“該項(xiàng)目案例由榮之聯(lián)提交申報(bào)，參與數(shù)據(jù)猿推出的《尋找新冠戰(zhàn)“疫”，中國(guó)數(shù)據(jù)智能產(chǎn)業(yè)先鋒力量》的公益主題策劃活動(dòng)。

總書(shū)記2月14日下午主持召開(kāi)中央全面深化改革委員會(huì)第十二次會(huì)議并發(fā)表重要講話。他強(qiáng)調(diào)，確保人民群眾生命安全和身體健康，是我們黨治國(guó)理政的一項(xiàng)重大任務(wù)。

總書(shū)記強(qiáng)調(diào)，要改革完善重大疫情防控救治體系，健全重大疫情應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，建立集中統(tǒng)一高效的領(lǐng)導(dǎo)指揮體系，做到指令清晰、系統(tǒng)有序、條塊暢達(dá)、執(zhí)行有力，精準(zhǔn)解決疫情第一線問(wèn)題。要鼓勵(lì)運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等數(shù)字技術(shù)，在疫情監(jiān)測(cè)分析、病毒溯源、防控救治、資源調(diào)配等方面更好發(fā)揮支撐作用。

項(xiàng)目起止時(shí)間：2020年01月26日至今

應(yīng)用場(chǎng)景

作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)服務(wù)提供商，榮之聯(lián)在生命科學(xué)領(lǐng)域深耕10年，堅(jiān)持BT和IT的融合發(fā)展，提供基因數(shù)據(jù)分析一體化解決方案，囊括公有云（UEC BioCloud）、BioStack私有云（面向生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的存（分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)）、管（數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）、算（超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)）、用（集成生信分析應(yīng)用流程）全棧式平臺(tái)）、生物云一體機(jī)（可提供臨床輔診分析、科研檢測(cè)、科研數(shù)據(jù)分析等），并能提供total solution整體解決方案。目前，榮之聯(lián)基因數(shù)據(jù)分析一體化解決方案已成功服務(wù)于30多家基因測(cè)序領(lǐng)域的客戶。

榮之聯(lián)基因數(shù)據(jù)一體化解決方案提供軟硬件一體的可視化生信分析平臺(tái)，支持用戶本地化部署、架設(shè)在榮聯(lián)生物云端部署兩種方式。可完全滿足生物信息分析中對(duì)于速度、規(guī)模和智能化的需求，同時(shí)可以整合大量生物信息學(xué)流程和軟件，集成腫瘤、遺傳病、微生物、新冠病毒、動(dòng)植物等基因組數(shù)據(jù)分析流程并產(chǎn)出結(jié)果報(bào)告。同時(shí)全中文圖形化的操作界面，讓基因數(shù)據(jù)的研究變得更加簡(jiǎn)單、高效。此外，配備的硬件資源使計(jì)算和存儲(chǔ)無(wú)壓力進(jìn)行。

面臨挑戰(zhàn)

研究取得突破和發(fā)展是依靠對(duì)科技資源和數(shù)據(jù)的全面掌握與深入挖掘分析，其中新一代測(cè)序技術(shù)（Next generation sequencing，NGS）是生物醫(yī)療、公共衛(wèi)生領(lǐng)域常用的重要手段之一，運(yùn)用NGS技術(shù)獲取原始基因數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)基因數(shù)據(jù)分析、深度基因數(shù)據(jù)解析形成報(bào)告，輔助科研人員的工作。由于成本、人工的限制，目前科研院所采用的方式一是委托第三方檢測(cè)公司進(jìn)行測(cè)序分析、返回報(bào)告的形式；二是自建測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序，但因其數(shù)據(jù)分析需要生物信息專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行，因此還需要第三方公司服務(wù)。不僅如此，隨著檢測(cè)數(shù)目的增加帶來(lái)的數(shù)據(jù)量的增加，也為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算帶來(lái)壓力。因此，如何快速、準(zhǔn)確地處理龐大的數(shù)據(jù)是目前面臨的挑戰(zhàn)。

