在線PSASP的數(shù)據(jù)與模型的管理

在線PSASP的數(shù)據(jù)與模型的管理

1.1主要功能

PSASP處理了大量的數(shù)據(jù)和模型，并具有模型自定義和用戶程序接口功能。

數(shù)據(jù)既有來自SCADA系統(tǒng)的自動化數(shù)據(jù)，也有電網(wǎng)固有的物理數(shù)據(jù)。模型既有常

規(guī)的、為廣大用戶所熟悉的電力系統(tǒng)元器件模型，也有用戶為滿足分析研究需要

而自定義的模型。用戶程序接口則進(jìn)一步豐富了PSASP的接口功能。隨著實時數(shù)

據(jù)庫和量測模型的維護(hù)管理功能的加入，在線PSASP的功能得到了進(jìn)一步的擴(kuò)充。

目前，在線PSASP的數(shù)據(jù)與模型管理功能包括：

一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

一元件公用參數(shù)模型庫

一用戶自定義建模

一用戶程序接口

一實時數(shù)據(jù)庫

一量測模型管理與維護(hù)

1.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

1.1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的定義

在一個電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)元件及其公用參數(shù)的數(shù)據(jù)是該電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

它是電力系統(tǒng)分析計算中最基本且較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，與執(zhí)行什么計算沒有關(guān)系。

對于一個電網(wǎng)來說，輸電線，變壓器，直流線，靜補(bǔ)，發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)器，負(fù)

荷等元件及其相應(yīng)參數(shù)是最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。當(dāng)把這些數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，再加上少量的控

制信息（計算數(shù)據(jù)）即可執(zhí)行各種分析計算。而且在此基礎(chǔ)上，不斷加以補(bǔ)充，可

以應(yīng)用多年。

1.1.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)容

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分為兩個數(shù)據(jù)庫：基本元件數(shù)據(jù)庫和元件公用參數(shù)數(shù)據(jù)庫，由這兩

個庫共同完成電力系統(tǒng)各元件的數(shù)據(jù)描述。每個數(shù)據(jù)庫按元件不同又設(shè)置了若干

個數(shù)據(jù)表。

1.1.1.1基本元件數(shù)據(jù)庫

該庫主要存放輸電線、變壓器，一次設(shè)備（發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、直流、靜補(bǔ)、開關(guān)

刀閘等）和二次裝置（調(diào)壓器、調(diào)速器，PSS等）等系統(tǒng)元件的數(shù)據(jù)。

1.1.1.2元件公用參數(shù)數(shù)據(jù)庫

在基本元件數(shù)據(jù)庫中，其中有些元件，如：發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器（調(diào)壓器，調(diào)速

器，PSS）存在著不同的記錄中含有相同數(shù)據(jù)的情況。因此，把相同的數(shù)據(jù)抽出來，

作為公用參數(shù)庫，為基本元件數(shù)據(jù)庫所共享，這樣可進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)的冗余度。

基本元件和公用參數(shù)兩個數(shù)據(jù)庫所包含的數(shù)據(jù)表及其之間的關(guān)系如下表所

7J\o

基本元件數(shù)據(jù)公用參數(shù)數(shù)據(jù)庫各表

庫各表

母線

隔離刀閘

斷路器

交流線

兩繞組變壓器

三繞組變壓器

移相變壓器

直流線直流線調(diào)節(jié)器參數(shù)

2F電機(jī)參數(shù)

1型調(diào)壓器參數(shù)

發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器型調(diào)壓器參數(shù)

ij號速器參數(shù)

E3力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)參數(shù)

負(fù)荷靜特性參數(shù)

負(fù)荷r

華應(yīng)電動機(jī)參數(shù)

I1型靜補(bǔ)參數(shù)

靜止無功補(bǔ)償器

2型靜補(bǔ)參數(shù)

變電站主接線V-

零序互感

區(qū)域數(shù)據(jù)

1.1.3基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的組織

1.1.3.1母線數(shù)據(jù)庫是首先要建立的基本數(shù)據(jù)

在基本元件數(shù)據(jù)庫中，母線數(shù)據(jù)有如下特點：

①母線是節(jié)點的集合，其它元件均通過節(jié)點與母線相聯(lián)系，如:

