关于计算机数据库管理研究的论文开题报告
21世纪进入信息高速发展的时代,随着互联网事业的不断发展,计算机数据库技术逐渐为大多数人所接受并广泛使用。下面是学习啦小编为大家整理的关于计算机数据库管理研究的论文开题报告，供大家参考。
关于计算机数据库管理研究的论文开题报告篇一
《 浅析数据库管理技术 》
通常情况下，数据库系统都是一个安全性较高的并且有较强网络安全措施的大型系统。但是，就算是采用了多种方式保驾护航，仍然会有部分病毒通过内网和外网交互的时候进入系统内部，从而威胁到系统的安全。没有完美的系统，数据库也不例外。数据库自身潜在着很多安全风险。第一，数据库系统没有为操作系统提供原版的特性。第二，数据库技术还没有完全成熟，在性能与操作上存在缺陷，甚至会影响到数据库自身的安全性。
数据库管理技术
(1)规范的操作。在数据库的实际应用过程中，由操作应用带来的安全风险，对于计算机数据库安全的影响可以通过规范的操作来加以控制。由数据库操作引发的问题主要表现在计算机病毒的引入、后门程序、操作系统补丁更新不及时。都是由于计算机数据库用户的安全意识和安全管理措施不当导致的。规范对用户的管理可以有效的杜绝此类现象的发生。定期为数据库打补丁。加强用户对于数据库应用的安全意识，做好各种安全防范，保证系统安全。
(2)定期备份。数据库应用系统往往涉及很多重要数据和机密数据。这些数据一旦丢失，后果会很严重。在数据库技术中，备份恢复技术是实现数据库系统安全运行的重要技术。在实际的生产应用中数据库系统免不了发生系统故障、断电等意外，这时如果没有备份，重要数据将遭到损坏。为防止数据丢失、文件损坏，数据库需要做到定期备份。这样，当发生意外导致的数据库故障时，可以利用最新的一次数据备份，将数据库恢复到备份时的状态，以确保数据的完整性和系统的一致性。
(3)提高硬件可靠性。确保硬件设备供电的可靠性，适当准备备用电源。提供多个备用数据库，当主数据库运行的时候，备用数据库记录主数据库的信息。当主数据库发生故障的时候，备用数据库马上启用。保证事物的连续性。还可以准备适当的预留服务器。当设备出现问题的时候可以及时更换到备用数据库上。
(4)用户访问控制。为了充分保证数据库数据的保密性，需要对访问的用户进行认证。以保证系统数据的安全，避免非法入侵。用户认证技术主要依靠数据库连接和HTTP协议两部分，通过判断用户输入口令验证用户的真实性。而对于可以访问数据库的用户们，他们的权限也不完全相同。以oracle数据库为例，可以通过设置各种不同的角色，对不同的角色赋不同的权限。再将不同的角色付给不同的用户，就可以有效的控制不同用户的访问权限，这样做对数据库的分级管理帮助巨大。一般情况下DBA拥有最高管理权限，而对于一般人员，为了避免数据丢失。可以只赋予浏览部分数据的权限。避免普通用户的误操作损害到数据。
数据库管理技术的展望
数据库技术的发展与应用越来越广泛，人们对计算机数据库管理技术的关注度也变得越来越高。数据库管理技术伴随着计算机行业的发展而不断发展。计算机行业中的很多新技术也率先应用到了数据库领域中。从而提高了数据库管理技术。同时数据库理论的研究也增强了数据库的稳定性。数据库管理技术在实际生活中有着这么广泛的应用，必将得到更多的重视。数据库大大便利了人们的生活，有利于数据的管理。数据库管理技术存在的问题随着信息技术的发展也将一一得到解决。
关于计算机数据库管理研究的论文开题报告篇二
《 数据库出版产业的关系分析 》
