分析路由器和分析方法与流程

本发明涉及一种可配置的分析路由器和分析方法。

背景技术：

为进行有效数据分析，通常需要提供客户解决方案，以便处理讨论中的所述数据类型以及分析所述请求类型。此外，通常需要专用计算资源来处理预期的最紧急事件以及最大需求量。随着处理需求的增加，使用专用资源提供自定义解决方案的成本致使无法高效地进行数据分析。

技术实现要素：

本说明书公开了一种计算方法。在一个实施例中，所述方法包括：接收分析请求，以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据，其中所述分析请求包括对应于用于处理所述分析请求的计算资源的性能类别的一个或多个参数；基于所述一个或多个参数确定用于处理所述分析请求的计算资源分配方案；以及使用所述确定的计算资源分配方案处理所述分析请求，以提供分析结果。

其中，处理所述分析请求包括分析所述选定数据，并且其中所述选定数据是来自所述一个或多个受监控资产的实时监控数据。

其中，所述受监控资产是移动资产。

其中，所述性能类别包括以下项中的至少一项：处理所述分析请求的时间或者处理所述分析请求的成本。

其中，所述性能类别包括所述分析请求的质量指标。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：基于所述一个或多个参数确定所述分析请求的所需服务质量。

所述的方法进一步包括：基于所述分析请求中指定的所述一个或多个参数确定所述所需服务质量。

所述的方法进一步包括：基于请求类型与服务质量等级之间的关联确定所述所需服务质量。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：确定用于处理所述分析请求的两个或更多个计算资源分配方案，并且使用所述两个或更多个计算资源分配方案中的每个计算资源分配方案估计用于处理所述分析请求的相应预期服务质量。

其中，所述预期服务质量包括以下项中的至少一项：处理所述分析请求的预期时间或者处理所述分析请求的预期成本。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：至少部分基于所述所需服务质量、所述预期服务质量以及所述计算资源的当前状态选择所述两个或更多个计算资源分配方案中的一个计算资源分配方案。

其中，处理所述分析请求进一步包括：基于所述两个或更多个计算资源分配方案中的所选一个计算资源分配方案分配所述计算资源，以处理所述分析请求。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：确定用于处理所述分析请求的一个或多个计算资源分配方案，并且至少基于所述一个或多个参数以及所述计算资源的当前状态选择所述一个或多个计算资源分配方案中的一个计算资源分配方案。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：确定可用计算资源中能够执行所述分析请求的硬件资源和软件资源集合。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：基于所述分析请求的所述一个或多个参数以及与先前分析请求相关的历史性能结果确定所述计算资源分配方案，其中所述历史性能结果对应于处理先前分析请求的计算资源的性能类别。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：选择所述计算资源分配方案，以向所述分析请求以及多个额外分析请求提供所需服务质量。

其中，确定用于处理所述分析请求的所述计算资源分配方案进一步包括：确定所述计算资源的当前状态，并且基于所述计算资源的所述当前状态优化所述计算资源分配方案。

其中，处理所述分析请求进一步包括：基于所述确定的计算资源分配方案分配指定硬件资源和指定软件资源处理所述分析请求和多个额外分析请求。

其中，处理所述分析请求进一步包括：调度指定硬件资源和指定软件资源在确定时间处理所述分析请求。

所述的方法进一步包括：接收多个分析请求以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据，其中每个分析请求包括对应于用于处理所述分析请求的计算资源的性能类别的一个或多个参数；其中所述方法进一步包括，对于每个分析请求：基于所述分析请求的所述一个或多个参数确定用于处理所述分析请求的计算资源分配方案；以及使用所述确定的计算资源分配方案处理所述分析请求，以提供对应于所述分析请求的分析结果。

所述的方法进一步包括：基于所述分析结果识别受监控资产的故障状态，并且将所述故障状态通知给所述受监控资产的操作员。

所述的方法进一步包括：如果无法根据所述分析请求的所述一个或多个参数处理所述分析请求，则产生警报。还公开了一种方法，所述方法包括接收多个分析请求，以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据。每个分析请求包括对应于用于处理所述分析请求的计算资源的性能类别的一个或多个参数。所述方法进一步包括：对于每个分析请求，基于所述分析请求的所述一个或多个参数确定用于处理所述分析请求的计算资源分配方案；以及使用所述确定的计算资源分配方案处理所述分析请求，以提供对应于所述分析请求的分析结果。

还公开了一种方法，所述方法包括：接收分析请求，以处理对应于一个或多个受监控资产的选定数据；确定所述分析请求的所需服务质量；确定用于处理所述分析请求的一个或多个计算资源分配方案；使用所述一个或多个计算资源分配方案中的每个计算资源分配方案估计处理所述分析请求的相应预期服务质量；至少基于所述所需服务质量、所述计算资源分配方案中的所述一个计算资源分配方案的所述预期服务质量以及所述计算资源的当前状态选择所述一个或多个计算资源分配方案中的一个计算资源分配方案；以及基于所选择的计算资源分配方案分配计算资源以处理所述分析请求。