發(fā)電機(jī)和負(fù)荷可能通過開關(guān)和刀閘與一個母線相連，簡化計算分析時，發(fā)電

機(jī)和負(fù)荷可以直接和母線相聯(lián)系；

交流線，直流線，兩繞組變壓器，移相變壓器各都與兩個母線相連；

三繞組變壓器與四個母線(其中星形等值電路的中心點也要設(shè)一個母線)相

連；

靜補(bǔ)與一個或兩個母線(若安裝點和控制點不在同一母線上)相連；

變電站主接線是一個或者多個母線的詳細(xì)描述；

零序互感涉及兩條或三條線路；

開關(guān)和刀閘屬于母線一部分，開關(guān)和刀閘的開合將引起母線的分裂與合并；

區(qū)域是母線的集合。

因此，首先要建立母線數(shù)據(jù)，才能建立與該母線相聯(lián)系的數(shù)據(jù)。

②母線數(shù)據(jù)表中的各項數(shù)據(jù)，如：基準(zhǔn)電壓，所屬區(qū)域，斷路器額定短

路容量等，均極少變化。因此，該數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)是很穩(wěn)定的，不需要通過數(shù)據(jù)

組(Group)將其分為幾套數(shù)據(jù)，所以，在該數(shù)據(jù)表中，未設(shè)Group字段。

③對于某種計算(潮流，暫穩(wěn)，短路等)的某種計算方案而言，該方案所

涉及的母線集合由交流線、變壓器、直流線等元件的數(shù)據(jù)組(Group)所確定的

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而定。該計算方案母線集合是母線數(shù)據(jù)表中的一部分。

1.1.3.2數(shù)據(jù)組(Group)字段的設(shè)計和應(yīng)用

除母線外，其他電力系統(tǒng)元件數(shù)據(jù)，都含有一個Group(10個字符)字段，即

數(shù)據(jù)組字段，該字段起著給數(shù)據(jù)分類命名的作用，即將某種元件的數(shù)據(jù)集合分為

若干個子集，數(shù)據(jù)組(Group)即是這些子集的名稱?？衫肎roup字段，將一個

數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)根據(jù)需要合理組織和科學(xué)命名，以便計算時，按指定的Group抽取,

從而起到靈活定義電網(wǎng)規(guī)模結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的作用。

在執(zhí)行各種計算時，需要定義所要計算的方案(Scheme)?一個Scheme是

若干個Group的合集，即Scheme=Groupl+Group2+…+Group30,其交集(重疊)部

分的內(nèi)容由最后的Group決定。例如：

SchemeA=Group1+Group2,如下圖所示：

C^2__^rouPlGroup2^2Z-^

交集C的數(shù)據(jù)由Group2決定。

例如：華中電網(wǎng)的數(shù)據(jù)按如下方式準(zhǔn)備：

交流線和變壓器（雙繞組、三繞組、移相器）數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照所在地區(qū)名

將Group字段分別賦予“河南”，“湖北”，“湖南”，“江西”。

發(fā)電機(jī)和負(fù)荷數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，按地區(qū)和季節(jié)將Group字段分別賦予“河

南”，“湖南”，“江西”，“江西夏”，“江西冬”等。

計算潮流時可定義方案如下:

序號方案名方案內(nèi)容（所含Group及次序）

1“華中全網(wǎng)”“河南”+“湖北”+“湖南”+“江西”

2“江西冬”“江西”+“江西冬”

3“江西夏”“江西，，+“江西夏”

計算時，若選第一個方案（“華中電網(wǎng)”）即是做華中全網(wǎng)的計算；若選第二

個方案（“江西冬”）即是做江西冬季運(yùn)行方式的計算；若選第三個方案（“江西

夏”）即是做江西夏季運(yùn)行方式的計算。

1.3元件公用參數(shù)模型庫

元件公用參數(shù)是為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享而設(shè)計的。在電力系統(tǒng)分析計算，主要是穩(wěn)

定計算中所涉及的一些元件：發(fā)電機(jī)，調(diào)壓器，調(diào)速器，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，負(fù)荷，

直流調(diào)節(jié)器，靜補(bǔ)等。PSASP將其中的一些常用模型，作為固定模型編制在程序

中（其他一些模型可通過用戶自定義方法建立）。又因同一廠家生產(chǎn)的同型號設(shè)

備，其參數(shù)相同。因此系統(tǒng)中所用的這些模型，其參數(shù)有不少是相同的。所以元

件公用參數(shù)的特點是“公用”性。

以基本元件數(shù)據(jù)庫中的發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)為例，每一接有發(fā)電機(jī)的母

