[發(fā)明專利]分布式高并發(fā)調(diào)度實(shí)現(xiàn)CALPUFF模型的計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110940045.7
• 申請(qǐng)日: 2021-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN113641744A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周迅;閆明明;蔡超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京三易思創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F16/25
• 分類號(hào): G06F16/25;G06F16/26;G06F30/23;G06F30/28
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 于鵬

1.分布式高并發(fā)調(diào)度實(shí)現(xiàn)CALPUFF模型的計(jì)算方法，其特征是：該方法基于大氣模型計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述大氣模型計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)包括大氣模型管理系統(tǒng)、大氣模型計(jì)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)、服務(wù)注冊(cè)系統(tǒng)和緩存系統(tǒng)；第三方平臺(tái)通過所述大氣模型管理系統(tǒng)與整個(gè)大氣模型計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)交互；

所述大氣模型管理系統(tǒng)用于面向用戶使用以及與第三方系統(tǒng)交互；

所述大氣模型計(jì)算系統(tǒng)用于整合計(jì)算流程，完成各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算任務(wù)，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行局部匯總后，發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行最終的匯總；

所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于計(jì)算結(jié)果的處理和分析，并將結(jié)果數(shù)據(jù)渲染成圖片；

所述任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)用于對(duì)其它各模塊的調(diào)度和執(zhí)行；

所述服務(wù)注冊(cè)系統(tǒng)用于對(duì)服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)查詢和服務(wù)管理；

該方法具體由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、所述大氣模型管理系統(tǒng)用于以污染源個(gè)數(shù)為單位，將一個(gè)CALPUFF模型拆分成多個(gè)CALPUFF子模型；

步驟二、所述大氣模型計(jì)算系統(tǒng)采用高并發(fā)與分布式計(jì)算的方式，在同一時(shí)間，并發(fā)計(jì)算多個(gè)CALPUFF子模型案例；

步驟三、通過任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，將計(jì)算的多個(gè)CALPUFF子模型案例發(fā)布到分布式并發(fā)系統(tǒng)中區(qū)，在各個(gè)分布式服務(wù)器計(jì)算完分配的任務(wù)后，采用大氣模型計(jì)算系統(tǒng)將數(shù)據(jù)匯總后，再發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行最終匯總。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式高并發(fā)調(diào)度實(shí)現(xiàn)CALPUFF模型的計(jì)算方法，其特征在于：

所述大氣模型管理系統(tǒng)包括模型管理模塊、案例管理模塊、減排模擬模塊、系統(tǒng)管理模塊以及計(jì)算服務(wù)接口模塊；

所述模型管理模塊用于模型的創(chuàng)建以及維護(hù)，模型的創(chuàng)建需要用戶或者第三方系統(tǒng)，設(shè)置模型可自定義的各種參數(shù)，所述各種參數(shù)包括地形參數(shù)、污染物參數(shù)、模型計(jì)算參數(shù)和圖片渲染參數(shù)；通過設(shè)置的模型參數(shù)，生成模型的基數(shù)配置文件、地形文件和工作空間；用戶對(duì)已經(jīng)生成的模型進(jìn)行增加、刪除、修改和查詢；

所述案例管理模塊用于對(duì)案例的創(chuàng)建、計(jì)算、維護(hù)以及案例結(jié)果的查詢；用戶或者第三方系統(tǒng)，通過在模型管理模塊創(chuàng)建新的模型，然后在該模型下創(chuàng)建自定義的案例；系統(tǒng)把不同計(jì)算流程的案例區(qū)分成不同的產(chǎn)品，用戶選擇不同計(jì)算模型計(jì)算流程以滿足特定需求；

通過自定義案例的參數(shù)，可以映射CALPUFF模型計(jì)算中的大部分參數(shù)，比如污染參數(shù)、排放數(shù)據(jù)和計(jì)算時(shí)間；

創(chuàng)建完案例后，用于發(fā)起對(duì)案例的計(jì)算、查詢案例的計(jì)算狀態(tài)以及各個(gè)計(jì)算環(huán)節(jié)所花費(fèi)的時(shí)間；案例計(jì)算完畢后，用于檢索案例的計(jì)算結(jié)果，以及基于該案例計(jì)算結(jié)果的各種統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)；

最后，用戶對(duì)案例進(jìn)行維護(hù)操作；

所述減排模擬模塊用于用戶自定義減排模擬計(jì)劃，選擇減排模擬的相關(guān)信息，對(duì)于某個(gè)參數(shù)進(jìn)行減排，減排比率，以及針對(duì)與某個(gè)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行減排；

用戶在減排模擬列表看到案例的相關(guān)信息以及狀態(tài)，減排模擬結(jié)果圖形展示；

所述計(jì)算服務(wù)接口模塊通過在服務(wù)注冊(cè)中心，注冊(cè)計(jì)算平臺(tái)發(fā)布的信息，用戶就通過查詢服務(wù)注冊(cè)中心的信息，獲取訪問平臺(tái)相關(guān)接口的配置信息，第三方平臺(tái)通過多重協(xié)議訪問服務(wù)；

所述系統(tǒng)管理模塊用于系統(tǒng)訪問以及使用的權(quán)限管理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式高并發(fā)調(diào)度實(shí)現(xiàn)CALPUFF模型的計(jì)算方法，其特征在于：所述大氣模型計(jì)算系統(tǒng)包括WRF模型計(jì)算模塊、CALMET模型計(jì)算模塊和CALPUFF模型計(jì)算模塊。

WRF模型計(jì)算模塊的前處理系統(tǒng)WPS由三個(gè)程序組成的模塊，三個(gè)程序的作用是為真實(shí)數(shù)據(jù)模擬準(zhǔn)備輸入場(chǎng)；

CALMET模型計(jì)算模塊利用質(zhì)量守恒連續(xù)方程，在三維網(wǎng)格模擬域中描述小時(shí)風(fēng)場(chǎng)與溫度場(chǎng)的氣象模塊，包括診斷風(fēng)場(chǎng)模式以及微氣象場(chǎng)模式，診斷風(fēng)場(chǎng)模式對(duì)初始猜測(cè)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行地形動(dòng)力學(xué)、坡面流、地形阻塞效應(yīng)調(diào)整，產(chǎn)生第一步風(fēng)場(chǎng)，導(dǎo)入觀測(cè)數(shù)據(jù)，并通過插值、平滑處理、垂直速度計(jì)算、散度最小化產(chǎn)生最終風(fēng)場(chǎng)；

CALPUFF模型計(jì)算模塊包括CALMET氣象處理模塊和CALPUFF煙團(tuán)擴(kuò)散模塊；CALMET氣象處理模塊用于生成CALPUFF模塊所需的氣象場(chǎng)文件的模塊；CALPUFF模塊用于模擬或預(yù)測(cè)非定常及非穩(wěn)態(tài)條件下的多種污染物、多層次的高斯型擴(kuò)散模型，通過本模塊進(jìn)行濃度擴(kuò)散計(jì)算，獲得隨時(shí)間、空間位置變化的氣象因素下的污染物的質(zhì)量濃度分布。