爱思唯尔科学出版公司是世界范围内最大的科学技术信息多媒体出版商，到目前为止以及与世界上超过500个学会和协会建立了合作关系，其旗下的ScienceDirect、Scopus、EI等数据库都是广受欢迎的学术信息产品。以ScienceDirect全文数据库为例，其现在已有超过2500种的同行认可的高质量期刊和11000多种电子图书，并且有超过900多万的文献资料提供全文服务，内容涵盖了物理、数学、计算机、医学、工程技术、商业管理、社会科学等几乎所有学科领域【4】。施普林格公司创建于1842年，是当今世界上第二大学术期刊出版公司。目前，SpringerLink数据库可访问的期刊种数有1810余种，其中可访问的全文的期刊为1300余种，全文年限最早可以回溯至创刊时期。其期刊的学科范围包括：行为科学、生命科学、商业与经济、化学和材料科学、计算机科学、地球和环境科学、人文社会科学等。威利父子公司(JohnWiley&Sons)是有近200年历史的国际知名的专业出版机构，在化学、生命科学、医学以及工程技术等领域学术文献的出版方面颇具权威性。目前WileyOnlineLibrary上共有超过1500种电子期刊、1万多种在线书籍以及超过400多万的文章可供访问【5】。
美国化学学会成立于1876年，现已成为世界上最大的科技协会。ACS所出版的期刊超过40种，内容涵盖了24个主要的化学研究领域。其期刊被ISI的JournalCitationReport(JCR)评为“化学领域中被引用次数最多的化学期刊”。ACSJournals数据库中内容全面，包含每一种期刊的创刊号到最新一期的所有全文内容，多达11,000期ACS刊物，50万篇以上的文章，2500万页化学信息，日期能够回溯到1879年。英国物理学会成立于1873年，现在全球范围内拥有34000多名会员，通过政府与民间的专家交流成为物理学研究的主要传播者。截止到2009年初，IOP出版45种电子期刊向CALIS集团成员开放，其中42种被SCI收录，40种有影响因子。出版学科包括：应用物理，计算机科学，凝聚态和材料科学，物理总论，高能和核能物理，数学和应用数学、数学物理，等。截止2006年底，英国物理学会在全球范围内拥有3.4万名会员。
美国EBSCO公司是一家具有60多年历史的大型信息服务专业公司，其开发了近100多个在线文献数据库，涉及自然科学、社会科学、人文和艺术等多种学术领域。其中两个主要全文数据库是：AcademicSearchPremier(ASP)和BusinessSourcePremier(BSP)。其中，学术期刊集成全文数据库(ASP)是全球最大的多学科的数据库，收录有关社会科学、人文、教育、计算机科学、工程、物理、化学、语言文学、艺术、医学等领域的4700多种全文期刊，包括3600多种专家评审期刊;其中有100多种期刊回溯至1975年甚至更早。美国ProQuestInformationandLearning公司也是一家著名的数据库中间集成商，其产品AcademicResearchLibrary为综合性学术期刊数据库，收录了2974种综合性期刊和报纸的文摘、索引，其中2020种是全文期刊，被SCI收录的核心全文期刊达到189种。其涵盖的学科包括：商业与经济、教育、社会科学与历史、计算机、科学、工程技术、传播学、法律、军事、医学等领域。可检索到1971年来的文摘和1986年来的全文。
国外期刊数据库供应链上各方关系分析
1供应链上各方关系梳理
图1清楚的表示了一般情况下期刊数据库出版行业信息资源的供需关系，但在实际的市场中，由于数据库出版商性质的不同，各个主体间的关系还存在一定的差异。对于传统出版巨头而言，其本身就拥有众多高水平学术期刊和稳定的作者团队，这样一个有机的利益整体就免除了出版商和期刊社、作者谈判交涉等复杂环节的困扰，使他们在第一时间获取最“新鲜”的学术信息资源，从而在行业竞争中取得领先地位。以爱思唯尔为例，其旗下的两千多种期刊覆盖了社会科学、自然科学、生命科学、医学等32个学科领域，并且这些期刊绝大多数都具有很高的学术水平，确保了其资源质量和竞争实力。施普林格同样如此，其在建立初期就奠定了在农林、医药、工程、法律等学科上的领先优势。这让他们与用户进行价格谈判时多数大获全胜。不仅如此，这些机构还利用自己的先天优势不断开创新刊物兼并优秀期刊或小出版商，从而进一步扩增自己的资源实力，最终形成了以出版巨头为主导行业格局。