線，均需填寫其發(fā)電機(jī)（或等值機(jī)）的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中除有功和無功出力外，還需

填寫：

,同步機(jī)的有關(guān)參數(shù)：X-i,Xd,'a,Xt,'勺,X?—TJ,T-io,T<io,北。，

Tg…

?調(diào)壓器各環(huán)節(jié)參數(shù):

?調(diào)速器各環(huán)節(jié)參數(shù)：K*K、Kp,E,T，J…

?PSS各環(huán)節(jié)參數(shù)：K“，J,K,,4%

對于上述同步機(jī)、調(diào)壓器、調(diào)速器、PSS,若型號和參數(shù)相同，則可共用一組

參數(shù)。為此在發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)中，只填寫同步機(jī)的模型和參數(shù)組號，調(diào)壓

器的模型和參數(shù)組號，調(diào)速器的模型和參數(shù)組號，PSS的模型和參數(shù)組號。根據(jù)

指定模型和參數(shù)組號，再從相應(yīng)元件公用參數(shù)庫中抽取所需的參數(shù)。

元件公用參數(shù)包括以下內(nèi)容：

＞發(fā)電機(jī)參數(shù)

＞1型調(diào)壓器參數(shù)

＞2型調(diào)壓器參數(shù)

＞調(diào)速器參數(shù)

＞電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS參數(shù)

＞負(fù)荷靜特性參數(shù)

＞感應(yīng)電動機(jī)參數(shù)

＞1型靜止無功補(bǔ)償器參數(shù)

＞2型靜止無功補(bǔ)償器參數(shù)

＞直流線調(diào)節(jié)器參數(shù)

1.4用戶自定義建模

1.4.1概述

近年來，隨著電力系統(tǒng)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，新型系統(tǒng)元件不斷投入和系

統(tǒng)控制技術(shù)日益進(jìn)步。顯然，原有程序中的固定模型已經(jīng)不能滿足在電力系統(tǒng)計

算中模擬若干新型元件和各種控制功能的需求。

鑒于此，PSASP設(shè)計了用戶自定義建模方法。所謂用戶自定義建模方法是在

無須了解程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程設(shè)計的條件下，用戶可按自己計算分析的需要，用

工程技術(shù)人員熟悉的概念和容易掌握的方法，設(shè)計各種模型，使其在原則上可以

靈活模擬任何系統(tǒng)元件、自動裝置和控制功能，從而使PSASP在功能上產(chǎn)生了本

質(zhì)的飛躍。

通過用戶自定義建模方法，一方面用戶可建立模型滿足自己的特殊需要；另

一方面PSASP可建立一些通用模型，存放在“系統(tǒng)模型庫”中，使之作為PSASP

的一個組成部分，提供給用戶應(yīng)用，以此不斷充實和發(fā)展PSASP的自身功能。例

如：

VbyV：用某一母線的電壓去控制同一母線或另一母線電壓

VbyQG：用某一發(fā)電機(jī)母線的無功功率去控制同一母線或另一母線電壓

VbyQL：用某一負(fù)荷母線的無功功率去控制同一母線或另一母線的電壓

QijbyV：用某一母線的電壓去控制某一線路無功功率

QijbyQG：用某一發(fā)電機(jī)母線的無功功率去控制某一線路無功功率

QijbyQL：用某一負(fù)荷母線的無功功率去控制某一線路無功功率

PijbyPG：用某一發(fā)電機(jī)母線的有功功率去控制某一線路有功功率

PijbyPL：用某一負(fù)荷母線的有功功率去控制某一線路有功功率

VbyX：用某一線路的電抗(jX)值去控制某一母線電壓

PijbyX：用某一線路的電抗(jX)值去控制某一線路有功功率

QijbyX：用某一線路的電抗(jX)值去控制某一線路無功功率

VbyTk：用某一變壓器的變比(Tk)值去控制某一母線電壓

QijbyTk：用某一變壓器的變比(Tk)值去控制某一線路無功功率

Shift-Ang：給定變比幅值和相角(TkZ0)的移相器模型

Shift-Pij：給定變比幅值(Tk)和某線路有功功率(Pij)的移相器模型

De_Loadbyf：低頻率減負(fù)荷繼電器模型

De_LoadbyV：低電壓減負(fù)荷繼電器模型

HVDC_Model3：考慮直流線路動態(tài)，整流側(cè)功率調(diào)節(jié)器，逆變側(cè)熄弧角調(diào)

