09b48b07e5
- EIS_README.md: Overall project architecture, data flow, service inventory - zmqp/zmqc_readme: ActiveMQ producer/consumer bridging ICE - zcache_readme: Data cache hub with address mapping and type conversion - zhd_readme: Real-time snapshot persistence to iHyperDB - zinit_readme: DB2-to-shared-memory initialization service - zsub/zudp/zdsf/rcv_readme: Data receiver layer for different on-site protocols
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# EIS — 设备智能监控系统
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## 概述
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EIS（**E**quipment **I**ntelligence **S**ystem / 设备智能系统）是一个面向冷轧机组的工业设备状态监控与预测性维护平台。系统基于宝信 PACE 分布式框架构建，通过 ZeroC ICE 中间件实现进程间通信，以 ActiveMQ 连接外部系统，使用共享内存（内存映射文件）作为实时数据总线，iHyperDB 作为历史数据存储，DB2 作为配置与结果数据库。
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## 系统架构
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┌──────────────────────┐
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│ 外部系统 / Web UI │
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└──────┬───────┬───────┘
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ActiveMQ Memcached
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┌──────────────────────────────┼───────┼──────────────────────────┐
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│ ICE 消息总线 │
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│ ┌───────────────────────────┴───────────────────────────────┐ │
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│ │ 数据接收层 │ │
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│ │ zsub (TCP订阅) zudp (UDP) zdsf (DSF) rcv (L1电文) │ │
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│ └───────────────────────────┬───────────────────────────────┘ │
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│ │ │
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│ 共享内存 (GlobMem) │
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│ ┌───────────────────────────┴───────────────────────────────┐ │
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│ │ 数据处理与缓存层 │ │
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│ │ zcache (缓存转换) zinit (DB→内存初始化) │ │
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│ └───────────────────────────┬───────────────────────────────┘ │
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│ │ │
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│ ┌───────────────┬───────────┴───────────┬───────────────────┐ │
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│ ▼ ▼ ▼ │ │
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│ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌──────────┐ │ │
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│ │ eqpalg │ │ zhd │ │ eqpm │ │ │
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│ │ 设备算法 │ │ 实时历史 │ │ 设备点检 │ │ │
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│ │ 监控引擎 │ │ 数据存储 │ │ 状态管理 │ │ │
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│ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬─────┘ │ │
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│ ├─────┬─────┘ │ │ │
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│ ┌────────┐ ┌────────┐ │ │ │
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│ │ dsm │ │ RICS │ │ │ │
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│ │数据归档│ │规则展示│ │ │ │
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│ └────────┘ └────────┘ │ │ │
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│ │ │ │
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│ ┌────────────────────────────────────┴───────────────────┐ │
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│ │ 消息中间件层 │ │
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│ │ zmqp (生产者) ←── ICE ──→ zmqc (消费者) │ │
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│ │ ↓ ↑ │ │
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│ │ ActiveMQ ──── 外部系统 ──── ActiveMQ │ │
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│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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└───────────────────────────────────────────────────────────────┘
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## 数据流全景
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PLC/传感器 (L1)
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├──→ FDA 服务器 ──TCP──→ zsub ──→ 共享内存 FDA_DATA
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├──→ UDP 广播 ──UDP──→ zudp ──→ 共享内存 PLC_DATA
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├──→ DSF 服务器 ──SDK──→ zdsf ──→ ICE 转发
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└──→ L1 电文 ──ICE──→ rcv ──→ zcache / ztrk / zmtr
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zcache (缓存)
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地址映射 + 类型转换
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共享内存 PLC_DATA
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eqpalg (mon) zhd (快照) ztrk/zmtr
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实时报警监控 iHyperDB 持久化 物料跟踪
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├──→ 报警 → AlarmPoster
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│ ├──→ DB2 T_RULE_RESULT
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│ ├──→ zmqp → ActiveMQ Topic
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│ └──→ CMemQueue
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├──→ 统计累积 → RuleStatShm
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│ └──→ eqpalg (cron) → DAA::STA → DB2
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└──→ 页面数据 → Memcached (RICS 读 DB2 配置)
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eqpalg (task): 按需从 iHyperDB 拉取历史数据 → 拟合/统计 → DB2
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dsm: ZONE10 → iHyperDB 查询 → JSON 文件归档
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eqpm: 产量累积 → 预测检修日期 → Memcached 设备状态
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## 服务清单
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### 设备监控层（eqpalg 体系）
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| 服务 | 目录 | 职责 |
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|------|------|------|
