Визуализация системы для исследования

Положительный опыт внедрения подобного рода систем известен в мировой практике информационного менеджмента. При этом важнейшее условие успеха – интеграция ВИС с системой отображения предметной области с помощью мощных баз данных.

Принципы визуализации объектов и процессов управления в теории управления связываются с фундаментальным понятием, наблюдаемым ныне, такие возможности доступны для системного менеджера. Уровень развития компьютерной технологии позволяет успешно решить подобные задачи на даже сравнительно небольших объектах управления. Руководители предприятий и системные менеджеры должны быть технологически готовы подходить к проблемам информатизации используя технологии визуализации объектов управления и их интеграцию с базами данных. Интеграция ВИС и баз данных – путь к информационным технологиям системной наблюдаемости объектов управления в целом, что является решающим условием улучшения управляемости сложных объектов. Это, в свою очередь, ставит проблему улучшения предоставления предметной области.

Полное отображение данных предметной области для визуализации задач информационного менеджмента, объектов и процессов управления часто требует интеграции различных ВИС с помощью мощной системы управления базой данных (СУБД). Формируемые при этом банки данных предметных областей должны обеспечивать внутреннее корпоративное взаимодействие через сети типа Intranet и внешние взаимодействия через Internet. Примером могут служить решения Oracle для Internet/Intranet, которые позволяют работать с жизненно важными данными предметных областей независимо от местонахождения пользователя и расположения источника данных в сети, от вида или объема данных. Открытые интерфейсы для Internet/Intranet дают возможность удобно обращаться как к корпоративным данным на основе Intranet, так и к множеству данных разных предметных областей, накопленных в Internet, пользуясь решениями мощных СУБД (Oracle) на основе универсальных структур сервера (Oracle Universal Server) и сервера для бизнес-приложений (Oracle Webserver). Это достигается благодаря объединению высокопроизводительной, многопоточной архитектуры и защиты, обработки банков данных предметных областей основы для приложений Intranet/Internet следующего поколения.⁴

Серверы бизнес-приложений – задач информационного менеджмента могут быть полностью интегрированы с базой данных (Oracle) путем передачи динамических страниц на языке гипертекста (HTML). При этом разработчикам необязательно писать специальные программы и сценарии взаимодействия баз данных предметных областей благодаря трансляции и диспетчеризации запросов пользователя прямо на сервер с помощью языка запросов SQL. Приложения в такой технологии работают с базами данных предметных областей менеджера много быстрее, чем с другими Web-серверами.

Пользователь получает полный доступ ко всем поддерживаемым текстовым, реляционным и пространственным типам банков данных предметных областей и может передавать мультимедиа-приложения по Internet. При этом визуализация данных обеспечена полностью, в соответствии со стандартами интегрированных решений для новых и существующих корпоративных приложений Intranet и Internet.

Системная работа менеджера. Для системной работы менеджера  важнейшую роль могут сыграть  технологии коллективной работы на основе современных технологий Internet/Intranet (например, с помощью комплекса типа Oracle Interoffice). Эффективная организация базы данных предметной области объекта управления осуществляется на основе архитектуры клиент-сервер, объединяя разные операционные системы, аппаратные платформы и разнотипные сети. Такие системные информационные технологии обеспечивают менеджеру:

• передачу сообщений;
• организацию службы каталогов;
• планирование календаря;
• выбор участников, времени и места проведения совещаний;
• автоматическое назначение даты и времени совещаний на основе анализа свободного времени участников;
• поиск интегралов свободного времени участников совещания. Управление документами системного менеджера (хранение документов в библиотеках, поиск по полному тексту, по атрибутам, выборка данных) и организация документооборота основаны на масштабируемой, надежной информационной технологии реляционных баз данных, позволяющей разделять данные по предметным областям и обмениваться сообщениями, используя различные типы средств передачи сообщений, в том числе осуществляет отправку и прием электронной почты с мультимедиа-приложениями, сохранение полученных сообщений на локальном диске, сортировку сообщений по разным атрибутам и их размещение по иерархическим папкам. Различные почтовые системы предлагают менеджеру шлюзы, объединяющие различные источники данных, что позволяет управлять документами, публикуемыми на Word Wide Web, и одновременно осуществлять поиск и просмотр различных Web-узлов сети Internet.⁵

Таким образом, современные  возможности менеджерских моционных систем обеспечивают удовлетворение требований самых передовых технологий управления. Серверы баз данных предметных областей предоставляют менеджеру технологию, обеспечивающую надежность, функциональность, защищенность и производительность, согласованность потоков информации.