值得注意的是，在这种关系中单个作者由于需要依托出版集团的顶级期刊和国际平台以增强自己学术成果的影响力，不得不接受版权转让的协议，从而丧失了话语权。与出版巨头走“大而全”的道路不同，科学学会因为针对的只是特定的学科所以采纳的是“小而精”的路线。其将分散在不同国家或地区的科研力量联系起来，一方面增强了该学科的学术交流和影响力，另一方也在向用户出售科研成果议价时获得更为有利的位置。这种由学界牵头形成的组织让信息生产者具有优势地位，出版商在该组织中扮演的是类似销售部门的角色。这种现象在一些较为成熟的大学科上尤其明显。美国化学学会基本上垄断了该学科的顶级期刊，譬如整个化学学科被引率最高的《美国化学会志》和影响因子最高的《化学评论》。在“多学科化学”类期刊销售中，美国化学会出版的期刊总份额达到48.4%，远远高于爱思唯尔的4.6%和施普林格的2.5%，使得其在该学科有着不可撼动的地位【6】。由于这些学会往往垄断了特定学科的优秀学术资源，其与用户讨价还价时也常常采用相对强势的态度。相较于出版巨头和科学学会具有的天然资源优势，数据库集成商在资源获取方面则显得较为不利，其必须与作者、期刊社甚至其他出版商进行频繁的沟通交流，以建立合作关系。与此同时，其必须在资源的广泛化、服务的个性化以及价格的合理化上提升自己的竞争力。而客户关系的经营更是其打入市场，摆脱竞争对手纠缠的重要手段。
2供应链上各方博弈策略分析
下面将以数据库出版商为核心，分别从横向和纵向分析出版商与用户、作者和期刊社以及出版商之间的博弈关系。
(1)出版商与用户之间的博弈。如今，期刊数据库已成为高等院校和科研机构进行学术研究不可或缺的资料来源。面对如此巨大的需求市场，出版商一方面通过提供各种优惠措施和帮助服务吸引新用户试用进而购买自己的产品，另一方面则对自己产品产生依赖的忠实用户不断提价获取巨额利润。
爱思唯尔公司就是运用这种“以退为进”的营销策略的典型。爱思唯尔集团在2000年以低价将自己的数据库产品推入中国市场，当时只要求每个高校用户每年最少订购两万美元的纸质期刊，在此基础上再付费3万美元左右，便可获得ScienceDirect整个数据库的使用权。低门槛战术的运用使得爱思唯尔迅速占领了中国市场。调查显示，仅中国的2500多所大学中，就有80%以上订购了爱思唯尔数据库，大多数高校每年为此花费60多万美元;而中科院系统每年购买爱思唯尔产品的经费总计为600多万美元。当用户产生使用习惯后便开始提价。
据统计，凭借其在国际科技期刊及其全文数据库的垄断地位，爱思唯尔公司对中国用户的购买价格平均每年提高越18%。针对这种不合理的供需关系，早在2007年，由北京大学、浙江大学等全国著名高校代表组成的“中国高等教育文献保障系统(CALIS)”就与爱思唯尔公司进行了价格谈判，但最终宣告失败。2010年9月3日，中国科学院国家科学图书馆馆长张晓林与北京大学图书馆馆长朱强代表国内33家图书馆，在北京发布《致国际出版商的公开信》和《致中国科技文献读者的公开信》，呼吁广大教育科研人员积极支持中国图书馆界抵制个别国际出版商的大幅度涨价。爱思唯尔之所以能在谈判桌上如此强势就在于其产品ScienceDirector已成为中国科研人员使用频率最高的数据库之一，且具有其他同类数据库无法替代的地位。
爱思唯尔科技部中国区总裁张玉国曾表示，每年中国科研工作者全文下载的100篇科技论文中，就有59篇是从爱思唯尔推出的ScienceDirect数据库上下载的。尽管机构用户试图通过联盟的形式来进行抗争，但自己刚性的科研需求无法终止，使得谈判很大程度上沦为一种“道德劝说”，并无法改变议价能力薄弱的尴尬处境。当然，面临数据库出版商不合理的要价，用户并非只有坐以待毙这一条路。此前曾有台湾高校通过对爱思唯尔采取“三不政策”(不投稿、不任编辑、不评论文章)的“联合抵制”策略，最终迫使对方降价的成功案例。2004年，美国斯坦福大学学术委员会在一份决议中，“强烈建议全体教员，尤其是高级教员，不要为漫天要价的出版商和期刊投稿、编辑或审稿”。
