基于B/S架構(gòu)的發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熊昌全 張宇寧 楊東 王彥 夏懷平

（國(guó)家電投集團(tuán)四川電力有限公司 四川省成都市 610065）

隨著社會(huì)信息化的進(jìn)程，國(guó)內(nèi)發(fā)電企業(yè)面臨著巨大挑戰(zhàn)。日新月異的企業(yè)管理方式為企業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)保障和堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)電企業(yè)都致力于搭建有效的生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從電站自動(dòng)監(jiān)測(cè)向?qū)ｍ?xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用拓展，由操作層向管理層延伸，逐步實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、上報(bào)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)管理的系統(tǒng)化。

目前，發(fā)電企業(yè)常用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為B/S 模式 和C/S 模式兩種。文獻(xiàn)[1]基于C/S 架構(gòu)設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各下屬單位的遠(yuǎn)程訪問和控制，但是C/S 架構(gòu)需要在本機(jī)安裝和配置客戶端，大大增加了管理成本。文獻(xiàn)[2]利用ASP.NET 技術(shù)，基于B/S 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)數(shù)據(jù)的可視化。文獻(xiàn)[3]設(shè)計(jì)了B/S 架構(gòu)下OPC 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)用comet 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性問題。但是大多數(shù)發(fā)電企業(yè)下屬單位眾多、管理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使管理所需相關(guān)報(bào)表數(shù)據(jù)龐大，而且相關(guān)業(yè)務(wù)流程均需人為操作，在增加報(bào)表時(shí)間成本的同時(shí)，降低了報(bào)表內(nèi)容的全面性、系統(tǒng)性以及準(zhǔn)確性，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效率造成了嚴(yán)重的影響。

本文針對(duì)相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源和使用的不規(guī)范，管理/業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量劇增與數(shù)據(jù)聚合手段缺失、數(shù)據(jù)價(jià)值日益凸顯與原始數(shù)據(jù)管理方式落后等問題，基于B/S 架構(gòu)模式，以ASP 為開發(fā)平臺(tái)和Mysql為數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，其能夠根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)要求和管理模式，將相關(guān)填報(bào)和采集來(lái)的數(shù)據(jù)自動(dòng)匯總、計(jì)算，并按報(bào)表模版上的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)展示或?qū)С?，從而降低發(fā)電企業(yè)及下屬單位日常數(shù)據(jù)報(bào)送、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等工作負(fù)荷，提高員工工作效率，提升公司管理水平。

1 生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

1.1 NET框架

NET 是基于Web 應(yīng)用的應(yīng)用平臺(tái)。提供標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο箝_發(fā)環(huán)境和支持多種開發(fā)語(yǔ)言同時(shí)還引進(jìn)了網(wǎng)頁(yè)開發(fā)技術(shù)ASP.NET[4]，目前使用最多的是基于B/S 結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1：三層結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 B/S體系結(jié)構(gòu)

B/S 架構(gòu)[5]是前端瀏覽器和后端服務(wù)器組成的系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，采取瀏覽器請(qǐng)求和服務(wù)器響應(yīng)的工作模式。它具有單一訪問點(diǎn)可以開放運(yùn)行的特點(diǎn)?；诖耍脩艨梢越⒆约旱幕ヂ?lián)網(wǎng)，并通過(guò)瀏覽器去訪問互聯(lián)網(wǎng)上的各類信息。這些信息由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器生成，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器之間的連接存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上; 當(dāng)需要請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器在本地執(zhí)行程序時(shí)，如果處理的是與數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的指令，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將它們發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行解釋，然后將它們返回到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，最后返回給用戶。在此過(guò)程中，用戶不需要進(jìn)新行安裝任何客戶端軟件，就可在任何具備瀏覽器的機(jī)器上通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)的處理，B/S 架構(gòu)將數(shù)量龐大的網(wǎng)連接到一起，形成一個(gè)巨型的網(wǎng)，易于實(shí)現(xiàn)各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)整合。

