振動(dòng)信息云轉(zhuǎn)儲(chǔ)的性能保證方案①

黃國(guó)兵,姚佳鑫,賈榮興,王 茜

1(西安工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,西安 710048)

2(國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司 榆林供電公司,榆林 719000)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展,工業(yè)企業(yè)的在線監(jiān)控系統(tǒng)也不斷引入新的技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)以擴(kuò)展功能和提高系統(tǒng)性能.發(fā)電廠汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在發(fā)電廠進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè),再由專業(yè)的振動(dòng)信號(hào)專家診斷中心進(jìn)行振動(dòng)故障的遠(yuǎn)方分析,因此需要實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)到診斷中心的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)[1].為了實(shí)現(xiàn)這一任務(wù),在診斷中心部署服務(wù)器系統(tǒng),并注冊(cè)專門網(wǎng)址,通過(guò)公共IP 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳輸.這一方案的主要問(wèn)題是IP 地址資源緊缺,一個(gè)診斷中心要對(duì)幾十座甚至上百座發(fā)電廠的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),只能分時(shí)對(duì)存在故障的電廠進(jìn)行分析,嚴(yán)重影響了工作效率.為了實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信息故障診斷系統(tǒng)在線運(yùn)行的目的,采用目前流行的云數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行軟件維護(hù)升級(jí),實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠當(dāng)?shù)貍鞲信c數(shù)據(jù)采集小主站和診斷中心主系統(tǒng)的振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ),解決振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)不暢的問(wèn)題.云數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以其高可用性、較低的使用成本、易用性等特征,在企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理方面得到了廣泛應(yīng)用[2-4].隨著云計(jì)算技術(shù)的涌現(xiàn)和推廣應(yīng)用,云存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入人們的日常生活,如云廣電、云閃付等[5,6].這為振動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)給出了新的思路.為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目軟件升級(jí),主要在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,重新構(gòu)建當(dāng)?shù)乇O(jiān)控小主站的轉(zhuǎn)儲(chǔ)子系統(tǒng),并保證信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的整體性、及時(shí)性和安全性,從而達(dá)成振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)性能保證的目的.

1 汽輪機(jī)振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)

1.1 汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)與傳輸

汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)終端、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控小主站、公共數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、專家診斷中心主系統(tǒng)4 部分組成,當(dāng)?shù)乇O(jiān)控小主站負(fù)責(zé)收集監(jiān)測(cè)終端采集的數(shù)據(jù),并儲(chǔ)存于本地SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)中[7],同時(shí),小主站定時(shí)與診斷中心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)連接,將儲(chǔ)存的信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)到診斷中心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),供專家診斷分析使用,如圖1所示.

圖1 汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接圖

圖1所示的系統(tǒng)中,由于受IP 地址網(wǎng)絡(luò)資源的限制,發(fā)電廠當(dāng)?shù)匦≈髡九c診斷中心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通信一直是該系統(tǒng)運(yùn)行的瓶頸.

1.2 振動(dòng)信息存儲(chǔ)規(guī)則

汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)需要存儲(chǔ)的信息主要包括3 類數(shù)據(jù):(1)瞬態(tài)數(shù)據(jù).從100 r/min 開(kāi)始存儲(chǔ)數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)速每變化△rpm存儲(chǔ)一組數(shù)據(jù),直至轉(zhuǎn)速達(dá)到3000 r/min.(2)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù).轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000 r/min 時(shí)開(kāi)始存儲(chǔ)數(shù)據(jù),每△t存儲(chǔ)一組數(shù)據(jù).(3)報(bào)警和危機(jī)數(shù)據(jù).無(wú)論在瞬態(tài),還是在穩(wěn)態(tài)過(guò)程,當(dāng)振動(dòng)量超過(guò)ALARM-1 定值時(shí),啟動(dòng)告警超限存儲(chǔ),包括振動(dòng)儲(chǔ)波形和頻譜數(shù)據(jù).以當(dāng)前振動(dòng)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),振動(dòng)量變化超過(guò)△c時(shí),再次啟動(dòng)超限存儲(chǔ),依此類推.當(dāng)振動(dòng)量超過(guò)ALARM-2 時(shí),啟動(dòng)危機(jī)越限存儲(chǔ),規(guī)則與告警越限相同.可見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中有3 類數(shù)據(jù),用3 張表來(lái)存儲(chǔ),數(shù)據(jù)信息均可看作一組字節(jié)流.數(shù)據(jù)庫(kù)表的格式如表1所示.

