科研数据分析平台

面向农学、生态学、生物学的 Web 端统计分析平台。上传数据后即可完成描述性统计、差异分析、相关性分析、排序分析等全流程，并支持图表预览与导出。

技术栈

层级	技术
前端	React 19 + TypeScript + Ant Design + ECharts
后端	FastAPI + SQLAlchemy + Celery
统计引擎	R Plumber (HTTP API)
数据库	SQLite
任务队列	Celery + Redis
图表导出	matplotlib (后端 PNG/PDF) + ECharts (前端交互)

架构

                  +-----------+
                  | React SPA |  :5173
                  +-----+-----+
                        |
                  +-----v-----+
                  |  FastAPI   |  :8000
                  +-----+-----+
                        |
              +---------+---------+
              |                   |
        +-----v-----+     +------v------+
        |  Celery    |     |   SQLite    |
        |  Worker    |     |   (app.db)  |
        +-----+------+     +-------------+
              |
        +-----v-----+
        | R Plumber  |  :8787
        |  (16 端点)  |
        +------------+

快速开始

前置条件

• Python >= 3.11
• R >= 4.x (需安装 plumber, jsonlite, car, agricolae, vegan 包)
• Node.js >= 18
• Redis (本地运行或 Docker)

一键启动 (Windows PowerShell)

.\start.ps1

一键启动 (Linux / macOS)

chmod +x start.sh
./start.sh

脚本会自动检查依赖、安装缺失的包、按顺序启动全部 5 个服务。

手动启动

如需单独启动各服务，按以下顺序执行:

1. Redis

# 本地安装
redis-server

# 或 Docker
docker run -d -p 6379:6379 redis:latest

2. R Plumber (端口 8787)

cd backend/r_plumber
Rscript start.R 8787

首次运行前安装 R 包:

install.packages(c("plumber", "jsonlite", "car", "agricolae", "vegan"))

3. FastAPI 后端 (端口 8000)

cd backend

# 创建虚拟环境 (首次)
python -m venv .venv
# Windows:
.venv\Scripts\activate
# Linux/macOS:
source .venv/bin/activate

# 安装依赖
pip install -e ".[dev]"

# 启动
uvicorn app.main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 --reload

4. Celery Worker

cd backend
celery -A app.workers.celery_worker worker -l info -P solo

Windows 必须加 -P solo，Linux/macOS 可省略。

5. 前端 (端口 5173)

cd frontend
npm install
npm run dev

启动完成后打开 http://localhost:5173

环境变量

在 backend/.env 中配置 (均有默认值，开发环境可不配置):

变量	默认值	说明
DEBUG	False	调试模式
DATABASE_URL	sqlite:///./data/app.db	数据库连接
REDIS_URL	redis://localhost:6379/0	Redis 地址
CELERY_BROKER_URL	redis://localhost:6379/0	Celery Broker
CELERY_RESULT_BACKEND	redis://localhost:6379/1	Celery 结果存储
R_PLUMBER_BASE_URL	http://localhost:8787	R Plumber 地址
JWT_SECRET_KEY	change-me-in-production	JWT 签名密钥 (生产环境必须修改)
UPLOAD_ROOT	./data/uploads	上传文件目录
ARTIFACT_ROOT	./data/artifacts	导出文件目录
MAX_UPLOAD_SIZE_MB	50	最大上传大小 (MB)

API 端点

认证

方法	路径	说明
POST	/api/v1/auth/register	注册
POST	/api/v1/auth/login	登录
POST	/api/v1/auth/refresh	刷新 Token

数据集

方法	路径	说明
POST	/api/v1/datasets/upload	上传 CSV/Excel
GET	/api/v1/datasets	数据集列表
GET	/api/v1/datasets/{id}	数据集详情

统计分析 (统一派发)

方法	路径	说明
POST	/api/v1/analyses/run	统一分析入口
GET	/api/v1/analysis-runs/{id}	查询运行状态
GET	/api/v1/analysis-runs/{id}/result	获取分析结果

支持的 analysis_type:

类型	R 端点	说明
descriptive	/descriptive	描述性统计
assumptions	/assumptions	正态性/方差齐性检验
t_test	/t-test	t 检验
anova_one_way	/anova/one-way	单因素方差分析
anova_multi_way	/anova/multi-way	多因素方差分析
anova_welch	/anova/welch	Welch 方差分析
kruskal_wallis	/nonparametric/kruskal-wallis	Kruskal-Wallis 检验
mann_whitney	/nonparametric/mann-whitney	Mann-Whitney U 检验
correlation	/correlation	相关性分析
regression_linear	/regression/linear	线性回归
regression_glm	/regression/glm	广义线性模型
pca	/ordination/pca	主成分分析
pcoa	/ordination/pcoa	主坐标分析
nmds	/ordination/nmds	非度量多维标度
rda	/ordination/rda	冗余分析
cca	/ordination/cca	典范对应分析

测试

# 后端单元测试 (mock R Plumber)
cd backend
pytest tests/ -v

# 后端 E2E 测试 (需启动 R Plumber)
pytest tests/ -v --live-r

# 前端测试
cd frontend
npm test

项目结构

.
├── backend/
│   ├── app/
│   │   ├── api/routes/        # API 路由
│   │   ├── core/              # 配置、安全、错误处理
│   │   ├── db/                # 数据库连接
│   │   ├── models/            # SQLAlchemy 模型
│   │   ├── repositories/      # 数据访问层
│   │   ├── schemas/           # Pydantic 验证模型
│   │   ├── services/          # 业务逻辑
│   │   ├── tasks/             # Celery 异步任务
│   │   └── workers/           # Celery Worker 配置
│   ├── r_plumber/             # R Plumber API
│   │   ├── R/                 # 分析处理函数
│   │   ├── plumber.R          # 路由定义
│   │   └── start.R            # 启动脚本
│   ├── tests/                 # pytest 测试
│   └── pyproject.toml
├── frontend/
│   ├── src/
│   │   ├── features/          # 分析页面 (按功能模块)
│   │   ├── components/        # 共享组件
│   │   ├── hooks/             # 自定义 Hooks
│   │   └── utils/             # 工具函数
│   └── package.json
├── start.ps1                  # Windows 一键启动
├── start.sh                   # Linux/macOS 一键启动
└── README.md