为保障核反应堆安全有序运行，控制室操纵员需要通过监控平台持续关注大量仪表数据，对系统可能出现的异常做出快速反应。因此，一个自主、实时、可靠的数据监控平台对保障核反应堆安全至关重要，而监控平台离不开“硬核”的国产数据库支持。本文旨在介绍中国核动力研究设计院如何将 DolphinDB 作为核心组件，搭建控制室人机界面设计组态平台，以满足其实时、可靠的监控需求。
控制室人机界面设计组态平台——“NICE”平台
控制室是操纵员监视和控制反应堆运行的重要场所，良好的人机接口设计是保证控制室发挥作用的前提。为了研制出一款更敏捷、更灵活、更友好的控制室人机界面设计组态平台，中国核动力研究设计院设计所四部研发团队经过近两年的持续投入，自主研发了一款全新的控制室人机界面设计组态平台——“NICE”平台。
专注自主研发，掌握核心技术
“NICE”数字化平台采用 C/S架构，关键代码由中国核动力研究设计院设计所四部团队人员自主编写，部分代码使用开源库，数据库产品选取具有高安全性且排名国产第一的 DolphinDB（参照了国际第三方机构 DB-Engines 时序数据库排名）。
研发团队通过发挥新技术的后发优势，基于原生软件技术，并集成开源软件及成熟商业产品，完全掌握了控制室人机界面设计组态平台的研发能力，打通了从设计到实现的关键环节。
“NICE”平台可以快速完成人机交互界面的设计与组态，实现对全系统的实时监视和控制，并支持海量数据的存储、查询，为实现数据智能化分析奠定基础。其组态软件使用图形组件化思想，用户可专注于图元的设计、逻辑脚本的编写及不同图元的连接关系，简化人机界面软件开发流程，极大减少重复工作；同时，NICE 平台支持软件功能的高扩展，支持以插件方式对功能模块进行扩展，便于先进技术、智能技术的引入和应用。
业务亮点：用 DolphinDB 替换 MySQL，实现百亿行表毫秒级加载
DolphinDB 是一个基于数据库管理系统，支持数据分析、流数据处理的低延时平台，内置强大的编程语言和高容量高速度的流数据处理框架，为海量时序数据的快速存储、检索、分析及复杂计算提供一站式解决方案。
在构建 NICE 平台的过程中，如何实现对海量数据的快速存储查询分析，一直是 NICE 设计团队主要的研发方向之一。随着业务中仪表测点的大幅增多和采样频率的增加，原本基于 MySQL 搭建的旧系统已经无法满足大量数据并发写入、实时查询和聚合计算的需求；同时，在使用仪控设备的过程中，技术人员需要持续关注实时数据，对系统可能出现的异常状态做出快速反应，这对系统的实时数据处理能力提出了很高的要求。经过多轮测试比对，核动力研究设计院研发团队选择用 DolphinDB 替换原有的解决方案。
1. 百亿行表毫秒级查询响应
在使用 DolphinDB 前，中国核动力研究设计院使用一套基于关系型数据库 MySQL 搭建的系统存储秒级时序数据，但在存储1-2天、几千个测点的数据后，整个数据库系统已经彻底无法工作，不能应对数据量剧增情况下的实时查询和及时反馈。而在使用高性能的时序数据库 DolphinDB 后，可以实现百亿行表的毫秒级加载，无论是最新数据还是历史数据，都能实现毫秒级查询响应。这就完全满足了中国核动力研究设计院对实时操作的需求，并且系统非常稳定。在使用最低硬件配置的条件下，使用 DolphinDB 采集1万测点，写入耗时仅在100毫秒之内。
2. 高可用集群便捷部署
DolphinDB 可以实现集群高可用。使用初期，仪控团队成员对 DolphinDB 进行技术预览，仔细研究了数据库特征和技术细节。在 DolphinDB 的技术支持部门的协助下，仅在半个月内就完成了方案部署，实现了原有系统代码向 DolphinDB 的切换以及高可用集群的便捷部署。
3. 强大的分析和建模工具助力仪控
DolphinDB 强大的脚本语言、对标准 SQL 的支持和内置的 1000 多个函数，为仪控团队提供了快速分析和建模的工具，对海量历史数据的分析结出累累硕果，帮助生产和设备工程师优化生产工艺，提升设备维护效率。
展望未来之路
作为国产自研的高性能时序数据库，DolphinDB 助力中国核动力研究设计院研发团队解决了大量数据并发写入、实时查询和聚合计算等难题，实现万级测点毫秒写入，在实际业务中得到了客户认可。在未来， DolphinDB 与中国核动力研究设计院将继续携手共进，并计划加强大数据分析等领域的合作，使业务实现更加即时、准确、高效、智能的决策。
