基于倒排索引的铁路供电海量数据集群监控快速查询机制研究
发布时间：2021-10-08 22:55
随着我国高速铁路网规模越来越大,铁路供电系统的智能化程度不断提高,四电设备的综合调度监控系统已逐步应用于高速客运专线供电系统所有重要高、低压回路,供电调度监测系统测控终端数量大大增加。并且高速动车组运行速度和开行频率都远高于普通列车,铁路供电系统运行参数变化频繁,供电调度监测系统测控终端的采样频率也随之提升,使铁路供电综合调度监测系统采集数据信息呈指数级增加。浙赣铁路10kV电力调度监控系统仅2个月获取监测数据量即达300G以上,按此计算,1年监测数据量为1.8T,以服役期15年算,总存储量可达27T。传统的数据处理技术主要通过关系型数据库进行存储管理,存在容量受限且扩展性差的问题,面对千万级以上的海量监测数据查询响应慢易造成调度界面卡屏,影响调度信息的实时处理,严重时甚至可能导致重要报警信息的延迟甚至遗漏,对列车安全产生威胁。因此,迫切需要研究铁路供电调度监测的高效查询响应技术,提出新的海量监测数据的快速处理方法。本文针对铁路供电调度监测系统的快速查询响应问题,搭建铁路供电调度监测分布式集群数据库。该分布式集群数据库基于HBase数据库,面对海量监测数据,拥有远超于传统关系型数据库的...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁路供电系统
铁路牵引供电系统如图2-2 所示。图 2-2 铁路牵引供电系统Fig.2-2 Railway traction power supply system铁路电力供电系统由输电线、配电所和其他电气化设备组成。主要作用为铁路系统中的基础负荷，如照明、信号、列车通信、行车调度等提供电力。铁路电力供电线路一般由一级负荷电力贯通线和自动闭塞线组成，电压等级通常为10kV，供电距离 30-50km。一级负荷电力贯通线为铁路系统沿线的通信信号系统以及调度监测系统提供电力；沿线的车站和区间自动闭塞信号设备由自动闭塞线提供电力。铁路配电系统由低压侧负荷、铁路电力供电线路和相应的配电所组成。铁路配电系统持续为铁路系统的通信信号和调度设备提供稳定的电力，任何突发事故都可能会影响铁路配电系统的正常运行，引起铁路系统通信和调度混乱，甚至威胁到乘客的人身安全。因此，在铁路电力供电系统中采用一主一备的双电源供电模式，保障电力供电系统的安全可靠运行，双电源供电模式如图 2-3 所示。铁路电力供电系统中的双电源供电模式如图 2-3 所示。配电所 A、B 分别位于铁路供电臂的两端，一起为 10kV 电力贯通线及 10kV 自动闭塞线提供电力。两个配电所一个为主供电源，另一为备供电源。当供电线路发生故障时，主供电源的馈线开关会跳闸，此时备供电源会开始向供电线路提供电力，若备供电源启用失败，主供电源尝试合闸，若合闸再出失败，供电系统将通过 10kV 电力贯通线及 10kV 自动闭塞线的电源切换设备对电源进行切换操作，保障铁路系统的通信信号和调度设备安全稳定运行。
图 2-3 双电源供电模式Fig.2-3 Dual power supply mode铁路供电系统不仅有传统电力系统的监控设备多、参数变化快的特点，还具有牵引负荷变化幅度大，冲击性强的特性，所以铁路供电调度监测系统会采集到海量监测数据，导入铁路供电调度监测系统中时会引起系统响应慢甚至卡屏，影响工作效率。由于铁路供电系统影响着铁路系统运行的可靠性和稳定性，海量数据引起的供电调度监控卡顿可能直接导致供电系统关键故障信息的迟报、漏报甚至丢失，威胁行车安全。因此，铁路供电调度监测系统的海量监测数据问题，随着铁路网，特别是高速铁路网的发展日益突出，对铁路供电系统的可靠稳定运行提出了考验。2.2 铁路供电调度监测系统铁路供电调度监测系统是铁路供电系统和铁路系统安全稳定运行与发展的重要保障。随着我国铁路行业的不断发展，铁路供电调度监测系统已逐步应用于
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业大数据分析技术的发展及其面临的挑战[J]. 何文韬,邵诚. 信息与控制. 2018(04)
[2]基于现场数据统计的计算机联锁设备寿命分析[J]. 张放,梁志国,朱晓琳,齐志华. 铁道学报. 2018(06)
[3]基于内存的HBase二级索引设计[J]. 崔晨,郑林江,韩凤萍,何牧君. 计算机应用. 2018(06)
[4]基于HBase的健康大数据平台性能优化及应用[J]. 王勇,尹鹏飞,李娟. 软件导刊. 2017(10)
[5]基于NoSQL数据库的空间大数据分布式存储策略[J]. 李绍俊,杨海军,黄耀欢,周芹. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(02)
[6]变电设备状态监测大数据的查询优化方法[J]. 王德文,李静芳. 电力系统自动化. 2017(02)
[7]基于大数据的铁路信号系统数据存储与分析系统设计与实现[J]. 王伟,廖正宇,张辉,郭栋. 信息网络安全. 2017(01)
[8]内存计算技术研究综述[J]. 罗乐,刘轶,钱德沛. 软件学报. 2016(08)
[9]HBase中基于时空特征的监测视频大数据关联查询研究[J]. 徐爱萍,王波,徐武平. 计算机应用研究. 2017(05)
[10]基于融合数据库的海量传感器信息存储架构[J]. 类兴邦,房俊. 计算机科学. 2016(06)
博士论文
[1]基于云计算的铁路信息共享平台及关键技术研究[D]. 张莉艳.中国铁道科学研究院 2013
[2]铁道电网信息流柔性技术研究[D]. 屈志坚.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]HBase分布式缓存策略的研究与设计[D]. 俞子波.北京交通大学 2017