表1 振動(dòng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)表定義

表1中,信息類別字段區(qū)分了3 張不同的數(shù)據(jù)庫(kù)表.3 類數(shù)據(jù)表的格式一致,只是數(shù)據(jù)信息的長(zhǎng)度、內(nèi)容和格式不一樣,為了提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率,轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí),仍按3 張表分別轉(zhuǎn)儲(chǔ).

1.3 振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的容量

由1.2 節(jié)所述,需要轉(zhuǎn)儲(chǔ)的振動(dòng)信息都保存在數(shù)據(jù)信息字段中.根據(jù)項(xiàng)目需求,振動(dòng)信息按組保存,每組32 個(gè)周期的采樣信號(hào),每個(gè)周期采樣32 次,即1024 字節(jié).其次,開(kāi)停機(jī)過(guò)程中,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速每變化20 r/min采樣1 組數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)信息的大小由開(kāi)停機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)度確定;穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)每4 s 采樣1 組數(shù)據(jù),每分鐘15 組數(shù)據(jù).第三,故障告警時(shí),保存事故追憶信息,事故前后各90 組數(shù)據(jù),共計(jì)180 組數(shù)據(jù).信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí),啟停機(jī)瞬態(tài)數(shù)據(jù)和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)每1 分鐘轉(zhuǎn)儲(chǔ)1 次,故障告警時(shí),告警記錄插入發(fā)送.考慮到云數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)容量,拋在云端的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)最多存放24 小時(shí),過(guò)期刪除.故障告警數(shù)據(jù)(即事件信息)保存最新20 個(gè)事件,即3600組數(shù)據(jù),超出部分自動(dòng)刪除.由此可見(jiàn),瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的信息字段長(zhǎng)度一般為15 K 字節(jié),故障告警數(shù)據(jù)的信息字段長(zhǎng)度為180 K 字節(jié).

2 振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的性能保證

2.1 信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)方案

采用云數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí),可以從根本上解決因IP 資源不夠、公共網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速度慢造成的通信不暢的問(wèn)題.這是因?yàn)樵茢?shù)據(jù)庫(kù)上的信息分布保存,云計(jì)算的并行處理能力強(qiáng)大,與云端的網(wǎng)絡(luò)通信的通信效率高.

云數(shù)據(jù)庫(kù)的類型包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)兩種[8],結(jié)合項(xiàng)目具體應(yīng)用需求,選擇非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)本應(yīng)用的功能.本項(xiàng)目需要轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息為表1所示的3 張振動(dòng)信息表,信息之間的關(guān)系簡(jiǎn)單,且關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)租用價(jià)格也遠(yuǎn)高于非關(guān)系型.在非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中,選擇了云數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB 版[9,10].MongoDB基于高可靠存儲(chǔ)引擎技術(shù)設(shè)計(jì),滿足本應(yīng)用的需求.

2.2 信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的完整性

信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的關(guān)鍵在于振動(dòng)信息的完整性和可追溯性[11],防止網(wǎng)絡(luò)通信終端或轉(zhuǎn)儲(chǔ)任務(wù)軟件異常造成信息漏傳.為此,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)任務(wù)需要自動(dòng)檢測(cè)本地和云端數(shù)據(jù)庫(kù)表的同步狀態(tài),來(lái)決定下一步所需要開(kāi)展的轉(zhuǎn)儲(chǔ)業(yè)務(wù).數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)業(yè)務(wù)包括正常信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)和信息追補(bǔ)兩種,在二者信息同步時(shí)正常轉(zhuǎn)儲(chǔ),否則對(duì)不同步的信息進(jìn)行追補(bǔ),以達(dá)到信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)完整性的目的.為此,需要在云端創(chuàng)建一張信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的進(jìn)度表,與本地系統(tǒng)信息生成的狀態(tài)表進(jìn)行比對(duì),實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的同步.此外,支持診斷中心系統(tǒng)下達(dá)的人工召喚命令,允許診斷中心人工召喚指定開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的任何一張表的數(shù)據(jù)信息.進(jìn)度表包括電廠編號(hào)、機(jī)組編號(hào)、業(yè)務(wù)類型、信息表類型、已完成的信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)間點(diǎn)等字段;召喚命令表包括電廠編號(hào)、機(jī)組編號(hào)、信息表類型、命令下達(dá)時(shí)間、開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間.進(jìn)度表中,信息表類型表征瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)和事件3 種信息,這3 種信息各自獨(dú)立進(jìn)行上傳,其中事件信息為插入上傳;業(yè)務(wù)類型字段用于區(qū)分周期轉(zhuǎn)儲(chǔ)、追補(bǔ)信息和人工召喚.轉(zhuǎn)儲(chǔ)任務(wù)則根據(jù)這兩張表的內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)業(yè)務(wù)調(diào)度,并對(duì)這兩張表進(jìn)行更新維護(hù),如圖2所示.

