和CALPUFF模型運(yùn)算使用，同時(shí)也預(yù)留相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口供其他系統(tǒng)平臺(tái)調(diào)用。
[0052]系統(tǒng)主要研究任務(wù)有模型參數(shù)分析、并行規(guī)則研究、安全機(jī)制設(shè)計(jì)、Calpuff并行計(jì)算系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，見(jiàn)圖2。
[0053]作為另外一種實(shí)施方式，系統(tǒng)分析梳理CALPUFF模型的輸入文件格式及其參數(shù)形式，根據(jù)模型參數(shù)及其他運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)CALMET模型的參數(shù)設(shè)置界面。用戶可通過(guò)參數(shù)設(shè)置界面直觀方便的設(shè)置各個(gè)模型參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成相應(yīng)的CALPUFF模型輸入文件及運(yùn)行命令行。
[0054]CALPUFF模型的運(yùn)算量一般較大，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，為充分利用服務(wù)器的CPU資源，研究設(shè)計(jì)CALPUFF模型并行計(jì)算的規(guī)則和方案。初步分析CALPUFF模型參數(shù)，發(fā)現(xiàn)可計(jì)算的各個(gè)污染源(包括點(diǎn)源、線源和面源)具有計(jì)算的獨(dú)立性，可將其拆分為獨(dú)立的計(jì)算單元，并可同時(shí)進(jìn)行計(jì)算。
[0055]根據(jù)用戶設(shè)置的運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成并行計(jì)算組，通過(guò)運(yùn)行命令行在多核Linux服務(wù)器或Linux集群服務(wù)器中同時(shí)運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立污染源的CALPUFF模型，實(shí)現(xiàn)多線程并行計(jì)算，提高CPU資源利用率和節(jié)省計(jì)算時(shí)間，并行規(guī)則如圖3所示。
[0056]作為另外一個(gè)實(shí)施方式，基于模型參數(shù)分析、并行規(guī)則研究、安全機(jī)制設(shè)計(jì)和云平臺(tái)調(diào)研的成果，開(kāi)發(fā)基于命令行的CALPUFF并行計(jì)算系統(tǒng)。系統(tǒng)包括輸入文件參數(shù)識(shí)別功能、并行計(jì)算組文件生成、并行計(jì)算命令發(fā)送執(zhí)行與控制、計(jì)算進(jìn)度監(jiān)控(如短信消息提醒等方式)等功能。要求系統(tǒng)形成更加人性化易于使用的管理操作界面，以解決CALPUFF模型參數(shù)編輯困難和Linux系統(tǒng)的操作復(fù)雜，管理繁瑣的缺點(diǎn)，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案如圖4所示。
[0057]用戶上傳CALPUFF的INP總輸入文件后，并行計(jì)算系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別出INP文件中的各個(gè)參數(shù)，根據(jù)污染源數(shù)量批量生成相應(yīng)的只含單個(gè)污染源的INP文件，并與計(jì)算數(shù)據(jù)源及CALPUFF模式程序組成并行計(jì)算模塊組發(fā)送至天河一號(hào)Linux集群中。用戶只需操作界面化的CALPUFF并行計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)就可通過(guò)命令行遠(yuǎn)程控制天河一號(hào)Linux集群實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算。計(jì)算過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算的進(jìn)程，計(jì)算全部完成后，自動(dòng)給用戶發(fā)送短信、郵件通知。
[0058]作為另外一個(gè)實(shí)施方式，CALPUFF并行計(jì)算系統(tǒng)的操作權(quán)限關(guān)系到輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的安全，因此系統(tǒng)各個(gè)功能的使用權(quán)限需要有加密鎖和用戶賬號(hào)密碼兩重安全保護(hù)機(jī)制。登錄用戶必須先輸入自己的USER PIN進(jìn)行驗(yàn)證后才有權(quán)限完成計(jì)算，USER PIN有最大重試次數(shù)限制，連續(xù)輸入錯(cuò)誤會(huì)鎖死。從而防止硬件丟失后，被不合法的用戶反復(fù)重試。存儲(chǔ)在USB加密設(shè)備多功能鎖中的密鑰不能被任何人獲取。
[0059]用戶登錄時(shí)必須具備硬件和保護(hù)硬件的USER PIN雙重因子時(shí)才能登錄。有硬件，不知道USER PIN或者知道USER PIN，沒(méi)有硬件，都是沒(méi)有辦法登錄的。比傳統(tǒng)的用戶名和密碼方式大大增加的登錄用戶的安全性。
