基于微服务的研磨环保设备服务平台的研究与实现

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研磨环保设备广泛应用于各行各业,其使用过程产生的粉尘易引发爆炸事故。同时设备运转依靠工人值守,效率低下,安监部门无法实时巡查监管,已销售设备无法统一管理,设备产生的数据无法高效利用。现有的研磨环保设备服务平台系统多采用传统技术架构进行开发维护,在性能、安全性、扩展性方面存在优化空间。本文设计了一个服务于研磨环保设备生产商、研磨环保设备使用企业、国家安全监察部门三方使用的统一服务平台型系统。该系统主要提供研磨环保设备管理、传感器异常信息报警、基于省市区工厂等不同级别和不同角色的安全监控、数据安全存储等一站式服务。系统在微服务架构下划分为5个微服务,其中用户管理服务提供用户注册、角色管理、权限分配等功能;设备管理服务主要负责网格关联、工厂管理、设备出厂与交付等功能;数据管理服务主要围绕设备传感器数据采集和数据安全存储提供功能;统计分析服务提供故障报警通知、传感器历史数据分析、粉尘爆炸风险评估等功能;认证鉴权服务为用户提供认证和鉴权功能。传感器报警数据是安监员进行巡查和历史数据分析的重要依据,如何保证传感器报警数据安全至关重要。本文针对传感器数据防止篡改的需求,设计了关系型数据库和联盟链结合的存储方式,即“链下存储全量数据,链上存储数据指纹”。My SQL的富查询、事务故障处理等功能与Hyperledger Fabric成员准入、数据防篡改等功能优势互补,既满足了平台数据安全存储功能,又能向用户提供丰富便捷SQL查询。研磨环保设备服务平台系统分布式构建采用Spring Cloud框架,单个服务基于Spring Boot。经过功能和性能测试,系统满足预期功能需求,同时在并发为3000模拟场景下,核心服务器CPU使用率为85.7%,堆内存使用率为38.4%。响应时间在5000ms以内,满足可靠性、稳定性和高并发性能的需求。本文在工厂粉尘爆炸风险评估方面,研究了区间层次分析法(IAHP)和熵权法在粉尘爆炸风险评估的应用,并提出基于目标规划的组合赋权与突变理论的粉尘爆炸风险评估方法。该方法首先综合IAHP和熵权法对评估指标进行组合赋权,同时结合突变理论分析各评估指标的不确定性突变过程,最后确定粉尘爆炸风险等级。通过对粉尘爆炸风险评估算法进行测试,本文算法相比系统原有算法使得系统高等风险误报率下降13.86%,漏报率下降3.31%,准确率提高13.86%。中等风险误报率下降10.56%,漏报率下降6.75%,准确率提高10.56%。
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