B/S 三層架構(gòu)由表示層（UI），業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）和數(shù)據(jù)訪問層（DAL）組成。圖2 給出了B/S 三層架構(gòu)圖。這三層根據(jù)其執(zhí)行功能的不同，被分割成三個(gè)互不干預(yù)的功能模塊，其中對(duì)任意一層進(jìn)行操作，都不會(huì)對(duì)其他層造成影響，因此它符合了“高內(nèi)聚，低耦合”的特點(diǎn)。

圖2：B/S 三層架構(gòu)圖

1.3 負(fù)載均衡技術(shù)

為了提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性，滿足應(yīng)用支撐平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)基于統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)上設(shè)計(jì)開發(fā)的需求。開發(fā)人員將負(fù)載均衡技術(shù)運(yùn)用于系統(tǒng)。

負(fù)載均衡是基于OSI 模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的軟件四層交換技術(shù)，是目前大型B/S 架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)處理大量并發(fā)請(qǐng)求以及高負(fù)荷訪問而采用的最佳技術(shù)方法。其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)方式靈活。該技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：第三層和第四層信息包的報(bào)頭信息傳給第四層使用，第四層將整個(gè)區(qū)間段的業(yè)務(wù)流分配到合適的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行分析處理，方便運(yùn)用區(qū)間對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行識(shí)別。第四層交換功能與虛擬IP 類似，指向物理服務(wù)器，基于第四層傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)服從FTP、HTTP、Telnet 以及NFS 協(xié)議等等?；诖?，復(fù)雜的載量平衡算法開始應(yīng)用在這些業(yè)務(wù)中。在IP 世界中，終端TCP 和UDP 端口地址可以決定業(yè)務(wù)類型，加上源端和終端IP 地址，這四個(gè)部分共同決定了在第四層交換中的應(yīng)用區(qū)間。

在軟件或者硬件四層交換的基礎(chǔ)上搭建squid 集群是典型的使用負(fù)載均衡的策略，其因架構(gòu)成本低、性能高，擴(kuò)張性強(qiáng)等特點(diǎn)普遍應(yīng)用于各種大型B/S 架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)和搜索引擎。

1.4 Mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)

Mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)[7~8]是一個(gè)具備完全 Web 支持的數(shù)據(jù)庫(kù)開源產(chǎn)品，將數(shù)據(jù)保存在一些不同的表中，增加了速度和靈活性。因此可以對(duì)各式各樣的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行存儲(chǔ)和管理操作，其中最常見的數(shù)據(jù)類型有： XML、電子郵件、文件、文檔、地理，時(shí)間/日歷。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的搜索、查詢、數(shù)據(jù)分析、報(bào)表、整合等操作。Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)還提供了豐富的服務(wù)集合。此外，其還具有強(qiáng)大的同步功能并支持國(guó)產(chǎn)化或允許在Linux 系統(tǒng)部署。

1.5 基于中間件技術(shù)

鑒于傳統(tǒng)客戶/服務(wù)器模型的缺陷給系統(tǒng)應(yīng)用的影響，構(gòu)建一種基于三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的分割式應(yīng)用程序[9]，通過(guò)多次劃分應(yīng)用程序，將系統(tǒng)劃分成不同的邏輯組件，如圖3 所示。

圖3：中間件圖示

1.6 數(shù)據(jù)集技術(shù)

通過(guò)數(shù)據(jù)集技術(shù)[10]科技將架構(gòu)以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為XML 文檔并對(duì)其進(jìn)行讀寫。并支持XML 平臺(tái)能都被任一應(yīng)用程序使用。數(shù)據(jù)集技術(shù)可以屏幕數(shù)據(jù)庫(kù)之間的差異，利用這一特性，可以保證編程模型的一致性。

2 生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)功能需求

2.1 系統(tǒng)功能框架

系統(tǒng)平臺(tái)功能框架可分為應(yīng)用層、展示層、平臺(tái)層以及支撐層，如圖4 所示。

圖4：系統(tǒng)平臺(tái)功能框架圖

2.1.1 展示層

該層為需求的最終實(shí)現(xiàn)功能之一，基于應(yīng)用層所提供的數(shù)據(jù)，完成績(jī)效評(píng)估，項(xiàng)目展示等功能。