还公开了一种分析路由器。在一个实施例中，一种分析路由器包括：映射器，所述映射器被配置成确定分析请求的所需服务质量，其中所述分析请求包括分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据的请求；估计器，所述估计器被配置成确定用于处理所述请求的一个或多个计算资源分配方案，其中所述估计器进一步被配置成使用所述计算资源分配方案中的每个计算资源分配方案来估计用于处理所述分析请求的相应预期服务质量；优化器，所述优化器被配置成至少基于所述所需服务质量、所述预期服务质量和计算资源的当前状态来选择所述计算资源分配方案中的一个计算资源分配方案；以及资源提供器，所述资源提供器被配置成基于所选择的计算资源分配方案来分配计算资源以处理所述分析请求。

在另一个实施例中，所述分析路由器包括：接收装置，用于接收分析请求，以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据，其中所述分析请求包括对应于处理所述分析请求的计算资源的性能类别的一个或多个参数；确定装置，用于基于所述一个或多个参数确定处理所述分析请求的计算资源分配方案；以及处理装置，用于使用所述确定的计算资源分配方案处理所述分析请求，以提供分析结果。

其他实施例涉及一种分析计算系统，所述分析计算系统包括本说明书中所述的分析路由器并且/或者被配置成实施本说明书中所述的一个或多个方法。

附图说明

本说明书中将参考附图，其中图示了本发明的具体实施例和进一步益处，如下文说明中更详细描述，在附图中：

图1是分析系统的示意图；

图2是一种用于处理分析请求的方法的第一实施例的流程图；以及

图3是一种用于处理分析请求的方法的第二实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种用于维护和诊断受监控资产的可配置分析系统。本发明进一步涉及一种基于云的情景感知式可配置分析系统，用于分析多个受监控资产的数据。由于通信和处理数据的成本降低，因此待收集和分析的数据有机会提供有关各个资产的健康状况的发现。这种数据汇总有助于远程维护和诊断各个受监控的资产，同时改进资产群的管理。例如，通过监控机车或其他轨道车辆等资产群的健康状况，可以基于资产的相对健康状况或者它们对于指定任务或工作的适合度选择用于具体任务的资产。

本说明书中所述的受监控资产包括可以产生数据的任何资产。在一些实施例中，所述受监控资产是诸如机车、飞机、工程车辆和/或汽车等移动资产。在其他实施例中，所述受监控资产是诸如风力涡轮机、发电机和/或制造设备等固定资产。固定资产通常是指操作期间静止的资产，但是所述资产能够在操作之间移动，例如便携式高压交流(HVAC)系统或备用发电机。所述受监控资产还可以包括各种不同的资产类型。例如，所述受监控资产可以包括多个机车发动机以及多个铁路道口栏杆。在其他实施例中，所述受监控资产可以包括一个或多个子系统。例如，机车可以具有冷却系统、制动系统、涡轮增压系统以及通信系统，它们各自可以包括构成受监控资产。例如，飞机可以具有液压系统、通信系统、导航系统、雷达系统以及对应于每个发动机的一个或多个系统，它们各自可以包括构成受监控资产。这些和其他系统可以视作独立的受监控资产，或者集成到逻辑群组中，例如基于每个车辆集成到逻辑群组中的受监控资产。受监控固定资产可以类似地具有一个或多个系统或子系统，所述系统可以独立地监控或者以适用于指定应用的方式集成监控。因此，除非另作说明，否则本说明书中提及的受监控资产包括彼此不同、彼此相同或者它们的组合的资产(例如，一些受监控资产相同，而其他受监控资产彼此不同)。

现在参见图1，其中示出了分析路由器10的示意图。分析路由器的特征在于计算资源，所述计算资源包括硬件和/或软件资源，用于实施本说明书中公开的方法。在实施例中，所述分析路由器仅在硬件实施、仅在软件实施，或者更常见地，作为被配置成提供所需功能的硬件和软件资源的组合。所述分析路由器还可以在专用硬件或软件中实施，或者可以分布在一个或多个硬件和软件资源中。如果分析路由器用于具有根据诸如分析请求等具体任务需要分配的多个计算资源的云计算环境中，则分布式实施方案特别有效。

在一个实施例中，所述分析路由器10包括接收装置，用于接收分析请求，以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据。所述接收分析请求的装置包括计算资源，所述计算资源被配置成与用户12和/或受监控资产14通信。在一些实施例中，所述分析路由器10包括服务质量映射器(mapper)16(本说明书中也称为映射器)，所述服务质量映射器16被配置成确定分析请求的所需服务质量。所述分析路由器包括服务质量估计器(estimator)20(本说明书中也称为估计器)，所述服务质量估计器20被配置成使用指定计算资源分配方案确定处理所述分析请求的预期服务质量。在此上下文中，计算资源分配方案包括指定能够执行所请求的分析的硬件和/或软件资源。由于可以使用的硬件和软件资源存在多种组合，因此所述确定的每个计算资源分配方案的相应预期服务质量可能不同。在实施例中，所述分析路由器10还包括服务质量优化器(optimizer)24(也称为优化器)，所述服务质量优化器24被配置成从多个计算资源分配方案中选择计算资源分配方案，以实现所需服务质量。尽管在图1中为单独元件，但是映射器16、估计器20和优化器24可以独立地或者组合地实施和使用。在每个实施例中，映射器、估计器和优化器中的一个或多个提供了选择装置，用于至少基于所述分析请求的所需服务质量、使用所选择的计算资源分配方案处理所述分析请求的预期服务质量以及计算资源的当前状态选择计算资源分配方案。在一个实施例中，所述映射器确定分析请求的所需服务质量，而估计器确定实现该分析请求的所需服务质量所需的计算资源。在一个实施例中，所述优化器24确定计算资源的当前状态，但是在其他实施例中，计算资源的当前状态被提供到分析路由器，以用于选择计算资源分配方案。