節(jié)器，可外加電力系統(tǒng)控制器的直流模型

上述的系統(tǒng)模型，用戶可方便地修改或增加其模型參數(shù)后加以調(diào)用。

1.4.2基本原理

為了實現(xiàn)用戶自定義建模功能，PSASP完成了以下幾方面的工作。

1.4.1.1基本功能框的建立

各種基本功能框是自定義模型的最小組成部分。通過一些功能框的連接裝配,

即可設(shè)計定義用戶所需的模型，稱之為用戶自定義(UD)模型。每一基本功能框，

可根據(jù)輸入量(xl,x2)完成求輸入量y的運(yùn)算，如下圖所示。

y

X2y=f(xi,x2)

圖2T基本功能框的結(jié)構(gòu)

PSASP根據(jù)需要，在程序中設(shè)置了50多個功能框，并可根據(jù)實際需要進(jìn)一

步擴(kuò)充。按性質(zhì)，這些功能框基本上可分為微積分運(yùn)算、代數(shù)運(yùn)算、基本函數(shù)運(yùn)

算、邏輯控制運(yùn)算、線性和非線性函數(shù)運(yùn)算及其他運(yùn)算等類型，可以為潮流和暫

態(tài)穩(wěn)定及其它相關(guān)計算程序所公用。顯然，只要有足夠多的基本功能框，就可以

構(gòu)建所需的模型，完成相應(yīng)的功能。

1.4.1.2輸入和輸出信息的規(guī)定

每個用戶所定義的模型，通過該模型的輸入信息X(xl,X2,)和輸出

信息Y(yl,y2,)與所研究的電力系統(tǒng)連成一整體，如下圖所示。

圖2-2UD模型與電力系統(tǒng)的聯(lián)系

輸入和輸出信息的設(shè)計應(yīng)根據(jù)問題和需要而定，一般應(yīng)該是充足和必要的。

PSASP在潮流程序中，把計算的已知量和有關(guān)的待求量作為輸入和輸出信息。在

暫態(tài)穩(wěn)定程序中，其輸入信息有母線、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、直流線和正、負(fù)、零序網(wǎng)

絡(luò)的有關(guān)變量，輸出信息有發(fā)電機(jī)、直流線的有關(guān)量和切機(jī)、切負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)操作

等。可見，只要程序提供了完備的輸入和輸出信息，就能夠?qū)崿F(xiàn)任何自定義模型

與電力系統(tǒng)的連接。

1.4.1.3模型定義編輯環(huán)境的設(shè)計

模型的定義建立必須要遵從一定的規(guī)則，如：功能框之間的連接關(guān)系，輸入、

輸出信息的接入，參數(shù)的給定等。為此，PSASP提供了既有提示，又有約束的直

觀友好的圖形/文本兩種建模編輯環(huán)境，為用戶正確建立模型創(chuàng)造了條件。用戶

可在上述模型編輯環(huán)境中，根據(jù)給定的基本功能框和輸入、輸出信息建立自己所

需的模型。

1.5用戶程序接口

所謂用戶程序接口(UserProgramInterface,UPI,PSASP/UPI),就是使

PSASP和用戶程序的執(zhí)行模塊，通過接口文件傳遞數(shù)據(jù)，交替運(yùn)行，共同完成一

個計算任務(wù)。這--思路和作法，使PSASP變成一開放的軟件包，一方面其資源可

為其他程序共享，另一方面也為PSASP自身的開拓和發(fā)展創(chuàng)造了非常有利的條

件。

PSASP/UPI的主要功能特性可概述如下：

①用戶可以不受用戶自定義功能框的限制，利用各種語言通過自由編程，

實現(xiàn)某些模型和功能。

②在開發(fā)用戶程序時，可以充分利用PSASP的數(shù)學(xué)模型和功能，從而能夠

大大減少新程序開發(fā)的復(fù)雜性和工作量，并提高用戶程序的可靠性。

③為方便用戶程序的調(diào)試和結(jié)果整理，PSASP/UPI還提供了將用戶程序中

的某些指定量，整理成表格或繪出曲線的功能。

④PSASP/UPI是在PSASP5.1基礎(chǔ)上開發(fā)的，因此具有PSASP5.1的所有

功能。包括用戶自定義功能。

⑤PSASP提供了一些接口變量，以用于用戶自定義模型之間、用戶程序之

間、用戶自定義模型和用戶程序之間的裝配組合。為此，又可以實現(xiàn)積少成多，

由簡單組合復(fù)雜的資源積累和資源共享的目標(biāo)。

⑥PSASP是在DOS和Windows環(huán)境下運(yùn)行的大型電力系統(tǒng)分析軟件，其執(zhí)