同一年，康奈尔大学停订了大约200种爱思唯尔旗下的期刊，决定不再打包购买该公司的产品。用户的反弹对爱思唯尔的要高价的行为起到了一定的遏制作用。不过，整体看来，用户在供应链上还是处于弱势地位。由于数据库出版商往往“捆绑搭售”“整体打包”等方式进行销售，用户不但无法自主选择所需的信息产品，还必须需承担购买多个数据库所带来的重复建设和无用资源建设的费用。
除此之外，也有部分出版商采用会员制、分层定价等方式来进军全球市场。美国化学学会就对研究机构或图书馆等定价较高，会员价格要低很多，为研究机构的15%左右;其在不同地区的价格也不尽相同，网络版会员年定更是在100美元以下。用户想要不被动接受出版商制定的游戏规则，就必须建立起一套有效的机制团结联合起来，增强需求方对市场的影响力。
(2)出版商与作者、期刊社之间的博弈。作者、期刊社与出版商一方面有着相互依存的利益联结，另一方面也存在既合作又斗争的微妙关系。美国化学会2005年修订的对出版期刊版权的规定指出，任何在美国化学会期刊、书籍和其他出版物上发表的文章及其所有权都归美国化学会所有。作者稿件被录用之后必须填写关于版权声明的模板，这使得作者在发表成果的同时也必须一同将网络出权利拱手交出。
学者大多希望能在这些顶级期刊上发表论文以提升学术声望，这反过来更加巩固了这些出版巨头的垄断地位【7】。由于期刊电子化的成本较低，但复制加工出售后却可以获得巨额利润，这也是威利父子公司2007年科技出版部门利润率能达到45.5%的重要原因。但学术界也不愿完全沦为出版商牟取暴利的工具，伸张学术成果应对全民开放共享理念的人士大有人在。出于对不合理的价格政策的不满，1999年以来陆续有爱思唯尔旗下著名期刊的编辑集体辞职。
最早辞职的是《逻辑程序设计杂志》的全体50位编委，在长达16个月的抗议后，他们选择离去，并在一家较低价格的出版社创办了新杂志《逻辑程序设计的理论与实践》。相似的一幕发生在2003年，著名期刊《算法杂志》的编委会集体辞职，创立了《算法汇刊》。最令爱思唯尔头疼的一次辞职发生在2006年，力主降价未果后，数学界顶尖期刊之一《拓扑学》的编委全体递交辞呈。他们投身伦敦数学会旗下，另组《拓扑学杂志》，该刊订价远低于《拓扑学》。2008年，法国巴黎高等师范学校宣布，将历史悠久的《高等师范学校科学纪事》从爱思唯尔手中收回，不再交由其出版牟利。这迫使出版商必须做出战略调整，思考如何与作者和期刊社建立良好的互动关系，并找到企业社会责任与盈利目标之间的平衡点。
由此可见，与期刊社和作者保持良好的互动关系是出版巨头的重要课题。施普林格集团就非常注意作者队伍的培养与维系，其作者团队中有超过150人获得过诺贝尔奖，这些分散在各个学科的学术领军人物正是数据库信息资源质量的最好保证。鉴于国外多数国家对知识产权保护非常严格，而期刊社拥有论文的版权，施普林格专门为此成立了版权部和学术交流部来解决数据库产品的版权问题，这让作者、期刊社与出版商建立起互动的桥梁，为各方都带来了实际利益。与此同时，几乎所有的出版商都在世界各地建立了分支机构或服务联络处，以求增强与一线科研工作者之间的联系，同时密切观察各地该行业发展状况。
国际合作也是出版商拉近与作者、期刊社距离常常采用的措施之一。英国物理学会先后与中国、美国、国际原子能组织等国家地区和国际组织进行合作，创办了数十种国际合作期刊。爱思维尔也与中国学者进行深入的合作，包括2005年启动的中国编委计划、中国作者支持计划以及英文论文润色、论文写作培训和讲座等服务，受到了国内学术界的欢迎。
(3)出版商之间的博弈。兼并收购是各个行业扩展市场份额的重要手段之一，国外学术期刊数据库出版行业也不例外，其奉行的依然是“弱肉强食”的丛林法则，规模效应的在竞争中的优势十分明显。爱思唯尔集团的发展壮大正是伴随着不断的收购与兼并活动。20世纪80年代，马克斯维尔公司(Maxwell)的培格蒙出版社(Pergamon)被爱思唯尔收购，这不仅使得爱思唯尔的出版内容更为丰富，更增强了其在英国市场中的份额。
