Информационно-измерительная и управляющая система комплексного геофизического мониторинга и облачных сервисов ЛАВА

Благодаря дополнительному целевому финансированию СО РАН,направленному на повышение эффективности стационара «Быстровский вибросейсмический полигон» путем организации автоматизированного сбора, обработки и архивирования геофизической информации на основе новых ИТ-решений, в 2012 году была запущена пилотная часть комплекса ЛАВА-СТД-ВИДЕО (http://lava.nsc.ru), позволяющего интегрировать ряд пунктов наблюдения и систем активного мониторинга и диагностики в единую геоинформационную систему.

1. Проведенные работы по реализации пилотной части проекта в части измерительно-управляющих элементов комплекса.

1.1. Разработаны, изготовлены и скомплектованы макет и

печатные платы измерительной части автономных модулей МСД-СТД; приобретены, скомпонованы, запрограммированы и испытаны в лабораторных и полевых условиях стационара «Быстровский вибросейсмический полигон» различные варианты готовых вычислительных, навигационных и телекоммуникационных узлов этих модулей, получивших рабочее название ЛАВА-ИД (Рис. 1).

1.2 Разработан, смакетирован, запрограммирован и испытан в лабораторных и зимних полевых условиях стационара измерительно-управляющий модуль МСД-СТД/АВМ, ориентированный на прецизионное управление любым типом виброисточников. Разработанный модуль, получивший рабочее наименование модуля Регистрации и Управления ЛАВА-РУ, кроме перечисленных функций способен поддерживать также процедуры «облачных» вычислений, используя вычислительные мощности удаленного сервера ЛАВА (Рис. 2 )

Рис. 1. Полевые испытания макета «Интеллектуального Датчика» ЛАВА-ИД в режиме удаленного

взаимодействия по сотовому каналу связи с сервером сбора данных ЛАВА в Новосибирске

Рис. 2. Лабораторные и полевые испытания макета ЛАВА-РУ в режимах управления сейсмическим

излучателем и «облачных» вычислений на удаленной серверной платформе.

1.3 В рамках программы переоснащения активного оборудования стационара, инвариантный к типу виброисточника модуль управления ЛАВА-РУ комплектуется новым (Рис.3) высоковольтным приводом для пьезокерамического излучателя ПКИ. Разработаны схемы и печатные платы электропривода, произведено программное моделирование работы, приобретены отечественные высоковольтные драйвера и силовые IGBT-полумосты для электропривода

1.4 В соответствии с концепцией комплексного сейсмо-термобарометрического мониторинга проведены исследования со «сканирующим» генератором при его подключении к электрической цепи с параллельно включенными кварцевыми резонаторами, специально изготовленными на заводе для точного реагирования на изменения температуры (до 0.0001 град. К) или давления. Проведено программное моделирование работы такой «кварцевой» косы - см. Рис. 4. Разработана, изготовлена и в настоящее время программируется печатная плата высокостабильного свип-генератора.

1. Проведенные работы по реализации пилотной части проекта в части измерительно-управляющих элементов комплекса.

Рис. 3. Макет ПКИ, моделирование и принципиальная схема пьезо-электромагнитного источника.

Рис. 4. Схема включения, параметры «сканирующего» свип-генератора и результат измерения текущих частот специальных (Т/P) кварцевых резонаторов Х4…Х6

2. Проведенные работы по реализации проекта ЛАВА в части серверной инфраструктуры и «облачных» сервисов.

2.1. Разработан и испытан в реальной сети (Рис. 4а) «бюджетный» отказоустойчивый роутер ЛАВА-РВ на базе промышленного микрокомпьютера с процессором Atom-Z530 и открытой ОС Debian-Vyatta .

2.2. В рамках утвержденной сметы на данный проект приобретены два мощных сервера, оптимизированных для решения задач (а) сбора данных и поддержки сетевой инфраструктуры (ССД-СИ) и (б) терминального сервера для «тонких клиентов» и репликации базы данных основного сервера ССД-СИ. Приобретены 2 ИБП мощностью по 2 кВт. Оба сервера (Рис. 5) объединяются в отказоустойчивый пул на базе открытой «облачной» платформы XCP (XEN-servers) .

Виртуальные машины серверного пула, кроме основных задач ориентированы также на предоставление вспомогательных «облачных» сервисов по управлению контентом веб-страниц (Джумла), средств проектирования сложной электроники на одном кристалле ПЛИС (Квартус-2) и, возможно, АРМ механика-конструктора (типа Work Solid).

Рис. 4. Отладка ПО серверного оборудования, роутера ЛАВА-РВ и полевых модулей.

Рис. 5. Отказоустойчивый пул серверов ЛАВА на базе открытой «облачной» платформы XCP.