發(fā)電公司生產(chǎn)指揮中心信息系統(tǒng)管理的架構(gòu)方式

發(fā)電公司為適應(yīng)集團的管控模式和管理要求，提升對電廠安全生產(chǎn)運營的過程管控和應(yīng)急指揮管理水平，急需開展生產(chǎn)指揮中心信息系統(tǒng)建設(shè)，以實現(xiàn)對各電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)等的實時監(jiān)測。 在下文中我們著重的對信息系統(tǒng)管理的架構(gòu)方式進行探討。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電公司 生產(chǎn)指揮中心 信息系統(tǒng) 架構(gòu)方式

1 生產(chǎn)指揮中心信息管理系統(tǒng)建立的必要性

生產(chǎn)指揮中心信息系統(tǒng)（電源部分）建設(shè)項目包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心建設(shè)、實時數(shù)據(jù)庫建設(shè)、生產(chǎn)指揮中心門戶建設(shè)、綜合統(tǒng)計報表系統(tǒng)建設(shè)、所屬電廠工業(yè)電視信號接入公司總部工業(yè)電視監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)平臺等五項內(nèi)容。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心和實時數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是生產(chǎn)指揮中心綜合應(yīng)用層的基礎(chǔ)支撐性建設(shè)內(nèi)容。生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心將匯集能源公司下屬單位生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)構(gòu)建生產(chǎn)數(shù)據(jù)倉庫。對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理，統(tǒng)一發(fā)布，統(tǒng)一備份，建立能源公司和下屬單位的數(shù)據(jù)共享機制。生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心的成功建立，將進一步完善能源公司IT基礎(chǔ)支撐架構(gòu)，不僅為生產(chǎn)指揮中心相關(guān)軟件系統(tǒng)提供實時、準(zhǔn)確的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，還將為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供權(quán)威的數(shù)據(jù)源。

生產(chǎn)指揮中心門戶建設(shè)是根據(jù)工作需要，在原有門戶系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行深度優(yōu)化，實現(xiàn)對能源公司生產(chǎn)指揮中心門戶的升級改造，對現(xiàn)有門戶中使用不便以及未能實現(xiàn)的功能進行二期建設(shè)，并且在能源公司本部實體門戶上搭建生產(chǎn)指揮中心主題門戶，滿足生產(chǎn)指揮中心的門戶需求。實現(xiàn)本部門戶與生產(chǎn)指揮中心主題門戶平臺級的統(tǒng)一；實現(xiàn)統(tǒng)一信息與內(nèi)容管理、統(tǒng)一應(yīng)用集成平臺、統(tǒng)一協(xié)同工作平臺，實現(xiàn)（“統(tǒng)一認證”、“統(tǒng)一待辦”、“統(tǒng)一組織與用戶目錄”）為核心的應(yīng)用系統(tǒng)深度集成，構(gòu)建一個內(nèi)容完善，功能強大的綜合集成平臺，提高門戶的使用率，逐步使門戶作為公司員工進行所有工作的統(tǒng)一入口。

為了加強對能源公司所屬單位生產(chǎn)經(jīng)營情況等信息的管理，迫切需要建設(shè)綜合統(tǒng)計報表系統(tǒng)。通過相關(guān)生產(chǎn)報表的上報、審核、匯總等過程，能源公司及時掌握所屬單位的安全生產(chǎn)情況，并依據(jù)全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行決策分析，快速準(zhǔn)確實現(xiàn)決策、調(diào)度。并在建立完善報表系統(tǒng)的基礎(chǔ)上與神華集團生產(chǎn)指揮中心相關(guān)系統(tǒng)實現(xiàn)縱向貫通，滿足能源公司信息化管理持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

2 生產(chǎn)指揮中心信息系統(tǒng)管理的架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心

（1）制定生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心規(guī)范，包括數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)編碼、傳輸標(biāo)準(zhǔn)等。

（2）建設(shè)數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，采集下屬單位的實時數(shù)據(jù)上傳到公司本部。

（3）建設(shè)數(shù)據(jù)交換平臺建設(shè)，實現(xiàn)公司本部與下屬單位之間統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺。通過數(shù)據(jù)交換平臺實現(xiàn)生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)的快速交換，確保公司本部與下屬單位的信息暢通。

（4）建設(shè)數(shù)據(jù)倉庫，實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理，統(tǒng)一發(fā)布，統(tǒng)一備份，建立能源和下屬單位的數(shù)據(jù)共享機制。

（5）數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。

建成實時數(shù)據(jù)倉庫和管理類型關(guān)系數(shù)據(jù)倉庫，全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中；

