[发明专利]管理时间序列数据库的方法和装置

说明书

技术领域

本发明的各实施方式涉及数据库管理，更具体地，涉及用于管理时间序列数据库(Time Series Database)的方法和装置。

背景技术

随着计算机、数据通信以及实时监控等技术的发展，时间序列数据库已经被广泛应用于例如设备监控、生产线管理、金融分析等诸多方面。时间序列(Time Sequence)是指按照时间顺序排列的测量值的集合，在此可以将存储测量值的节点称为数据点(Data Point)或者数据事件(Data Event)。时间序列数据库是指用于存储这些测量值的数据库。测量值可以包括各种数据，例如在监控桥梁安全性的应用环境中，被采集数据可以包括由特定传感器采集的压力数据和/或压强数据；在天气预报应用环境中，被采集数据可以包括温度、湿度、压力、风力(例如，包括大小和方向)，等等。

相似性搜索(Similarity Search)是指在时间序列数据库中发现与给定的序列模式(Sequence Pattern)相类似的序列。时间序列数据库通常包括海量数据，并且不断地由新近的测量值来实时地更新该数据库。例如，在监控桥梁安全性的应用环境中，在桥梁上可能部署有数万个传感器分别用于实时地测量温度、湿度、压力、风力。当以例如1秒甚至更高的频率来更新数据库时，将产生巨大的数据量。因而，如何针对其中数据量急速膨胀的时间序列数据库进行相似性搜索，成为目前数据库领域的一个研究热点。

目前已经开发出用于加速相似性搜索的技术方案，这些技术方案提出了通过首先返回候选集，继而通过在时间序列数据库中验证候选集中的候选项来缩短查询时间。然而候选集通常包括过多的候选项，逐一验证候选项这一步骤将会产生大量的数据I/O开销并占用大量时间。

随着时间序列数据库在各行各业中的广泛应用，数据库的提供者、管理者和终端用户都越来越关注于数据查询的效率。因而，如何进一步降低相似性搜索中对于各种资源的开销成为一项亟待解决的问题。

发明内容

因而，期望开发一种能够在时间序列数据库中进行快速查询的技术方案，期望该技术方案能够降低对时间序列数据库进行查询时涉及的各种资源的占用，进而提高相似性搜索的效率。进一步，还期望可以在尽量不改变现有时间序列数据库的情况下实现该技术方案。

在本发明的一个方面中，提供了一种针对时间序列数据库中的时间序列建立索引的方法，包括：基于滑动窗口将时间序列数据库中的时间序列划分为多个子序列；针对多个子序列建立空间索引，空间索引用于定义多个子序列中的子序列在时间序列中的空间位置；以及针对多个子序列建立内容索引，内容索引用于定义多个子序列中的子序列的内容范围。

在本发明的一个方面中，针对多个子序列建立内容索引包括：将多个子序列中的子序列映射至与子序列的内容范围相对应的符号值。

在本发明的一个方面中，还包括：将与多个子序列中的子序列相对应的符号值存储为与空间索引相关联的元数据。

在本发明的一个方面中，提供了一种在时间序列数据库中进行查询的方法，包括：基于针对时间序列数据库中的时间序列的空间索引，在时间序列数据库中的时间序列中搜索与一查询序列相对应的空间位置；基于针对时间序列数据库中的时间序列的内容索引，获取在所搜索的空间位置处的子序列的内容范围；以及响应于所获取的内容范围与查询序列的内容范围相一致，输出所搜索的空间位置处的子序列，其中空间索引用于定义时间序列的子序列在时间序列中的空间位置，内容索引用于定义时间序列的子序列的内容范围。

在本发明的一个方面中，内容索引包括：与时间序列的子序列的内容范围相对应的符号值。

在本发明的一个方面中，与多个子序列中的子序列相对应的符号值被存储为与空间索引相关联的元数据。

在本发明的一个方面中，还提供了用于针对时间序列数据库中的时间序列建立索引的装置、在时间序列数据库中进行查询的装置、以及管理时间序列数据库的方法和装置。

采用本发明所述的方法和装置，可以在尽可能地少改变现有时间序列数据库配置的情况下，针对时间序列数据库中的时间序列建立索引，并且还可以基于该索引来降低相似性搜索的时间开销，进而提高数据查询的效率。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示意性示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图；