在高鐵接觸網(wǎng)安全評估體系和科學(xué)維護體系的建設(shè)過程中,鐵路行業(yè)中使用的傳統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足接觸網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測中海量實時數(shù)據(jù)的處理需求。為解決存在的問題,本文對接觸網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用場景和需求進行了詳細的分析,結(jié)合分布式系統(tǒng)和實時數(shù)據(jù)庫的相關(guān)理論和技術(shù),設(shè)計了適用于接觸網(wǎng)在線監(jiān)測的分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)架構(gòu)和服務(wù)模型。通過研究分布式緩存、分布式消息隊列、分布式歷史數(shù)據(jù)存儲等機制提高了系統(tǒng)的擴展性、實時性和可靠性。具體研究結(jié)果如下:(1)分析現(xiàn)有鐵路行業(yè)傳統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的問題和接觸網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)的實際需求設(shè)計了系統(tǒng)的架構(gòu)和服務(wù)模型,提出基于Raft帶負載評估的主從節(jié)點選舉策略在負載不均衡情況下選舉出可靠的節(jié)點。(2)針對分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實時性特點,設(shè)計了本地高速緩存隊列和分布式消息隊列,提高系統(tǒng)的高并發(fā)、大數(shù)據(jù)場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)滿足了海量實時數(shù)據(jù)的即時查詢需求。(3)針對海量歷史數(shù)據(jù)存儲和快速查詢的需求,設(shè)計了基于OpenTSDB的海量歷史數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。通過引入Elasticsearch搜索引擎解決OpenTSDB在多條件組... 

【文章來源】：浙江科技學(xué)院浙江省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

接觸網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

管工區(qū)上進行獨立的實時數(shù)據(jù)存儲與處理，各個數(shù)據(jù)服務(wù)器都是物理隔離的，不同層級的管理部門根據(jù)需求通過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定義和分配。這種系統(tǒng)具有容易實現(xiàn)，故障容易排查[27]等優(yōu)點�？蛻舳伺c服務(wù)器的連接需要通過公用網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的抖動、延遲均容易造成數(shù)據(jù)同步失��；隨著電氣化鐵路監(jiān)測需求的增大，傳統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)難以進行靈活擴展，大量的連接和配置需要人工操作很容易導(dǎo)致失誤，在每個維管工區(qū)安裝的服務(wù)器數(shù)據(jù)不方便進行服務(wù)器和計算資源統(tǒng)一調(diào)配的維護管理，容易形成不必要的冗余，造成服務(wù)器和運營維護資源的極大浪費。針對傳統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存在的問題，本章分析了接觸網(wǎng)在線監(jiān)測的場景特點，根據(jù)鐵路運營部門的實際需求，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時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)架構(gòu)和服務(wù)模型。

門應(yīng)用的傳統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)缺點，結(jié)合本課題的應(yīng)用特點和必須實現(xiàn)的核心功能，而且系統(tǒng)運行時還有以下特點：1） 保證數(shù)據(jù)訪問的實時性，本質(zhì)上分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個寫密集的系統(tǒng)，寫入耗時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，同一時刻不同節(jié)點的數(shù)據(jù)不保證相同，但經(jīng)過多次同步之后，不同節(jié)點上的數(shù)據(jù)最終保持一致。3）實時緩存數(shù)據(jù)的強一致性，同一時刻不同節(jié)點的數(shù)據(jù)必須保持相同，因為不一致的實時數(shù)據(jù)對操作人員分析判斷不具有任何意義。4）監(jiān)控集群各節(jié)點狀態(tài)。為保證系統(tǒng)有序運行，需要確保系統(tǒng)中各節(jié)點的狀態(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)測的中心化分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如下圖 2-2 所示。

【參考文獻】：
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本文編號：2928875