1990年《柳叶刀》(TheLancet)这本在医学界享有盛誉的期刊纳入爱思唯尔旗下，这让爱思唯尔在医学出版领域的实力更为坚强。除此之外，爱思唯尔集团还融合了里德公司，并收购了美国哈考特(Harcourt)出版集团的大部分产品让其综合实力进一步增强，从而奠定了爱思唯尔行业“巨无霸”的地位。威利父子公司也于2006年并购了英国著名的出版商布莱克维尔，增强了其与爱思唯尔和施普林格这样的强劲对手争夺市场的实力。
而由于一般学术机构订阅经费有限，往往会优先选择涵盖期刊最多的数据库作为采购的对象，这就进一步导致该行业市场被少数出版巨头所把持。出版商在市场中实力的高低如何归根到底是产品和服务的比拼。每个出版商都试图在保持原有优势的同时凸显自身的特色。隶属美国化学会的《美国化学会会志》积极推动文献的网上发表和电子化，使得文章被录用后4个工作日就可上网，这比印刷版本提前3至6周，大大提升了其数据库产品的时效性和竞争力。作为中间集成商的EBSCO公司，旗下AcademicSearchPremier数据库是当今全世界最大的多学科学术期刊全文数据库，几乎覆盖了所有的学术研究领域。
不仅如此，这个数据库提供了8043种期刊的文摘和索引;4591种学术期刊的全文;其中100多种全文期刊回溯到1975年甚至更早;其提供的众多文献是无法在其它数据库中获得的。目前，采用智能移动终端已经可以浏览其数据库的内容。爱思唯尔集团在电子产品和数据库建设方面一直走在行业的最前沿。其于1991-1995年实施的TULIP计划正是后来ScienceDirect数据库大获成功的重要铺垫，并得到了其竞争对手的肯定和认可。而后推出的EI、Scirus、Scopus等数据库产品更是让其获得更多用户的青睐。当面临网络时代关于开放存取、数字资源、电子版权等新兴的问题时，爱思唯尔也早早做好了应对准备。
当然，数据库出版商之间也不是壁垒森严的“零和游戏”。行业内部互通有无，相互合作的案例也时有发生。2009年底，美国EBSCO公司就向爱思唯尔集团收购了“worldtextiles”数据库【8】。尽管这在一定程度上使得EBSCO的实力增强，但仍不足以影响爱思唯尔的霸主地位。这些出版商还会凭借寡头垄断的优势达成潜在的价格联盟，常常对产品价格进行不合理的调涨。除此之外，也有部分出版商会联合起来进行版权斗争，针对网络中散播盗版数字图书资源的网站或个人进行诉讼，维护其核心利益。
讨论
1国外期刊数据库市场模式的利弊分析
国外学术期刊数据库出版行业发展时间相对比较长，已经形成了较为稳定的经营模式和市场格局。这种以寡头企业占据主要地位为特征的行业现状在有着巨大优势的同时也存在着无法避免的缺陷。
(1)优势方面。首先，大型出版集团拥有更强的实力能够将分散的学术资源集成起来，形成高水平高质量的信息产品，便于科研工作的需要。其次，处于企业生存的压力，各个出版商都会不断激励自己进行技术和产品创新，以在市场上谋求一席之地，为该行业的发展注入了不竭的动力。最后，出版巨头将信息生产源头进行整合，形成一个整体，缩短了供应链，降低了信息资源生产和流通的成本。
(2)缺陷方面。第一，出版商寡头对高额利润的贪婪追逐严重危害了用户的利益，也违背了科研工作者发表科学成果的初衷，这不利于世界科学的进步与发展。第二，寡头企业纷纷争夺各种学术信息资源并对客户强行“捆绑销售”，带来信息资源的重复建设和资金浪费。第三，高涨的数据库订阅费用使得科技机构无力承担，阻碍科学研究的进行，最终会严重影响科研产出，进而对该行业的发展带来致命的打击。
2对我国期刊数据库市场建设的思考与建议
我国学术期刊数据库出版行业起步较晚，产业规模较小，存在着市场结构不尽合理、产品同质化过高等问题，在汲取国外行业的相关经验的基础上，应该从以下几个方面着手进行改进：第一，加强政策扶持和直接投资力度，推动科技出版产业的发展，鼓励多元化的出版组织形式。第二，采取有效的市场干预和引导，避免进行寡头垄断局面，维持自由竞争的行业态势。第三，尽快出台相关的法律法规，推动数字知识产权保护，切实维护科技工作者的权益，进而带动该行业的健康向前发展。第四，积极开展开放存取模式的探索，最大程度上去除科学研究资料来源的障碍壁垒。