一旦选择了计算资源分配方案，分析请求即路由到所选的计算资源。在实施例中，分析路由器10包括资源提供模块(resource provision module)26(在实施例中，本说明书中也称为资源提供器(resource provisioner))，所述资源提供模块提供路由装置，用于基于所选的计算资源分配方案将所述分析请求路由到处理所述分析请求的计算资源，以实现所需服务质量。在实施例中，所述资源提供模块26接收所选的计算资源分配方案并且分配处理所述分析请求的计算资源，例如使用分析模块(analysis module)28。分析模块28提供处理装置，用于处理选定数据的分析请求，以创建所需分析结果。分配计算资源可以包括向所选硬件和软件资源发送指令，以开始处理分析请求。在其他实施例中，分配计算资源包括在指定硬件和软件资源可用之后立即安排或排列所述分析请求，以便进行后续处理。在一个实施例中，所述分析请求被安排为在所述确定的时间，例如计算资源需求较小的非高峰时段进行处理。通过这种方式，分析路由器10所提供的技术效果在于，高效地分配处理分析请求的计算资源，同时提供处理紧急性或优先级不同的多个分析请求的灵活性。

分析路由器10可以包括或者被配置成访问服务质量配置模块(configurations module)18。在实施例中，所述服务质量配置模块18将多种类型的请求与不同服务质量等级关联。例如，服务质量配置模块18可以将受监控资产的实时数据分析与高优先级服务质量关联，以便可以迅速识别并报告演变性故障，从而避免受监控资产进一步退化或损坏。相反，当处理时间不作为重要因素时，用户发起的历史数据分析请求可以与低优先级服务质量关联。在实施例中，分析路由器10还包括覆盖装置(means for overriding)，用于覆盖服务质量映射器和/或服务质量配置模块18，以便可以在请求中指定所需服务质量，例如当用户需要比系统更快地响应时。在一些实施例中，服务质量配置模块18可以包括规则引擎(rules engine)，所述规则引擎被配置成实施一个或多个规则，以基于请求类型、请求始发站或者请求中包含或者先前针对系统建立的参数确定请求所需的服务质量。

分析路由器10还可以包括或者被配置成访问历史性能模块22。历史性能模块22包含历史性能结果，例如处理指定分析请求所能实现的实际服务质量。在一个实施例中，历史性能结果可以包括使用指定计算资源分配方案处理先前分析请求所需的处理时间。此历史性能信息可供估计器20访问，以确定处理后续分析请求的预期服务质量。通过这种方式，分析路由器可以提供的技术效果在于，提高处理请求的预期服务质量的精度，从而提高分析系统的总体效率。

图1中所示的分析路由器10包括多个部件或模块，例如映射器16、估计器20、优化器24和资源提供模块26。已示意性地图示了这些部件，以帮助说明分析路由器的各种功能，但是这种图示并不限制分析路由器的实施方案或功能。如上所述，分析路由器可以使用硬件资源、软件资源或者硬件和软件资源的组合实施。每个部件可以类似地使用硬件、软件及其组合实施。此外，在不脱离本发明范围内的前提下，图示的部件可以基于指定实施策略根据需要合并或分割。在一个实施例中，分析路由器10在软件中实施，并且本说明书中公开的部件和功能在形成分析路由器的软件中实施。

现在参见图2和图3，其中图示了一种用于处理分析请求的方法的实施例。在图2中所示的实施例中，所述方法100包括步骤102，其接收分析请求，以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据。所述分析请求包括对应于处理所述请求的计算资源的性能类别的一个或多个参数。所述方法还包括：步骤104，其基于所述一个或多个参数确定处理分析请求的计算资源分配方案；以及步骤106，其使用所述确定的计算资源分配方案处理分析请求，以提供分析结果。通过这种方式，基于与请求一起提供的对应于计算资源的性能类型的参数选择处理请求的计算资源。