[0060]在整個(gè)認(rèn)證過(guò)程中，USB加密設(shè)備采用沖擊響應(yīng)的認(rèn)證方式。當(dāng)需要在網(wǎng)絡(luò)上驗(yàn)證用戶身份時(shí)，先由客戶端向服務(wù)器發(fā)出一個(gè)驗(yàn)證請(qǐng)求。服務(wù)器接到此請(qǐng)求后生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給客戶端?？蛻舳藢⑹盏降碾S機(jī)數(shù)提供給USB加密設(shè)備，由USB加密設(shè)備使用該隨機(jī)數(shù)與存儲(chǔ)在USB加密設(shè)備中的密鑰進(jìn)行HMAC-MD5運(yùn)算并得到一個(gè)結(jié)果作為認(rèn)證證據(jù)傳給服務(wù)器(此為響應(yīng))。與此同時(shí)，服務(wù)器也使用該隨機(jī)數(shù)與存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的該客戶密鑰進(jìn)行HMAC-MD5運(yùn)算，如果服務(wù)器的運(yùn)算結(jié)果與客戶端傳回的響應(yīng)結(jié)果相同，則認(rèn)為客戶端是一個(gè)合法用戶。
[0061]需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0062]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施方式中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，這里所稱得的存儲(chǔ)介質(zhì)，如:R0M/RAM、磁碟、光盤(pán)等。
[0063]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CALPUFF大氣模型多線程計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 預(yù)處理單元，所述預(yù)處理單元用于獲取所述計(jì)算系統(tǒng)所需的原始數(shù)據(jù)文件，判斷所述原始數(shù)據(jù)文件是否符合預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式，當(dāng)所述原始數(shù)據(jù)文件不符合預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式時(shí)，將所述原始數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式，形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件； 并行轉(zhuǎn)換單元，所述并行轉(zhuǎn)換單元按照預(yù)設(shè)的并行轉(zhuǎn)換規(guī)則，將預(yù)處理單元形成的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)文件轉(zhuǎn)換為并行模式文件；以及 并行計(jì)算單元，所述并行計(jì)算單元獲取并計(jì)算所述并行轉(zhuǎn)換單元形成的并行模式文件，并將計(jì)算結(jié)果反饋給用戶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，優(yōu)選的，所述預(yù)處理單元具體包括: 數(shù)據(jù)輸入模塊，所述數(shù)據(jù)輸入模塊用于獲取原始數(shù)據(jù)文件； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理； 標(biāo)注化處理模塊，所述標(biāo)準(zhǔn)化處理模塊用于將原始數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成預(yù)設(shè)格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件；以及 數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊，所述數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊用于將用戶選擇范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，并將網(wǎng)格化后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述并行轉(zhuǎn)換單元具體包括: 污染源切分模塊，所述污染源切分模塊用于分析大氣模型參數(shù)，統(tǒng)計(jì)能夠獨(dú)立計(jì)算的污染源的，將污染源拆分為獨(dú)立的計(jì)算單元； 并行指令形成模塊，所述并行指令形成模塊用于形成運(yùn)行命令行，以便于在多核Linux服務(wù)器或Linux集群服務(wù)器中同時(shí)運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立污染源的大氣模型，實(shí)現(xiàn)多線程并行計(jì)算，提高CPU資源利用率及節(jié)省計(jì)算時(shí)間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述并行轉(zhuǎn)換單元還包括: 界面生成模塊，所述界面生成模塊分析梳理大氣模型的輸入文件格式及其參數(shù)形式，根據(jù)模型參數(shù)及其他運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)CALMET模型的參數(shù)設(shè)置界面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述并行轉(zhuǎn)換單元還包括: 