[发明专利]一种多中心流域水环境分布式集群管理系统及方法

摘要

本发明公开了一种多中心流域水环境分布式集群管理系统及方法；本系统构建了不同管理级别和职能级别的系统作业管理中心、数值模拟中心、数据中心、决策指挥中心和客户端业务中心。通过不同中心的分工协作，能整合流域水环境各单位各中心的计算机资源、形成资源池、并针对流域各单位各中心的职能按需提供服务，能克服传统流域模型体系由于串行计算引起的等待时间损耗、流域尺度模拟运算速度慢效率低以及资源重复建设浪费的问题，极大的提高流域水环境模拟的模拟效率、整合全流域的硬件资源和数据资源、实现全流域的水环境的管理、现状评价、未来趋势预测以及突发事件应急模拟与决策支持，保障流域水环境安全。

主权项

一种多中心流域水环境分布式集群管理系统，其特征在于：包括系统作业管理中心、数据分布式集成中心、数值模拟中心、环境决策支持服务中心和客户端业务中心；所述的系统作业管理中心(简称管理中心，NodeMaster)为集群管理系统的业务分配管理与系统状态评估中心，是进行系统业务部署与作业分配的主节点，使集群管理系统中的服务器和工作站、计算器能协同分工合作，并实时记录接收与可视化展现集群管理系统中运行计算机的工作状态，快速发现定位运行故障、恢复系统正常运行，实现集群管理系统的自动化、智能化业务处理；所述的数据分布式集成中心（简称数据中心，NodeData）是集群管理系统的数据存储与数据集成模块，实现对水环境风险数据库历史数据的存储管理，基于物联网技术自动或半自动的不断获取、整理自动监测站数据以及人工监测的水文、水质和气象数据；整合不同格式、不同来源和不同性质的环境数据，实现流域数据的分布式集成，为数据计算与分析及客户端业务中心显示提供数据支撑；所述的数值模拟中心（简称模型中心，NodeModel）是集群管理系统中进行数值模拟计算的中心，包括一套模型条件节点和一套模型应用节点；集成流域水环境模型库，能开展流域气象模型、陆地面源模型、水动力模型、水质模型、水生态模型以及突发事件的水环境数值模型的模拟；所述的数据中心在系统作业管理中心的统一分配下，按照水环境数值模拟的区域分解和功能分解两种任务分解方式实现分布式计算和通讯；实时、快速的开展数据计算工作，为环境决策支持服务中心的环境决策分析提供支撑；所述的环境决策支持服务中心（简称决策中心，NodeDesign）是面向环境管理部门的环境决策客户端中心，基于数据中心的水环境模拟结果利用客户端业务中心进行可视化展示，以全面的了解流域环境状况和未来趋势；同时在数据中心的智能专家决策知识库的协助下，进行水环境风险决策优化，为环境管理部门提供决策支持服务；所述的客户端业务中心（简称客户端中心，NodeClient）是面向普通大众的互联客户端中心，对客户端提供环境状态信息、水环境警情信息、风险规避方式与防灾信息的发布以及水环境模拟分析服务；同时设置普通大众报警模块，实时接收、分析、处理与上报客户端用户的警情汇报信息，实现水环境管理的全民参与。