结语
本文从供应链的视角出发，针对国外学术期刊数据库供应链上各个主体间的关系进行了详细分析，着重探讨了数据库出版商与其他主体间的博弈策略，得到了以下结论：国外学术期刊数据库市场具有被寡头企业把持的特点，出版商巨头凭借其强大的资源和平台在行业竞争与用户谈判时都具有相对优势的地位;另一方面由于出版巨头通过垄断优秀学术资源牟取暴利不仅伤害了用户的利益，也对行业的健康发展带来的不利影响。
关于计算机数据库管理研究的论文开题报告篇三
《 电网调度实时数据库的架构 》
实时数据库系统
传统的实时数据库将实时数据集中存储在一台服务器上，使用者通过实时数据库系统对外提供的访问接口对实时数据操作。分布式实时数据库系统是实时数据库技术与网络技术两者相互渗透和有机结合的结果[6]。分布式实时数据库系统在体系结构上与集中式实时数据库系统有很大的不同，具有数据分布性、逻辑整体性等特点[7]。数据分布性是指实时数据库通过数据分片，将实时数据存储在不同的计算机节点上，使用者不需要关心数据的物理位置分布情况，通过服务器间的数据定位，完成对实时数据的透明访问;逻辑整体性是指这些存储在不同节点的数据在逻辑上是互相关联的，从逻辑上形成一个数据整体。分布式实时数据库采用全局统一管理和区域分片自治管理结合的原则，由系统根据实际需要将数据进行合理的分片，并通过冗余备份、数据同步等手段来保证数据的完整性和一致性。分布式实时数据库结构如图1所示。广域分布式实时数据库系统的数据分布性从局域网内不同服务器上的数据分布，扩展到广域网络内不同系统间的数据分布，各系统上的数据由本地实时数据库管理系统管理，具有高度的自治处理能力，能够自主地完成本地业务。广域分布式实时数据库将分布式实时数据库扩展到广域系统内，它把广域网络内各个独立的实时数据库系统逻辑整合成一体化的大型分布式实时数据库系统，如图2所示。
广域分布式实时数据库体系架构
目前的实时数据库系统一般采用数据集中式存储和处理技术，已不能满足大电网调度中海量数据的实时处理以及分布式存储、广域化全局计算的需求。为了更高效、更稳定地支撑智能调度业务，需要改变现有实时数据库的体系架构，研究和设计适用于广域电网调度的分布式实时数据库体系架构。广域分布式实时数据库系统由分布于广域范围内多套调度系统间的实时数据库系统所组成，通过统一的数据操纵和访问机制，实现对各实时数据库系统数据的透明访问，使得广域分布式实时数据库在使用上可视为一个完整的数据库，而实际上分布在地理分散的多个电网调度系统中。广域分布式实时数据库系统架构采用面向服务的体系结构，自下而上包括文件系统层、数据处理层、网络连接层、数据定位层与应用层，由应用程序接口(API)服务接口、广域实时数据库数据定位系统、系统内实时数据库服务处理系统等组成。广域分布式实时数据库体系架构如图3所示。该架构中，文件系统层的作用包括存放分布式实时数据库实体、处理广域系统间数据冗余备份和数据同步等;数据处理层负责处理具体的数据访问请求和数据发布，以及数据加密和冗余系统间数据同步;网络连接层负责处理系统间数据安全认证，以及局域网络、广域网络连接管理;数据定位层负责广域数据定位、结构化查询语言(SQL)解析，以及广域数据索引的建立和管理;应用层包括电网调度自动化系统各个上层业务应用，应用可以通过调用API接口或SQL来访问实时数据库，访问的方法包括请求应答与订阅发布，是广域分布式实时数据库系统的最终使用者。
广域分布式实时数据库系统架构的关键技术
广域分布式实时数据库体系架构可以解决调度自动化系统中数据存储和访问的瓶颈问题、调度系统间的数据交互与共享问题，提升信息处理、计算、存储和共享的能力，提高系统运行速度和处理能力，更好地为大电网一体化运行服务。该架构的研发需要重点研究和掌握广域数据标识、广域数据分布式存储、广域数据服务定位、广域冗余备份与数据同步、广域数据安全访问等关键技术。