在图3中所示的实施例中，如下进一步所述，可以基于所请求的分析的类型、选定数据或者分析请求的其他性质确定分析请求的所需服务质量。可以基于这些因素以及分析请求中指定的参数确定所需服务质量。在其他实施例中，所述分析请求不包括对应于性能类别的参数，并且在不使用此类参数的情况下基于所述分析请求确定所需服务质量。在一个实施例中，处理分析请求的方法200包括：步骤202，其接收分析请求，以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据；以及步骤204，其确定所述分析请求的所需服务质量。方法200进一步包括：步骤206，其确定处理分析请求的一个或多个计算资源分配方案；以及步骤208，其使用一个或多个计算资源分配方案中的每个计算资源分配方案估计处理分析请求的相应预期服务质量。所述方法还包括：步骤210，其至少基于所需服务质量、多个计算资源分配方案中所述一个计算资源分配方案的预期服务质量以及计算资源的当前状态选择一个或多个计算资源分配方案中的一个计算资源分配方案；以及步骤212，其基于所选择的计算资源分配方案分配计算资源以处理分析请求。

在实施例中，所述请求可以来自系统的多个客户端。术语“客户端”广泛地指代发出请求的实体。在一个实施例中，所述客户端是需要执行分析的用户(例如，人)。在其他实施例中，所述客户端是受监控资产，例如机车。在一个实例中，除了请求以外，机车上的控制器还从受监控系统接收并传输数据，例如发动机温度数据，以分析所述数据，从而确定是否存在问题或故障。如果在数据中识别到故障状态(fault condition)，例如过温状态，则通知受监控资产的操作员，以便采取适当的措施。因此，所述方法能够减小受监控的本地处理需求。或者，所述方法能够在受监控资产与远程位置之间分配数据处理要求。在另一个实例中，所述客户端可以传输分析请求，以针对所述受监控资产确定监控数据的趋势。例如，机车可以将有关燃料消耗的数据传输到远程服务器以进行储存。随后，机车或者另一个客户端可以定期请求分析所述燃料消耗数据。如果所述分析显露了燃料消耗数据的趋势，例如燃料消耗随时间推移减少，则可以向受监控资产的操作员和/或维护人员警告所述状况，以便采取适当的措施。

要根据所述方法分析的选定数据可以包括可能确定分析结果的多种类型的数据。在一个实施例中，所述分析请求包括要分析的数据。在其他实施例中，所述分析请求包括选定数据的指示符，例如存储在系统可访问的数据库中的数据。

在一个实施例中，所述选定数据是受监控资产的实时监控数据。如上所述，所述选定数据可以是受监控资产报告的监控数据，例如发动机温度数据。资产可以实时报告此类数据。本说明书中所述的“实时”并不限于瞬时报告，允许与高效收集和传输数据相关的典型延迟以及相对于受监控条件高频率地定期报告。在一个实例中，可能需要对于诸如涡轮机速度或者发电设备中的发电机输出等可能在短期内迅速变化的运行参数进行实时数据分析。因此，可能需要使用实时数据来分析并响应于受监控资产的时间敏感条件。

与实时监控数据相反，在另一个实施例中，选定数据是一个或多个受监控资产的历史监控数据。一个或多个受监控资产的受监控数据可以随时间推移累计。随后可以进行历史数据的分析，以确定趋势。在一个实例中，可以从指定车辆的历史数据中评估燃料消耗的趋势。在另一个实例中，可以从车队的历史数据评估燃料消耗，以确定所述车队中的车辆随时间推移或者不同运行条件或位置的性能变化。分析一组受监控资产的历史数据的能力，无论该资产是固定的还是移动的，均可以提供分析资产组中的单个成员时无法获得结论。

选定数据可以是原始测量数据，例如实际压力值、旋转速度或者功率输出。选定数据可以由传感器、检测器或其他测量设备产生，但是也可以包括操作员或负责受监控资产的其他人员所记录的观察数据。在一些实施例中，选定数据可以是经处理的数据，其中经处理的数据是分析请求之前的至少一些处理的结果。在一个实例中，机车被配置成识别过温状态(condition)，即发动机温度超出指定阈值时。可以将过温状态的发生作为受监控资产，即机车的受监控数据来报告，同时报告对应于报告过温条件时的机车状态的其他信息。所述其他信息可以包括运行数据，例如发动机速度、环境数据，例如环境温度或压力，或者逻辑数据，例如时间、日期、操作员和地理位置。可以对所收集的历史数据执行是否发生过温度状态的分析。如果未发现发生过温度状态与一个或多个因素之间的相互关系，则可以执行适当的变更或纠正措施。

在许多实施例中，受监控资产的受监控数据可以从数据库或其他数据存储装置中获取，所述数据库或其他数据存储装置与用于执行本说明书中所述方法的系统集成或可供其访问。在其他实施例中，所述选定数据由提交分析请求的客户端提供。例如，诸如受监控资产等客户端可以与处理该数据的请求一起提供测量数据。或者，诸如用户等客户端可以从另一个数据源提供数据，例如一个或多个资产先前收集的数据。通过这种方式，本说明书中所述的方法和系统提供的技术效果在于，从可供多种类型数据的多个客户端使用的集成系统内或者作为独立应用程序处理选定数据。

