基于省地?cái)?shù)據(jù)抽取平臺(tái)的設(shè)備綜合分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 飛

(貴州電網(wǎng)公司信息通信分公司,550002)

1 需求概述

對(duì)省地?cái)?shù)據(jù)抽取平臺(tái)進(jìn)行完善，增加標(biāo)準(zhǔn)管理、狀態(tài)監(jiān)視、系統(tǒng)管理三個(gè)功能模塊。

其中標(biāo)準(zhǔn)管理主要是實(shí)現(xiàn)設(shè)備評(píng)價(jià)導(dǎo)則、故障診斷算法、設(shè)備檢修策略等的信息化規(guī)范管理。在平臺(tái)基礎(chǔ)上，按照《某電網(wǎng)有限責(zé)任公司面向服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)集成規(guī)范》中應(yīng)用系統(tǒng)集成服務(wù)規(guī)范要求，集成輸電GIS系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)、覆冰系統(tǒng)、行波測(cè)距系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)。并通過(guò)‘狀態(tài)監(jiān)視’模塊進(jìn)行集中展示。系統(tǒng)管理提供權(quán)限分配、用戶、組織和角色管理功能，用戶通過(guò)‘系統(tǒng)管理’模塊對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行授權(quán)配置。實(shí)現(xiàn)不同層面的用戶對(duì)系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)的控制及過(guò)濾。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 技術(shù)先進(jìn)性

領(lǐng)先的技術(shù)架構(gòu)與軟件設(shè)計(jì)模式，系統(tǒng)在使用過(guò)程中發(fā)生技術(shù)問(wèn)題的頻率降至最低，保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.2 實(shí)用性

2.3 易用性

簡(jiǎn)單的操作方式，易用的功能模式，清晰的操作流程都是和用戶簡(jiǎn)潔實(shí)用互必不可少的重要幾點(diǎn)要素之一，也是我們軟件設(shè)計(jì)理念中不可缺少的一點(diǎn)。

3 建設(shè)目標(biāo)

3.1 狀態(tài)監(jiān)視

采用報(bào)表、圖形展示全省氣象、雷電等環(huán)境信息；顯示線路狀態(tài)、覆冰、負(fù)荷等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息；以及線路上的缺陷、事故、跳閘等檢修運(yùn)行信息。同時(shí)可以從線路追蹤到變電站，進(jìn)入變電站一次接線圖，顯示站內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)、潮流方向、溫度、壓力等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息；以及缺陷、事故、預(yù)試、定檢等檢修運(yùn)行信息。

系統(tǒng)采用分層、分專題方式對(duì)各種輸變電設(shè)備生命周期中的各種運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行歸類展現(xiàn)，系統(tǒng)中按照決策層、管理層、執(zhí)行層三個(gè)層次劃分為三大主題域進(jìn)行展現(xiàn)分析，每個(gè)主題域包括若干個(gè)專題。

圖2.5.1-1 針對(duì)用戶分層結(jié)構(gòu)圖

包括了設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備預(yù)警、設(shè)備統(tǒng)計(jì)、缺陷統(tǒng)計(jì)4個(gè)專題，為省公司和供電局決策層提供電網(wǎng)整體設(shè)備信息。

（1）決策層管理者

1) 設(shè)備狀態(tài)信息

泄壓開(kāi)井泵入承壓漿27m3，排量33L·s-1,未漏失。關(guān)井?dāng)D注2m3，立壓1.6MPa，套壓1.9MPa；靜止10min，立壓1.2MPa，套壓1.5MPa，泄壓開(kāi)井返出0.1m3，繼續(xù)泵入承壓漿 18m3，排量 30L·s-1；關(guān)井間歇擠注憋壓（見(jiàn)表4），共擠入地層10.13m3，其中中途試擠入4.5m3,承壓擠入5.63m3靜止觀察，無(wú)漏失。

設(shè)備生命周期中的狀態(tài)信息，包括投產(chǎn)、停用、檢修、試驗(yàn)、運(yùn)行、報(bào)廢等設(shè)備狀態(tài)信息。

2) 設(shè)備預(yù)警信息

針對(duì)設(shè)備的缺陷、事故等預(yù)警信息，通過(guò)采用不同顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并根據(jù)不同的類別和等級(jí)及時(shí)向各級(jí)設(shè)備管理人員發(fā)布預(yù)警信息。

3) 設(shè)備統(tǒng)計(jì)信息

包括設(shè)備規(guī)模統(tǒng)計(jì)和設(shè)備裝備水平統(tǒng)計(jì)信息。設(shè)備規(guī)模統(tǒng)計(jì)包括變電站數(shù)量、主變數(shù)量、主變?nèi)萘俊嗦菲鲾?shù)量、線路回?cái)?shù)、線路長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)。設(shè)備狀態(tài)水平統(tǒng)計(jì)包括變電站綜自率、變電站無(wú)人職守率統(tǒng)計(jì)。