模型參數(shù)設(shè)置單元，用戶可通過(guò)所述參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置各個(gè)模型參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成相應(yīng)的大氣模型輸入文件及運(yùn)行命令行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述并行計(jì)算單元包括: 計(jì)算執(zhí)行模塊，所述計(jì)算執(zhí)行模塊通過(guò)命令行遠(yuǎn)程控制集群服務(wù)器進(jìn)行并行計(jì)算； 計(jì)算監(jiān)控模塊，所述計(jì)算監(jiān)控模塊用于在并行計(jì)算過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算的進(jìn)程，并計(jì)算全部完成后，自動(dòng)給用戶發(fā)送通知。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 用戶身份驗(yàn)證單元，所述身份驗(yàn)證單元用于驗(yàn)證當(dāng)前用戶身份的合法性，通過(guò)身份驗(yàn)證的用戶才可以對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行操作。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述身份驗(yàn)證單元用于驗(yàn)證當(dāng)前用戶身份的合法性，具體包括: 驗(yàn)證當(dāng)前用戶的付費(fèi)信息，若當(dāng)前用戶沒(méi)有進(jìn)行預(yù)付費(fèi)，則認(rèn)為當(dāng)前用戶身份非法。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于， 當(dāng)驗(yàn)證用戶身份非法時(shí)，提供支付接口，在用戶通過(guò)支付接口完成預(yù)付費(fèi)之后，再次檢驗(yàn)用戶身份的合法性。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述身份驗(yàn)證單元用于驗(yàn)證當(dāng)前用戶身份的合法性，具體包括: 驗(yàn)證用戶輸入的用戶PIN碼是否正確； 若正確，則進(jìn)一步提示用戶插入所述PIN碼對(duì)應(yīng)的USB加密設(shè)備； 當(dāng)在預(yù)設(shè)時(shí)間段監(jiān)測(cè)到用戶插入的合法的USB加密設(shè)備后，向驗(yàn)證服務(wù)器發(fā)送驗(yàn)證請(qǐng)求，并接收驗(yàn)證發(fā)送的隨機(jī)數(shù)； 將所述隨機(jī)數(shù)與所述USB加密設(shè)備中的存儲(chǔ)的密鑰進(jìn)行哈希運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送給驗(yàn)證服務(wù)器； 接收驗(yàn)證服務(wù)器發(fā)送的驗(yàn)證結(jié)果，基于所述驗(yàn)證結(jié)果判斷當(dāng)前用戶的合法性。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種CALPUFF大氣模型多線程計(jì)算系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括預(yù)處理單元用于獲取所述計(jì)算系統(tǒng)所需的原始數(shù)據(jù)文件，判斷所述原始數(shù)據(jù)文件是否符合預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式，當(dāng)所述原始數(shù)據(jù)文件不符合預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式時(shí)，將所述原始數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)格式，形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件；并行轉(zhuǎn)換單元，用于按照預(yù)設(shè)的并行轉(zhuǎn)換規(guī)則，將預(yù)處理單元形成的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)文件轉(zhuǎn)換為并行模式文件；以及并行計(jì)算單元，用于獲取并計(jì)算所述并行轉(zhuǎn)換單元形成的并行模式文件，并將計(jì)算結(jié)果反饋給用戶。通過(guò)本發(fā)明的方案，提高了大氣模型計(jì)算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)兼容性及數(shù)據(jù)完整性，同時(shí)也提高了數(shù)據(jù)處理的效率及用戶操作的安全性。
【IPC分類】G06F17/30, G06F21/31
【公開(kāi)號(hào)】CN105243107
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510614009
【發(fā)明人】伯鑫, 崔書(shū)紅, 李時(shí)蓓, 趙曉宏, 盧力, 李晨
【申請(qǐng)人】環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日