在实施例中，分析请求包括对应于处理所述分析请求的计算资源的性能类别的一个或多个参数。如上所述，分析请求的处理依赖于计算资源，即，可用于执行必要计算以产生分析结果的硬件和软件资源。本说明书中所公开的系统和方法可高效地分配计算资源以处理分析请求，同时提供处理紧急性或优先级不同的多个分析请求的灵活性。

在多个实施例中，计算资源的性能类别可以依据性能属性来定义，例如处理请求的时间或者处理请求的成本。通常，由于对计算资源的需求不同，因此可能需要在时间和成本之间进行折衷。在一个实例中，计算资源可以是服务提供商托管的云计算环境。服务提供商可能在需求较高的峰时为云计算系统的使用收取溢价费率，而在需求较低的谷时为所述系统的使用收取较低费率。在一个实例中，分析请求的参数可以指定处理请求的时间为低优先级并且最小化处理成本为高优先级。随后安排分析请求在处理成本较低的谷时运行。但是，如果系统拥有备用计算资源，则可以分配这些资源处理所述请求，同时或许收取折扣费率。在一个实施例中，所述系统继续处理分析请求，除非或者直到收到可能收取溢价费率的另一个较高优先级请求，从而允许系统在多个请求的参数所建立的约束内维持最佳利用率。在另一个实例中，所述分析请求的参数可以指定处理时间为高优先级，即，迅速需要分析结果，并且系统将尽快处理请求，即使在处理成本较高时。在一些实施例中，所述计算资源还执行本说明书中所述方法以外的其他服务，并且本发明的分析请求与计算资源的这些其他需求平衡或定序。通过这种方式，可以获得的技术效果是在分配计算资源时平衡竞争优先级并提高计算资源的利用率。

在其他实施例中，目标性能特征是分析结果的质量指标(quality metric)。在实施例中，质量指标涉及分析结果的精度。例如，分析请求的参数可以指定该精度为高优先级。在包括数据取样的分析例程中，提高精度的请求可能需要分配额外的计算资源来处理较大的数据样本，以改进结果的精度。类似地，质量指标可以对应于最小化假警报。最小化错误警报可以类似地需要分配额外计算资源。或者，错误警报最小化要求可能导致系统使用错误报告假警报的可能性较低的不同分析算法。在另一个实施例中，质量指标是指定置信区间并且系统继续处理选定数据，直到分析结果在指定的置信区间内。在另一个实施例中，质量指标指示要强调基于时间的性能(例如，趋势)并且选定适当的软件资源来执行所述分析。在另一个实施例中，性能特性指示，分析的中间结果应作为分析进展进行报告。每个性能类别可以对应于一个或多个参数，类似地，一个或多个参数可以用于指定性能类别的限制或目标。通过这种方式，分析请求包括对应于处理请求所需的性能特性并且所述系统使用指定参数确定处理请求的计算资源分配方案。因此，客户端和系统在产生和处理多个分析请求方面具备更大的灵活性。

在一些实施例中，确定计算资源分配方案的步骤进一步包括确定分析请求的所需服务质量。在实施例中，所需服务质量基于一个或多个参数确定。分析请求的所需服务质量代表处理分析请求的一个或多个性能特性。在实施例中，所需服务质量是分析请求中指定的参数之一。在其他实施例中，所述系统使用请求中指定的参数确定所需服务质量。例如，所述服务质量可以是所述分析所允许的最大计算成本的函数，或者完成所述分析所允许的最长时间的函数。在其他实例中，所述服务质量是最大成本和最长时间的函数。所述服务质量还可以是计算资源的其他性能特定的函数。其他实施例包括通过将请求类型与服务质量等级关联的规则引擎来确定服务质量。如上所述，所述规则引擎可以提供在服务质量配置模块中并且可以使用分析请求的一个或多个部分来将请求映射到所需服务质量。例如，所述规则引擎可以考虑要执行的请求类型、要分析的数据类型、发出请求的客户端身份、分析请求中指定的参数以及请求的其他部分，以适当地将请求映射到所需服务质量。通过这种方式，服务质量有助于通过基于客户端在分析请求中指定的参数确定性能的相对重要性来在不同性能特性之间权衡。

所述方法还可以包括确定实现分析请求的所述服务质量所需的计算资源。一旦确定服务质量，例如基于处理请求的时间和成本确定，则可以计算实现所需服务质量所需的计算资源。在一个实例中，如果所需服务质量对应于请求在指定时间内处理，例如，在不超过3小时内处理的约束条件，则可以确定在该时间约束条件内分析选定数据所需的计算资源数量。所述确定可以用于建立最低计算资源分配方案。如果系统可用资源不足以满足该最小计算资源分配方案，则产生警报，以通知客户端无法根据分析请求中指定的参数处理分析请求或者无法实现请求的所需服务质量。通过警告用户计算资源的限制，客户端可以选择放松分析请求中指定的要求，例如，允许较高成本以缩短处理时间或者选择执行分析的较小数据集。或者，客户端可以基于请求所需的参数和服务质量，向拥有足够计算资源容量的不同服务提供商发送请求，以处理所述分析请求。

