调度自动化系统实时数据库模型的研究与实现(2)

由机电之家行业门户网运行

	\| 首页 \| 业内资讯 \| 设备管理 \| 设备维修 \| 监测诊断 \| 润滑密封 \| 安全生产 \| 专业术语 \| 变频技术 \|
	\| 论坛 \| 学术论文 \| 管理天地 \| 专业培训 \| 会展信息 \| 现代理论 \| 采购中心 \| 资料下载 \| PLC技术 \|

文章下载

最新公告：

没有公告

您现在的位置：设备维修与管理 >> 设备维修 >> 维修案例 >> 电力维配 >> 文章正文

赞助商

客户服务

如果您有设备方面好的文章或见解,您可以送到我们的投稿信箱
客服电话：0571-87774297
信　箱：88ctv@163.com
我们保证在48小时内回复

设

备

管

理

网

调度自动化系统实时数据库模型的研究与实现(2)

作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-26 19:48:46

庵稚杓撇唤鎏岣吡耸莸陌踩裕铱捎τ糜诓煌挠τ没虿煌【跋碌南嗤τ? 。
5.2 数据库操作
5.2.1 快速接口
　　数据访问的快速性是实时数据库的基本要求之一。为了提高系统的分析和决策核心软件的运行效率，系统提供了一种快速的数据库访问接口。该接口可以使访问数据库字段的效率与内存变量操作的效率相等同。其实现机理是把数据库的整个分区映射到共享内存中，并以C语言的结构形式提交给应用程序。该机制提供了高效的数据操作能力,但避开了数据库的安全校核和数据完整性约束，具有一定的风险。设计该接口的指导思想是在实时处理领域中宁可要部分正确的及时的数据，也不要严格的过时的数据。系统提供一套PV操作的例程来避免访问的并发冲突。
5.2.2 标准I／O
　　为了弥补上一种接口的不足，同时保证一定的实时性，数据库提供了另一种访问接口，暂且称之为标准I／O。该访问方式提供安全校核与数据完整性约束，并提供了高效的网络访问机制和严格的并发处理服务。对数据库的所有数据操作都需与数据库服务器交互，因而与上一种访问机制相比其效率有所降低。分布式任务、人机界面以及二次开发等应用可以采用这种机制。该接口提供了数据库的本地和异地打开、关闭、读、写和家族之间的镜像等服务，很好地满足了各种应用要求。这种接口既可以直接访问数据库的记录，也可以通过定义数据库视图来访问一个或多个记录的某些域。
5.3 实时资源管理
5.3.1 数据存储形式分类的依据
　　数据库中数据的存储具有两种方式，一种是存储在内存数据库中，另一种是转储到磁盘上。调度自动化系统的数据十分庞大，并不是所有数据都需存放在内存数据库中，可以按数据的以下特征来区分：①实时性，实时数据库的数据都具有一个时限与之相连，时限短的必须保存在内存数据库中；②高效性，频繁存取的数据必须存放在内存数据库中；③关键性，关键性是指事务处理的重要性，为了确保系统的高效性，关键性数据最好放置在内存数据库中。
5.3.2 共享内存的实现
　　共享内存是实时数据库的核心技术之一，传统基于UNIX的实时数据库一般采用IPC的共享内存实现。该机制有容量的限制，虽然有的系统可以进行配置，但仍存在兼容性问题。本文建议采用POSIX标准的文件映象技术来实现内存的共享，该技术不仅所有版本的UNIX都支持，Windows NT也能提供，为跨平台解决方案提供了保证。
5.3.3 数据库数据安全与恢复
　　实时数据库的数据恢复牵涉面较广，在数据恢复过程中实时任务是不可中断的，即数据的恢复不应影响实时系统的运行。数据库一般利用回滚段方法实现，即把数据库的操作作为一种事务保存在一块固定大小的缓冲区中，缓冲区填满时覆盖最旧的数据，数据库进行恢复操作时取消对应事务的操作。但这种方法很难满足实时性要求。本文利用多数据库的家族概念，对某一些关键数据提供了一种简单可靠的恢复方法。具体作法是对存储关键数据的数据库分区自动生成一个镜象家族，该家族的数据是对应数据库的备份。在开始一个事务前先把分区中数据备份到镜象家族的分区中。当该事务提交失败或其他原因引起数据破坏需修复时，利用家族间的镜象功能把分区中对应的数据恢复到事务发生之前的状态。由于家族间镜象的效率是很高的，所以基本不影响实时任务，而且可以把整个数据库异地备份到网络上的其他节点上，当本地数据遭到破坏时从备份节点上恢复数据，提高了关键数据的安全性。
5.4 通信
　　实时数据库网络通信的基本要求是高效和可靠。本文设计了客户／服务器交互访问、流式传输、异地镜象、报文广播等多种机制来实现数据的分布功能。这几种机制有各自的优缺点和相应的应用场合。
　　(1)客户／服务器交互访问　客户／服务器交互访问就是客户通过本地的数据库访问远方的数据库服务器的内容，每次访问在客户与服务器之间存在一个应答交互过程，这是一种客户／服务器模型的典型应用，为大多数数据库管理系统所采用。但由于传输的网络报文小、频率高，容易造成网络负担过重、效率低下以及服务器负载过重等问题。它的优势是不存在数据库间的数据同步问题，比较适合访问于中小型系统中的分布数据。
　 (2)流式传输　流式传输与客户／服务器交互访问很相似，它的基本原理是客户端向服务器一次性地申请某些数据，而后服务器就会按照指定的时间间隔周期性地向客户端“送”数据，它的特点是取消了客户／服务器交互访问中频繁的应答过程，并且服务器可以把向同一客户发送的数据进行重组以增大网络报文的平均大小、减少网络报文数量，从而提高了传输效率。
　　(3)异地镜象　为了提高数据库间数据同步的效率以适应某些特殊的应用，本系统还设计了数据库的异地镜象功能。其实质是以数据库中的一些基本结构为单位，进行整体数据的异地同步。系统提供了以整个数据库、分区或记录为单位的多种异地镜象功能，并且可以实现不同家族的异地数据库之间的异地镜象。异地镜象的最大特点是效率高，特别适合于一些需要大量数据传输的应用场合，它在这些特殊应用中具有明显的优势。例如，当某一节点启动时，可以指定另一节点的数据库作为它的镜象数据库而启动，使它与对应节点的数据保持一致。另外，通过它可以实现数据库的远程快速更新。
　　(4)报文广播　报文广播采用了UDP通信协议，它的特点是效率高但不可靠，适合于网络拓扑结构未知情况下的应用。本文在测试过程中发现，当系统发生连续的报文广播时，报文的丢失率很高，经分析发现报文丢失主要发生在接收端而不是在网络上。可能是网卡的中断处理效率不够以及接收线程来不及处理连续的报文导致报文接收队列溢出所致。为了提高可靠性，系统采取了对小报文缓存合并，每个报文发送之间采取一定的间歇以及采取双发双收策略。实际应用表明，这样可以基本消除报文丢失现象。数据库报文广播机制的典型应用有网络各节点运行工况的监视和管理以及数据库的全局更新等。
6 I/O调度
从实时数据库的体系结构中可以看出，在某种意义上可以认为内存数据库是关系型数据库（本文采用商用数据库，如SQLServer、Sybase和Oracle 8i等）在内存中的映象。I／O调度负责内存数据库与关系型数据库间的数据同步。本文设计的内存数据库的数据库模式与关系数据库的数据库模式具有一一对应的关系，关系数据库的数据库模式跟随内存数据库的模式改变而自动修正。内存数据库中的数据何时存入关系库，关系库中的数据又如何导入内存数据库是一个复杂的问题，很难提出一个通用的模型。本文设计的数据库提供了定时刷新和强制刷新两种方式，来实现关系数据库与内存数据库间的双向交流。针对不同的应用，可以利用这两种机制，定制合适的应用方案。
7 结论
　　本文在分析实时数据库的应用特点和关键技术的基础上提出了一个具有普遍意义的实时数据库模型及其体系结构，该模型能较好地描述CIM的对象结构，并对调度自动化系统的数据对象进行分类分析。分析了实时数据库在调度自动化系统应用中所遇到的问题并提出了解决方案。以本文提出的实时数据库模型和体系结构为基础的实时数据库在跨平台（Windows NT／UNIX／LINUX）的SCADA／EMS／DTS一体化支撑平台上得到了实现。工程实践表明该实时数据库模型是合理、实用的。