建立統(tǒng)一的安全體系，保證數(shù)據(jù)的訪問安全；

實現(xiàn)數(shù)據(jù)的唯一性與共享性；

規(guī)范化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及關(guān)鍵數(shù)據(jù)模型，通過信息系統(tǒng)的規(guī)劃，實現(xiàn)內(nèi)部管理和業(yè)務(wù)語言的統(tǒng)一，方便信息集成。

（6）生產(chǎn)遠程監(jiān)控。實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控，基于實時數(shù)據(jù)制作所需的各類組態(tài)畫面。

2.2 綜合統(tǒng)計報表

綜合統(tǒng)計報表是以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，建立一套便捷的報表管理系統(tǒng)，采用先進的邏輯算法和人性化的用戶界面，可快速、準(zhǔn)確地生成報表，從而能源公司能夠及時、全面的了解各所屬單位的生產(chǎn)經(jīng)營情況，從而為業(yè)務(wù)管理提供精確、詳實的數(shù)據(jù)支持。同時實現(xiàn)與神華集團生產(chǎn)指揮中心的數(shù)據(jù)貫通，使生產(chǎn)指揮中心人員從繁雜的報表統(tǒng)計中解脫出來。

2.3 電廠工業(yè)電視信號接入

本次所屬電廠工業(yè)電視信號接入項目的建設(shè)，滿足了能源公司本部生產(chǎn)指揮中心的日常管理需求，同時也滿足了神華集團總部對工業(yè)電視信號上傳的相關(guān)要求。

2.4 系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)思想

我公司嚴(yán)格按照信息系統(tǒng)的建設(shè)要求進行，按照以下指導(dǎo)思想構(gòu)建能源公司生產(chǎn)指揮中心信息系統(tǒng)（電源部分）。

以信息化帶動生產(chǎn)自動化、管理現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展。

信息技術(shù)和系統(tǒng)將逐漸被作為企業(yè)日常運行的核心工具和獲取戰(zhàn)略優(yōu)勢的核心能力，成為降低成本、提高效率、整合資源、獲得競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略手段。

從國內(nèi)外企業(yè)的成功經(jīng)驗看，信息化不僅僅是技術(shù)問題、管理問題，更是支撐企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略問題，是支撐企業(yè)管理創(chuàng)新的關(guān)鍵。

堅持能源公司及下屬單位“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織實施”的建設(shè)原則。

為保證信息化投資的有效性，確保信息化建設(shè)方向，信息化建設(shè)必須堅持“三統(tǒng)一”原則，必須堅持“一體化”規(guī)劃，統(tǒng)籌部署能源公司及下屬單位整體信息化建設(shè)。

有效整合資源，突出重點特點，為實現(xiàn)能源公司發(fā)展的集團管控目標(biāo)提供技術(shù)支撐。

實現(xiàn)集團管控的要求，達到管理規(guī)范的目的是能源公司及時管控下屬電廠，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，響應(yīng)神華集團管控目標(biāo)的有效手段。是對傳統(tǒng)管理模式的變革和創(chuàng)新，以信息化技術(shù)為手段，以信息系統(tǒng)為載體，是貫徹落實神華集團管理思想的最佳途徑，要通過信息化手段進一步發(fā)揮經(jīng)營決策作用。

2.5 系統(tǒng)建設(shè)原則

能源公司生產(chǎn)指揮中心信息系統(tǒng)（電源部分）的總體設(shè)計是在能源公司信息化建設(shè)原則的指導(dǎo)下，結(jié)合能源公司的業(yè)務(wù)特色，突出信息化建設(shè)的重要作用，體現(xiàn)集團管控的突出優(yōu)點，保證及時應(yīng)急決策實際需求。因此，該系統(tǒng)軟件的架構(gòu)在設(shè)計上遵循以下原則：

（1）開放性與標(biāo)準(zhǔn)化——網(wǎng)絡(luò)能夠支持多種標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和接口，可以與現(xiàn)有的和未來的系統(tǒng)互聯(lián)。

（2）安全性——符合整體安全保密性需求對系統(tǒng)提出的要求。

（3）可靠性——保證網(wǎng)絡(luò)運行的連續(xù)性，尤其保證數(shù)據(jù)的可靠性。

（4）可擴展性——可以靈活的適應(yīng)未來需求的調(diào)整和變化。

（5）全面的系統(tǒng)管理與完善的支持服務(wù)——系統(tǒng)中的所有設(shè)備具有良好的可管理性，以便于管理和維護。利用先進的系統(tǒng)管理軟件，實現(xiàn)對系統(tǒng)資源的全面、高效和集成管理，合理分配系統(tǒng)資源，監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況，迅速確定和排除系統(tǒng)故障等。

（6）一體化和企業(yè)級——利用集中和分布相結(jié)合的方式，實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的信息共享、數(shù)據(jù)貫通，保證信息的充分融合和暢通，構(gòu)建一體化企業(yè)級信息平臺。

