調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

何 攻

（重慶市電力公司 重慶電力調(diào)度控制中心，重慶 400014）

調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

何 攻

（重慶市電力公司 重慶電力調(diào)度控制中心，重慶 400014）

通過(guò)分析國(guó)網(wǎng)重慶市調(diào)在報(bào)表報(bào)文工作上的實(shí)際，提出了數(shù)據(jù)報(bào)表工作中的典型問(wèn)題。通過(guò)針對(duì)性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、報(bào)表生成、自動(dòng)報(bào)送四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)行調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)的全新設(shè)計(jì)。給出了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的流程、總體軟硬件架構(gòu)以及具有代表性的靈活任務(wù)工作流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后的實(shí)際工程實(shí)踐表明，需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到和超過(guò)了預(yù)期效果，運(yùn)用該系統(tǒng)能顯著減輕重慶市調(diào)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

電力調(diào)度，數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引言

在電力系統(tǒng)科學(xué)和技術(shù)飛速發(fā)展的今天，不論是生產(chǎn)單位、管理部門還是科研院所，對(duì)電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)的需求都比以往更多。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里，受各種因素制約，如電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸水平的參差不齊、設(shè)備老舊故障、網(wǎng)絡(luò)隔絕、信號(hào)干擾等原因，以及調(diào)度系統(tǒng)人工校驗(yàn)篩選數(shù)據(jù)工作的低水平高強(qiáng)度勞動(dòng)和人為失誤，數(shù)據(jù)的及時(shí)性和可靠性，數(shù)據(jù)歸檔后的統(tǒng)一性和查閱便捷性都存在非常大的困難。其中，數(shù)據(jù)源的采集部分和調(diào)度數(shù)據(jù)的整理和報(bào)表生成部分都存在著類似物流“最后一公里”的短板和問(wèn)題，這些問(wèn)題出現(xiàn)在一線，易被忽略。

為解決電力調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送問(wèn)題，本文以重慶電力調(diào)度控制中心（以下簡(jiǎn)稱重慶市調(diào)）調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送為研究對(duì)象，按照電力系統(tǒng)的客觀規(guī)律和系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)工程的方法來(lái)進(jìn)行電力調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

本研究對(duì)象為重慶市調(diào)，其調(diào)度數(shù)據(jù)的采集涉及電網(wǎng)運(yùn)行的各個(gè)方面，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，其包括以下主要內(nèi)容：電廠發(fā)電生產(chǎn)情況（包括供電公司管理小電廠和托管電廠）、火電煤情信息、水電水情信息、省間聯(lián)絡(luò)線交換電力情況（計(jì)劃和臨時(shí)）、調(diào)度發(fā)電用電計(jì)劃情況（日、周、月）、地縣調(diào)發(fā)電用電情況、氣象信息、檢修工作情況、事故情況、其他重要事件等。

研究開(kāi)始后，對(duì)重慶市調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送情況進(jìn)行了情況統(tǒng)計(jì)，其中包括45個(gè)日?qǐng)?bào)表、6個(gè)周報(bào)表、1個(gè)月報(bào)表，按其調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送的工作時(shí)間可以分為夜間報(bào)表、晨間報(bào)表和午間報(bào)表三大類：① 夜間報(bào)表（一般在夜間當(dāng)日23點(diǎn)工作開(kāi)始，至次日3點(diǎn)前工作結(jié)束）；② 早間報(bào)表（當(dāng)日6點(diǎn)半工作開(kāi)始，8點(diǎn)前工作結(jié)束）；③ 午間報(bào)表（當(dāng)日12點(diǎn)左右開(kāi)始，13點(diǎn)前工作結(jié)束）。

在2012年夏季迎峰度夏期間，市調(diào)報(bào)送報(bào)表數(shù)量猛增，特別是周報(bào)數(shù)據(jù)工作難度顯著增大。調(diào)度生產(chǎn)管理人員和調(diào)度人員發(fā)現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送已經(jīng)成為一個(gè)影響電網(wǎng)安全運(yùn)行和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的大問(wèn)題。

