為保障核反應(yīng)堆安全有序運行，控制室操縱員需要通過監(jiān)控平臺持續(xù)關(guān)注大量儀表數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的異常做出快速反應(yīng)。因此，一個自主、實時、可靠的數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺對保障核反應(yīng)堆安全至關(guān)重要，而監(jiān)控平臺離不開“硬核”的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫支持。本文旨在介紹中國核動力研究設(shè)計院如何將 DolphinDB 作為核心組件，搭建控制室人機界面設(shè)計組態(tài)平臺，以滿足其實時、可靠的監(jiān)控需求。

控制室人機界面設(shè)計組態(tài)平臺——“NICE”平臺

控制室是操縱員監(jiān)視和控制反應(yīng)堆運行的重要場所，良好的人機接口設(shè)計是保證控制室發(fā)揮作用的前提。為了研制出一款更敏捷、更靈活、更友好的控制室人機界面設(shè)計組態(tài)平臺，中國核動力研究設(shè)計院設(shè)計所四部研發(fā)團隊經(jīng)過近兩年的持續(xù)投入，自主研發(fā)了一款全新的控制室人機界面設(shè)計組態(tài)平臺——“NICE”平臺。

專注自主研發(fā)，掌握核心技術(shù)

“NICE”數(shù)字化平臺采用 C/S架構(gòu)，關(guān)鍵代碼由中國核動力研究設(shè)計院設(shè)計所四部團隊人員自主編寫，部分代碼使用開源庫，數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品選取具有高安全性且排名國產(chǎn)第一的 DolphinDB（參照了國際第三方機構(gòu) DB-Engines 時序數(shù)據(jù)庫排名）。

研發(fā)團隊通過發(fā)揮新技術(shù)的后發(fā)優(yōu)勢，基于原生軟件技術(shù)，并集成開源軟件及成熟商業(yè)產(chǎn)品，完全掌握了控制室人機界面設(shè)計組態(tài)平臺的研發(fā)能力，打通了從設(shè)計到實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

“NICE”平臺可以快速完成人機交互界面的設(shè)計與組態(tài)，實現(xiàn)對全系統(tǒng)的實時監(jiān)視和控制，并支持海量數(shù)據(jù)的存儲、查詢，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化分析奠定基礎(chǔ)。其組態(tài)軟件使用圖形組件化思想，用戶可專注于圖元的設(shè)計、邏輯腳本的編寫及不同圖元的連接關(guān)系，簡化人機界面軟件開發(fā)流程，極大減少重復(fù)工作；同時，NICE 平臺支持軟件功能的高擴展，支持以插件方式對功能模塊進(jìn)行擴展，便于先進(jìn)技術(shù)、智能技術(shù)的引入和應(yīng)用。

業(yè)務(wù)亮點：用 DolphinDB 替換 MySQL，實現(xiàn)百億行表毫秒級加載

DolphinDB 是一個基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，支持?jǐn)?shù)據(jù)分析、流數(shù)據(jù)處理的低延時平臺，內(nèi)置強大的編程語言和高容量高速度的流數(shù)據(jù)處理框架，為海量時序數(shù)據(jù)的快速存儲、檢索、分析及復(fù)雜計算提供一站式解決方案。

在構(gòu)建 NICE 平臺的過程中，如何實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速存儲查詢分析，一直是 NICE 設(shè)計團隊主要的研發(fā)方向之一。隨著業(yè)務(wù)中儀表測點的大幅增多和采樣頻率的增加，原本基于 MySQL 搭建的舊系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足大量數(shù)據(jù)并發(fā)寫入、實時查詢和聚合計算的需求；同時，在使用儀控設(shè)備的過程中，技術(shù)人員需要持續(xù)關(guān)注實時數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的異常狀態(tài)做出快速反應(yīng)，這對系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)處理能力提出了很高的要求。經(jīng)過多輪測試比對，核動力研究設(shè)計院研發(fā)團隊選擇用 DolphinDB 替換原有的解決方案。

1. 百億行表毫秒級查詢響應(yīng)

在使用 DolphinDB 前，中國核動力研究設(shè)計院使用一套基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 MySQL 搭建的系統(tǒng)存儲秒級時序數(shù)據(jù)，但在存儲1-2天、幾千個測點的數(shù)據(jù)后，整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)徹底無法工作，不能應(yīng)對數(shù)據(jù)量劇增情況下的實時查詢和及時反饋。而在使用高性能的時序數(shù)據(jù)庫 DolphinDB 后，可以實現(xiàn)百億行表的毫秒級加載，無論是最新數(shù)據(jù)還是歷史數(shù)據(jù)，都能實現(xiàn)毫秒級查詢響應(yīng)。這就完全滿足了中國核動力研究設(shè)計院對實時操作的需求，并且系統(tǒng)非常穩(wěn)定。在使用最低硬件配置的條件下，使用 DolphinDB 采集1萬測點，寫入耗時僅在100毫秒之內(nèi)。

2. 高可用集群便捷部署

DolphinDB 可以實現(xiàn)集群高可用。使用初期，儀控團隊成員對 DolphinDB 進(jìn)行技術(shù)預(yù)覽，仔細(xì)研究了數(shù)據(jù)庫特征和技術(shù)細(xì)節(jié)。在 DolphinDB 的技術(shù)支持部門的協(xié)助下，僅在半個月內(nèi)就完成了方案部署，實現(xiàn)了原有系統(tǒng)代碼向 DolphinDB 的切換以及高可用集群的便捷部署。

3. 強大的分析和建模工具助力儀控

DolphinDB 強大的腳本語言、對標(biāo)準(zhǔn) SQL 的支持和內(nèi)置的 1000 多個函數(shù)，為儀控團隊提供了快速分析和建模的工具，對海量歷史數(shù)據(jù)的分析結(jié)出累累碩果，幫助生產(chǎn)和設(shè)備工程師優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提升設(shè)備維護(hù)效率。

展望未來之路

作為國產(chǎn)自研的高性能時序數(shù)據(jù)庫，DolphinDB 助力中國核動力研究設(shè)計院研發(fā)團隊解決了大量數(shù)據(jù)并發(fā)寫入、實時查詢和聚合計算等難題，實現(xiàn)萬級測點毫秒寫入，在實際業(yè)務(wù)中得到了客戶認(rèn)可。在未來， DolphinDB 與中國核動力研究設(shè)計院將繼續(xù)攜手共進(jìn)，并計劃加強大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域的合作，使業(yè)務(wù)實現(xiàn)更加即時、準(zhǔn)確、高效、智能的決策。

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