CRAFT磁体性能研究平台数据归档系统

摘要：

聚变堆主机关键系统的综合研究设施的磁体性能研究平台(Magnet Performance Research Platform,MPRP)是为先进超导磁体实验建立的大型实验平台,其历史数据在海量存储情况下存在检索速度慢的问题.因此,对系统检索速度进行研究并开发了MPRP数据归档系统(MPRP Data Archiving System,MPDAS).MPDAS设计了EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)数据归档插件并采用MongoDB分片和副本集机制搭建高扩展性数据存储架构.为提高数据检索速度,MPDAS借鉴最近最少使用(Least Recently Used,LRU)、使用频率最低(Least Frequently Used,LFU)、先进先出(First In First Out,FIFO)三种传统缓存替换算法核心思想,基于牛顿冷却定律建立数据温度模型并提出一种综合访问时间、访问频率以及存储顺序的多维度特征数据划分算法.根据数据划分算法标识冷热历史数据实现数据分层存储.MPDAS在查询历史数据时优先访问Redis,根据命中结果和数据完整性选择不同的检索策略.系统测试结果表明:MPDAS功能特征满足设计要求,其搭载的冷热数据划分算法相比FIFO、LRU、LFU在热数据库保存1％历史数据量时的Redis命中率分别提升了38.05％、26.91％和11.06％.通过提高热数据命中率能够直接减少数据检索平均响应时间,MPDAS通过量化历史数据热度并进行冷热划分,有效地提升了系统检索响应速度.

关键词：历史数据、MongoDB、热数据、PV、分布式集群

所属期刊栏目：46

分类号：P315.69(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项No.XDB250020200

在线出版日期：2023-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：51-60