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| **eqpalg-mon** | `eqpalg/` | 实时监控引擎：从共享内存读 PLC 数据，每 20ms 执行规则表达式，产出报警 |
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| **eqpalg-cron** | `eqpalg/` | 定时学习引擎：从 RuleStatShm 读取统计累积，计算置信区间并写回 DB2 |
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| **eqpalg-task** | `eqpalg/` | 单次执行引擎：按需从 iHyperDB 拉历史数据，做拟合/统计/回测 |
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| **RICS** | `RICS/` | 规则信息展示服务：读 DB2 规则配置，格式化为 JSON 写入 Memcached |
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| **dsm** | `dsm/` | 数据存储管理：从共享内存 ZONE10 读配置，查 iHyperDB，归档为 JSON 文件 |
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| **eqpm** | `eqpm/` | 设备点检管理：产量累积计算 + 检修日期预测 + 实时状态遥测解码 |
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### 数据接收层（根据现场选用）
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| 服务 | 目录 | 协议 | 适用场景 |
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|------|------|------|----------|
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| **zsub** | `src/zsub/` | TCP 订阅 | FDA 服务器已部署，标准 PLC 数据采集 |
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| **zudp** | `src/zudp/` | UDP 广播 | 低延迟/广播式数据源 |
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| **zdsf** | `src/zdsf/` | DSF SDK | DSF 数据平台，按命名标签订阅 |
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| **rcv** | `src/rcv/` | ICE (iXcomTCP2) | L1 电文路由分发，通用入口 |
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### 数据处理层
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| 服务 | 目录 | 职责 |
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|------|------|------|
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| **zcache** | `src/zcache/` | 数据缓存中枢：原始二进制 → 地址映射 → 标准化浮点 → 共享内存环形缓冲 |
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| **zhd** | `src/zhd/` | 实时历史数据：共享内存快照 → iHyperDB 批量写入（含自动标签创建） |
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| **zinit** | `src/zinit/` | 数据库初始化：启动时从 DB2 加载配置表/参数到共享内存，运行时缓存遥测 |
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### 消息中间件层
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| 服务 | 目录 | 角色 | 传输方向 |
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|------|------|------|----------|
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| **zmqp** | `src/zmqp/` | ActiveMQ 生产者 | ICE → ActiveMQ Topic（报警/计算结果→外部） |
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| **zmqc** | `src/zmqc/` | ActiveMQ 消费者 | ActiveMQ Queue → ICE（外部指令→内部服务） |
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### 公共库
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| 库 | 目录 | 用途 |
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|----|------|------|
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| `libbase` | `src/base/` | 基础工具（位操作、文件流、时间、ping） |
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| `libglob` | `src/glob/` | 全局服务（BinaryTele 编解码、ConnectionMag DB连接、ProxyMag ICE代理） |
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| `libzlib` | `src/zlib/` | 共享内存管理（MemFix/MemTable/DB2Mem、MemCachedClient、MemVar 全局变量） |
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| `libproxy` | `src/proxy/` | ICE 接口定义（MessageICE、CallBackICE） |
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| `libdao` | `src/dao/` | 数据访问对象（DBMag、MatStructDBAX） |
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| `libdbax` | `src/dbax/` | 数据库表访问扩展 |
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| `libcold` | `src/cold/` | 冷轧业务对象（MatUnit、RollMachine、RollTele） |
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| `libcda` | `src/cda/` | 通用数据访问（报警日志、钢卷数据、调度数据） |
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| `libzcus` | `src/zcus/` | 定制工具（IHDB 读取、规则报警、REST API） |
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| `mix_cc` | `mix_cc/` | 表达式引擎、SQL DSL、iHyperDB API 封装、JSON、共享内存模板 |
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## 关键技术栈
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| 层级 | 技术 |
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| 分布式框架 | Baosight PACE / iPlature |
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| 进程间通信 | ZeroC Ice 3.7 |
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| 外部消息 | Apache ActiveMQ-CPP 3.9 |
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| 实时数据 | 共享内存（Boost Memory-Mapped File、GlobMem） |
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| 缓存 | Memcached (libmemcached) |
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| 历史数据库 | iHyperDB (HD3 API) |
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| 关系数据库 | DB2 (通过 SQLAPI++) |
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| 数值计算 | Eigen3、Armadillo、dlib、mlpack、GSL |
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| JSON | nlohmann/json |
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| 日志 | log4cplus |
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| C++ 标准 | C++11 / C++17 / C++20（各模块不同） |
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## 工程目录结构
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code/
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├── EIS_README.md # 本文件
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├── config/ # 全局配置文件
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│ ├── config.json # DB2/IHDB/SHM/CronTab 配置
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│ ├── dsfconfig.json # DSF 数据订阅配置
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│ ├── zone.cfg # 共享内存区域定义
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│ └── crgs.cfg # 配置注册系统
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├── cmake_include/ # CMake 公共模块
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├── inc/ # 全局头文件
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│ ├── common/ # 公共定义（L2Event、Macro）
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│ ├── glob/ # 全局服务头文件
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│ ├── proxy/ # ICE 接口头文件
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│ ├── zlib/ # 共享内存库头文件
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│ ├── zcache/ # 各服务头文件
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│ ├── ...
