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

　　Baltic Information Systems (BIS)是一家立陶宛,專門為核電站提供安全相關(guān)IT系統(tǒng)的公司，其開發(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)庫系統(tǒng)。俄羅斯Smolensk核電站是BISMARC系統(tǒng)的一個主要的部署地點，它不僅體現(xiàn)了了由實時、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)了通過整合了McObject公司的嵌入式數(shù)據(jù)庫eXtremeDB技術(shù)而形成的關(guān)鍵的優(yōu)勢。

　　這些優(yōu)勢包括更短的上市時間：一個BIS高級軟件工程師估算，BIS使用eXtremeDB替換原有的自我開發(fā)數(shù)據(jù)管理代碼而節(jié)省了六個月的程序開發(fā)時間，并且獲得了成熟數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的更高的可靠性。通過嵌入式eXtremeDB，BISMARC同樣獲得了實時，安全關(guān)鍵進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、C/S和SQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不可能達到的，BIS的工程師如是說。

　　Smolensk的設(shè)備生產(chǎn)者一年生產(chǎn)大約20億千瓦小時左右的電量，這是俄羅斯和能量輸出的1/7。BISMARC用來確保核廢料處理設(shè)備的安全性和效率。對于這個應(yīng)用，工程師將BISMARC系統(tǒng)分布的冗余的CS架構(gòu)配制成兩個操作節(jié)點，其中一個是管理員節(jié)點，所有程序都運行在Debian linux和現(xiàn)有的X86架構(gòu)上。節(jié)點和它其中的嵌入式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫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。

　　對于每一個節(jié)點，eXtremeDB作為一個經(jīng)典的監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫，管理大約一萬個標簽或者數(shù)據(jù)點，每一個都代表了一個原子單位信息，例如是一個單輸入或輸出的值。大約其中2000個點描述實際的制造過程。其他是系統(tǒng)服務(wù)(例如顯示BISMARC的當(dāng)前CPU使用狀態(tài))。其他標簽支持特殊的功能，像是報警器等。當(dāng)Smolensk的核電站首先使用BISMARC來做原料監(jiān)控時，系統(tǒng)可以使操作者通過重寫PLC和直接控制設(shè)備，對報警信號(比如配置閃爍信號燈)做出響應(yīng)。

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

　　一些Smolensk市的BISMARC部署實際上使用了兩個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：eXtremeDB內(nèi)存數(shù)據(jù)庫來支持實時嵌入式處理過程，另外，外部的PostgreSQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負責(zé)數(shù)據(jù)的歸檔與提取。大多數(shù)的標簽是由靜態(tài)和動態(tài)(實時)的屬性組成的。靜態(tài)特性存放在PostgreSQL數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)系統(tǒng)關(guān)機和重啟事件發(fā)生時，這些靜態(tài)特性可以被取出，并保存至eXtremeDB數(shù)據(jù)庫。

　　“eXtremeDB數(shù)據(jù)庫的特性包括基于內(nèi)存的存儲架構(gòu)、本地C/C++接口和高效的索引類型，對于提高BISMARC的標簽數(shù)據(jù)庫性能是至關(guān)重要的。”Penkov說。“這個水平的響應(yīng)能力對于使用磁盤作為存儲介質(zhì)和高等級SQL語言接口的傳統(tǒng)的的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來講是不可能實現(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)庫之前，BIS團隊考慮使用自我開發(fā)的數(shù)據(jù)管理模塊來實現(xiàn)需求。這種方法的劣勢包括它增加了開發(fā)周期，并且需要做大量的調(diào)試和內(nèi)部QA工作。BIS通過采用eXtremeDB，很可能節(jié)約了六個月的開發(fā)時間，這得益于McObject公司持續(xù)的產(chǎn)品支持服務(wù)，Penkov說。

　　其他關(guān)鍵的eXtremeDB特性包括它的支持多種數(shù)據(jù)類型，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BISMARC的linux支持滿足了大多數(shù)歐洲核能生產(chǎn)者需求的時候，BIS希望有一天能夠支持額外的嵌入式平臺或者64位的版本。eXtremeDB可以運行在所有主要的服務(wù)器和實時操作系統(tǒng)中，甚至可以不依賴于操作系統(tǒng)運行。為了簡化移植過程，eXtremeDB具有對操作系統(tǒng)依賴性最小的特性。

　　“許多應(yīng)用程序特別是在實施工業(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)庫所存在的內(nèi)部延遲。eXtremeDB的設(shè)計恰恰滿足了這些控制系統(tǒng)的絕對性能和可預(yù)測性的需求，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)中扮演一個關(guān)鍵的角色來滿足客戶的需求。”McObject公司的CEO和創(chuàng)始人Steve Graves說。

　　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接口的實時數(shù)據(jù)是從eXtremeDB內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中獲取。