為了實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的有序進(jìn)行,應(yīng)用軟件創(chuàng)建了一個(gè)專門的轉(zhuǎn)儲(chǔ)線程實(shí)現(xiàn)圖2所示的業(yè)務(wù).轉(zhuǎn)儲(chǔ)線程依據(jù)進(jìn)度表按時(shí)序調(diào)度振動(dòng)信息上傳業(yè)務(wù).如果召喚命令表中有命令需要處理,則在進(jìn)度表中插入人工召喚業(yè)務(wù)的記錄;如果有故障告警信息,則插入傳送;如果檢測(cè)到有信息漏傳的情況,則在進(jìn)度表中添加追補(bǔ)業(yè)務(wù)的記錄.進(jìn)度表中的人工召喚業(yè)務(wù)和追補(bǔ)業(yè)務(wù)一旦完成,進(jìn)度表中對(duì)應(yīng)的記錄自動(dòng)刪除.周期業(yè)務(wù)每30 s上傳一次,與先前軟件的上傳周期一致.為了提高轉(zhuǎn)儲(chǔ)業(yè)務(wù)的效率,轉(zhuǎn)儲(chǔ)線程每次完成一個(gè)時(shí)間點(diǎn)需要上傳的所有信息,例如:瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)和事件3 種信息在同一時(shí)間點(diǎn)都有信息上傳的需求,則連續(xù)完成所有需要上傳的信息.周期業(yè)務(wù)每30 s 根據(jù)時(shí)間是否到達(dá)啟動(dòng)一次上傳,而人工召喚和追補(bǔ)信息的業(yè)務(wù)需要連續(xù)上傳,因此線程每0.5 s 啟動(dòng)一次,檢查是否有非周期性業(yè)務(wù),如果有,則進(jìn)行一個(gè)時(shí)間點(diǎn)信息的上傳.每次操作完成都進(jìn)行一次進(jìn)度表操作,確保轉(zhuǎn)儲(chǔ)業(yè)務(wù)的連續(xù)性.

圖2所示的轉(zhuǎn)儲(chǔ)線程中,為了防止因當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行異常造成信息流程失步,進(jìn)度表保存在云端數(shù)據(jù)庫(kù)中,轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件運(yùn)行時(shí)本地內(nèi)存保存該進(jìn)度表的拷貝,每次操作完成之后都進(jìn)行進(jìn)度表核實(shí).

圖2 振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)線程的流程框圖

轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件負(fù)責(zé)與云數(shù)據(jù)庫(kù)通信的維護(hù),軟件設(shè)計(jì)一個(gè)狀態(tài)變量顯示與云數(shù)據(jù)庫(kù)的通信狀態(tài),一旦上傳失敗,云訪問(wèn)狀態(tài)黃色降級(jí)顯示,連續(xù)10 次通信失敗,則生成云數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)失敗的告警事件,并紅色顯示;其間如果信息上傳成功,則自動(dòng)恢復(fù)云訪問(wèn)狀態(tài)正常的綠色顯示.這樣轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件既能監(jiān)視云數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的狀態(tài),也不會(huì)因?yàn)榕紶柕脑L問(wèn)失敗而產(chǎn)生太多的無(wú)用日志信息,造成系統(tǒng)維護(hù)人員的視覺(jué)疲勞.

2.3 信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的及時(shí)性

為了實(shí)現(xiàn)基于云數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)轉(zhuǎn)儲(chǔ),振動(dòng)信息專家診斷中心部署了集團(tuán)客戶VPDN 業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),可以高速訪問(wèn)云數(shù)據(jù)庫(kù),各發(fā)電廠則部署了專門的4G 路由器,從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠和診斷中心的4G LTE 通信網(wǎng)絡(luò)[12],以保證云數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)速度.

