eXtremeDB嵌入式數據庫提高核廢料處理過(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系統的公司，其開(kāi)發(fā)的一套管理控制和數據獲取產(chǎn)品名為BISMARC，采用了eXtremeDB內存數據庫系統。俄羅斯Smolensk核電站是BISMARC系統的一個(gè)主要的部署地點(diǎn)，它不僅體現了了由實(shí)時(shí)、安全關(guān)鍵工業(yè)控制而形成的數據管理挑戰，也同樣體現了通過(guò)整合了McObject公司的嵌入式數據庫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(shí)間：一個(gè)BIS高級軟件工程師估算，BIS使用eXtremeDB替換原有的自我開(kāi)發(fā)數據管理代碼而節省了六個(gè)月的程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，并且獲得了成熟數據庫產(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能力，這種響應能力靠傳統的磁盤(pán)、C/S和SQL關(guān)系型數據庫管理系統不可能達到的，BIS的工程師如是說(shuō)。

　　Smolensk的設備生產(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)確保核廢料處理設備的安全性和效率。對于這個(gè)應用，工程師將BISMARC系統分布的冗余的CS架構配制成兩個(gè)操作節點(diǎn)，其中一個(gè)是管理員節點(diǎn)，所有程序都運行在Debian linux和現有的X86架構上。節點(diǎn)和它其中的嵌入式內存數據庫eXtremeDB從可編程序邏輯控制器接收穩定的信息流，這些信息流控制這核廢料處理裝置。

　　對于每一個(gè)節點(diǎn)，eXtremeDB作為一個(gè)經(jīng)典的監測控制和數據采集數據庫，管理大約一萬(wàn)個(gè)標簽或者數據點(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。其他是系統服務(wù)(例如顯示BISMARC的當前CPU使用狀態(tài))。其他標簽支持特殊的功能，像是報警器等。當Smolensk的核電站首先使用BISMARC來(lái)做原料監控時(shí)，系統可以使操作者通過(guò)重寫(xiě)PLC和直接控制設備，對報警信號(比如配置閃爍信號燈)做出響應。

　　性能是為BISMARC選擇成熟的數據庫系統時(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簽數據庫每秒更新三次數據庫，BISMARC保證一秒內至少一次的響應時(shí)間。實(shí)際響應時(shí)間大約在100毫秒或更短，BIS高級軟件工程師Aleksej Penkov說(shuō)。

　　一些Smolensk市的BISMARC部署實(shí)際上使用了兩個(gè)數據庫管理系統：eXtremeDB內存數據庫來(lái)支持實(shí)時(shí)嵌入式處理過(guò)程，另外，外部的PostgreSQL關(guān)系型數據庫管理系統負責數據的歸檔與提取。大多數的標簽是由靜態(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數據庫中，當系統關(guān)機和重啟事件發(fā)生時(shí)，這些靜態(tài)特性可以被取出，并保存至eXtremeDB數據庫。

　　“eXtremeDB數據庫的特性包括基于內存的存儲架構、本地C/C++接口和高效的索引類(lèi)型，對于提高BISMARC的標簽數據庫性能是至關(guān)重要的。”Penkov說(shuō)。“這個(gè)水平的響應能力對于使用磁盤(pán)作為存儲介質(zhì)和高等級SQL語(yǔ)言接口的傳統的的關(guān)系型數據庫系統來(lái)講是不可能實(shí)現的。我們很高興能夠發(fā)現eXtremeDB和這些優(yōu)化的特性。”

　　在選擇McObject公司的數據庫之前，BIS團隊考慮使用自我開(kāi)發(fā)的數據管理模塊來(lái)實(shí)現需求。這種方法的劣勢包括它增加了開(kāi)發(fā)周期，并且需要做大量的調試和內部QA工作。BIS通過(guò)采用eXtremeDB，很可能節約了六個(gè)月的開(kāi)發(fā)時(shí)間，這得益于McObject公司持續的產(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據類(lèi)型，這提高了數據定義的效率，便捷性和程序的可移植性。隨著(zhù)BISMARC的linux支持滿(mǎn)足了大多數歐洲核能生產(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或者64位的版本。eXtremeDB可以運行在所有主要的服務(wù)器和實(shí)時(shí)操作系統中，甚至可以不依賴(lài)于操作系統運行。為了簡(jiǎn)化移植過(guò)程，eXtremeDB具有對操作系統依賴(lài)性最小的特性。

　　“許多應用程序特別是在實(shí)施工業(yè)控制和安全關(guān)鍵系統等領(lǐng)域，不能容忍傳統數據庫所存在的內部延遲。eXtremeDB的設計恰恰滿(mǎn)足了這些控制系統的絕對性能和可預測性的需求，因此它被能源制造商在應用中廣泛的采用。我們很高興eXtremeDB能夠在BIS系統中扮演一個(gè)關(guān)鍵的角色來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。”McObject公司的CEO和創(chuàng )始人Steve Graves說(shuō)。

　　傳輸子系統的管理界面，輻射肥料處理設備，Smolensk核電站。

　　BISMARC接口的實(shí)時(shí)數據是從eXtremeDB內存數據庫中獲取。