基于实时数据库系统的历史数据处理

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1、万方数据第29卷第3期电力自动化设备V01．29No．32009年3月Electri(·PowerAutomationEquipmentMar．2009基于实时数据库系统的历史数据处理陆会明1，周钊2，廖常斌3(1．华北电力大学自动化系，北京102206；2．江苏省电力设计院，江苏南京211102；3．北京三维力控科技有限公司，北京100080)摘要：实时数据库(RTDB)是传统数据库技术与实时系统相结合的产物，是厂级信息监控系统(SIS)的核心。历史数据是系统定时从实时数据库中采样，保存到历史数据库中的数据，用户需要时可随时从历史数据库

2、中访问历史数据。历史数据库包含内存历史数据库和磁盘历史数据库。内存历史数据库关注的是测点近期数据的组织方式；磁盘历史数据库管理的对象是历史数据文件和管理信息文件。对磁盘历史数据库的文件结构、缓冲区进行了描述，并详细阐述了其总体架构及重要功能模块(读／写操作、压缩、数据页存取)的实现技术。关键词：实时数据库；内存数据库；历史数据处理；磁盘历史库；数据存储中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1006—6047(2009)03—0127—051历史数据库在T业生产中，要维护大量共享数据和控制数据；又需要实时处理来支持其任务与数据的定时

3、限制[1]。传统的实时系统虽然支持任务的定时限制，但它针对的是结构与关系很简单、稳定不变和可预报的数据，不涉及维护大量共享数据及它们的完整性和一致性[z]。实时数据库需要对一系列的概念、理论、技术、方法和机制进行研究，并对各个功能模块做详细周到的设计[3。4]。历史数据处理作为工业实时数据库系统的一个核心功能，其主要作用是保存实时数据的历史记录。由于先进控制应用和实时优化的需要，有一部分历史数据被访问的频率可能很高，为了减小磁盘的读写负担，需要在内存中保存部分近期的历史数据，称之为内存历史数据。另外，对于超过一定时限陈旧的数据，需从内存中

4、清除，并做一定的处理，然后转存到磁盘文件上。1．1内存历史数据库有部分历史数据是保存在内存里的。因为某些先进控制软件和实时优化软件等需要频繁访问这些数据，而内存的存取速度快的特点可以充分满足这些软件的实时访问需求。根据需要可以将某些历史数据有选择性地保存到磁盘历史数据库中【5]。1．2磁盘历史数据库磁盘历史数据库主要以磁盘文件的形式存储历史数据。这种以磁盘文件为介质的形式适宜于存储长时间、大量的历史数据。同时便于转移、备份历史数据。为了使磁盘历史数据库具有快速、稳定的存储、读取性能。历史数据文件的结构、数据缓冲区的设置及使用的压缩算法等设

5、计都是至关重要的。目前，实时数据库市场主要为国外的PI(Plant收稿日期：2008—03—21；修回日期：2008—09—10Informationsystem)、IndustrialSQLServer等几大品牌所占据。这几个实时数据库在技术性能、功能扩展等方面是比较先进成熟的。PI采用了独到的压缩算法和二次过滤技术，这使得PI成为实时数据库中压缩性能最为优越的一个。根据计算通过PI的数据压缩技术的处理。104点／s数据存储一年，仅需4G空间。性能优越、使用简单等优点使得PI成为应用最广泛的实时数据库产品[6]。IP21(InfoPlu

6、s．21)用于集成生产过程信息与高层次应用程序的基础数据平台，它使用户可以访问和集成来自整个工厂范围内DCS及PLC的数据，它通过功能极强的分析工具、历史数据管理、图形化的用户界面和大量的过程接口来访问和集成数据。IP21是一个智能化实用化的信息管理系统，它可以提供给用户最需要的东西：合适的实时应用支持、多线程、客户机／服务器结构。先进的过程数据服务器和历史数据管理在应用的任何地方都是可行的，特别是其灵活的数据结构可以根据应用的需要重新定义以适合自己的应用系统的需要。IndustrialSQLServer是由数据采集、数据压缩、生产动态浏

7、览和历史数据归档等功能构成一个完整的实时数据库系统，实时数据和历史数据用专门的文件保存I-7]；数据库服务器内嵌MSSQI。Server，使其具备关系型数据库特性，增强了复制功能，集成了Mail和Intemet。它是第一个可满足工厂对数据采集速度、存储量要求的实时关系型数据库，是常规关系型数据库的数据采集速度、存储量的数百倍；它扩展了SOl。语句，使其具有了时间特性。上述几大实时数据库虽然在很多方面都很先进，但也存在一些不足之处需要改进。首先，现今几大实时数据库的历史数据查询性能有待提高。影响到查询性能一个很重要的因素是历史数据的文件结构

8、，尤其是索引结构。另外，各实时数据库生产商在历史数据的压缩处理这方面下了很大的功夫，尤其127万方数据电力自动化设备第29卷是PI在这方面做得很好，但是历史数据的压缩效率还有提升的空间。2历史