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国产数据库全栈替代创新实践:自主可控技术体系构建与质量效能提升

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-05-26 09:37:18

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 何永君 | 2025-05-26 09:37:18

该成果通过开展信息技术国产化应用实践获得了2项发明专利授权,创造性地解决了数据库重建、数据迁移、数据强一致性等重大核心业务系统数据库国产化的关键技术难题,形成了信息系统数据库国产化替代的成套解决方案。在国网陕西电力的用电信息采集系统、企业级量测中心等核心业务系统的改造建设工作中进行了应用,成为“国网第一家”用国产高斯数据库彻底替代了用电信息采集系统的非国产Oracle数据库,迈出了国网公司“去O”的第一步;建成了国网第一个全栈国产化的企业级量测中心,成效显著。在为业务应用提供高效数据服务的同时,也提供了极大的经济效益。特别是在用电信息采集系统数据库国产化实践中,直接节约授权费用424万元,降低运维成本约100万元/每年,系统整体性能提升70%以上,稳定支撑全省2300万电表数据的入库时间从1小时缩短至了10分钟。企业级量测中心满足了每天3.1万亿条消息数据的实时接入。该成果是新质生产力赋能信息技术及数字化底座自主可控的重要实践,提高了信息系统的安全稳定运行水平,破解了技术“卡脖子”难题,在行业内有口皆碑,已经形成了示范效应。

1、创造了国网系统内两个“第一”。成功完成重要信息系统(用电信息采集)数据库国产化替代,这在国网系统内是第一次,国网陕西电力是第一家成功实践的单位。2、研制出了非国产数据库的语义语法兼容替代和经验证可复制的数据库国产化替代实践成套方案。攻克了出了兼容替代难题,完全兼容非国产数据库的语法、语义、内置包、驱动、应用生态等,可实现Oracle /Mysql等应用较广的非国产数据库的一键转义和平滑替代。通过在重要生产信息系统中实践,鉴于其普适性强、实施难度低等特点可广泛应用于所有行业单位开展信息系统数据库国产替代实践。3、提炼出了一套国产关系型数据库的高性能大规模并行处理架构和并行查询优化器的动态优化方法。该成果构建了一种弹性、可扩展的大规模并行处理架构,通过自适应的数据负载均衡方法,解决了非国产数据库架构部署能力的不足,提升了国产数据库的数据扩容和负载性能;同时通过机器资源、读写IO性能、内存、增量数据等建立基于大规模并行处理(MPP)架构和CBO(基于代价)的负载均衡的动态研究优化查询方法基于机器学习的CBO动态优化模型。

(一)加速成果转化,积极推广应用加速数据库国产化替代国网陕西信通公司将积极借鉴实践成果,大力推广应用,推动其他业务系统开展数据库国产化替代。同时将全面公开相关成果与各兄弟单位、各行业单位共享共用,共同推动关键信息技术及产品国产化改造应用,助力新型电力系统建设和数字化转型。(二)深化技术研究,探索信息系统全栈国产化适配实践国网陕西信通公司将在已取得数据库国产化关键技术突破成果的基础之上接续奋斗、继续努力,持续在国产操作系统、国产芯片服务器等方面开展攻关,争取更大成果,为高质量开展信息系统全栈国产化实践夯实基础、破解难题、提供方案,助力信息系统高水平实现自主可控,支撑安全稳定运行。

国网陕西信通公司“生产创新团队”依托信息运维中心信息平台班成立于2019年5月。团队打破专业壁垒,秉持“数字化助力提质增效”的工作理念,按照“强基固本、守正创新”的工作思路,紧盯做好信息运维工作总目标,不断提高自身实力做强做牢信息系统基础软硬件资源平台支撑、做精做细信息系统应用程序和数据库系统服务运行保障。为信息系统的业务用户提供了持续稳定可靠的信息系统应用服务,为省公司各专业工作的开展提供了坚强的数字化支撑保障。

(一)经济效益突出 在进行数据库国产化改造之后,以用电信息采集系统的数据规模计算,采用国产高斯数据库比Oracle数据库直接节约授权费用424万元以上。在该成果的实践过程中培养出了一批专业技术人员,增强了“自己干”的能力,降低运维成本约100万/年。(二)管理成效显著该实践成果在国网陕西电力的用电信息采集系统、企业级量测中心等核心业务系统的改造建设工作中进行了应用,成为“国网第一家”用国产高斯数据库彻底替代了用电信息采集系统的非国产Oracle数据库,迈出了国网公司“去O”的第一步;建成了国网第一个全栈国产化的企业级量测中心,成效显著。目前,用采系统数据库国产化替代之后运行稳定,支撑用户2000余万,数据服务支撑高效。如图9所示,整体数据链路实时性由1小时提升至10分钟,性能提升6倍;全库统计时长由1小时6分钟缩短至6分钟,性能提升11倍;数据入库时长由6小时缩短至17分钟,性能提升21.3倍;前端查询性能响应时长小于3秒,实现了单线程数据传输业务峰值突破每秒1000条,千万级库表关联查询业务达到每秒100个请求3秒内响应;企业级量测中心满足了每天3.1万亿条消息数据的实时接入,有力支撑了业务应用。(三)社会效益彰显 在当前国际大环境下,进行国产化数据库软件替代,掌握自主技术、掌握核心技术、实现自主可控,避免出现“卡脖子”问题对于加快数字化转型,实现高质量发展具有深远意义。并且该成果通过实践证明国产数据库软件“行”,并不比别人差,完全能够满足业务需求和生产实际,而且更安全。(四)技术成效卓著通过国产数据库全栈替代创新实践,构建了自主可控技术体系,取得了2项发明专利,实践案例被写入由清华大学李国良教授主编的《高斯数据库关键技术原理与行业实践》一书,形成了一套经过实践验证可复制的信息系统数据库国产化替代的成套解决方案,在支撑国网陕西电力开展信息系统数据库国产化替代的同时也为其他单位开展国产化实践提供了参考方案,技术门槛低,极具推广价值。

针对核心技术成果,团队拟通过合理的流程与协议,转让给有需求且具备相应承接能力的单位或企业。在转让过程中,会确保技术资料的完整性交接,并提供必要的技术指导,帮助受让方快速掌握技术要点,使其能顺利应用于实际生产或业务拓展中,实现技术价值的最大化发挥。对于有意向共同发展的合作伙伴,团队积极愿意以技术入股的形式参与合作项目。凭借先进且成熟的技术成果,为合作单位注入强大的技术动力,共享收益、共担风险,在新的合作平台上进一步拓展技术应用的边界,推动技术与市场更深度融合,助力企业提升竞争力,实现互利共赢。团队将秉持开放合作的态度,积极寻求技术合作机会。无论是联合开展技术研发,还是针对特定项目进行技术应用合作,都期望能与合作方优势互补,整合各方资源,共同攻克技术难题,优化现有技术方案,加速技术的迭代升级,让合作成果在更广泛的领域发挥作用。团队能通过项目基金支持的形式确保成果转化的各个环节得以顺利推进。团队希望成果转化能够聚焦于所在行业及关联产业,优先向那些对信息技术国产化有迫切需求的领域倾斜,比如更多电力相关企业以及其他能源行业等,助力其实现关键信息系统的自主可控,提升整体的数字化水平。目标是在短期内,能在一定范围内形成示范效应,吸引更多单位跟进采用;长期来看,推动整个行业信息技术的国产化进程,打破国外技术垄断,让自主创新的技术成果成为行业发展的核心支撑,在保障信息安全的同时,促进产业高质量发展。