基于多進(jìn)程協(xié)同的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)

曹偉

（國網(wǎng)福建龍巖供電公司，福建 龍巖 364000）

基于多進(jìn)程協(xié)同的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)

曹偉

（國網(wǎng)福建龍巖供電公司，福建 龍巖 364000）

電力監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)，其故障將會(huì)引起重大事故的發(fā)生，人機(jī)交互系統(tǒng)作為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)不可或缺的部分，保證其順利運(yùn)行具有重要意義。本文在分析電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于多進(jìn)程協(xié)同的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)。

多進(jìn)程協(xié)同；電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站；人機(jī)交互系統(tǒng)

基于人機(jī)交互系統(tǒng)的重要作用，本文從系統(tǒng)中有關(guān)技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、發(fā)展展現(xiàn)幾方面對(duì)基于多進(jìn)程協(xié)同的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)行分析與探討。

1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)

多進(jìn)程模型。在Windows中，每執(zhí)行一次程序，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建進(jìn)程，并且賦予該進(jìn)程唯一的句柄。當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)存在時(shí)，對(duì)于其的管理，需要借助進(jìn)程管理模型，對(duì)特殊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義。針對(duì)基于多進(jìn)程協(xié)同的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主進(jìn)程能對(duì)數(shù)據(jù)與相關(guān)子進(jìn)程進(jìn)行管理。多進(jìn)程的管理模型如圖1所示。另外，在該系統(tǒng)中，還使用進(jìn)程間通信技術(shù)與繪圖技術(shù)等［1］。

2 基于多進(jìn)程協(xié)同的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體的設(shè)計(jì)

在學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并針對(duì)實(shí)際需要進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)該系統(tǒng)的框架進(jìn)行搭建，整合、優(yōu)化需求模型與現(xiàn)有系統(tǒng)模型，發(fā)揮人機(jī)交互系統(tǒng)在實(shí)踐中的優(yōu)勢作用。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖1 多進(jìn)程管理模型

該系統(tǒng)中，每個(gè)模塊都有自己的進(jìn)程，多個(gè)模塊進(jìn)行組合成為人機(jī)交互系統(tǒng)，主管理進(jìn)程對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一管理。各個(gè)進(jìn)程間使用內(nèi)存與消息共享的方式實(shí)現(xiàn)通信。該種設(shè)計(jì)具有可靠、進(jìn)程間相互獨(dú)立、數(shù)據(jù)同步簡單及編程調(diào)試簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有內(nèi)存大、啟動(dòng)慢等缺點(diǎn)。多進(jìn)程協(xié)同的形式能提高系統(tǒng)的安全與可靠指數(shù)，并且相對(duì)靈活。

圖2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.2 功能模塊設(shè)計(jì)

2.2.1 主管理進(jìn)程設(shè)計(jì)。主管理進(jìn)程能對(duì)人機(jī)交互界面進(jìn)行展示，包括標(biāo)題、基本按鈕、幫助等，在調(diào)度工作中，相關(guān)人員進(jìn)行的操作能體現(xiàn)在主管理進(jìn)程中。調(diào)度人員使用鼠標(biāo)等介質(zhì)能將目標(biāo)執(zhí)行命令反饋給主管理進(jìn)程，然后主管理進(jìn)程能判斷在進(jìn)行人機(jī)交互過程中是否需要其他進(jìn)程的幫助。

2.2.2 控制臺(tái)進(jìn)程設(shè)計(jì)?？刂婆_(tái)能在很大程度上為調(diào)度人員提供便利，具有時(shí)鐘、菜單索引、瀏覽屏幕窗口等多種功能。其中的屏幕控制臺(tái)能顯示時(shí)間，對(duì)四個(gè)操作按鈕進(jìn)行雙擊能將系統(tǒng)運(yùn)行中的服務(wù)列表顯示出來。例如，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)警報(bào)事件，對(duì)應(yīng)的設(shè)備符號(hào)出現(xiàn)報(bào)警提示，如開關(guān)不同顏色交替閃爍表示該開關(guān)有分與合變位，遙測量紅色閃爍表示存在越限報(bào)警等，控制臺(tái)進(jìn)程中的事故重演菜單能對(duì)事故發(fā)生時(shí)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行重演，遙測數(shù)據(jù)分析菜單能將遙測數(shù)據(jù)顯示出來。

2.2.3 菜單進(jìn)程設(shè)計(jì)。在畫面空白區(qū)域或者不存在設(shè)備信息的圖元上進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊，會(huì)自動(dòng)彈出操作視圖的菜單，為獨(dú)立性進(jìn)程。總索引能使用熱點(diǎn)方式將畫面調(diào)出，并能隨時(shí)更改畫面名稱，全站報(bào)警確認(rèn)能確認(rèn)圖形所在廠站的報(bào)警信息。彈出廠站能夠進(jìn)行對(duì)話框的選擇，若該圖形屬于某廠站，對(duì)話框中的場站列表能夠?qū)?duì)應(yīng)的廠站篩選出來，若不存在所屬廠站，會(huì)對(duì)整個(gè)責(zé)任區(qū)進(jìn)行選擇。