1电网设备唯一标识方法
目前实时数据库系统中设备标识(关键字)仅在本系统内唯一，无法满足广域范围系统内调度系统间的数据分布式存储和共享交互的需求，需要设计一种在广域系统内唯一的关键字实现方法，关键字需要增加标识数据所属区域的信息，用于标识广域分布式实时数据库系统中的系统区域。这样，在整个电网调度自动化系统中，每个设备对应一个广域范围内唯一的设备标识。引入了广域设备唯一标识后，每个子区域的实时数据库只存储本区的记录，从而实现广域数据的分布式存储。另外，这种关键字的设计也可用于数据定位，广域分布式实时数据库系统通过对关键字的解析可以直接定位到该记录所属系统，完成广域数据资源定位。
2电网设备统一命名方法
广域分布式实时数据库系统内各个系统间的数据交互方式除了按设备关键字交互之外，还可以按设备名称交互。按设备名称交互的方式在很大程度上依赖于广域范围内电网设备的规范化命名，保证电网设备名称全系统唯一，这也是整个调度技术支持体系内数据流畅通的基础。广域分布式实时数据库系统中设备的统一命名方法可以参照国家电网公司颁布的《电网设备通用数据模型命名规范》，电网设备命名结构如下：电网.厂站线/电压.间隔.设备/部件.属性。通过这种命名规范，对于一个给定设备名称，可通过“电网”定位到数据所属系统;通过“厂站线”、“电压”、“间隔”、“设备”、“部件”定位到子区域中对应的数据;通过“属性”定位到该数据的属性值。
3实时数据分布式存储技术
广域分布式实时数据库的分布式存储分为2个部分：广域系统间数据分布式存储和局域系统内数据分布式存储。对于前者，为适应调度系统层次化运行管理的现状，可以按照数据物理存储位置不同，将实时数据库中的表进行分布式存储。由于调度系统中对于实时数据库的访问绝大多数是来源于本地，因此，在存储时要把调度系统内的数据都存放到本地，同时可在其他调度系统中建立本系统数据的冗余备份。广域分布式实时数据库的数据表在物理分布上形成一个多层次树状结构。该树的每个结点，对应系统中的一个调度系统的实时数据，该结点的子结点对应下级调度系统的实时数据，父结点对应上级调度系统的实时数据，兄弟结点对应平级调度系统的实时数据。以断路器(breaker)设备表为例，广域分布式存储结构如图4所示。对于后者，可参考MongoDB[8]等分布式数据库的分布式存储方法，选用关键字或者设备统一命名作为分布存储的键值，将数据在各个服务器上按照负载均衡动态透明分布式存储。
4实时数据服务定位技术
广域分布式实时数据库服务的定位系统需要对实时数据传入的实时数据关键字信息进行解析，从给定的信息获取该实时数据所在的区域信息，如果请求本系统内部的实时数据，则可以通过实时数据库本地系统内的局域网获取;如果访问异地系统的实时数据，则先判断出该数据所在的具体系统，通过定位服务获取详细的网络信息，最终从远方系统获取相应数据，使得广域系统内的各个实时数据库系统组成一个类似的“实时数据库云”，在广域范围内实现对实时数据的透明访问。一种可行的广域数据定位实现方法是通过设备关键字或设备名字进行定位。不同系统的实时数据在存储时被标上整个广域系统内唯一的设备标识或设备名称，API接口根据应用传入的设备标识或设备名称快速定位到电网设备所属系统。
5实时数据索引技术
数据库索引是提高数据查询效率的重要途径，目前实时数据库系统中的索引技术有B+树索引和适用于不同用法的HASH索引[9]等。在广域分布式存储的环境下，索引不仅是提高查询效率的手段，也是广域数据快速定位的方法。广域电网设备唯一标识为系统提供按关键字定位的方法，广域设备统一命名为系统提供按设备名称定位的方法，广域分布式数据索引为系统提供按除关键字、设备名称之外的某些属性定位的方法。此外，利用索引技术可以为数据检索建立一种缓冲机制，即建立设备统一命名和广域设备关键字之间的一种缓冲索引。在使用上，应用层采用设备统一命名访问实时库，而不是使用相对晦涩的关键字，实时库底层数据访问采用关键字检索数据。这种访问方法对于应用层程序来说更方便，并且通过缓存索引又能够保证访问的效率。