疫情來(lái)臨之際，科研人員面臨的挑戰(zhàn)急需解決。一方面需要硬件環(huán)境做好支撐，另一方面需要專(zhuān)業(yè)的病毒基因組分析流程支撐科研人員的研究工作。基因數(shù)據(jù)一體化解決方案支持用戶本地化部署、架設(shè)在榮聯(lián)生物云端部署兩種方式。

在本次抗擊疫情過(guò)程中，榮之聯(lián)的行業(yè)技術(shù)能力再次得到了奮斗在疫情最前沿的疾控科研機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。在最短的時(shí)間內(nèi)，幫助疾控科研單位完成計(jì)算、存儲(chǔ)環(huán)境安裝部署及測(cè)序設(shè)備的聯(lián)調(diào)工作，保證大規(guī)模并行樣本分析、數(shù)據(jù)保存和管理，全面助力病毒測(cè)序工作的順利完成。同時(shí)，協(xié)助科研機(jī)構(gòu)客戶在UEC BioCloud平臺(tái)基礎(chǔ)上，迅速搭建病毒基因組進(jìn)化關(guān)系的分析流程，以實(shí)現(xiàn)基于新型冠狀病毒2019-nCov的全基因信息，對(duì)病毒的進(jìn)化關(guān)系進(jìn)行分析，為做好新冠病毒研究提供強(qiáng)有力的平臺(tái)支撐。

實(shí)施過(guò)程

為了保障數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，榮之聯(lián)投入大量資金進(jìn)行軟硬件技術(shù)設(shè)施的更新。

榮之聯(lián)始終堅(jiān)持運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等數(shù)字技術(shù)，結(jié)合多年的行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在生命科學(xué)領(lǐng)域提供專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品、解決方案以及數(shù)字化服務(wù)。榮之聯(lián)與山東大數(shù)據(jù)研究院達(dá)成了戰(zhàn)略合作，全面提升在生物大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)以及面向微生物組、營(yíng)養(yǎng)組、人工智能等行業(yè)應(yīng)用上的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。

科技戰(zhàn)“疫”，榮之聯(lián)致力以基因科技的力量助力國(guó)家疫情防控，保障全民健康。

一、榮之聯(lián)基因數(shù)據(jù)一體化解決方案 ——生物云一體機(jī)

2020年1月26日，榮之聯(lián)收到疾控科研機(jī)構(gòu)的支援請(qǐng)求，由于測(cè)序通量增加，急需計(jì)算和存儲(chǔ)資源。  鑒于新型冠狀病毒肺炎疫情發(fā)展，防控疫情是每個(gè)人每個(gè)企業(yè)的責(zé)任。榮之聯(lián)董事長(zhǎng)王東輝親自牽頭，迅速選派在京技術(shù)人員及時(shí)抵達(dá)公司調(diào)試計(jì)算、存儲(chǔ)資源，一切以滿足疫情的需求為前提全力調(diào)配。于當(dāng)晚深夜完成計(jì)算、存儲(chǔ)環(huán)境安裝部署及測(cè)序設(shè)備的聯(lián)調(diào)工作，保證大規(guī)模并行樣本分析、數(shù)據(jù)保存和管理，維護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行并提供技術(shù)支撐，全面助力病毒測(cè)序工作的順利完成。

通過(guò)評(píng)估疾控科研機(jī)構(gòu)的實(shí)際需求，最終選擇生物云一體機(jī)產(chǎn)品，生物云一體機(jī)是基于二代、三代測(cè)序技術(shù)的數(shù)據(jù)分析及解讀綜合解決方案。生物云一體機(jī)配備安裝了最先進(jìn)的生物信息分析軟件及系統(tǒng)軟件工具，通過(guò)使用生物云一體機(jī)，用戶可以完成基因數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分析、個(gè)性化分析、變異信息解讀等。

生物云一體機(jī)產(chǎn)品形態(tài)：

生物云一體機(jī)產(chǎn)品核心功能模塊

•生物信息分析計(jì)算引擎（Helicube Engine）
•高性能組學(xué)分析算法軟件
•可視化基因組瀏覽器（MGB）

生物信息分析計(jì)算引擎

生物信息分析計(jì)算引擎（Helicube Engine）是系統(tǒng)軟件，用于管理基因數(shù)據(jù)和分析流程，管理用戶和工作空間，調(diào)度分析流程的執(zhí)行以及編排硬件。用戶可自定義不同角色在高通量測(cè)序數(shù)據(jù)分析環(huán)境中執(zhí)行測(cè)序分析工作流程：