基于4G LTE 的路由器上行速度可達(dá)50 M,下行速度可達(dá)100 M[13],而廠站端下主站周期上傳的業(yè)務(wù)為15K 字節(jié)/分鐘,故障告警時(shí)有180 K 字節(jié)的數(shù)據(jù)信息需要插入傳送,約1.44 M 位,網(wǎng)絡(luò)通信不存在瓶頸.并且云數(shù)據(jù)庫(kù)的并行處理能力強(qiáng)大,訪問(wèn)效率高[14,15],數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)延遲小,可滿足振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的及時(shí)性需求.

在軟件編程調(diào)試中,能發(fā)現(xiàn)基于4G LTE 通信網(wǎng)絡(luò)和云數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的速度很快,不存在信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)不及時(shí)的問(wèn)題.由此可見(jiàn),基于云數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)完全能保證振動(dòng)信息在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性.

2.4 轉(zhuǎn)儲(chǔ)信息的安全性

根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)規(guī)范書,采用公共網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)需進(jìn)行安全加密.在先前所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中,振動(dòng)信息字段進(jìn)行了最簡(jiǎn)單的加/解密處理,即加/減0x33的處理方法,只是讓網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)者不能直接閱讀振動(dòng)信息的內(nèi)容.盡管云數(shù)據(jù)庫(kù)的信息安全等級(jí)很高[16],但是信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的用戶也不希望把自己的生產(chǎn)信息明碼存放在其中.考慮到轉(zhuǎn)儲(chǔ)信息需要進(jìn)行加密處理,加密算法也不能過(guò)于復(fù)雜,復(fù)雜的加解密算法會(huì)影響信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的效率.經(jīng)過(guò)權(quán)衡選擇,最后選用了QQ 文件傳輸?shù)腡EA(Tiny Encryption Algorithm)算法[17].TEA 是一種對(duì)稱的分組密碼算法,其明文和密文的長(zhǎng)度為64 位,私有密鑰的長(zhǎng)度為128 位,采用黃金分割率delta調(diào)節(jié)每輪迭代的加密計(jì)算,抗差分分析能力強(qiáng),安全性好[18].而且TEA 的計(jì)算復(fù)雜度低,適用于信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的加/解密要求.

根據(jù)TEA 算法的原理[18],設(shè)sum為0,delta為0x9E3779B9,加密算法公式為式(1)～式(3):

相應(yīng)地,解密算法的公式為式(4)～式(6):

式(1)～式(6)中,k0～k3為128 位密鑰,式(2)～式(3)中V0～V1的初值為待加密的64 位數(shù)據(jù),式(4)～式(5)中V0～V1的初值為待解密的64 位數(shù)據(jù).

由于振動(dòng)信息字段的長(zhǎng)度以KB 為單位,也不一定是8 字節(jié)的整數(shù)倍,這里選用文獻(xiàn)[17]中的填充算法和交織算法實(shí)現(xiàn)全字段的加/解密處理.軟件實(shí)現(xiàn)時(shí),設(shè)計(jì)好TEA 算法類,并實(shí)現(xiàn)加密和解密交織函數(shù)接口,調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)即可對(duì)振動(dòng)信息字段的加密和解密處理.由于表1中其它字段要用于信息檢索,對(duì)信息安全無(wú)影響,因此這些字段不作加密處理.

2.5 MongoDB 數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程

振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)儲(chǔ)系統(tǒng)的MongoDB 云數(shù)據(jù)庫(kù)采用了ReplicaSet+Sharding 集群部署方式.根據(jù)應(yīng)用的需要,云數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)統(tǒng)一創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)集合表,這里只需要對(duì)指定庫(kù)表中的記錄進(jìn)行訪問(wèn),即可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信息記錄的傳輸.根據(jù)云數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB 的數(shù)據(jù)手冊(cè),使用了其中query、update 和delete 等命令函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的訪問(wèn).其中update 實(shí)現(xiàn)記錄按key 值插入和更新,query 用于信息查詢,delete 用于刪除已執(zhí)行完成的人工召喚命令.結(jié)合數(shù)據(jù)手冊(cè)和應(yīng)用案例[19],將接口訪問(wèn)命令封裝成專門的MongoDB 接口類,實(shí)現(xiàn)具體的訪問(wèn)操作.

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在完成項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì)編程之后,在實(shí)驗(yàn)室對(duì)所設(shè)計(jì)軟件的功能和性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證.

