一種實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的帶訂閱/發(fā)布的數(shù)據(jù)推送框架的制作方法
【專利說明】一種實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的帶訂閱/發(fā)布的數(shù)據(jù)推送框架
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及自動化監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及自動化監(jiān)控軟件平臺領(lǐng)域，本發(fā)明可廣泛適用于能源、交通、礦產(chǎn)、工業(yè)等各個自動化領(lǐng)域的電廠監(jiān)控、電網(wǎng)監(jiān)控以及軌道交通綜合監(jiān)控等各種自動化監(jiān)控應(yīng)用。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著計算機科學和自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，以及各行業(yè)自動化監(jiān)控應(yīng)用水平和規(guī)模的不斷提升，獨立的領(lǐng)域?qū)Ｓ米詣踊O(jiān)控系統(tǒng)正在向綜合乃至通用自動化監(jiān)控平臺發(fā)展。例如電廠自動化監(jiān)控領(lǐng)域出現(xiàn)了集DCS (集散控制)系統(tǒng)/ECS (電廠廠用電氣監(jiān)控管理)系統(tǒng)/NCS(電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控)系統(tǒng)的一體化監(jiān)控平臺；電網(wǎng)自動化監(jiān)控領(lǐng)域出現(xiàn)了集SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控)系統(tǒng)/EMS (能量管理)系統(tǒng)/DTS (調(diào)度員培訓模擬)系統(tǒng)/DMS (配電管理)系統(tǒng)/MIS (管理信息)系統(tǒng)的集成監(jiān)控平臺；而在城市軌道交通領(lǐng)域，則出現(xiàn)了集ATS(行車)系統(tǒng)/PSCADA (電力監(jiān)控)系統(tǒng)/BAS (環(huán)控)系統(tǒng)/FAS (火災告警)系統(tǒng)/AFC (售檢票)系統(tǒng)/PIS (用戶信息)系統(tǒng)/ACS (門禁)系統(tǒng)/……多達十數(shù)個甚至數(shù)十個專業(yè)子系統(tǒng)的綜合監(jiān)控平臺。這一趨勢近年來愈加顯著，這就對自動化監(jiān)控軟件平臺，尤其是它的實時核心一實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的靈活性和可擴展性提出了很高的要求，這要求在同一實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中無縫集成不同監(jiān)控應(yīng)用中形態(tài)各異的數(shù)據(jù)，并且當監(jiān)控平臺應(yīng)用于不同自動化領(lǐng)域時，軟件自身無需進行重大的設(shè)計修改甚或重新開發(fā)，僅僅依靠不同的配置和設(shè)定就能夠方便的應(yīng)用于不同自動化領(lǐng)域的各種監(jiān)控應(yīng)用中。
[0005]國內(nèi)現(xiàn)代監(jiān)控軟件系統(tǒng)大多是伴隨著某一專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展而誕生的領(lǐng)域?qū)Ｓ帽O(jiān)控系統(tǒng)，采用某種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言實現(xiàn)，因此其實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫通?；谀承┽槍ζ鋵I(yè)領(lǐng)域而預先設(shè)計好的對象數(shù)據(jù)依據(jù)相應(yīng)的專業(yè)語義進行組織和構(gòu)建。例如電廠的監(jiān)控系統(tǒng)中的實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫可能由間隔、測控單元、遙信、遙測等數(shù)據(jù)對象以層次方式構(gòu)建；電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)中的實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫可能還包含變電站、保護單元、設(shè)定值等層次式數(shù)據(jù)對象；而軌道交通的行車系統(tǒng)的實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫則可能是由列車、站臺、軌道區(qū)間等數(shù)據(jù)對象以網(wǎng)狀方式組織而成。這種某一領(lǐng)域的專用系統(tǒng)一旦應(yīng)用于另一領(lǐng)域，如果直接應(yīng)用，實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫往往無法滿足應(yīng)用需求；通過擴展勉強應(yīng)用則通常會造成巨大的時空資源開銷，既嚴重耗費系統(tǒng)內(nèi)存，并且實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的實時性能也堪憂；而要避免這種情況實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫又不得不重新設(shè)計和開發(fā)實現(xiàn)。
[0006]中國發(fā)明專利(申請?zhí)?01010198065.3，公開日2010年11月24日)公開了一種采用雙高速引擎的面向?qū)ο髮崟r數(shù)據(jù)庫存儲方法，基于通用數(shù)據(jù)類型的屬性作為實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的基本組織單位，由屬性組成對象，最終再由對象構(gòu)建成整個實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。這種存儲結(jié)構(gòu)為實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫提供了充分的靈活性和可擴展性，使得實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用于不同自動化領(lǐng)域時可以依據(jù)不同的需求存放各自需要的數(shù)據(jù)對象，而無需對實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫本身進行重新設(shè)計和實現(xiàn)。例如當應(yīng)用于電廠監(jiān)控時，可以設(shè)定點號、狀態(tài)、時標等等屬性，進而構(gòu)成遙信、遙測、測控單元等對象，并由這些對象通過層次式的連接方式組成實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫；而當應(yīng)用于電網(wǎng)監(jiān)控時，還可以在保留原有對象的前提下在實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中加入設(shè)定值、保護單元、變電站等對象；如果應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域的行車系統(tǒng)，則可以設(shè)定車號、方向、速度、站臺位置、軌道區(qū)間等屬性，進而由這些屬性構(gòu)成列車、軌道、站臺等對象，并由這些對象通過網(wǎng)狀的連接方式組成實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫；而當應(yīng)用于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)時，實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中除了上述的對象外，還無縫集成了環(huán)控子領(lǐng)域的風機、閥門、電梯等對象以及其它各個子領(lǐng)域的多種相關(guān)對象。采用這種復雜的存儲結(jié)構(gòu)為實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫提供了充分的靈活性和可擴展性，從而可以有效支撐通用監(jiān)控平臺應(yīng)用于不同領(lǐng)域的各種監(jiān)控應(yīng)用以及多個領(lǐng)域的綜合監(jiān)控應(yīng)用。