•支持上傳程序或網(wǎng)絡(luò)連接測(cè)序儀，工作空間瀏覽器和自動(dòng)作業(yè)安排等工具來(lái)管理數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)集運(yùn)行分析流程；

•分析流程編輯器支持創(chuàng)建分析流程，使用訪問(wèn)控制機(jī)制管理不同版本分析流程對(duì)不同用戶的可用性；

•智能調(diào)度和作業(yè)并行機(jī)制支持批量自定義生信流程編排和數(shù)據(jù)再挖掘，統(tǒng)計(jì)分析。

生物信息分析計(jì)算引擎（Helicube Engine）由5個(gè)核心組件構(gòu)成：

•調(diào)度程序和工作并行程序：調(diào)度程序?qū)⒆鳂I(yè)分成多個(gè)子作業(yè)，并通過(guò)確保最佳的執(zhí)行順序來(lái)對(duì)這些子作業(yè)進(jìn)行安排，隨后工作程序會(huì)執(zhí)行這些子作業(yè)；

•文件服務(wù)器：文件服務(wù)器作為用于管理中央存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)管理器，具有多種功能來(lái)處理存儲(chǔ)器中的文件，此外還可以上傳和下載數(shù)據(jù)；

•分析流程編輯器：可視化創(chuàng)建生物信息分析流程；

•網(wǎng)絡(luò)和命令行界面：用戶或組件與系統(tǒng)進(jìn)行交互的API。使用Python編寫(xiě)的RESTful和CLI是兩個(gè)可用的選擇；

•用戶界面：B/S架構(gòu)，用戶通過(guò)瀏覽器登錄并試用系統(tǒng)，支持多種功能，如用戶身份驗(yàn)證、文件管理和分析流程編輯器。

高性能組學(xué)分析算法軟件

高速基因組變異檢測(cè)軟件模塊， BWA/GATK/Mutect/Mutect2金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，提供從原始基因組測(cè)序數(shù)據(jù)到變異結(jié)果的一站式數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)最高水平特異性和靈敏度。

可視化基因組瀏覽器（MGB）

可視化基因組瀏覽器（MGB）是超快速多基因組變異可視化查看器，占用內(nèi)存低，加載速度達(dá)到秒級(jí)（包含VCF，BAM，ASM，BED）。用于對(duì)基因數(shù)據(jù)變異注釋結(jié)果進(jìn)行可視化處理，支持加載變異在數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄信息。

生物云一體機(jī)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

•節(jié)省時(shí)間、提高效率：生物云一體機(jī)的檢測(cè)分析速度領(lǐng)先行業(yè)水平。從輸入原始數(shù)據(jù)到變異檢出，單臺(tái)一體機(jī)WGS數(shù)據(jù)3小時(shí)內(nèi)即可完成；WES數(shù)據(jù)可在單服務(wù)器工作情況下，10分鐘內(nèi)即可完成；

•開(kāi)箱即用、節(jié)約人力成本：生物云一體機(jī)能為客戶提供開(kāi)箱即用高通量測(cè)序數(shù)據(jù)分析軟硬件一體化解決方案。B/S架構(gòu)全操作流程可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)界面使用，可視化水平高，不要求用戶具有UNIX/Linux系統(tǒng)操作、編程等知識(shí)背景，降低人力成本，新用戶學(xué)習(xí)使用也十分便捷；

•準(zhǔn)確、靈敏：生物云一體機(jī)準(zhǔn)確、靈活。特別為臨床高深度測(cè)序數(shù)據(jù)優(yōu)化，Precision FDA測(cè)試結(jié)果，特異性＞99.33%，敏感度＞99.36%；

•動(dòng)態(tài)擴(kuò)展：生物云一體機(jī)具備可擴(kuò)展性和兼容性，可以支持多臺(tái)一體機(jī)組成小型分析集群，支持外接存儲(chǔ)系統(tǒng)，客戶可自主部署特有分析流程，勝任科研分析數(shù)據(jù)挖掘。

