在高鐵接觸網(wǎng)安全評(píng)估體系和科學(xué)維護(hù)體系的建設(shè)過(guò)程中,鐵路行業(yè)中使用的傳統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足接觸網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)中海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理需求。為解決存在的問(wèn)題,本文對(duì)接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行了詳細(xì)的分析,結(jié)合分布式系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)理論和技術(shù),設(shè)計(jì)了適用于接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)和服務(wù)模型。通過(guò)研究分布式緩存、分布式消息隊(duì)列、分布式歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等機(jī)制提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性、實(shí)時(shí)性和可靠性。具體研究結(jié)果如下:(1)分析現(xiàn)有鐵路行業(yè)傳統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的問(wèn)題和接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際需求設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的架構(gòu)和服務(wù)模型,提出基于Raft帶負(fù)載評(píng)估的主從節(jié)點(diǎn)選舉策略在負(fù)載不均衡情況下選舉出可靠的節(jié)點(diǎn)。(2)針對(duì)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性特點(diǎn),設(shè)計(jì)了本地高速緩存隊(duì)列和分布式消息隊(duì)列,提高系統(tǒng)的高并發(fā)、大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下的處理能力和數(shù)據(jù)容災(zāi)能力。提出了基于Redis的分布式數(shù)據(jù)緩存系統(tǒng)滿足了海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的即時(shí)查詢需求。(3)針對(duì)海量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和快速查詢的需求,設(shè)計(jì)了基于OpenTSDB的海量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。通過(guò)引入Elasticsearch搜索引擎解決OpenTSDB在多條件組... 

【文章來(lái)源】：浙江科技學(xué)院浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

管工區(qū)上進(jìn)行獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理，各個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器都是物理隔離的，不同層級(jí)的管理部門根據(jù)需求通過(guò)客戶端向指定的服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。各服務(wù)器的功能角色、客戶端與服務(wù)器的路由關(guān)系均需要由人工手動(dòng)定義和分配。這種系統(tǒng)具有容易實(shí)現(xiàn)，故障容易排查[27]等優(yōu)點(diǎn)�？蛻舳伺c服務(wù)器的連接需要通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的抖動(dòng)、延遲均容易造成數(shù)據(jù)同步失��；隨著電氣化鐵路監(jiān)測(cè)需求的增大，傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)難以進(jìn)行靈活擴(kuò)展，大量的連接和配置需要人工操作很容易導(dǎo)致失誤，在每個(gè)維管工區(qū)安裝的服務(wù)器數(shù)據(jù)不方便進(jìn)行服務(wù)器和計(jì)算資源統(tǒng)一調(diào)配的維護(hù)管理，容易形成不必要的冗余，造成服務(wù)器和運(yùn)營(yíng)維護(hù)資源的極大浪費(fèi)。針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，本章分析了接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)的場(chǎng)景特點(diǎn)，根據(jù)鐵路運(yùn)營(yíng)部門的實(shí)際需求，結(jié)合當(dāng)前熱門的大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)[28]相關(guān)技術(shù)，提出基于中心化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)和服務(wù)模型。

門應(yīng)用的傳統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)缺點(diǎn)，結(jié)合本課題的應(yīng)用特點(diǎn)和必須實(shí)現(xiàn)的核心功能，而且系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還有以下特點(diǎn)：1） 保證數(shù)據(jù)訪問(wèn)的實(shí)時(shí)性，本質(zhì)上分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一個(gè)寫密集的系統(tǒng)，寫入耗時(shí)高于采樣周期都是不可取的。2）歷史存檔數(shù)據(jù)的最終一致性，同一時(shí)刻不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)不保證相同，但經(jīng)過(guò)多次同步之后，不同節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)最終保持一致。3）實(shí)時(shí)緩存數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性，同一時(shí)刻不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)必須保持相同，因?yàn)椴灰恢碌膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)操作人員分析判斷不具有任何意義。4）監(jiān)控集群各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。為保證系統(tǒng)有序運(yùn)行，需要確保系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)可控�；谏鲜隹紤]，選用中心化的系統(tǒng)模型構(gòu)建面向接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)的中心化分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如下圖 2-2 所示。

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