(1)測(cè)試環(huán)境.采用一臺(tái)PC 服務(wù)器運(yùn)行圖1所示的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)軟件,并使用該軟件把現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)模擬汽輪機(jī)運(yùn)行,形成數(shù)據(jù)源.該P(yáng)C 服務(wù)器采用電信寬帶接入公網(wǎng),與租用的百度云MongoDB 版云數(shù)據(jù)庫(kù)通信,進(jìn)行信息轉(zhuǎn)儲(chǔ).利用項(xiàng)目組其它成員開(kāi)發(fā)的診斷中心服務(wù)器振動(dòng)信息下載軟件,檢查云中數(shù)據(jù)信息記錄是否正確,并模擬下達(dá)人工召喚命令.

(2)測(cè)試內(nèi)容.檢查轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件能否正確完成周期上傳、追補(bǔ)上傳和人工召喚上傳的業(yè)務(wù).

(3)測(cè)試方法和過(guò)程.①模擬軟件連續(xù)運(yùn)行3 天,在72 小時(shí)內(nèi)模擬3 次開(kāi)停機(jī),300 次振動(dòng)事件,按時(shí)序生成瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)和事件3 種信息;②轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件隨模擬軟件并列運(yùn)行,每天檢測(cè)一次上傳信息是否正確、完整.③中斷網(wǎng)絡(luò)連接或轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件退出一段時(shí)間后再啟動(dòng)運(yùn)行,檢測(cè)轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件是否自動(dòng)產(chǎn)生追補(bǔ)業(yè)務(wù),并完成漏傳信息的追補(bǔ)上傳.④模擬下達(dá)人工數(shù)據(jù)召喚,檢測(cè)轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件是否產(chǎn)生人工上傳業(yè)務(wù),并將人工召喚的信息上傳.⑤觀測(cè)主界面自動(dòng)刷新顯示的進(jìn)度表,觀測(cè)轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件運(yùn)行的狀態(tài)是否和預(yù)期一致.

(4)測(cè)試結(jié)果.①轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件72 小時(shí)運(yùn)行,模擬生成的數(shù)據(jù)都正確傳至云數(shù)據(jù)庫(kù)中;②軟件運(yùn)行過(guò)程中,如果發(fā)生數(shù)據(jù)信息漏傳的問(wèn)題,能夠自動(dòng)將漏傳的信息追補(bǔ)至云數(shù)據(jù)庫(kù)中;③軟件能正確執(zhí)行上位系統(tǒng)下達(dá)的召喚命令,將指定的信息上傳至云數(shù)據(jù)庫(kù)中;④軟件運(yùn)行過(guò)程中主界面顯示的進(jìn)度狀態(tài)與預(yù)期一致.

檢測(cè)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件的各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)都滿足技術(shù)規(guī)范書的要求,項(xiàng)目研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)達(dá)到了預(yù)期目的.

4 結(jié)論與展望

針對(duì)一款振動(dòng)信號(hào)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)信息上傳不暢的問(wèn)題,采用云數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)信息從發(fā)電廠當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)系統(tǒng)到診斷中心數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的業(yè)務(wù).使用非關(guān)系型云數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)信息遷移轉(zhuǎn)儲(chǔ),在不破壞現(xiàn)有架構(gòu)的基礎(chǔ)上替換原系統(tǒng)應(yīng)用軟件中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)子系統(tǒng).為保證基于云數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決方案中振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的性能,主要從3 個(gè)方面進(jìn)行了專門考量:(1)為了確保信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的完整性,軟件設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)儲(chǔ)線程自動(dòng)調(diào)度周期上傳、漏傳追補(bǔ)和人工召喚3 種業(yè)務(wù)的運(yùn)行,將儲(chǔ)存在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)中的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)和事件3 種振動(dòng)信息完整地上傳至云數(shù)據(jù)庫(kù)中;(2)針對(duì)振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的及時(shí)性,從信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的容量和為實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)部署的通信網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)方面進(jìn)行了分析,表明系統(tǒng)升級(jí)后信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的及時(shí)性能得到保證;(3)為了保障振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的安全性,采用TEA 算法對(duì)振動(dòng)信息字段進(jìn)行了加密處理.實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的結(jié)果表明,基于與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的振動(dòng)信息遷移轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能正確,振動(dòng)信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)的完整性、及時(shí)性和安全性3 個(gè)性能指標(biāo)也得到了有效保證.下一步將在發(fā)電廠當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)小主站中部署所設(shè)計(jì)的軟件,并在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)一步完善.