二、榮之聯(lián)基因數(shù)據(jù)一體化解決方案——可視化生信云平臺(tái)

為適應(yīng)大規(guī)模批量病毒基因組的分析計(jì)算需求，科研機(jī)構(gòu)研發(fā)的可視化分析應(yīng)用無(wú)法滿足大規(guī)模并發(fā)計(jì)算的分析需求，通過(guò)與客戶深度溝通發(fā)現(xiàn)，客戶曾多次進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)，眾多的計(jì)算和存儲(chǔ)資源無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)一的管理，希望能對(duì)以往計(jì)算存儲(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，并將原生信分析流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、可視化封裝。

針對(duì)客戶所面臨的生物信息分析對(duì)于速度、規(guī)模和智能化的需求，榮之聯(lián)在其原有計(jì)算存儲(chǔ)資源上進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化后部署一套可視化生信云平臺(tái)。最終方案是通過(guò)榮之聯(lián)云平臺(tái)做對(duì)接，在生物云平臺(tái)上開(kāi)發(fā)、遷移、優(yōu)化、整合大量生物信息學(xué)流程和軟件、部署病毒基因組進(jìn)化關(guān)系的分析流程，并選派研發(fā)小組隨時(shí)待命以快速響應(yīng)客戶需求。方案內(nèi)容包括云管理平臺(tái)UEC Biocloud部署、云平臺(tái)流程定制開(kāi)發(fā)及生信工具遷移。是一款零代碼網(wǎng)頁(yè)式生信分析平臺(tái)。

平臺(tái)功能特點(diǎn)

•降低運(yùn)維成本：無(wú)需自建機(jī)房的大量資金投入和管理成本，免去專(zhuān)業(yè)的IT運(yùn)維團(tuán)隊(duì)。客戶可專(zhuān)注于自身科學(xué)問(wèn)題的研究；

•簡(jiǎn)單易用：一鍵開(kāi)啟作業(yè)分析，支持用戶自己對(duì)分析流程的編輯，取消繁瑣的命令行模式，零代碼基礎(chǔ)要求；

•自動(dòng)生成結(jié)題報(bào)告：一鍵生成結(jié)題報(bào)告，報(bào)告圖片可用于發(fā)文章  報(bào)告模板可定制；

•項(xiàng)目可分享協(xié)作：以項(xiàng)目為管理單元，項(xiàng)目創(chuàng)建者可以加入項(xiàng)目成員并可控制權(quán)限，同一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)可以共享文件、流程和分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)多人團(tuán)隊(duì)協(xié)作；

•數(shù)據(jù)信息全面安全保障：多層次安全防護(hù)：數(shù)據(jù)加密傳輸，采用業(yè)界通用標(biāo)準(zhǔn)的安全傳輸協(xié)議；云端加密存儲(chǔ)，AES-256加密算法；嚴(yán)格的用戶權(quán)限控制、多租戶數(shù)據(jù)嚴(yán)格隔離，完善的審計(jì)日志；符合HIPAA法案等多種監(jiān)管條例。數(shù)據(jù)多重備份，保障數(shù)據(jù)的完整性；

•資源無(wú)限擴(kuò)展：計(jì)算資源彈性拓展，分析過(guò)程中需求用到多少資源，平臺(tái)能快速調(diào)配計(jì)算資源，并采用最優(yōu)配置。海量云存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)無(wú)限制，容量彈性擴(kuò)展。

應(yīng)用效果

榮之聯(lián)基因數(shù)據(jù)分析一體化解決方案一步到位解決疾控科研機(jī)構(gòu)和科研單位面臨的計(jì)算、存儲(chǔ)、生信分析問(wèn)題。

•生物云一體機(jī)可與測(cè)序儀的自動(dòng)化對(duì)接，解決上游測(cè)序到中游分析的銜接過(guò)程中以硬盤(pán)的方式人工進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝的問(wèn)題，節(jié)約人力成本，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