2.1.2 應(yīng)用層

該層為需求的另一最終實(shí)現(xiàn)功能，包括生產(chǎn)管理、營(yíng)銷管理、項(xiàng)目管理、工作任務(wù)管理、文檔管理、對(duì)標(biāo)管理、績(jī)效考核管理。

2.1.3 平臺(tái)層

該層提供對(duì)應(yīng)用層的管理服務(wù)，主要功能主要體現(xiàn)在對(duì)組織、用戶、用戶權(quán)限、模塊以及各個(gè)接口進(jìn)行管理，并對(duì)計(jì)劃任務(wù)、消息和報(bào)表進(jìn)行日常監(jiān)管。

2.1.4 支撐層

該層是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，包括存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、防火墻等等。

2.2 系統(tǒng)主要功能

發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)主對(duì)下屬單位的生產(chǎn)、營(yíng)銷、考核等信息進(jìn)行管理并展示。其中，MIS 企業(yè)信息管理模塊對(duì)生產(chǎn)設(shè)備及資源、生產(chǎn)過(guò)程和預(yù)算進(jìn)行管理；SIS 企業(yè)監(jiān)控分析模塊對(duì)企業(yè)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，該模塊包括對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)測(cè)，搭建性能指標(biāo)并進(jìn)行能效分析以及運(yùn)行優(yōu)化、考核之類的管理，DCS企業(yè)采集控制模塊是對(duì)采集管理、信息管理、檔案管理、綜合分析、等進(jìn)行控制。具體實(shí)現(xiàn)功能如下：

圖5：生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)主體框架圖

（1）生產(chǎn)管理：運(yùn)行報(bào)表由電站相關(guān)人員填寫，進(jìn)入各類報(bào)表界面，可選擇數(shù)據(jù)日期區(qū)間和狀態(tài)進(jìn)行自定義組合查詢。其中日運(yùn)行報(bào)表和周運(yùn)行報(bào)表，單個(gè)電站每天以及每周只能上報(bào)一條數(shù)據(jù)。此外，若出現(xiàn)報(bào)表數(shù)據(jù)重復(fù)新增，在數(shù)據(jù)保存時(shí)系統(tǒng)會(huì)提示；若在規(guī)定時(shí)間未完成報(bào)表，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)發(fā)短信催辦。

（2）營(yíng)銷管理：分為月營(yíng)銷數(shù)據(jù)和營(yíng)銷報(bào)表。系統(tǒng)根據(jù)三級(jí)公司填報(bào)的營(yíng)銷數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成相關(guān)營(yíng)銷報(bào)表。因此要求營(yíng)銷數(shù)據(jù)必須及時(shí)提交，保證報(bào)表的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

（3）對(duì)標(biāo)管理：系統(tǒng)根據(jù)填報(bào)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成相關(guān)對(duì)標(biāo)報(bào)表。對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)包括：集團(tuán)水電對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)、集團(tuán)風(fēng)電對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)、集團(tuán)光伏對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)、集團(tuán)智慧能源對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)、全省水電對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)、全省風(fēng)電對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)、全省光伏對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)、全省智慧能源對(duì)標(biāo)月數(shù)據(jù)。

（4）項(xiàng)目管理：分為項(xiàng)目年計(jì)劃、專項(xiàng)年計(jì)劃、項(xiàng)目閱讀完成情況專項(xiàng)工作月度完成情況項(xiàng)目信息統(tǒng)計(jì)、專項(xiàng)工作信息統(tǒng)計(jì)以及合同執(zhí)行臺(tái)賬。

（5）績(jī)效考核管理：整個(gè)績(jī)效考核管理內(nèi)容均由發(fā)電企業(yè)進(jìn)行填報(bào)和匯總。

（6）文檔管理：文檔資料類型維護(hù)由發(fā)電企業(yè)相關(guān)人員維護(hù)。電站、三級(jí)公司、發(fā)電企業(yè)均可對(duì)本部的文檔進(jìn)行上傳和審核，文檔審核后即可公開查詢。