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，影響報(bào)表工作的問(wèn)題集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：① 電話報(bào)送項(xiàng)目多；② 重復(fù)查找的系統(tǒng)多，手工計(jì)算量大；③ EBS（TMR）生成時(shí)間晚；④校核手段原始且效率低；⑤ 錯(cuò)誤數(shù)據(jù)糾正量大；⑥ 手工填寫數(shù)據(jù)量大；⑦ 缺少上傳下達(dá)的有效手段；⑧ 系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)常處于缺失的境況。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述問(wèn)題，進(jìn)行了針對(duì)性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)從總體上看是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、報(bào)表生成、報(bào)表發(fā)送四大功能模塊構(gòu)成，這四大功能模塊又分別由多個(gè)小模塊構(gòu)成，如圖1所示。① 數(shù)據(jù)采集。主要有直接從MIS、PI3000和D5000、水調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)中采集相應(yīng)數(shù)據(jù)、從Ftp服務(wù)器獲取計(jì)劃文件、遠(yuǎn)程人員Web報(bào)送、短信報(bào)送等方式。其中，人工報(bào)送數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)前置校驗(yàn)程序。② 數(shù)據(jù)校驗(yàn)。數(shù)據(jù)校驗(yàn)部分是本系統(tǒng)的核心功能模塊，對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源的數(shù)據(jù)綜合分析處理，篩選出可靠數(shù)據(jù)作為報(bào)表最終采納的有效數(shù)據(jù)。此外，對(duì)于多個(gè)數(shù)據(jù)還要按照某個(gè)設(shè)定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行最終的采納認(rèn)定。③ 報(bào)表生成。按需生成各種形式的報(bào)送文件。報(bào)表的主要形式有Excel、PowerPoint、Word、國(guó)家電網(wǎng)專用E文件格式、純文本短信信息等。報(bào)表生成的難點(diǎn)是如何靈活適應(yīng)報(bào)表文件的內(nèi)容變化，所以高效快捷開(kāi)發(fā)新報(bào)表，將是本系統(tǒng)應(yīng)完成的核心功能之一。④ 自動(dòng)發(fā)送。按需自動(dòng)完成各種報(bào)表的報(bào)送。報(bào)送途徑主要有FTP上傳、OA發(fā)送、Email發(fā)送、手機(jī)短信發(fā)送、發(fā)送到公司MIS系統(tǒng)等，報(bào)送接口設(shè)計(jì)的應(yīng)保持代碼的高度復(fù)用和任務(wù)的可配置。以上四個(gè)模塊具體地完成了整個(gè)業(yè)務(wù)流程，缺一不可。報(bào)表發(fā)送任務(wù)依賴于報(bào)表生成，報(bào)表生成依賴于數(shù)據(jù)校驗(yàn)，數(shù)據(jù)校驗(yàn)依賴于數(shù)據(jù)采集。任務(wù)流的設(shè)計(jì)就是按照這種依賴關(guān)系，依次層層觸發(fā)，最終完成業(yè)務(wù)流程。

圖1 調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本系統(tǒng)的內(nèi)部總體架構(gòu)，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

人工制作報(bào)表工作模式：用戶通過(guò)直接訪問(wèn)其他系統(tǒng)獲取文件和數(shù)據(jù)，然后人工對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后形成報(bào)表文件，再通過(guò)OA、Email、FTP等形式發(fā)送出去。