6实时数据冗余备份技术
在广域系统中，不仅要在系统内不同服务器间构建冗余节点，还要在系统间构建系统级的冗余机制。广域系统间的实时数据库冗余备份技术需要实现2套或多套系统之间单、双向备份。以国调、“三华”电网调度为例，可以采用“1+3”互为备份机制，构建“一体化互备”系统，如图6所示。
7实时数据同步技术
广域系统间的数据同步方式分为实时同步和准实时同步。实时同步要求各个冗余系统之间满足数据的强一致性[10]，这种同步方式容易受广域系统之间的网络环境影响，并会降低各个系统之间的自治性，一般情况下不考虑实时同步方式。准实时同步允许各节点之间的同步异步进行，当某节点发生变化时，其他同步节点可以有一定的时间延迟再同步此变化，这样就可以减少由于异常因素引起的操作失败，提高了系统可用性。根据分布式系统的CAP定理[11]，分布式系统无法同时满足一致性(consistency)、可用性(availability)和分区容忍性(partitiontolerance)。对于整个广域电网调度系统，可用性的保证毋庸置疑;分区容忍性保证某个子系统在断网的情况下系统能够正常使用，这种情况出现频率较高，也需要保证;在保证可用性和分区容忍性的前提下，只能通过采取部分牺牲“一致性”的方法来维持CAP之间的平衡。广域分布式实时数据库系统在每个系统内部不同冗余节点之间的数据同步可以利用目前单一系统内部的同步方式，而冗余系统之间的数据同步在同步方式上选取准实时同步方式，从数据同步的结果上来看，并不要求数据的强一致性，而只是要求数据的弱一致性以及最终一致性[12]。
8实时数据安全访问技术
广域分布式实时数据库为广域系统间多套电网调度自动化系统服务，需要研究广域环境下多套系统间的数据安全访问技术。目前，电网调度自动化系统已构建了3级纵深安全防护体系，不同系统间通过认证装置加密认证访问。广域系统间的数据安全访问应构建于电网调度自动化系统之上，采用加密、授权、认证等技术手段实现广域系统间的数据安全访问。
应用展望
随着特高压互联大电网的建设，电网一体化安全稳定运行的要求越来越高，电网调度广域分布式实时数据库系统的应用有着重要的意义。1)广域分布式实时数据库系统可以满足大电网“一体化”运行的需要。目前，在国/网/省一体化、省/地一体化、地/县一体化等系统的建设中，一体化应用已经体现出巨大的优势，包括一体化状态估计、一体化网络分析和一体化调度员仿真等。广域分布式实时数据库可以为这些一体化应用提供新的实时数据存储和访问方式，使得在多个系统之间实时数据的共享更为快捷和高效。2)广域分布式实时数据库可以满足电网调度系统容灾备份的需要。国内近年来自然灾害频发，这对电网调度系统的冗余互备能力提出了更高的要求。目前各级调度都在加强备用调度的建设，以提高电网调度的容灾能力。广域分布式实时数据库的冗余互备功能能够极大地提高广域范围内调度系统之间的互备能力，从而实现调度系统不受地域限制的应用访问，提高备用系统的可靠性，进而提高整个广域网内电网调度系统的稳定性和安全性。
结语
本文分析了电网调度自动化系统实时数据库只能在一个系统的局域范围提供实时数据服务，无法支持系统间广域范围的实时数据存储和共享的现状，介绍了分布式实时数据库系统的特征，提出了一种适应智能电网发展、满足互联大电网“一体化”运行需要的电网调度广域分布式实时数据库系统架构，讨论了其关键技术，给出了应用示例。本文提出的广域分布式实时数据库系统体系架构在设计上采用面向服务体系结构，是目前实时数据库系统的广域分布式延伸，在广域数据分布式处理上满足调度系统多级管理需求。该架构可以解决各级电网调度自动化系统间实时数据交互和共享问题，提高系统间冗余备份能力，从而提高调度特大电网的能力，保证电网安全稳定运行。
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