行模塊是保護(hù)模式，即所占內(nèi)存大大超過了640KB，且可能還會以虛存方式運(yùn)行。

為了防止用戶程序與PSASP發(fā)生沖突，因此，要求在DOS環(huán)境下用戶程序的執(zhí)行

模塊是非保護(hù)模式，即執(zhí)行模塊（*.EXE）所占內(nèi)存不超過640KB。開發(fā)用戶程序的

工具不限，如：FORTRAN、BASIC、C語言等。

1.6實時數(shù)據(jù)庫

1.6.1概述

實時數(shù)據(jù)庫（以下簡稱RTDB）是運(yùn)行快速能滿足數(shù)據(jù)共享和實時要求的主內(nèi)

存數(shù)據(jù)庫，其中包括基本的電網(wǎng)元件參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及從SCADA系統(tǒng)取得的

遙測和遙信數(shù)據(jù)，是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、狀態(tài)估計和各種在線分析計算的基礎(chǔ)。實時

數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲和讀取速度很快，有利于電力系統(tǒng)在線分析計算速度的提高。

1.6.2實時數(shù)據(jù)庫、狀態(tài)估計和PSASP程序

可用下圖表示三者之間的關(guān)系:

小干擾

潮流

穩(wěn)定

計算

分析

各種計算程序

i'

SCADA/EMS

固定模型庫公用數(shù)據(jù)和

實時數(shù)據(jù)?實時數(shù)據(jù)庫一?基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

模型平臺

用戶自定義

在線拓?fù)浜?/p>

模型庫

狀態(tài)估計L

公用數(shù)據(jù)公用模型

圖2-3實時數(shù)據(jù)庫、狀態(tài)估計和PSASP程序的關(guān)系

1.6.3實時數(shù)據(jù)庫的特點

本項目所開發(fā)的實時數(shù)據(jù)庫具有如下特點：

1）響應(yīng)速度快

測試表明，對于結(jié)構(gòu)為｛stringkey,stringvalue｝的表（機(jī)器內(nèi)存256MB

主頻1.6GHz）：

A插入10萬條記錄：674量秒；

＞提交（commit）：2570毫秒；

＞遍歷10萬條記錄：385毫秒；

A在10萬條記錄中順序查找10次：286毫秒；

＞將10萬條記錄排序：433毫秒；

＞刪除10萬條記錄：65毫秒。

2）數(shù)據(jù)庫定義功能

支持兩種方式的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)定義功能：

＞類標(biāo)準(zhǔn)的SQL腳本定義；

＞按規(guī)范使用C++類頭文件定義。

字段支持多種數(shù)據(jù)類型：

＞字符串類型，可變長度；

＞整數(shù)類型，包括一個字節(jié)，二個字節(jié)，四個字節(jié)的整數(shù);

＞浮點類型；

＞雙精度類型；

＞布爾型；

＞可以是數(shù)組；

＞可以是其他對象的引用；

3）數(shù)據(jù)存儲一存儲控制，并發(fā)控制等

4）數(shù)據(jù)維護(hù)一完整性檢查，安全性檢查等

5）標(biāo)準(zhǔn)化的接口

＞C語言接口

＞C++語言接口

＞標(biāo)準(zhǔn)化SQL查詢接口等

6）跨平臺，支持UNIX和WINDOW操作系統(tǒng)

1.6.4實時數(shù)據(jù)庫的功能

＞支持C/C++；支持兩套編程開發(fā)接口：C接口和C++接口。通常情況下，C++

接口速度優(yōu)于C接口，并且使用方便性也比C接口好。但C接口支持網(wǎng)絡(luò)

訪問。

>XML導(dǎo)入導(dǎo)出；可以將實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到XML文件中，亦可從XML

文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)到實時數(shù)據(jù)庫中。

>支持類SQL查詢；提供一種類SQL的查詢語言，支持基本的SQL查詢。

>初步支持Web查詢；

1.6.5實時數(shù)據(jù)庫的核心開發(fā)技術(shù)