[2]HBase非主键属性索引方法及实现[D]. 黄璨.南京航空航天大学 2016
[3]基于HBase的大规模数据存储解决方案的设计和实现[D]. 马翠云.山东大学 2015
[4]基于SCADA的铁路电力远动系统几个关键环节的设计与应用[D]. 方小飞.吉林大学 2014
[5]内存数据库在商务智能中的应用[D]. 吴钰彬.厦门大学 2013
[6]内存数据库的研究及其应用[D]. 曹猗宣.北京邮电大学 2011
本文编号：3425129
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁路供电系统
铁路牵引供电系统如图2-2 所示。图 2-2 铁路牵引供电系统Fig.2-2 Railway traction power supply system铁路电力供电系统由输电线、配电所和其他电气化设备组成。主要作用为铁路系统中的基础负荷，如照明、信号、列车通信、行车调度等提供电力。铁路电力供电线路一般由一级负荷电力贯通线和自动闭塞线组成，电压等级通常为10kV，供电距离 30-50km。一级负荷电力贯通线为铁路系统沿线的通信信号系统以及调度监测系统提供电力；沿线的车站和区间自动闭塞信号设备由自动闭塞线提供电力。铁路配电系统由低压侧负荷、铁路电力供电线路和相应的配电所组成。铁路配电系统持续为铁路系统的通信信号和调度设备提供稳定的电力，任何突发事故都可能会影响铁路配电系统的正常运行，引起铁路系统通信和调度混乱，甚至威胁到乘客的人身安全。因此，在铁路电力供电系统中采用一主一备的双电源供电模式，保障电力供电系统的安全可靠运行，双电源供电模式如图 2-3 所示。铁路电力供电系统中的双电源供电模式如图 2-3 所示。配电所 A、B 分别位于铁路供电臂的两端，一起为 10kV 电力贯通线及 10kV 自动闭塞线提供电力。两个配电所一个为主供电源，另一为备供电源。当供电线路发生故障时，主供电源的馈线开关会跳闸，此时备供电源会开始向供电线路提供电力，若备供电源启用失败，主供电源尝试合闸，若合闸再出失败，供电系统将通过 10kV 电力贯通线及 10kV 自动闭塞线的电源切换设备对电源进行切换操作，保障铁路系统的通信信号和调度设备安全稳定运行。
图 2-3 双电源供电模式Fig.2-3 Dual power supply mode铁路供电系统不仅有传统电力系统的监控设备多、参数变化快的特点，还具有牵引负荷变化幅度大，冲击性强的特性，所以铁路供电调度监测系统会采集到海量监测数据，导入铁路供电调度监测系统中时会引起系统响应慢甚至卡屏，影响工作效率。由于铁路供电系统影响着铁路系统运行的可靠性和稳定性，海量数据引起的供电调度监控卡顿可能直接导致供电系统关键故障信息的迟报、漏报甚至丢失，威胁行车安全。因此，铁路供电调度监测系统的海量监测数据问题，随着铁路网，特别是高速铁路网的发展日益突出，对铁路供电系统的可靠稳定运行提出了考验。2.2 铁路供电调度监测系统铁路供电调度监测系统是铁路供电系统和铁路系统安全稳定运行与发展的重要保障。随着我国铁路行业的不断发展，铁路供电调度监测系统已逐步应用于
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业大数据分析技术的发展及其面临的挑战[J]. 何文韬,邵诚. 信息与控制. 2018(04)
[2]基于现场数据统计的计算机联锁设备寿命分析[J]. 张放,梁志国,朱晓琳,齐志华. 铁道学报. 2018(06)
[3]基于内存的HBase二级索引设计[J]. 崔晨,郑林江,韩凤萍,何牧君. 计算机应用. 2018(06)
[4]基于HBase的健康大数据平台性能优化及应用[J]. 王勇,尹鹏飞,李娟. 软件导刊. 2017(10)
[5]基于NoSQL数据库的空间大数据分布式存储策略[J]. 李绍俊,杨海军,黄耀欢,周芹. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(02)
[6]变电设备状态监测大数据的查询优化方法[J]. 王德文,李静芳. 电力系统自动化. 2017(02)
[7]基于大数据的铁路信号系统数据存储与分析系统设计与实现[J]. 王伟,廖正宇,张辉,郭栋. 信息网络安全. 2017(01)
[8]内存计算技术研究综述[J]. 罗乐,刘轶,钱德沛. 软件学报. 2016(08)
[9]HBase中基于时空特征的监测视频大数据关联查询研究[J]. 徐爱萍,王波,徐武平. 计算机应用研究. 2017(05)
[10]基于融合数据库的海量传感器信息存储架构[J]. 类兴邦,房俊. 计算机科学. 2016(06)
博士论文
[1]基于云计算的铁路信息共享平台及关键技术研究[D]. 张莉艳.中国铁道科学研究院 2013
[2]铁道电网信息流柔性技术研究[D]. 屈志坚.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]HBase分布式缓存策略的研究与设计[D]. 俞子波.北京交通大学 2017
[2]HBase非主键属性索引方法及实现[D]. 黄璨.南京航空航天大学 2016
[3]基于HBase的大规模数据存储解决方案的设计和实现[D]. 马翠云.山东大学 2015
[4]基于SCADA的铁路电力远动系统几个关键环节的设计与应用[D]. 方小飞.吉林大学 2014
[5]内存数据库在商务智能中的应用[D]. 吴钰彬.厦门大学 2013
[6]内存数据库的研究及其应用[D]. 曹猗宣.北京邮电大学 2011
本文编号：3425129
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