参考文献

［1］Lans，Rick F．van der．TheSQLstandard：acompletereference［M］．Englewood Cliffs，NJ：PrenticeHallInternational，1989．
［2］IEC．IEC 61970 EMS－API（Part 1）——CCAPIGuidelines(Preliminary Draft)［Z］．1999－2000．
［3］吴文传，张伯明，孙宏斌，等．基于WindowsNT的SCADA／EMS／DTS一体化支撑平台［J］．电网技术，1999，23(9)．
［4］Murphy L，Wu FF．An open design approach fordistributed en－ergymanagementsystem［J］．IEEETransactionson PowerSys－tems，1996，11(8)：1159－1165．
［5］Ramesh G，JayantH，KrithiR，etal．Commitprocessing in dis－tributedreal－time database systems［C］．Proceedings－Real－TimeSystems Symposium Proceedings of the 1996 17th IEEEReal－Time Systems Symposium Dec 4－6 1996，Washington，DC．，USA，Sponsored by：IEEEp 220－229 CODEN：PRSYEA．

PLC，机器人编程，变频器，挖机，电气，电子--行业培训比蓝X强...

文章录入：admin 责任编辑：admin

上一篇文章：电网水调自动化系统

下一篇文章：调度自动化系统实时数据库模型的研究与实现(1)

【字体：小大】【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】

　网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）