在一个实施例中，所述方法还包括确定处理分析请求的一个或多个计算资源分配方案，并且使用每个计算资源分配方案估计处理所述分析请求的预期服务质量。所述计算资源分配方案指示可用计算资源中能够执行所请求的分析的硬件资源和软件资源的集合。然而，实现分析请求的所需服务质量所需的计算资源分配方案可以代表最小资源分配，其他指定计算资源分配方案可以代表被确定为无论是否实现服务质量均能够处理分析请求的一个或多个选项。在另一个实施例中，仅确定满足实现所需服务质量的最低要求的计算资源分配方案。

在实施例中，使用每个计算资源分配方案确定处理分析请求的预期服务质量。每个计算资源分配方案的对应预期服务质量是在使用指定计算资源方案处理分析请求时可能实现的服务质量的估计。在一个实施例中，将预期服务质量与所需服务质量进行比较，并且排除不满足所需服务质量的那些分配方案。在其他实施例中，确定多个计算资源分配方案中的每个计算资源分配方案的对应预期服务质量。比较对应预期服务质量并且基于应用要求选择预期服务质量最佳的计算资源分配方案。与上述所需服务质量类似，预期服务质量可以包括多个因素，例如时间、成本、质量指标或其他性能特定。通过这种方式，可以将预期服务质量与所需服务质量进行比较，以便于选择计算资源分配方案。

在另一个实施例中，基于与先前分析请求相关的先前存储的历史性能结果确定计算资源分配方案。历史性能结果可以包括关于使用指定计算资源分配方案实现的先前分析请求的性能特性的数据。历史性能结果可以包括有关对应于分析请求中指定的参数或者所需服务质量的确定的处理时间、处理成本、质量指标或其他因素的数据。历史性能数据还可以包括通过处理先前分析请求时实现的性能特性确定的实际服务质量数据。这些历史性能结果可以单独使用或者与分析请求的一个或多个参数结合使用，以确定适用于当前分析请求的计算资源分配方案。随时间推移，存储与分析请求关联的历史性能结果，以创建实际性能结果的数据库。在一个实例中，直接使用历史性能结果确定能够执行指定分析的计算资源分配方案。或者，历史性能结果可以用于改进指定分配方案的预期服务质量的确定，以便可以准备更准确的估计数据。随着历史性能结果集合的创建，可以基于历史信息改进计算资源分配方案的确定。因此，所述系统可以在处理每个分析请求时继续学习并改进其性能。此外，由于可用计算资源随时间改变，所述系统可以在发现更高效的新分配方案时或者新分配方案优于先前使用的分配方案时做出相应改变。

如上所述，选择计算资源分配方案以使用确定的计算资源处理所述分析请求。可以改进或优化计算资源分配方案的选择，以改进多个因素，例如系统的效率和/或客户端的性能。在一些实施例中，优化可以包括修改计算资源分配方案以在系统约束条件内尽可能好地实现预期服务质量。在其他实施例中，如果以处理时间、处理成本、分析结果的精度或其他所需指标来衡量性能，则优化包括修改计算资源分配方案，以改进处理分析请求的计算资源分配方案的性能或预期性能。在一个实施例中，可以基于分析请求中指定的一个或多个参数以及一个或多个计算资源分配方案的预期服务质量选择计算资源分配方案。在另一个实施例中，可以基于请求的所需服务质量以及一个或多个计算资源分配方案的预期服务质量选择计算资源分配方案。每个实施例均至少使用了关于被确定为与请求相关的性能特性的信息，并且可以使用指定计算资源分配方案估计所述性能。

计算资源的当前状态还可以用于选择计算资源分配方案。在实施例中，计算资源的当前状态与请求中指定的一个或多个参数、所需服务质量以及预期服务质量结合使用，以选择计算资源分配方案。可以通过所述系统确定计算资源的状态并且将其提供给所述系统。在任一情况下，计算资源的当前状态代表执行分析或其他任务的计算资源的当前利用率。在实施例中，计算资源的当前状态还包括当前计划或安排由所述计算资源执行的任务。计算资源的当前状态可以以多种方式使用，以选择计算资源分配方案。在一个实施例中，当前状态是用于确定指定计算资源分配方案的预期服务质量的一个因素。如果计算资源当前完全利用并且将在延长时间段内保持完全利用，则如果将完成分析的时间作为考虑因素，预期服务质量较低。在其他实施例中，计算资源的当前状态用于从每个计算资源分配方案均提供至少所需服务质量的多个计算资源分配方案中做出选择。例如，第一分配方案可以指定在短期内使用较大量的硬件资源来完成分析，而第二分配方案可以指定在较长时间段内使用有限数量的硬件资源来完成分析。如果计算资源利用率的当前状态为低，则可以优选第一方案，即使处理请求的时间不是所需服务质量中的重要因素。相反，如果计算资源利用率的当前状态为高但是预定利用率将在未来处于低值，则可以在未来利用率下降时选择并调度第一方案。在另一个实例中，计算资源的当前状态可以指示预期将收到额外的高优先级任务，即使当前利用率状态为低也是如此，因此系统可以选择第二方案，以便仍然拥有处理输入的高优先请求的备用容量。这些实例说明了如何基于关注处理时间的计算资源当前状态选择多个计算资源分配方案，但是其他因素，例如成本、诸如数据库或通信系统等关键资源是否能够访问或者由于维护导致的可用性中断，均可计入计算资源当前状态并且用于选择指定分析请求的计算资源分配。