1.2. Системы визуализации. SCADA-системы

MoviconX выходит на рынок как стандартная программная платформа для использования во всех областях промышленной автоматизации. MoviconX может работать как на терминалах и мобильных устройствах поддерживающие WinCE, так и на персональных компьютерах на заводе с использованием функции резервирования, соединенных со всеми типами ПЛК и промышленными сетями. 

Благодаря многим инновационным технологиям  в промышленных системах диспетчерского управления MoviconX гарантирует максимально эффективный, открытый, расширяемый инструмент, основанный на новой концепции Web-open архитектуре. MoviconX основывается на XML технологии, которая включает в себя функции позволяющие проектировать открытые и безопасные приложения.

Программное обеспечение для систем супервизорного управления и сбора  данных (SCADA) MoviconX включает базовые пакеты для создания приложений супервизорного (диспетчерского) контроля и управления, а также усовершенствующие функции для статистического управления технологическими процессами и интеграции с базами данных.

Основные характеристики

Простота: MoviconX имеет простой и интуитивно понятный интерфейс благодаря новаторскому использованию рабочей области и встроенным инструментам, такие как автоконфигурирование и импортирование тегов. Благодаря этому уменьшается время проектирование приложения.

Расширяемость: MoviconX предлагает единую платформу для ряда операционных систем от Windows CE до Windows XP. Благодаря этой особенности Вам необходим только один единый пакет для разработки мини-приложения для HMI-терминала и для среднего или большого приложения для управления технологическим процессом на производстве.

Открытость: MoviconX основан на языке XML. Таким образом, проект приложения MoviconX является простым XML-файлом. Следовательно, его можно открывать и редактировать с помощью других редакторов. Платформа всегда открыта для интеграции необходимых пользователю всех Windows-приложений.

Безопасность: MoviconX гарантирует безопасность данных. Проект, хотя и основывается на XML, может быть зашифрован с 128-битным алгоритмом шифрования. Стандарт FDA CFR21 Часть 11 полностью интегрирована в платформу, делая простым процесс создания приложения, требующие легализацию FDA. Обновленная система управления пользовательскими паролями гарантирует безопасный доступ к уровням и областям приложения.

Стандарты: XML, ODBC, OPC, VBA, Active X, SOAP, Web Services, TCP/IP, UDP,http, SQL технологии встроены в платформу и гарантируют простой доступ и передачу данных.

Производительность: MoviconX увеличивает производительность благодаря новому графическому «движку» основанному на векторной графике, а также благодаря логическому «движку» VBA , который вдвое увеличивает производительность.

Возможность подключения устройств  разных производителей: MoviconX вводит новое поколение коммуникационных драйверов. Новые драйвера включают функции, такие как автоматическое импортирование тэгов, удаленное подключение через модем, концепция мультистанций для протоколов точка-точка, концепция моста (bridge) для обслуживания удаленными ПЛК, непосредственная проверка соединения. Драйвера гарантируют конфигурирование и возможность соединения в пользовательском режиме, а также используя логику VBA. Отдельно от встроенной библиотеки драйверов MoviconX предлагает полноценное соединение через OPC.⁶

Эффективность сетевых подключений: MoviconX имеет полностью обновленную встроенную систему управления сетями. Применяемая сложная технология увеличивает эффективность и производительность, благодаря использованию мультиплатформенной технологии SOAP (Simple Object Access Protocol) и SOA (Service Oriented Application). В дополнение к TCP/IP поддерживаются протоколы UDP и HTTP. MoviconX также внедряет технология Web Service, благодаря которой распространяемая информация может передаваться по общественной сети (Internet), а безопасность данных гарантируется благодаря технологии firewall.

Архитектура Web: MoviconX предлагает технологию Web-client. Благодаря JAVA-технологии, которая встроенная вместе с XML, SVG, Web Service новая архитектура позволяет осуществить доступ через Интернет-браузер на любой системной платформе (Windows, Linux, Palm и мобильные телефоны с Java J2ME). Гарантируется мультипользовательность, двунаправленная передача данных, производительность и безопасность.