設(shè)計(jì)的系統(tǒng)工作模式：在圖2所示的系統(tǒng)總體架構(gòu)圖中，用戶通過(guò)瀏覽器和Apache服務(wù)器進(jìn)行交互，Apache負(fù)責(zé)所有靜態(tài)頁(yè)面服務(wù)工作，收到用戶請(qǐng)求后，Apache通過(guò)JK將用戶的請(qǐng)求發(fā)送到Tomcat服務(wù)器中，Tomcat服務(wù)器再通過(guò)JMS與自主開(kāi)發(fā)的ReportServer服務(wù)進(jìn)行交互。而ReportServer主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、存儲(chǔ)，報(bào)表生成、存儲(chǔ)、發(fā)送等絕大部分事務(wù)。因此ReportServer的實(shí)現(xiàn)是本系統(tǒng)的主要工作重點(diǎn)。ReportServer要承擔(dān)紛繁復(fù)雜的各種任務(wù)，且要提供靈活的可擴(kuò)展性，其內(nèi)部架構(gòu)的先進(jìn)合理就顯得尤為重要。

2.2 系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)

2.2.1 開(kāi)發(fā)工具與程序：

開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：JAVA；軟件開(kāi)發(fā)工具：Eclipse；服務(wù)器平臺(tái)：Linux （CentOS 6.3）；Web服務(wù)器：Apache；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)端：MySQL；數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具：HediSQL；JAVA運(yùn)行容器：Tomcat；源代碼管理：SVN；Web框架：Struts2；數(shù)據(jù)訪問(wèn)層框架：Hibernate；Office文件解析：Apache POI。

設(shè)計(jì)系統(tǒng)全程采用免費(fèi)開(kāi)源的工具和軟件平臺(tái)，可有效降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本并確保了安全性。

2.2.2 硬件架構(gòu)

硬件架構(gòu)（見(jiàn)圖3）：不中斷服務(wù)技術(shù)，雙機(jī)三IP，雙機(jī)守候預(yù)警。

圖3 雙機(jī)高可用結(jié)構(gòu)圖HA

兩臺(tái)服務(wù)器都安裝雙網(wǎng)卡，A服務(wù)器作主機(jī)，其中一張網(wǎng)卡配置IP接入Ⅲ區(qū)內(nèi)網(wǎng)，另一張網(wǎng)卡做雙機(jī)對(duì)聯(lián)以主備方式運(yùn)行。

雙機(jī)通過(guò)對(duì)聯(lián)線相互發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)方機(jī)器的健康狀態(tài)，并將主運(yùn)行IP自動(dòng)配置到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的服務(wù)器上。

如果主機(jī)檢測(cè)到從機(jī)工作異常，就通過(guò)短信系統(tǒng)通知管理員修復(fù)，如果從機(jī)檢測(cè)到主機(jī)工作異常，將立即把從機(jī)切換為主機(jī)，主機(jī)切換為從機(jī)。

由于采用DRDB動(dòng)態(tài)同步的磁盤存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，以上的主從切換完全是平滑地瞬間完成，整個(gè)過(guò)程對(duì)于最終用戶是完全透明的。

2.2.3 軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)：不中斷服務(wù)技術(shù)，雙Web服務(wù)端。

為了提高滿足需求的不斷變化，對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展和修改，就需要經(jīng)常性的對(duì)程序進(jìn)行更新。同時(shí)，為了不在更新系統(tǒng)程序時(shí)影響用戶使用，就采用了雙Tomcat內(nèi)核結(jié)構(gòu)，并通過(guò)JK進(jìn)行切換。

2.3 靈活任務(wù)工作流結(jié)構(gòu)

從需求分析得知，采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源較多，需要生成的報(bào)表文件種類繁多，報(bào)送出去的目標(biāo)系統(tǒng)也各不相同，因此需要設(shè)計(jì)一套結(jié)構(gòu)合理的、靈活的任務(wù)工作流，以適應(yīng)完成各種工作。

首先定義任務(wù)的數(shù)據(jù)模型。每個(gè)任務(wù)都定義一個(gè)編號(hào)和名稱，同時(shí)每個(gè)任務(wù)都對(duì)應(yīng)程序中的某一個(gè)類文件，這些類都實(shí)現(xiàn)了ITask接口，ITask接口主要有一個(gè)Run方法。

public interface ITask {public abstract String Run（Object parm）；}

當(dāng)在ReportServer中觸發(fā)某任務(wù)時(shí)，程序內(nèi)部就靠反射算法找到對(duì)應(yīng)的類，并使用該類實(shí)例化出一個(gè)任務(wù)對(duì)象，最后調(diào)用該對(duì)象的Run函數(shù)來(lái)運(yùn)行該任務(wù)。