2.2.4 繪圖進(jìn)程設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)中針對(duì)繪圖進(jìn)程的設(shè)計(jì)主要是對(duì)接線圖進(jìn)行繪制。在圖形的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行圖形設(shè)置，隨后會(huì)自動(dòng)彈出對(duì)圖形大小進(jìn)行設(shè)置的界面，標(biāo)準(zhǔn)大小為1 920×1 080。繪圖規(guī)范中指出，接線圖需要滿屏顯示，為防止圖形繪制后再進(jìn)行調(diào)整這些不必要的麻煩，在進(jìn)行繪制之前要對(duì)整體布局進(jìn)行構(gòu)思。在圖形上畫線之后雙擊，會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)創(chuàng)建母線的提示，需要先確定母線名稱，然后選擇相應(yīng)的電壓等級(jí)，點(diǎn)擊即可。母線創(chuàng)建完成后，其會(huì)變成實(shí)線，相應(yīng)標(biāo)注也會(huì)顯示出來。另外，系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建相應(yīng)資源，點(diǎn)擊母線，資源樹會(huì)對(duì)資源進(jìn)行自動(dòng)定位。

2.2.5 事項(xiàng)進(jìn)程的設(shè)計(jì)。將事項(xiàng)進(jìn)程打開后，會(huì)與系統(tǒng)中正在運(yùn)行的事項(xiàng)服務(wù)器自動(dòng)連接。若連接成功，事項(xiàng)窗口中就會(huì)將系統(tǒng)中生成的實(shí)時(shí)事項(xiàng)顯示出來。相關(guān)人員能查詢事項(xiàng)進(jìn)程。例如，當(dāng)調(diào)度人員需要查看某天歷史事項(xiàng)時(shí)，只要輸入具體時(shí)間即可。但是，該功能只有在活動(dòng)狀態(tài)下的歷史窗口中才能實(shí)現(xiàn)。事項(xiàng)進(jìn)程能按照時(shí)間與類別的不同對(duì)主服務(wù)器收到的具體事項(xiàng)的時(shí)間與數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，供查詢使用，并且能對(duì)所選事項(xiàng)進(jìn)行打印。

3 基于多進(jìn)程協(xié)同的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站人機(jī)交互系統(tǒng)的發(fā)展展望

通過分析現(xiàn)階段的人機(jī)交互系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)進(jìn)行的工作包括：對(duì)多種系統(tǒng)框架進(jìn)行比較，分析其中的優(yōu)勢與劣勢；比較進(jìn)程間使用的通信方式，對(duì)每種方式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)進(jìn)行分析，選擇管道、共享內(nèi)存等方式應(yīng)用到不同功能中；對(duì)以往與目前的Qt開源庫進(jìn)行比較可知，早期版本中存在的代碼漏洞已經(jīng)基本被修復(fù)，并對(duì)可移植性進(jìn)行優(yōu)化，能更有效地顯示繪圖；使用分層設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)整體框架搭建，使用數(shù)據(jù)庫組件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，保存、調(diào)用數(shù)據(jù)；使用多進(jìn)程協(xié)同方式對(duì)多個(gè)子進(jìn)程進(jìn)行管理，降低系統(tǒng)的耦合度，從而使系統(tǒng)更加可靠，有效避免子模塊崩潰引起整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。人工交互系統(tǒng)具有復(fù)雜性與綜合性，未來的研究主要包括：該系統(tǒng)使用多進(jìn)程協(xié)同設(shè)計(jì)的方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行的功能，但當(dāng)存在較多進(jìn)程時(shí)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)卡頓問題。為改善該問題，可以采用控制進(jìn)程與完善主機(jī)軟硬件的方式。

4 結(jié)語

在現(xiàn)階段的電網(wǎng)調(diào)度與監(jiān)控中，人機(jī)交互系統(tǒng)的優(yōu)勢十分明顯，但仍然存在卡頓、原型實(shí)現(xiàn)的功能不完善等問題。電力行業(yè)技術(shù)人員要重視這些不足，設(shè)計(jì)出功能更加全面的人機(jī)交互系統(tǒng)。

［1］邵龍.淺談基于電力調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的AVC的應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2015（11）：42.

Man Machine Interaction System of Power Dispatching Automation Master Station Based on Multi Process Cooperation

Cao Wei
（State Grid Fujian Longyan Power Supply Company，Longyan Fujian 364000）

One of the key components of the power monitoring system for main power grid dispatching automation sys?tem,the fault will cause the occurrence of major accidents,human-computer interaction system as an integral part of the whole monitoring system,to ensure its operation has important significance.On the basis of analyzing the related technologies of man machine interaction system of power grid dispatching master station,a human-computer interac?tion system for power grid dispatching automation master station based on multi process coordination was designed.

multi process coordination；power grid dispatching automation master station；human-computer interac?tion system

TP11；TM73

A

1003-5168（2017）08-0010-02

2017-07-02

曹偉（1986-），男，本科，工程師，研究方向：調(diào)度自動(dòng)化。