基于MDSplus的聚变装置实验数据库系统设计

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聚变装置实验数据库系统是聚变实验中存储和管理实验数据的有力工具,是聚变实验装置的重要组成部分。随着聚变实验中的脉冲实验数据的不断增多,以及实验人员对实验数据的访问量与访问需求日益增长,开发操作便捷和数据存储效率高的聚变实验数据库系统对科学管理和应用实验数据具有重大意义。本文首先调研了国内外聚变装置数据库系统,结合目前现有技术,对HL-2A聚变实验装置的特点和数据管理需求进行分析,最终确定了基于MDSplus聚变装置实验数据库系统的开发方案。MDSplus数据库性能稳定、数据格式统一,能更好的帮助实验人员管理聚变实验数据,同时也促进了聚变实验的国际学术交流。本文通过研究MDSplus数据库的数据存储逻辑结构和物理结构,结合其数据访问接口,开发了基于C/S结构的聚变实验数据库系统。该系统在结构上分为两个部分,即实验数据存储子系统和实验数据可视化子系统。两系统相对独立,系统之间通过数据接口传输实验数据,分别实现了数据稳定、高效的存储和多样的数据可视化和访问功能。本文分别对基于MDSplus的聚变实验数据存储子系统和实验数据可视化子系统分别做出详细介绍。数据存储子系统采用C++语言构建了HL-2A实验数据树型结构,并解析采集仪器采集的DAS数据文件,将不同脉冲信号的实验数据和物理信息按照MDSplus数据结构要求存储到对应子节点中,实现了聚变实验数据的统一管理。数据可视化子系统应用Python语言的tkinter、matplotlib等模块实现了实验数据波形图显示、比较和数据提取等功能。通过MDSplus数据接口可以访问到数据库中各类实验数据,并显示其波形图,给实验人员提供了一个直观、便捷的平台应用各类实验数据。目前,聚变实验数据库系统已成功应用到HL-2A聚变装置日常数据管理工作中。实验结果表明,该系统能够在聚变实验数据管理中稳定、可靠的运行,具备良好的实用性。聚变实验数据库系统不仅为今后的交流合作奠定了良好的基础,也为实验人员科学管理和应用实验数据提供了有力帮助。
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