1.6.5.1內(nèi)存分配

內(nèi)存分配和管理是通過位圖頁面(BitmapPage)來實現(xiàn)的。最小的內(nèi)存分

配單元為16個字節(jié)。每16個字節(jié)的內(nèi)存分配量在位圖頁面中體現(xiàn)為1位。系統(tǒng)

保存當(dāng)前記錄所對應(yīng)的位圖頁面和在頁面中的位置。在分配內(nèi)存時系統(tǒng)通過循環(huán)

掃描位圖頁面檢查已經(jīng)分配的內(nèi)存中是否有剩余的空間。掃描過程是：首先從當(dāng)

前位置掃描至當(dāng)前分配的最大內(nèi)存位置，若沒有剩余空間，再從起始位置掃描至

當(dāng)前位置，檢查是否存在釋放的內(nèi)存空間。若當(dāng)前分配的內(nèi)存空間已經(jīng)用完，重

新分配一大塊內(nèi)存。由于大部分對象是順序分配的，采用位圖頁面分配內(nèi)存可以

提高查找的效率、減少修改的頁面數(shù)，減少提交臟頁面的耗時。

內(nèi)存共享是通過Unix或Windows提供的系統(tǒng)函數(shù)實現(xiàn)的。如Windows的

CreatFileMapping創(chuàng)建共享內(nèi)存，MapViewOfFile獲取共享內(nèi)存地址等。

1.6.5.2事務(wù)處理

為了滿足事務(wù)處理的需要，RTDB中維護(hù)了兩個對象索引數(shù)組：當(dāng)前索引和影

子索引。當(dāng)前索引對應(yīng)修改但未提交的狀態(tài)，影子索引對應(yīng)修改前的穩(wěn)定態(tài)。修

改對象時，首先克隆對象，改變當(dāng)前索引使其指向該對象的拷貝，影子索引仍指

向原對象，標(biāo)記位圖頁面中對應(yīng)的位為修改。提交事務(wù)時，數(shù)據(jù)庫檢查對象索引

大小是否增加，若是，重新分配對象索引的影子拷貝，釋放本次事務(wù)中拷貝的對

象，將修改頁面寫到文件以保持同步。最后，將當(dāng)前索引變?yōu)橛白铀饕白铀?/p>

引變?yōu)楫?dāng)前索引。當(dāng)回滾事務(wù)時，將影子索引拷回當(dāng)前索引，取消本次事務(wù)所作

的所有修改。

提交命令涉及磁盤操作。為了避免頻繁的提交造成系統(tǒng)性能的喪失，本文采

用了一種延遲提交的策略。延時提交時，RTDB并不立即提交數(shù)據(jù)，而是延時指定

的時間再提交。這樣，系統(tǒng)崩潰時，只會丟失延時時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)。如果一個

線程在延時提交時間內(nèi)又啟動了一個新的延時提交事務(wù)，則前面的延時提交命令

不執(zhí)行。這樣，RTDB能夠?qū)讉€連續(xù)的延時提交命令合成一個大的事務(wù)，從而增

強(qiáng)了系統(tǒng)的性能。如果在延時提交時間內(nèi)另一個客戶啟動了一個事務(wù)，RTDB將強(qiáng)

迫延時提交命令立即執(zhí)行，并釋放資源給其他的線程。這樣，延時提交不會影響

同時性。

1.6.5.3查詢優(yōu)化

為了提高查詢速度,RTDB采用了兩種索引查詢方法:Hash表和T樹(T-Tree)。

給定關(guān)鍵字的值，前者可以在恒定的時間內(nèi)快速查找到記錄?！窽ree是AVL-Tree

和數(shù)組的結(jié)合，在實時數(shù)據(jù)庫中的地位類似于商業(yè)數(shù)據(jù)庫的B樹(B-Tree),插

入、修改和刪除操作的算法復(fù)雜度為C*log2(N)。T樹比B樹更適用于內(nèi)存數(shù)據(jù)

庫，因為B樹優(yōu)化的是從磁盤調(diào)出的頁面數(shù)量，而T樹優(yōu)化的是比較/移動操作

的數(shù)量。

1.6.5.4對象關(guān)系模型

對象關(guān)系模型是通過一組宏將C++類定義映射成實時數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)定義來

實現(xiàn)的。實時數(shù)據(jù)庫中的表對應(yīng)C++中的類，記