据文件的试验任务属性信息，并按照规范的数据格式解析来自不同试验测量设备的数据文件信息，以确保试验数据的准确性。

3.1 数据文件命名规范

试验数据文件应能够描述该文件中数据归属的试验任务、试验工况、试验件、加载级别、测量次数等信息。以静强度试验数据文件为例，其文件命名规则如图2所示。

图2 静强度试验数据文件命名规范示例

图2中的文件名表示该数据文件归属于“全机静力试验”的“侧向突风工况”，是对编号为“1”的试验件(只有1件试验件时也为1)，施加67%载荷时的第1次测量得到的试验数据。

3.2 试验数据格式

强度试验的各专业通常采用几种试验测量设备，虽然采集的试验数据基本信息相同，但在格式上有所差异。为了准确解析试验数据文件，对每个试验专业的数据文件格式进行了统一。以静强度试验数据为例，通常采用的试验设备有SDAC系列、ST系列、HBM系列等，涉及的数据信息包括加载载荷百分比、片号、测量数值等，如图3所示。

图3 静强度试验数据格式示例

图3中，第一行为块号(即测量步)，第二行为加载百分比，第一列为测片编号，其余为测量数值。试验数据通过与配置文件关联得到测量通道等信息。

4 应用实例

为了实现试验数据准实时入库，需要两个软件工具配合——试验数据标准处理软件[4]和试验数据实时解析入库软件。试验数据标准处理软件根据数据规范要求对测量系统采集的数据进行规范命名和格式处理，试验数据实时解析入库软件将单向光闸传输到办公网的数据文件解析存储入关系数据库，同时关联存储该数据文件。

下面仍以“全机静力试验”的“侧向突风工况”对编号为“1”的试验件施加67%载荷时的第1次测量数据为例，描述通过本文方法将试验网的试验数据准实时地解析存储到办公网的关系数据库中的流程。

(1)在静强度试验开始后，使用试验数据标准处理软件实时将采集的数据进行格式处理，并以“全机静力试验-侧向突风工况-1-67-1.xls”为文件名称存储至试验网的数据发送主机中的指定目录下，文件数据信息如图4所示。

(2)单向光闸检测到有新的数据文件之后，准实时地将其单向传输至办公网的数据接收主机中的指定目录下。

(3)试验数据实时解析入库软件检测到数据接收主机的指定目录中存在新文件时，根据文件名称和数据格式解析该文件，并存储至关系数据库中，如图5所示。

(4)在结构化存储该数据文件信息的同时，存储原数据文件，并记录与结构化数据的关联关系。

图4 试验数据文件中的测量数据信息

图5 试验数据实时解析入库

通过上述步骤，可实现将试验网中的数据文件单向传输到办公网，并将数据文件信息实时解析为结构化数据进行存储管理。

5 结束语

本文提出了一种基于单向光闸的试验数据准实时入库方法，在试验网与办公网物理隔离的状态下，实现了可靠、高效的试验数据单向传输。通过对试验数据文件命名的规范、试验数据内容格式的统一，使试验数据文件从试验网单向传输至办公网时自带基本试验任务属性信息，再利用试验数据实时解析入库软件对试验数据文件进行解析，从而实现试验数据从试验网到办公网的准实时入库、结构化解析和存储。

实际应用结果表明，本文方法极大地提升了试验数据的入库效率和数据准确度。与此同时，试验数据的结构化存储也为后续开展数据分析挖掘提供了丰富、可靠的数据基础。