eXtremeDB嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)提高核廢料處理過(guò)程中的安全性和效率

　　Baltic Information Systems (BIS)是一家立陶宛,專(zhuān)門(mén)為核電站提供安全相關(guān)IT系統(tǒng)的公司，其開(kāi)發(fā)的一套管理控制和數(shù)據(jù)獲取產(chǎn)品名為BISMARC，采用了eXtremeDB內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。俄羅斯Smolensk核電站是BISMARC系統(tǒng)的一個(gè)主要的部署地點(diǎn)，它不僅體現(xiàn)了了由實(shí)時(shí)、安全關(guān)鍵工業(yè)控制而形成的數(shù)據(jù)管理挑戰(zhàn)，也同樣體現(xiàn)了通過(guò)整合了McObject公司的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)eXtremeDB技術(shù)而形成的關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)。

　　這些優(yōu)勢(shì)包括更短的上市時(shí)間：一個(gè)BIS高級(jí)軟件工程師估算，BIS使用eXtremeDB替換原有的自我開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)管理代碼而節(jié)省了六個(gè)月的程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，并且獲得了成熟數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的更高的可靠性。通過(guò)嵌入式eXtremeDB，BISMARC同樣獲得了實(shí)時(shí)，安全關(guān)鍵進(jìn)程所要求的更高的響應(yīng)能力，這種響應(yīng)能力靠傳統(tǒng)的磁盤(pán)、C/S和SQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)不可能達(dá)到的，BIS的工程師如是說(shuō)。

　　Smolensk的設(shè)備生產(chǎn)者一年生產(chǎn)大約20億千瓦小時(shí)左右的電量，這是俄羅斯和能量輸出的1/7。BISMARC用來(lái)確保核廢料處理設(shè)備的安全性和效率。對(duì)于這個(gè)應(yīng)用，工程師將BISMARC系統(tǒng)分布的冗余的CS架構(gòu)配制成兩個(gè)操作節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)是管理員節(jié)點(diǎn)，所有程序都運(yùn)行在Debian linux和現(xiàn)有的X86架構(gòu)上。節(jié)點(diǎn)和它其中的嵌入式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)eXtremeDB從可編程序邏輯控制器接收穩(wěn)定的信息流，這些信息流控制這核廢料處理裝置。

　　對(duì)于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，eXtremeDB作為一個(gè)經(jīng)典的監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫(kù)，管理大約一萬(wàn)個(gè)標(biāo)簽或者數(shù)據(jù)點(diǎn)，每一個(gè)都代表了一個(gè)原子單位信息，例如是一個(gè)單輸入或輸出的值。大約其中2000個(gè)點(diǎn)描述實(shí)際的制造過(guò)程。其他是系統(tǒng)服務(wù)(例如顯示BISMARC的當(dāng)前CPU使用狀態(tài))。其他標(biāo)簽支持特殊的功能，像是報(bào)警器等。當(dāng)Smolensk的核電站首先使用BISMARC來(lái)做原料監(jiān)控時(shí)，系統(tǒng)可以使操作者通過(guò)重寫(xiě)PLC和直接控制設(shè)備，對(duì)報(bào)警信號(hào)(比如配置閃爍信號(hào)燈)做出響應(yīng)。

　　性能是為BISMARC選擇成熟的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)的一個(gè)關(guān)鍵的考慮因素。例如，在Smolensk用于核廢料處理的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)每秒更新三次數(shù)據(jù)庫(kù)，BISMARC保證一秒內(nèi)至少一次的響應(yīng)時(shí)間。實(shí)際響應(yīng)時(shí)間大約在100毫秒或更短，BIS高級(jí)軟件工程師Aleksej Penkov說(shuō)。

　　一些Smolensk市的BISMARC部署實(shí)際上使用了兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：eXtremeDB內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)支持實(shí)時(shí)嵌入式處理過(guò)程，另外，外部的PostgreSQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的歸檔與提取。大多數(shù)的標(biāo)簽是由靜態(tài)和動(dòng)態(tài)(實(shí)時(shí))的屬性組成的。靜態(tài)特性存放在PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)系統(tǒng)關(guān)機(jī)和重啟事件發(fā)生時(shí)，這些靜態(tài)特性可以被取出，并保存至eXtremeDB數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　“eXtremeDB數(shù)據(jù)庫(kù)的特性包括基于內(nèi)存的存儲(chǔ)架構(gòu)、本地C/C++接口和高效的索引類(lèi)型，對(duì)于提高BISMARC的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)性能是至關(guān)重要的。”Penkov說(shuō)。“這個(gè)水平的響應(yīng)能力對(duì)于使用磁盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)和高等級(jí)SQL語(yǔ)言接口的傳統(tǒng)的的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)講是不可能實(shí)現(xiàn)的。我們很高興能夠發(fā)現(xiàn)eXtremeDB和這些優(yōu)化的特性。”

　　在選擇McObject公司的數(shù)據(jù)庫(kù)之前，BIS團(tuán)隊(duì)考慮使用自我開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)管理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)需求。這種方法的劣勢(shì)包括它增加了開(kāi)發(fā)周期，并且需要做大量的調(diào)試和內(nèi)部QA工作。BIS通過(guò)采用eXtremeDB，很可能節(jié)約了六個(gè)月的開(kāi)發(fā)時(shí)間，這得益于McObject公司持續(xù)的產(chǎn)品支持服務(wù)，Penkov說(shuō)。

　　其他關(guān)鍵的eXtremeDB特性包括它的支持多種數(shù)據(jù)類(lèi)型，這提高了數(shù)據(jù)定義的效率，便捷性和程序的可移植性。隨著B(niǎo)ISMARC的linux支持滿足了大多數(shù)歐洲核能生產(chǎn)者需求的時(shí)候，BIS希望有一天能夠支持額外的嵌入式平臺(tái)或者64位的版本。eXtremeDB可以運(yùn)行在所有主要的服務(wù)器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，甚至可以不依賴(lài)于操作系統(tǒng)運(yùn)行。為了簡(jiǎn)化移植過(guò)程，eXtremeDB具有對(duì)操作系統(tǒng)依賴(lài)性最小的特性。

　　“許多應(yīng)用程序特別是在實(shí)施工業(yè)控制和安全關(guān)鍵系統(tǒng)等領(lǐng)域，不能容忍傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)所存在的內(nèi)部延遲。eXtremeDB的設(shè)計(jì)恰恰滿足了這些控制系統(tǒng)的絕對(duì)性能和可預(yù)測(cè)性的需求，因此它被能源制造商在應(yīng)用中廣泛的采用。我們很高興eXtremeDB能夠在BIS系統(tǒng)中扮演一個(gè)關(guān)鍵的角色來(lái)滿足客戶(hù)的需求。”McObject公司的CEO和創(chuàng)始人Steve Graves說(shuō)。

　　傳輸子系統(tǒng)的管理界面，輻射肥料處理設(shè)備，Smolensk核電站。

　　BISMARC接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是從eXtremeDB內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取。