定義任務(wù)的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 任務(wù)的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)

當(dāng)某任務(wù)被要求執(zhí)行時(shí)，就先查詢是否有相關(guān)的依賴任務(wù)需要執(zhí)行，如果有就先行執(zhí)行該依賴任務(wù)，同時(shí)被依賴的任務(wù)也會(huì)檢測(cè)自己是否也有需要依賴的任務(wù)，如此循環(huán)，需要采用遞歸算法實(shí)現(xiàn)。任務(wù)依賴執(zhí)行的流程圖如圖5所示。

圖5 任務(wù)依賴執(zhí)行流程圖

以上設(shè)計(jì)確保了任務(wù)定制的靈活性和任務(wù)流定義的靈活性，每當(dāng)有新報(bào)表需要做時(shí)，只需要在數(shù)據(jù)庫(kù)添加一條記錄，做好相關(guān)的定義，并定義出制作該報(bào)表需要的前置依賴任務(wù)。

3 結(jié)論

3.1 工程完成情況

在設(shè)計(jì)完成后，系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施自2012年11月下旬正式開(kāi)始工程實(shí)施。12月1日完成首個(gè)子模塊（電煤采集計(jì)算報(bào)送模塊）建設(shè)和實(shí)際使用。之后各模塊陸續(xù)投入測(cè)試和實(shí)用，最終于2013年2月14日完成系統(tǒng)所有模塊的建設(shè)、調(diào)試和實(shí)用工作，并提交了系統(tǒng)完成情況的報(bào)告。

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的重慶市調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)送系統(tǒng)分為系統(tǒng)維護(hù)、報(bào)表制作、信息概覽、數(shù)據(jù)錄入、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)五大部分。

3.2 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、報(bào)表生成、報(bào)表發(fā)送四大功能模塊。通過(guò)將其進(jìn)行整合，形成層層觸發(fā)的總體系統(tǒng)工作流程。在各子模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了大量?jī)?yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在工程實(shí)施中實(shí)現(xiàn)了重慶市調(diào)提出的全部需求，讓調(diào)度人員擺脫繁瑣的數(shù)據(jù)報(bào)送工作，其中，日?qǐng)?bào)工作時(shí)間由原來(lái)的3個(gè)多小時(shí)縮短到5分鐘左右。準(zhǔn)確、及時(shí)地為電力調(diào)度、系統(tǒng)相關(guān)單位、上級(jí)主管機(jī)構(gòu)自動(dòng)提交了大量各類型的調(diào)度數(shù)據(jù)報(bào)表和實(shí)施展示數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

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A Study on the Design of the Subm ission System of the Dispatching Data

HE Gong
（Chongqing Electric Power Dispatching and Control Center of Chongqing Electric Power Corporation of SGCC，Chongqing 400014，China）

By analyzing the current situation of the work of statements，reports and messages in Chongqing Electric Power Dispatching and Control Center of Chongqing Electric Power Corporation of SGCC，this article points out its typical problems ．Besides，it introduces the new design of the submission system of the dispatching data in the aspects of data collection，data verification，report generation and automated submission．In addition，it also introduces the procedure of the design of the system，the overall software and hardware framework and the representative structure design of a flexible task and work flow．The practical application of the system shows that its demand analysis and systematic design reach and even exceed the expected effect，which can remarkably reduce the labor intensity of the staff members．

power dispatching；data submission system；systematic design

TP311.52

A

1008-8032（2015）05-0048-05

2015-02-06

該文獲重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2014年學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)

何 攻（1981-），工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度運(yùn)行，電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析，電力系統(tǒng)自動(dòng)化。