（7）工作任務(wù)管理和首頁(yè)展示：生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)首頁(yè)可自定義設(shè)置，對(duì)不同業(yè)務(wù)的使用人員展示不一樣的首頁(yè)內(nèi)容。展示內(nèi)容具體包括：日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)展示；日運(yùn)行報(bào)表填報(bào)情況；周運(yùn)行報(bào)表填報(bào)情況；月度工作、月度考核；文檔查詢；生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)、快報(bào)展示；月度考核展示；月度工作計(jì)劃展示；同業(yè)對(duì)標(biāo)展示；發(fā)電企業(yè)發(fā)電量情況；發(fā)電企業(yè)售電量情況。

3 生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，ASP.NET 平臺(tái)，使用Java 語(yǔ)言開發(fā)，將系統(tǒng)主體架構(gòu)分為數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層。其中數(shù)據(jù)源層與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層主要圍繞基礎(chǔ)應(yīng)用以及核心業(yè)務(wù)層規(guī)劃及建設(shè)，具體架構(gòu)如圖5 所示。

現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)各層進(jìn)行逐一介紹：

（1）數(shù)據(jù)源層主要包含整個(gè)分析系統(tǒng)所涉及到的數(shù)據(jù)來(lái)源。主要包括考勤系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)、對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)、項(xiàng)目數(shù)據(jù)、績(jī)效支撐系統(tǒng)、數(shù)據(jù)文檔、工作任務(wù)數(shù)據(jù)、短信系統(tǒng)、其它數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

（2）基于Hadoop 框架的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。主要分類包含：指標(biāo)體系、人員檔案、文檔數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)、車站檔案信息、預(yù)警閾值、組織檔案、接口數(shù)據(jù)、項(xiàng)目數(shù)據(jù)、機(jī)組檔案數(shù)據(jù)。

（3）包含多種標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用層。提供數(shù)據(jù)采集、過(guò)程錄入、工作計(jì)劃、營(yíng)銷統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)、科技項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)、專項(xiàng)工作統(tǒng)計(jì)、工作報(bào)告、績(jī)效考核、通告通知等應(yīng)用。

（4）業(yè)務(wù)層。主要分為統(tǒng)計(jì)分析、工作計(jì)劃、績(jī)效考核、預(yù)警處理模塊。

3.2 指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

為完善系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，構(gòu)建了較為豐富的指標(biāo)體系。系統(tǒng)涉及到的指標(biāo)主要有：

3.2.1 基礎(chǔ)指標(biāo)

基礎(chǔ)指標(biāo)由各下屬單位和本部直接監(jiān)測(cè)并上報(bào)，可直觀反應(yīng)企業(yè)的發(fā)電能力以及市場(chǎng)效應(yīng)。其中包括日發(fā)電量、售電量、電價(jià)系數(shù)等等。

3.2.2 衍生指標(biāo)

衍生指標(biāo)則通過(guò)基礎(chǔ)指標(biāo)，經(jīng)過(guò)一系列的換算所得，能減少基礎(chǔ)指標(biāo)的冗余，全面的反映企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的效率問題。其中包括利用小時(shí)數(shù)、售電收入、廠用電率、綜合棄水率、等效可用系數(shù)、同比、環(huán)比。

一套完善的指標(biāo)體系建設(shè)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)具有很大的輔助作用。通過(guò)指標(biāo)在系統(tǒng)上的展示與流通，企業(yè)能更及時(shí)的做出相應(yīng)的措施，制定出合適的任務(wù)準(zhǔn)確的下發(fā)到各下屬單位。

4 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電企業(yè)信息化是提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的措施之一，搭建生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，需要良好的硬件和軟件的雙重保障，在良好的設(shè)備的基礎(chǔ)上，形成一套功能完善的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，提供生產(chǎn)、營(yíng)銷、績(jī)效考核、項(xiàng)目管理等功能。隨著系統(tǒng)功能的完善，企業(yè)本部以及各下屬單位將全面實(shí)現(xiàn)一體化，從根源上解決了數(shù)據(jù)滯后和數(shù)據(jù)孤島的問題，形成了發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)資源池，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)共享，極大的推動(dòng)了發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展。