4) 缺陷統(tǒng)計(jì)信息

按照供電局、電壓等級(jí)、缺陷等級(jí)三個(gè)緯度，分別展現(xiàn)全省缺陷數(shù)量、消缺率、消缺及時(shí)率統(tǒng)計(jì)信息。

（2）管理層監(jiān)視管理

1) 設(shè)備狀態(tài)信息

設(shè)備生命周期中的狀態(tài)信息，包括投產(chǎn)、停用、檢修、試驗(yàn)、運(yùn)行、報(bào)廢等設(shè)備狀態(tài)信息。

2) 設(shè)備預(yù)警信息

針對(duì)設(shè)備的缺陷、事故、在線監(jiān)測(cè)等預(yù)警信息，通過(guò)GIS網(wǎng)架進(jìn)行預(yù)警，采用不同顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并根據(jù)不同的類別和等級(jí)及時(shí)向各級(jí)設(shè)備管理人員發(fā)布預(yù)警信息。

3) 缺陷統(tǒng)計(jì)信息

按照電壓等級(jí)、缺陷等級(jí)二個(gè)緯度，分別展現(xiàn)全省缺陷數(shù)量、消缺率、消缺及時(shí)率統(tǒng)計(jì)信息。同時(shí)可以鉆取到統(tǒng)計(jì)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)上，得到缺陷原始記錄列表，分析缺陷的處理過(guò)程信息。

（3）執(zhí)行層監(jiān)視管理

執(zhí)行層監(jiān)視管理功能主要關(guān)注在變電站內(nèi)設(shè)備，以及線路上設(shè)備的生產(chǎn)、運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)、監(jiān)測(cè)、環(huán)境等設(shè)備相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信息，可以從變電站（線路）到單個(gè)設(shè)備進(jìn)行逐層展現(xiàn)和分析。變電上主要包括變壓器、斷路器、容性設(shè)備等變電一次設(shè)備，輸電上主要包括了線路、桿塔、導(dǎo)線、絕緣子等設(shè)備。

3.2 系統(tǒng)管理

1) 用戶列表查詢：可以新增、修改、刪除用戶及用戶信息，以列表的方式查詢的用戶及已經(jīng)分配權(quán)限。

2) 組織管理：依據(jù)某電網(wǎng)組織架構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)公司及下屬單位、供電局、部門(mén)的集中管理。

3) 角色管理：對(duì)平臺(tái)角色進(jìn)行管理，包括角色的新增、修改、刪除、查看。在新增和修改角色信息的時(shí)候，提供對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行授權(quán)配置的功能。

4) 權(quán)限分配：提供給用戶分配角色的功能。并且對(duì)于每個(gè)應(yīng)用，對(duì)其中的功能按鈕也需要做授權(quán)。

4 總體設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

采用原有省級(jí)集中建設(shè)模式，各地區(qū)系統(tǒng)通過(guò)信息集成平臺(tái)（TBI-ETL）整合輸電線路覆冰預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)、雷電觀測(cè)系統(tǒng)、行波測(cè)距系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完善輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，整合輸變電設(shè)備相關(guān)運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)。

按照不同層級(jí)劃分主要分為數(shù)據(jù)采集服務(wù)層、分析診斷層、基礎(chǔ)管理功能、輔助決策應(yīng)用層以及支撐型應(yīng)用層。在數(shù)據(jù)采集層中明確指出了輸電GIS系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)、覆冰系統(tǒng)、行波測(cè)距系統(tǒng)及分別部署于九家地市局的DIS系統(tǒng)；支撐型應(yīng)用層中將數(shù)據(jù)采集服務(wù)層的數(shù)據(jù)集中于TBI-ETL平臺(tái)上，作為前臺(tái)展示的支撐數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；分析診斷層中包括了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（DW、ODS）、數(shù)據(jù)集市，對(duì)集成的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、提升及清洗；通過(guò)門(mén)戶支撐即基礎(chǔ)管理功能層展示出對(duì)該系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)或提取的有效數(shù)據(jù)，供決策應(yīng)用層用戶提供輔助決策信息。

4.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為企業(yè)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)集成層和應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)層四個(gè)邏輯架構(gòu)。

4.3 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

如上圖所示，本系統(tǒng)按照功能層級(jí)分為抽取層、分析層和應(yīng)用層，同時(shí)，基于省地?cái)?shù)據(jù)抽取平臺(tái)，利用支撐子系統(tǒng)層，提供數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，貫穿于數(shù)據(jù)抽取和轉(zhuǎn)換的始終，全面保障數(shù)據(jù)質(zhì)量。

依據(jù)某電網(wǎng)公司關(guān)于輸變電設(shè)備狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)體系規(guī)范的規(guī)定，在省地?cái)?shù)據(jù)抽取平臺(tái)的基礎(chǔ)上集成覆冰系統(tǒng)、輸電GIS系統(tǒng)、行波測(cè)距系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)、雷電定位等系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)體系中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的信息化管理，以設(shè)備為軸心，綜合展現(xiàn)上述系統(tǒng)的設(shè)備相關(guān)信息，為實(shí)現(xiàn)決策分析管理提供技術(shù)支撐。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