科学研究解决方案

大型装置研发

面向大科学装置的全生命周期数据
管理与分析平台

以一站式平台支撑超大规模时序数据管理与工程分析,助力提升装置可靠性与科研效率

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行业背景

从设备运行到科研数据沉淀:

大型研发装置,如核聚变实验堆、粒子加速器等,是国家战略科技力量的核心体现。这些装置在运行、调试和实验过程中,依赖 EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)这类工业标准控制系统,对数以万计的设备测点(PV)进行实时监控与数据采集,并对海量数据进行深度分析与长期保存,以支持长达数十年周期的科学研究和设备诊断。

对于系统而言,这是一个集超大规模时序数据管理与复杂科学计算于一体的极致技术挑战。

大规模数据采集
依赖 EPICS 标准控制系统,对数以万计的设备测点 (PV) 进行高频实时监控。
复杂科学计算
需进行深度分析以支持长达数十年周期的科学研究和设备诊断。
长期数据保存
海量数据需进行长期保存,数据生命周期管理能力至关重要。
面临挑战
海量数据积累,存查压力大
传统 EPICS Archiver Appliance 采用封闭的 Protobuf 格式存储,数据查询需经中间件解析,响应缓慢。而且存储格式不利于高效压缩,面对 TB/PB 级数据增长,硬件与运维成本急剧上升且分布式扩展能力有限。
分析复杂工程问题能力差
装置运行状态评估依赖于傅里叶变换、小波变换等高级信号处理,传统架构需将原始数据导出至 MATLAB、Python 等外部工具进行分析,流程割裂,耗时费力,无法满足实验过程中快速诊断的需求。
数据生命周期管理能力不足
科研数据的体量非常大,通常在 PB 级别,因此可以将一些历史数据迁移至慢速设备以降低应用成本。但 EPICS 这类传统技术栈通常不支持分级存储,需手动迁移数据, 运维成本高。

DolphinDB 解决方案

对接 EPICS 系统,数据高效存查

  • 无缝对接 EPICS 系统,通过内置函数解析 probuf 这类二进制文件,高效接入海量 PV 数据。
  • 采用列式存储架构,结合 lz4、delta-of-delta、zstd 等高效压缩算法,存储成本可降低至原有方案的 10%。
  • 支持灵活的时间分区、值域分区策略,通过缩小查询扫描范围减少无关数据访问,确保单表承载海量(如万亿行)数据时,仍可实现毫秒级查询响应。

内置高度灵活的工程分析能力

  • 提供丰富的工程计算函数库,如傅里叶变换、小波变换等,支持在数据库内直接对高频波形数据进行信号处理与特征提取,消除数据搬运开销。
  • 支持多范式编程,融合 SQL 的易用性、命令式编程的灵活性、函数式编程的表达力与向量化计算的高性能,将业务逻辑快速翻译为可执行代码。

智能化数据生命周期管理

  • 内置冷热数据分级存储策略、 数据保留策略,支持数据自动迁移与透明访问,大幅降低长期存储成本与运维复杂度。

方案价值

显著降低总拥有成本

通过对海量实验与运行数据的统一管理与精细化利用,大幅压缩长期存储与系统运维成本,避免因数据规模膨胀而被动扩容,使科研数据从高成本负担转变为可持续积累、持续增值的核心资产,整体 TCO 实现数量级优化。

加速科研迭代节奏

使原本依赖离线处理、跨系统协作的分析流程在同一平台内完成,实现实时查询与复杂分析性能的百倍提升。科研人员能够在实验过程中即时验证假设、定位异常、调整方案,大幅缩短从数据产生到结论形成的周期,显著提升科研迭代与工程优化效率。

看看 DolphinDB 如何支撑大型
装置研发的高效试验与迭代
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了解 DolphinDB 如何帮助您:
point无缝对接 EPICS 系统,实现海量数据高效存查
point支撑高频采集下的实时分析、趋势评估与性能对比
point快速开展跨工况、跨阶段的试验数据复盘与关联分析
point实现智能化数据生命周期管理
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