電力實時監控系統中異構數據庫透明高效的訪問問題分析

張蕾

摘 要：隨著計算機網絡技術和自動化技術的不斷發展進步，電力系統開始引進自動監控技術，可實時掌握整個系統的運行狀態，及時發現問題，做好防范措施。

關鍵詞：電力實時監控系統；異構數據庫；透明高效；訪問分析

中圖分類號：TP311.13 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0103-02

電力企業結構龐大，涉及多個方面，有諸多部門，且各自的職責功能不同，如變電系統、配電系統及調度系統等，每一個系統都實現了自動化，但各個系統之間的信息交流存在很大難度，因此，必須找出一種方便異構數據庫進行數據交換和數據訪問的手段。分布式異構數據庫訪問技術能夠將底層數據進行隱藏，建立一個統一接口，在保證各個系統安全的基礎上實現資源信息共享。

1 異構數據庫及其訪問技術

異構數據庫是由多個數據庫系統組成的，有利于實現數據資料的共享和透明訪問。一般而言，可通過兩種方法實現數據訪問：一是實體化方法，創建一個新的數據庫，提前將所需數據復制過來，成為所有查詢操作工作的對象。該方法能夠使得查詢工作更加快速高效，其不足之處在于數據都是提前復制的，沒有時效性，缺少更新，而且新加入的數據庫在查詢上有很大難度；二是虛擬化方法，利用該方法進行查詢時，數據沒有變動，查詢請求會按照設定好的程序有針對性地進行查詢，即查詢要求符合具體數據庫，經整理合成，將最終結果返給用戶。

2 異構數據庫透明高效的訪問系統

2.1 系統需求分析

其主要功能如下：不同的數據庫之間能夠實現各種格式的數據信息的交流轉換；異構數據庫的每一個組成部分都有其自治性，保持著自身的完整性，即使在信息共享時，其本身系統并不受到影響，還處于正常運行狀態；實時性較好，能夠根據各種數據的變化實時進行適當的調整，實現數據庫和集成系統之間的同步性；有利于用戶實現訪問的透明化，提高其訪問效率；適應性和擴展性較好，對于各種變化，能夠更好地適應。

2.2 系統體系結構設計

該系統主要分為三層：應用層，主要為廣大用戶提供統一的界面，盡量滿足用戶的各種查詢要求；中間層，虛擬數據庫是其主要組成部分，該層的工作時接受查詢并對其進行處理，同時將查詢傳輸給底層的異構數據庫；數據庫，指的是各個組成的數據庫，負責實際查詢工作，將最終查詢的結果返回給中間層。三者中，中間層最為關鍵。其結構圖如圖1所示。

2.3 系統功能模塊設計

①虛擬數據庫服務模塊。該模塊是通過對數據庫訪問接口及注冊模塊加以組合而形成的數據庫，為方便其他應用程序進行訪問，該系統具備提供程序接口的性能，有利于實現查詢處理以及結果集成。查詢處理首先是對接收到的查詢請求進行檢查，看其語句語法是否正確，接著按照標準的規則對查詢的語句進行分解；結果集成是對接收到的來自于單個數據庫的查詢結果進行整合處理，使其符合用戶的查詢要求。

②全局虛擬數據庫模塊。該模塊的建立，需要各個管理員向數據訪問系統注冊，并提供每一個數據庫的元信息。首先是元數據注冊，要想加入集成訪問系統，需在注冊時將數據庫類型、名稱以及用戶名、密碼等信息準備齊全；接著是數據庫信息的獲取，通過對元數據XML文件的解析來獲取相關信息，同時與其他數據庫相連，對包括字段長度、精度等在內的信息進行提取；管理員對數據庫內容進行選取，并定義共享，對于關鍵性的字段，需予以合適的說明。

③異構數據庫訪問接口模塊。各種數據庫的包裝器組成了數據庫的訪問接口，他們具備兩項功能：一是查詢執行，包裝器主要負責子查詢請求和適用于本數據庫的物理查詢之間的轉換工作；二是結果處理，對查詢的結果進行統一轉換，使其以XML的格式存在，如此有利于保持平臺的獨立性，使其可重用性有所提升。

④全局虛擬數據庫分類管理。從兩個方面進行考慮，一是用戶管理，虛擬數據庫系統涉及多個單獨的異構數據庫，為了使數據的安全性得到保證，應從正廳加強管理。一般來說，按用戶的分類可分為普通用戶、虛擬數據庫管理者以及異構數據庫管理者。二是數據庫連接管理，該模塊主要是建立與用戶請求相適應的連接，并及時進行收回，以便提升查詢速度。因為不清楚底層各數據庫的信息，用戶在登錄時，系統往往需要建立相應的連接，連接也可以分為兩種，一種是在用戶登錄時就建立連接，退出時再收回，此連接方法由于連接開銷增多，效率并不理想，容易造成資源浪費；另一種連接方式是在用戶查詢時，按照分解的結果進行相應數據庫的連接，此連接方式較為適用。

3 實際應用

深圳供電局是國內知名的電力企業，它的電力調度自動化系統共接入深圳電網235座廠站及其四遙信息，計遙測點33 990個，遙信點126 830個，遙控點18 981個。由于深圳電網規模的不斷擴大，系統廠站四遙信息維護相當頻繁，為保證系統廠站四遙信息與廠站實際情況保持一致，避免電網調度運行誤調、誤控等電網運行事故的發生，自動化主站每年均開展系統廠站四遙信息全面核查工作。

開發數據校驗系統首先解決數據庫的問題，調度自動化系統廠站四遙信息自動校驗系統的研發應獨立于調度自動化系統本身，不能因數據的導入導出給調度自動化系統帶來潛在的運行風險。異構數據庫的應用解決了這個問題，例子如下調度自動化系統安全III區數據與安全I區的數據是同步更新，能夠保證安全III區數據與安全I區數據的一致性。調度自動化系統四遙信息數據庫通過dblink連接系統安全III區數據庫通過視圖方式生成，同時按照生成的調度自動化系統四遙信息數據庫的結構建立廠站端四遙信息數據庫，并采用KMP算法完成校驗專家系統程序開發。校驗專家系統架構如圖2所示。

4 結 語

從上述分析和實際用可知，電力企業的實時監控系統比較復雜，安全性高，因各個子系統之間信息交流較為困難，不方便管理，為實現信息的共享，需建立起異構數據庫，而高效透明的異構數據庫，提高工作效率。

參考文獻：

[1] 曾國林.異構數據庫訪問與集成模型的應用研究[D].廣州：廣東工業大學，2011.