基于SOA的供電所智能化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理整體性架構(gòu)設(shè)計(jì)

宋才華,關(guān)兆雄

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000)

1 引言

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)是供電所組織業(yè)務(wù)活動(dòng)的重要工具之一，該系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)水平直接決定了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析性能和數(shù)據(jù)交互能力，只有在做好系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上才能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求不斷完善并擴(kuò)展系統(tǒng)功能，并通過不斷的應(yīng)用實(shí)踐來(lái)實(shí)施系統(tǒng)優(yōu)化[1-3]。

2 SOA概述

SOA 的全稱為Service-Oriented Architecture，即面向服務(wù)的體系架構(gòu)，簡(jiǎn)稱SOA，其核心思想是將企業(yè)的IT 服務(wù)包裝成標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，以標(biāo)準(zhǔn)化的接口實(shí)現(xiàn)服務(wù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。由于接口的設(shè)計(jì)獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的編程語(yǔ)言、操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)，因此能夠以一種通用和統(tǒng)一的方式在不同系統(tǒng)中提供服務(wù)[4-5]。SOA 以服務(wù)為核心，負(fù)責(zé)以軟件服務(wù)模塊的方式對(duì)各種應(yīng)用程序進(jìn)行封裝，并對(duì)各個(gè)服務(wù)模塊進(jìn)行整合，通過針對(duì)各功能模塊的重新整合來(lái)滿足新的業(yè)務(wù)需求，同時(shí)也可以在SOA 中添加新的功能模塊，部分情況下也可以將一些服務(wù)模塊外包，幫助管理單位以更低的成本獲取系統(tǒng)服務(wù)。SOA 最大的特點(diǎn)在于具有整合異構(gòu)系統(tǒng)的能力，靈活性強(qiáng)并且復(fù)用性高，使生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性[6-8]。

3 供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本次研究所設(shè)計(jì)的供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)由功能展現(xiàn)層、流程層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層四個(gè)部分所組成，本質(zhì)上是一種基于Web 的云平臺(tái)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，總體架構(gòu)參考模型如圖1所示。

圖1 供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)參考圖

(1)展現(xiàn)層

展現(xiàn)層是生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的統(tǒng)一入口，也是各種功能、流程、應(yīng)用、信息的統(tǒng)一訪問和展示平臺(tái)。

(2)流程層

流程層是管理流程和作業(yè)流程的應(yīng)用開發(fā)支撐平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)部門內(nèi)部以及跨部門之間的流程協(xié)作。

(3)服務(wù)層

服務(wù)層是生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的核心層次，能夠以標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)的形式對(duì)業(yè)務(wù)功能進(jìn)行封裝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)的統(tǒng)一注冊(cè)與管理。

(4)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理的分別運(yùn)行，維護(hù)數(shù)據(jù)安全。

基于Web的云平臺(tái)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以通過位于云平臺(tái)的中央服務(wù)器來(lái)統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)，大幅降低了終端設(shè)備的數(shù)據(jù)處理壓力，并且通過專門的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器專門存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)交互效率更高、安全性更強(qiáng)，并且可以兼容操作系統(tǒng)各不相同的終端設(shè)備，用戶只需要通過Web 瀏覽器就可以獲取數(shù)據(jù)并基于自身的權(quán)限更新數(shù)據(jù)[9-11]。

4 供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

本次研究所設(shè)計(jì)的供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2所示，該系統(tǒng)的整體功能邏輯架構(gòu)包括表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層以及系統(tǒng)接口四個(gè)部分。

圖2 供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的功能架構(gòu)

(1)表現(xiàn)層

表現(xiàn)層包括內(nèi)部用戶和外部用戶兩個(gè)部分。內(nèi)部用戶層面有作業(yè)團(tuán)隊(duì)、科級(jí)分公司、外級(jí)分公司、專業(yè)公司、集團(tuán)公司五個(gè)層次；外部用戶包括供電所、甲方和第三方伙伴三個(gè)部分。管理者在接入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)后可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)生產(chǎn)的監(jiān)控與管理。

(2)應(yīng)用層

應(yīng)用層具體包括作業(yè)支持、管理支持和決策支持三個(gè)部分。其中作業(yè)支持部分涵蓋電力施工作業(yè)的各項(xiàng)子功能，比如停電、架桿、復(fù)電等，管理者可以對(duì)相關(guān)的工程技術(shù)參數(shù)和當(dāng)前的施工狀態(tài)進(jìn)行記錄；管理支持部分涵蓋與生產(chǎn)管理相關(guān)的系統(tǒng)功能，比如資源管理、生產(chǎn)協(xié)調(diào)、工程技術(shù)文檔以及計(jì)劃管理等；決策支持部分主要負(fù)責(zé)為供電所、局級(jí)用戶和集團(tuán)提供決策支持，具體包括專家會(huì)診和工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控兩個(gè)主要功能模塊。

(3)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)為應(yīng)用層提供文檔和數(shù)據(jù)支持。其中文檔支持主要包括HSE 規(guī)范和工程技術(shù)文檔等；數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯架構(gòu)主要包括專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)等。

5 供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

技術(shù)架構(gòu)是核心系統(tǒng)在IT 技術(shù)層面的一種描述方式，通常以IT技術(shù)為元素對(duì)整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)加以描述，比如后端數(shù)據(jù)庫(kù)訪問方式JDBC/OR-Mapping 等、MVC 框架Spring/WebWork/Struts/等、客戶端服務(wù)端通訊協(xié)議RMI/SOAP/HTTP/等[12-13]。系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)可以幫助設(shè)計(jì)者在確定框架范圍內(nèi)實(shí)施系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，明確開發(fā)思路。本次研究所設(shè)計(jì)供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)方案如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)

在SOA 架構(gòu)體系中，SOAP 消息是數(shù)據(jù)交互的標(biāo)準(zhǔn)所在。SOAP 消息負(fù)責(zé)將所有服務(wù)的調(diào)用結(jié)果反饋給調(diào)用方，而生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)自身的性能很大程度上與SOAP 消息的解析速度有關(guān)。本次研究所設(shè)計(jì)的供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，其所有的接口開發(fā)均以SOAP 標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。由于SOAP消息格式是自定義的，并且SOAP引擎是一種輕量的、簡(jiǎn)單的、基于XML的協(xié)議，因此能夠避免由使用已有框架而造成的消息體失控問題。

6 結(jié)束語(yǔ)

本次研究對(duì)供電所生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的功能架構(gòu)和技術(shù)構(gòu)架進(jìn)行了全面的闡述，基于MVC框架建立了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的門戶系統(tǒng)與接口方案。在未來(lái)的研究工作中，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)及硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)提升該系統(tǒng)對(duì)于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集能力。