使用上述一个或多个因素，可以在满足一个或多个性能约束条件的同时选择计算资源分配方案以执行所请求的分析。在实施例中，选择计算资源分配方案来提供分析请求的所需服务质量。在其他实施例中，选择计算资源分配方案来提供分析请求的最佳预期服务质量。最佳预期服务质量可以是可能的分配方案的指定集合的最佳预期服务质量，或者，所述系统可以使用优化算法来确定在系统约束条件内优化一个或多个性能指标的分配方案。在实施例中，使用启发式优化方法，例如遗传算法来在能够使用可用计算资源构造的多个方案中搜索最佳计算资源分配方案。

一旦确定计算资源分配方案，即分配计算资源以处理分析请求。计算资源分配包括基于所述确定的计算资源分配方案分配指定硬件资源和软件资源以处理一个或多个分析请求。如果要在将来处理所述请求，则调度指定硬件资源和指定软件资源以在确定时间处理所述分析请求，例如在计算资源利用率下降的期间内进行处理。如果收到较高优先级请求并且该请求需要在先前安排的较低优先级请求之前得到处理，则资源调度还允许重新调度。计算资源分配还可以包括开始分析选定数据。要使用的分析算法可以在请求中指定，或者基于请求类型和数据类型进行选择。在一些实施例中，提供了预定分析算法集合并且所述分析请求包括要用于选定数据的一个或多个分析算法的指示。

处理分析请求的方法还可以适用于多个请求。在实施例中，一种方法进一步包括接收多个分析请求。对于所述多个分析请求中的每个分析请求，所述方法包括：基于所述分析请求的一个或多个参数确定处理所述分析请求的计算资源方案；以及使用所述确定的计算资源分配方案处理所述分析请求，以提供对应于所述分析请求的分析结果。所述分析请求可以来自提交多个请求的单个客户端，或者来自各自提供一个或多个分析请求的多个客户端。每个分析请求如上所述进行处理，包括选择计算资源分配方案并且分配计算资源以处理分析请求。应用于多个请求时，无论请求是来自一个还是多个客户端，所述方法还包括包括基于两个或更多个分析请求的参数选择或优化多个分析请求的计算资源分配方案。例如，可以选择每个请求的计算资源分配方案，以为要处理的多个分析请求提供所需服务质量。因此，所述方法用于高效地分配资源，不仅仅适用于单个请求，也适用于系统收到的多个请求。通过这种方式，本说明书中所述的方法的技术效果在于提供了一种根据每个分析请求和整个系统的所需性能特性智能分配计算资源以处理多个客户端发出的多个分析请求的情景感知式分析系统。

例如，图示了上述系统和方法在机车预后分析中的引用。此实例用于进一步说明本说明书中所述的系统和方法，而不限定上述的一般性说明。参见图1，分析路由器10从受监控资产14接收请求，在本实例中，所述受监控资产是机车。所述请求对应于用于评估机车健康状况的预后分析，具体来说，所述预后分析用于评估机车冷却系统的健康状况。冷却系统可能产生泄漏或其他故障，尽早评估所述系统的健康状况有利于避免受监控资产发生道路故障或其他意外停机。机车向分析路由器10发送分析请求。所述请求包括要执行的特定预后(prognostic)分析的选定数据，包括机车速度、发动机速度、发动机冷却剂压力以及发动机冷却剂温度。发动机冷却剂可以是水或适用于此应用的其他冷却剂。所述请求还包括对应于上述性能类别的参数。在此实例中，请求处理时间为高优先级(例如，时间＝快)，应减小处理请求的成本(例如，成本＝低)，所需精度为中等优先级(例如，精度＝中)。每个参数可以使用诸如快/慢或高/低等指示进行指定，可以向参数分配一个数值，例如以一到十。所述请求进一步包括要对选定数据进行的分析，在此情况下，所述分析为发动机冷却剂的三天预后分析。三天预后分析是确定指定机车以预期占空比运行三天而不产生低冷却剂故障的可能性的分析。所述分析特别适用于选择机车以完成需要在不进行维护的情况下长时间运行的越野或其他行程时。

将上述请求从机车传输到要处理的分析路由器10。收到请求后，映射器16确定分析请求的所需服务质量。在此实例中，所述服务质量通过从一到五的等级衡量，其中一对应于最低服务质量，例如，最低紧急性、允许的最小资源利用率，而五对应于最高服务质量，例如，最高紧急性、允许的最大资源利用率。基于指定时间为高优先级的请求，映射器16确定此请求的服务质量必须至少为三。映射器16可以访问服务质量配置模块18并且确定机车发起的预后请求需要至少为四的服务质量。使用此信息，基于请求中指定的参数以及收到请求的类型，映射器16确定此请求的服务质量必须至少为四。不同参数的相对重要性以及不同类型请求的所需服务质量将取决于分析路由器10的用途。本说明书中所述的系统和方法适用于与不同应用相关的不同优先级，因此拥有用于分析与这些多种应用相关的请求的充分灵活性。

