[發明專利]綜合監控系統中歷史數據存儲控制方法

有效

• 申請號: 201210372220.8
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102968438A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 朱超;翁元;包德梅;朱恩云
• 申請（專利權）人: 南京國電南自軌道交通工程有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明面向地鐵/輕軌綜合監控系統的數據采集和存儲需求，提供適應于多專業系統、大數據量處理以及多種不同數據篩選需求的歷史數據存儲控制機制；采用可嵌入系統平臺式設計、可嵌入一體化監控平臺的通用運行模式。對于類SCADA領域的應用，如電力監控、水利監控、油氣化工、煤炭礦井等需要實施實時數據采集和環境設備監視控制業務的工控行業，也有應用空間。

背景技術

地鐵/輕軌綜合監控系統(ISCS?Integrated?Supervisory?Control?System?)采用一體化軟硬件平臺和專用通信網絡采集諸如供電系統、環境與設備監控系統、火災報警系統、門禁系統、廣播系統、閉路電視系統、行車監視系統、售檢票系統等多個專業的實時數據和環境參數，遠程監視控制各專業系統及設備的運行，同時將這些數據按各專業的不同存儲需求保存到以商用關系數據庫為主要管理平臺的歷史數據庫中，便于數據檢索、運行回放、統計報表、性能分析以及節能策略參考等多種應用。

歷史數據存儲類型主要涉及數字量、模擬量、時間量，少數應用還可能包括字符數據。由于覆蓋的專業多而雜，總數據容量動輒幾十萬點，且數據點特別是各類模擬量點變化頻繁，因此累積產生的歷史數據量相當龐大，這些數據不可能也沒必要全部存儲到商用數據庫和大容量存儲介質上。同時，對每個數據點都會因其子專業特點和采集過程而有存儲需求上的差異。因此，有效的、靈活可定制的歷史數據存儲過濾控制機制是優化存儲方案、滿足存儲需求差異、提高外部應用程序效率、降低存儲維護壓力和成本的關鍵環節。歷史數據存儲流程參見圖1。

歷史數據存儲控制主要包括兩個方面：

存儲粒度：以數據點每次存儲的時間間隔計算，間隔越大，粒度越小；如模擬量可設定保存間隔為分鐘級或秒級，數字量可能需要全部存儲，則保存間隔即為0；存儲粒度可以分為靜態和動態兩種，即為用戶既定配置方式和系統自決存儲方式。

存儲算法：數據點每次存儲的最終數值的計算，可以是存儲間隔內的最大值、最小值、平均值、加權和等等。

目前主流的綜合監控系統平臺對歷史數據存儲的處理方式一般如下：

1.?由存儲服務模塊負責數據讀取、篩選、入庫，數據源可以是實時數據庫或者緩沖文件；數據最終保存地一般為主流的商用數據庫解決方案，如Oracle、Sybase、MySQL等。該處理模塊與系統平臺在數據總線、數據處理邏輯、內部編碼方式、關系數據庫高度耦合，是系統平臺中的一部分。

2.存儲粒度上，通過可在線修改或運行時固定的方式給每個數據點賦以確定的存儲間隔，一般精確到分鐘或秒，歷史數據存儲服務按此固定配置執行數據過濾和存儲入庫過程。

3.存儲算法上，在存儲服務模塊中實現用戶可能需要的計算，如有新的算法需求，則需要進行二次開發。

現有技術的缺點是：1.?數據點的存儲粒度設置單一，主要為靜態方式，只能按既定時間間隔存儲，缺乏對數值變化劇烈時的自決存儲實現；有些僅存儲時間間隔到達時刻點的實時值，降低了歷史數據的利用價值；2.?存儲算法相對簡單，算法相對固定，一般在代碼編寫時確定，在應付某些非常規應用和算法時需要對既有模塊或平臺做更改、重新調試，不易擴展；3.?存儲服務模塊與系統平臺耦合度高。

發明內容

本方案設計從綜合監控系統多專業的現有需求和技術基礎出發，設計實現新的存儲控制方法，包括：靈活可定制的、可在線更改的存儲粒度設置，支持動態的自決存儲行為；通過算法池方案提供豐富的數值計算功能和方法調用，且允許按既定接口形式對算法進行擴展；采用可嵌入系統平臺的運行方式，通過統一的數據流接口實現功能模塊的獨立運行，所有的數據篩選存儲功能都能在此模塊中實現或后續擴充；以此覆蓋和實現不同子專業、不同類型數據、不同存儲需求的數據保存方案。

本發明技術方案為：一種地鐵綜合監控系統中歷史數據存儲控制方法，包括以下幾個部分：

A?控制器結構。

新的存儲控制器主要包括數據點索引、數據點矩陣、存儲控制信息體結構、算法池以及元數據集五個部分組成；與外部程序的數據接口主要包括作為入口的實時生數據及用于與外部控制命令交互的數據緩沖區、作為出口的待寫進存儲介質的熟數據緩沖區。

模塊結構及關系如圖2所示。

a數據點索引：每個數據點都有全局唯一的數據標識ID，數據點索引采用哈希表完成數據點ID到數據實體的映射，實現緩沖區數據進入存儲過濾處理前在數據點矩陣內的快速定位。