Глава 2. Особенности визуализации системы для исследования

2.1. Инновационная технология визуализации с самым большим разрешением

Хотя нам придётся ещё  долго ждать появления WARP-двигателя, фотонных торпед или устройства телепортации, некоторые технологии из «Звёздного пути» всё же реализуются уже сегодня. Одной из таких технологий, аналога придуманного Holodeck, стала система визуализации Reality Deck, которая была разработана, построена и в данный момент располагается в Университете Стони Брука.

Reality Deck является первой иммерсивной системой визуализации и отображения данных. Которая имеет разрешение 1,5 гигапикселя. Система установлена в Центре Превосходства Беспроводных и Информационных Технологиий (CEWIT). На создание этой системы Национальный научный фонд США выделил грант в размере 1,4 миллиона долларов, а также сумму в размере 600 тысяч долларов предоставил сам Университет Стони Брука.

Главной задачей этой системы  является обеспечение исследователям возможности просмотра громадного массива информации. Система даст возможность быстро и удобно оперировать  большими библиотеками изображений, которые  содержат, к примеру, всю историю  искусства человечетва; осуществлять виртуальные путешествия по созданным трёхмерным мирам; исследовать изображения спутниковых снимков, снимки астрономических явлений и данные климатического моделирования.

Совокупная площадь поверхности  Reality Deck, отображающей информацию составляет около 12х9х3 метра. На этой площади установлено 416 жидкокристаллических дисплеев от компании Samsung с разрешением 2560х1220 пикселей. Функционирование такого огромного экрана осуществляется с помощью небольшого суперкомпьютера, производительная мощность которого составляет 220 терафлопс, а также состоящий из 18 вычислительных узлов – нод. Каждая нода содержит в себе два четырёхядерных процессора Intel Xeon и четыре графических процессора AMD Firepro V9800, которые могут поддерживать одновременно шесть мониторов каждый. В каждую ноду заключено 48 гигабайт оперативной памяти и 1 терабайт дисковой памяти.⁷

Кроме суперкомпьютера и  множества дисплеев система Reality Deck также включает в себя несколько датчиков, благодаря которым система беспрерывно и точно распознаёт движения и жесты пользователей. Эти данные направляются в систему NaturalPoint, которая в сочетании с интерактивным сенсорным столом Microsoft Pixelsense даёт возможность пользователю управлять данными, которые отображаются на дисплеях. Так, для увеличения изображения достаточно лишь сделать шаг к стене, для поворота изображения надо лишь повернуть голову в нужном направлении, а если стать в центре комнаты включится режим панорамного отображения данных. Система слежения способна отслеживать действия множества пользователей.

Параллельно визуализации информации, система Reality Deck может также сопровождать отображение звуковым сигналом. Система звукового сопровождения включает 22 громкоговорителя, распределённые по всей площади громадного дисплея, а также четыре сабвуфера, что обеспечивает незабываемое впечатление от аудиовизуальных эффектов.

Масштабное распространение  аналогичных систем является только вопросом времени, благодаря непрерывному совершенствованию технологий уменьшению стоимости производительных мощностей, такие технологии уже в ближайшем  будущем смогут оказаться в кинотеатрах  или, возможно, в рубках управления космических кораблей.

2.2. Инновационный механизм анализа и визуализации данных – семантический навигатор

Одной из главных тенденций 2013 года станет анализ крупных объемов информационных данных, а также новые решения  в сфере визуализации. Так считают и эксперты Forbes.

Если раньше были проблемы в сборке данных, то в связи с наступлением эпохи Big Data нужно решать совсем другие проблемы – анализ и визуализация информационной волны. Аналитические системы должны действовать быстро, должны быть наглядными и функциональными.

Чтобы верно анализировать информационный поток, необходимо применять новые  методы визуализации. Нам необходимо увидеть все связующие элементы, соответствия и различия между ними, и как они взаимосвязаны между  собой. Визуализация должна использоваться для систематизирования данных, так  считают и аналитики. Но действовать  нужно грамотно, только в этом случае, процессы мониторинга упрощаются.