[0007]然而，事有利弊，這種復雜的存儲結(jié)構(gòu)在為實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫提供了充分的靈活性和可擴展性的同時，也為其使用、管理和維護的各個方面帶來了諸多的困難和挑戰(zhàn)。在專利ZL201010198065.3中可以看到，在這種復雜的存儲結(jié)構(gòu)下，采用傳統(tǒng)的領(lǐng)域?qū)Ｓ帽O(jiān)控系統(tǒng)的實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的索引方式已經(jīng)難以滿足實際監(jiān)控應(yīng)用的實時性能要求，所以在專利ZL201010198065.3中，在實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中不僅存放了對象、屬性等數(shù)據(jù)信息，還引入了類型信息，并為數(shù)據(jù)信息和類型信息同時建立雙高速索引，從而利用類型信息知識幫助實現(xiàn)實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中實時數(shù)據(jù)的高效實時訪問。這就在空間資源開銷增加幾乎可以忽略不計的前提下，既為實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫提供了充分的靈活性和可擴展性，同時又有效保障了實時數(shù)據(jù)訪問的實時性能。然而實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫并不只是提供實時數(shù)據(jù)的簡單查詢或更新訪問，而這種復雜的存儲結(jié)構(gòu)也同樣為實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的其它各個方面帶來了困難和挑戰(zhàn)。
[0008]相比于通常的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)被動的接受訪問操作，如查詢或者更新操作，主動數(shù)據(jù)庫通過同時采用主動機制來更為高效的實現(xiàn)功能。這通常是遵循E (事件)-C (條件)_A (動作)主動模型框架。即當主動數(shù)據(jù)庫觀測到指定事件發(fā)生，便對相關(guān)條件進行判斷，如果條件滿足，則執(zhí)行對應(yīng)的動作。在主動數(shù)據(jù)庫中主要是通過執(zhí)行由事件觸發(fā)的主動事務(wù)來更有效地保障數(shù)據(jù)的一致性和完整性，同時也允許通過執(zhí)行設(shè)定的觸發(fā)器的方式從而完成用戶指定的由事件觸發(fā)的對應(yīng)處理功能。
[0009]主動機制可以有效的應(yīng)用于監(jiān)控平臺的實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中，監(jiān)控應(yīng)用中實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的主動機制表現(xiàn)為一種推送機制，即當實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)實時數(shù)據(jù)更新時，就將實時數(shù)據(jù)更新通知需要的實時應(yīng)用模塊，再由實時應(yīng)用模塊對相關(guān)條件進行判斷，并據(jù)此完成適當?shù)膶崟r處理。然而，專利ZL201010198065.3中的采用了復雜存儲結(jié)構(gòu)的實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，當用于不同領(lǐng)域的監(jiān)控應(yīng)用時，其中存儲的是不同種類的對象，而用于綜合監(jiān)控應(yīng)用時，其中存儲的更是多個領(lǐng)域的諸多對象。因此，在設(shè)計時，根本無法確定實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中存儲的是哪些種類的對象，當然更加無法確定需要推送那些對象的什么屬性的更新。事實上，實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫采用這種復雜存儲結(jié)構(gòu)就是通過摒棄任何領(lǐng)域相關(guān)的專業(yè)語義從而獲得可以通用于各個領(lǐng)域的靈活性和可擴展性，但這同時也必然意味著實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫絕不可能基于任何專業(yè)語義來決定需要推送的數(shù)據(jù)更新。
[0010]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的技術(shù)目的在于克服上述問題，提出在時空資源開銷、網(wǎng)絡(luò)資源開銷以及實時性能等因素之間實現(xiàn)了優(yōu)化的平衡的實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的帶訂閱/發(fā)布的數(shù)據(jù)推送框架。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的帶訂閱/發(fā)布的數(shù)據(jù)推送框架，包括獨立于實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的分發(fā)單元，所述的分發(fā)單元基于上層映射和下層映射建立，其特征在于:所述的上層映射和下層映射分別由一組項組成，每一項為一對鍵——值；所述的上層映射的每一個鍵為一對對象類型標記和屬性類型標記，對應(yīng)的值為一個下層映射；所述的下層映射的每一個鍵為一對對象標記和屬性標記，對應(yīng)的值為一個會話標記列表；在實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的對象類型中的屬性類型上設(shè)置推送標記。
[0013]一個下層映射中的所有鍵中的對象標記標識的對象為同種類型對象，這個下層映射作為值對應(yīng)的上層映射的鍵中的對象類型標記即為該種對象類型的標記；而一個下層映射中的所有鍵中的屬性標記標識的屬性也是同種屬性，這個下層映射作為值對應(yīng)的上層映射的鍵中的屬性類型標記即為該種屬性類型的標記。
[0014]一對對象標記和屬性標記標識的對應(yīng)對象的對應(yīng)屬性的更新需要通過對應(yīng)會話標記列表中會話標記標識的各個對應(yīng)的會話分別進行推送。
[0015]一個映射中每一個鍵唯一，每一個鍵僅有唯一的值與之對應(yīng)；分發(fā)單元只存在一個上層映射。
[0016]實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的帶訂閱/發(fā)布的數(shù)據(jù)推送框架的實現(xiàn)方法，訂閱過程的實現(xiàn)過程如下:
(O 一個實時應(yīng)用模塊中的一個部分通過會話5；向分發(fā)單元發(fā)送包含對象標記03和屬性標記兒的訂閱請求；
(2)分發(fā)單元確定