•生物云一體機(jī)作為高性能輕量級(jí)軟硬件一體化產(chǎn)品，從用戶角度出發(fā)，解決疾控科研機(jī)構(gòu)在生信分析過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，保證用戶能夠真正把測(cè)序和分析打通，使用戶在本地就可以實(shí)現(xiàn)從測(cè)序樣品上機(jī)直至數(shù)據(jù)下機(jī)，得到測(cè)序結(jié)果、分析報(bào)告等一站式服務(wù)。
 
•可視化生信云平臺(tái)項(xiàng)目實(shí)施完畢后，能夠充分利用計(jì)算和存儲(chǔ)資源；內(nèi)嵌的計(jì)算分析軟件無(wú)需擔(dān)憂兼容性和版本沖突；擺脫繁瑣的命令行管理方式，通過(guò)全中文圖形化界面，讓生物數(shù)據(jù)的研究變得更加簡(jiǎn)單、高效；此外，當(dāng)可視化生信云平臺(tái)在科研單位本地的計(jì)算資源不足時(shí)，可以彈性在榮之聯(lián)IDC的可視化云平臺(tái)上完成生物信息學(xué)的分析。

關(guān)于榮之聯(lián)

北京榮之聯(lián)科技股份有限公司成立于2001年3月，是深圳證券交易所的上市公司，股票簡(jiǎn)稱(chēng)“榮之聯(lián)”，股票代碼002642.sz，注冊(cè)資金6.62億元人民幣。總部在北京，全國(guó)擁有30余家分支機(jī)構(gòu)，擁有員工1000余人。

公司堅(jiān)持自主創(chuàng)新，堅(jiān)持創(chuàng)新與應(yīng)用相結(jié)合，取得授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利32件、軟件著作權(quán)234件。榮之聯(lián)是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，是首批通過(guò)ITSS符合性評(píng)估的軟件企業(yè)之一，并取得了CMMI3級(jí)認(rèn)證。具有信息系統(tǒng)集成一級(jí)資質(zhì)、信息安全服務(wù)資質(zhì)（安全工程類(lèi)一級(jí)）等信息技術(shù)服務(wù)行業(yè)相關(guān)資質(zhì)和能力。

作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的企業(yè)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)服務(wù)提供商，榮之聯(lián)致力幫助客戶實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并以獨(dú)創(chuàng)的數(shù)據(jù)平臺(tái)和行業(yè)解決方案為行業(yè)客戶賦能，支持其對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的收集整理、價(jià)值挖掘和應(yīng)用創(chuàng)新。

榮之聯(lián)不斷將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，為客戶提供優(yōu)秀的產(chǎn)品和解決方案。在云計(jì)算領(lǐng)域，公司幫助客戶整合已有的IT資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心和IT基礎(chǔ)設(shè)施的集約化管理，引導(dǎo)企業(yè)級(jí)IT系統(tǒng)向私有云和混合云演進(jìn)的同時(shí)提供數(shù)據(jù)中心服務(wù)，私有云及混合云建設(shè)服務(wù)，專(zhuān)有云建設(shè)及服務(wù)等；在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，公司提供數(shù)據(jù)采集和接入產(chǎn)品，通過(guò)邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，支持車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能制造、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧能源領(lǐng)域的建設(shè)和服務(wù)；在數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域，公司在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè)數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、管理、應(yīng)用提供數(shù)據(jù)生命周期的技術(shù)、產(chǎn)品及服務(wù)，同時(shí)圍繞特定行業(yè)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的解決方案；在生命科學(xué)領(lǐng)域，為基因研究和精準(zhǔn)醫(yī)療提供量身定制的臨床診斷分析系統(tǒng)、基因數(shù)據(jù)平臺(tái)和生物云計(jì)算服務(wù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療生物與信息技術(shù)的深度融合和創(chuàng)新應(yīng)用。

多年來(lái)，榮之聯(lián)建立了覆蓋全國(guó)的銷(xiāo)售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，深耕金融、運(yùn)營(yíng)商、生物醫(yī)療、政府公用、能源制造五大行業(yè)，并與業(yè)界各類(lèi)知名IT廠商建立和保持良好的合作關(guān)系，為客戶提供全面的解決方案和優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)。

來(lái)源：數(shù)據(jù)猿