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│ └── dbinc/ # DB2 表结构头文件
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├── lib/ # 预编译库 (.a)
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├── src/ # 基础服务源码
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│ ├── base/ # libbase
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│ ├── glob/ # libglob
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│ ├── zlib/ # libzlib
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│ ├── proxy/ # libproxy
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│ ├── dao/ # libdao
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│ ├── dbax/ # libdbax
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│ ├── cold/ # libcold
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│ ├── cda/ # libcda
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│ ├── zcus/ # libzcus
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│ ├── zsub/ # FDA TCP 订阅接收器
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│ ├── zudp/ # UDP 接收器
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│ ├── zdsf/ # DSF 接收器
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│ ├── rcv/ # L1 电文路由
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│ ├── zcache/ # 数据缓存中枢
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│ ├── zhd/ # 实时历史数据
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│ ├── zinit/ # 数据库初始化
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│ ├── zmqp/ # ActiveMQ 生产者
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│ ├── zmqc/ # ActiveMQ 消费者
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│ └── ... # 其他辅助服务
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├── eqpalg/ # 设备算法监控引擎
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├── RICS/ # 规则信息展示服务
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├── dsm/ # 数据存储管理
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├── eqpm/ # 设备点检管理
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├── mix_cc/ # 表达式引擎 / SQL DSL / 工具库
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├── third_party/ # 第三方库
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├── py/ # Python 辅助脚本
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├── script/ # Shell 脚本
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└── TestProject/ # 测试项目
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## 现场部署模式
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根据不同的现场情况，系统支持灵活部署：
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### 标准部署（FDA）
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zsub (TCP订阅FDA) → zcache → eqpalg + zhd
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↓
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zinit (启动时加载DB配置)
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### DSF 部署
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zdsf (DSF标签订阅) → ICE → zcache → eqpalg + zhd
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### UDP 广播部署
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```
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zudp (UDP接收) → 共享内存/ICE → zcache → eqpalg + zhd
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### L1 电文部署
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rcv (L1电文路由) → zcache/ztrk/zmtr → eqpalg + zhd
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数据接收层可根据现场已有基础设施**任选一种或组合使用**，上层 eqpalg/zhd 等消费端不感知数据来源差异。
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## 各服务 README 索引
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| 服务 | README |
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| eqpalg | [eqpalg/eqpalg_readme.md](eqpalg/eqpalg_readme.md) |
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| RICS | [RICS/RICS_readme.md](RICS/RICS_readme.md) |
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| eqpm | [eqpm/eqpm_readme.md](eqpm/eqpm_readme.md) |
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| dsm | [dsm/dsm_readme.md](dsm/dsm_readme.md) |
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| zmqp | [src/zmqp/zmqp_readme.md](src/zmqp/zmqp_readme.md) |
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| zmqc | [src/zmqc/zmqc_readme.md](src/zmqc/zmqc_readme.md) |
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| zcache | [src/zcache/zcache_readme.md](src/zcache/zcache_readme.md) |
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| zhd | [src/zhd/zhd_readme.md](src/zhd/zhd_readme.md) |
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| zinit | [src/zinit/zinit_readme.md](src/zinit/zinit_readme.md) |
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| zsub | [src/zsub/zsub_readme.md](src/zsub/zsub_readme.md) |
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| zudp | [src/zudp/zudp_readme.md](src/zudp/zudp_readme.md) |
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| zdsf | [src/zdsf/zdsf_readme.md](src/zdsf/zdsf_readme.md) |
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| rcv | [src/rcv/rcv_readme.md](src/rcv/rcv_readme.md) |
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||
## 作者
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- Cat (null.null.null@qq.com)
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- 宝信软件（Baosight Co. Ltd.）
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