收到请求后，估计器20访问历史性能模块22，以确定适用于处理所述请求的计算资源方案。在一个实例中，估计器20确定与当前请求的匹配度最高的历史请求，包括考虑当前请求中指定的参数。在一个实例中，估计器20确定在当前请求的三天前由另一个机车发起的历史请求，并且确定用于处理该历史请求的计算资源。估计器20还确定十个其他类似请求并且编制此历史数据的计算资源分配方案列表。

将映射器16确定的至少第四级所需服务质量以及估计器20确定的计算资源配置方案传输到优化器24。在一个实例中，优化器24可以确定40％的类似历史请求使用服务质量等级四处理，而60％的类似历史请求使用服务质量等级五处理。优化器还可以确定系统中的计算资源的当前状态，并且确定使用服务质量等级五处理当前请求的成本高于使用服务质量等级四处理所述请求。成本差异的原因可能是请求在需求高峰时间收到、处理质量等级五所需的资源目前正在用于处理其他请求或者优化器可以确定的其他原因。基于这些因素的组合，优化器24选择计算资源方案以为分析请求提供服务质量等级四。

资源提供模块26基于优化器24确定的计算资源分配方案分配处理分析请求的计算资源，例如系统中的硬件和软件资源。分配计算资源后，分析模块28处理所述请求以产生所需的分析结果。随后，将分析结果传输回受监控资产14，例如机车。在本实例中，所述分析可以将冷却剂压降与机车速度、发动机速度和冷却剂温度中的一个或多个参数关联。使用此关联以及机车在预后分析的三天时间内的需求估计，分析模块可以确定机车在三天内不发生冷却剂相关故障的可能性为98％。随后，机车操作员或计划员评估指定机车足够可靠以完成越野或长期行程。对多个机车进行类似分析时，机车计划员可以基于预后分析结果所指示的机车的相对健康程度，针对不同任务对机车进行优先级排序。

上述实例用于进一步说明本说明书中公开的系统和方法在具体类型的分析请求中的应用。但是，所述系统和方法同样适用于其他类型的请求和其他类型的资产，以及用户发起的分析请求。因此，所述系统和方法可以适用于为受监控资产的维护和诊断提供灵活的分析系统。

在另一个实施例中，所述方法包括通过通信信道接收分析请求，以分析对应于一个或多个受监控资产的选定数据。所述分析请求可以在分析路由系统处从远程位置接收，例如，从处于与系统任何部分不同的位置处接收。所述分析请求包括对应于处理所述分析请求的计算资源的性能类别的一个或多个参数。所述方法还包括：基于所述一个或多个参数确定处理分析请求的计算资源分配方案；以及使用所述确定的计算资源分配方案处理分析请求，以提供选定数据的分析结果。所述方法还包括至少部分基于分析结果控制受监控资产。例如，如果受监控资产是移动车辆，则可以基于所述分析结果安排和/或选择所述车辆执行特定任务，然后基于所述计划或以其他方式控制其沿一条或多条路线的运动，以执行所述任务。如上所述，如果特定车辆的分析结果指示故障，则可以响应于所述故障控制所述车辆，例如减小占空比或者关闭所述车辆。

在本说明书和权利要求书中，参考了具有以下含义的许多术语。除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数个参考物。本说明书全文和权利要求书中所用的近似语言可以用于修饰能够合理改变而不改变相关对象的基本功能的任何数量表示。因此，由“约”等术语修饰的值并不限于所指定的精确值。在一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。类似地，“无”可以与术语组合使用，并且可以包括无实质数目或痕量，同时仍考虑无修饰术语。另外，除非上下文另作规定，否则术语“第一”、“第二”等的任何使用不表示任何次序或重要性，相反，术语“第一”、“第二”等用于区分一个元件与另一个元件。

本说明书中所用术语“可以”和“可为”表明在环境集合内事件发生的可能性；拥有指定特性、特征或功能的可能性；和/或通过表述功能、能力或与限定动词相关联的可能性中之一或多个来限定另一动词。因此，使用“可以”和“可为”指明，所修饰的术语明显适合用于、能够用于或合适用于经指明的能力、功能或用途，同时考虑的是，在一些情况下，所修饰的术语有时可能并不适当、能用或合适。例如，在一些环境中，某个事件或能力可以预期发生，而在其他环境中，所述事件或能力无法发生，这种差别通过术语“可以”和“可为”实现。本说明书中所用的术语“指令”是指计算机可执行指令。

本说明书使用实例来公开本发明，其中包括最佳模式，并且还使所属领域的一般技术人员能够实践本发明，其中包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何所涵盖的方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包含所属领域的普通技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包含的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也应在权利要求书的范围内。