3 生產(chǎn)指揮中心信息系統(tǒng)管理的系統(tǒng)總體架構(gòu)方式

3.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心

按照系統(tǒng)建設(shè)的指導(dǎo)思想和建設(shè)原則，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心從下到上分解為4個層次：系統(tǒng)支撐層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸層、應(yīng)用層。

3.1.1 系統(tǒng)支撐層

系統(tǒng)支撐層是應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)和運行的環(huán)境平臺，屬于信息系統(tǒng)的基本支持部分，它主要包括三大組成部分：

硬件部分：局域網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)等。

軟件部份：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器軟件、中間件等。

系統(tǒng)維護管理以及安全體系：防病毒和防入侵系統(tǒng)、備份和恢復(fù)系統(tǒng)、機房系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。

3.1.2 數(shù)據(jù)存儲層

數(shù)據(jù)存儲層主要保存本層主體范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，以提供給上層應(yīng)用系統(tǒng)訪問。數(shù)據(jù)存儲層由各種類型的數(shù)據(jù)組成，管理類數(shù)據(jù)一般存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，實時類數(shù)據(jù)存儲在實時數(shù)據(jù)庫中。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心直接從電廠的實時數(shù)據(jù)庫中進行數(shù)據(jù)的采集，對于無實時數(shù)據(jù)庫的廠家可從DCS、DAS、輔控網(wǎng)以及其它工業(yè)控制網(wǎng)中采集數(shù)據(jù)進行存儲，對于一些無法采集到的數(shù)據(jù)，如煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)，則需要電廠通過手工方式及時錄入到本系統(tǒng)中；還有一些管理類型的數(shù)據(jù)，保存在電廠MIS或其它管理系統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，也可以通過接口程序、或從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中取得。

3.1.3 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸層

在本設(shè)計方案中，實時數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的采集、傳輸、轉(zhuǎn)換和保存是通過數(shù)據(jù)交換平臺來完成的，數(shù)據(jù)交換平臺又可分為數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、存儲是由數(shù)據(jù)采集模塊來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)上的傳輸則通過數(shù)據(jù)傳輸模塊來實現(xiàn)。

3.1.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層主要實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能，我們將業(yè)務(wù)邏輯統(tǒng)一按照SOA（面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）的規(guī)范要求進行設(shè)計和開發(fā)，對外提供基于Web Service的應(yīng)用接口，以適合和滿足將來其它系統(tǒng)對本系統(tǒng)的接口和調(diào)用。

3.2 體系架構(gòu)設(shè)計

生產(chǎn)指揮中心門戶系統(tǒng)的建設(shè)是基于Client-to-Services（三層次：3-tier）的模式。其體系架構(gòu)圖如圖1所示。

三層次的瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)是基于Web的先進的體系結(jié)構(gòu)，在這種架構(gòu)中，利用成熟的Web應(yīng)用服務(wù)器（WebLogic）和事務(wù)處理中間件，為應(yīng)用程序提供Web運行環(huán)境，數(shù)據(jù)資源和客戶機將被“應(yīng)用服務(wù)器”分隔開，應(yīng)用服務(wù)器上存儲著應(yīng)用邏輯，這種結(jié)構(gòu)著重于客戶機對應(yīng)用服務(wù)的請求，有別于二層次架構(gòu)著重于數(shù)據(jù)請求。

3.3 綜合統(tǒng)計報表

3.3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

綜合統(tǒng)計報表的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

報表系統(tǒng)的服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和報表服務(wù)器，系統(tǒng)服務(wù)器可以使用獨立的服務(wù)器設(shè)備運行，也可以部署在一臺服務(wù)器設(shè)備上，這需要根據(jù)服務(wù)器設(shè)備的性能來決定。

一般Web查詢的響應(yīng)時間2秒以內(nèi)，帶有復(fù)雜的餅圖、棒圖的查詢，響應(yīng)時間在5秒以內(nèi)。統(tǒng)計分析的響應(yīng)時間不超過10秒。報表生成的響應(yīng)時間不超過5秒。

3.3.2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

報表系統(tǒng)基于大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫oracle，有良好的性能，存取效率較高。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰，存取路徑對用戶透明，故有更高的數(shù)據(jù)獨立性和更好的安全保密性。

設(shè)計合理的數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)的完整性及一致性。

減少不必要的數(shù)據(jù)規(guī)則及約束，以避免系統(tǒng)不必要的開銷。

3.3.3 接口

綜合統(tǒng)計報表系統(tǒng)支持Web Service、超文本傳輸協(xié)議（Http）和Java消息服務(wù)（JMS）消息傳遞。集成 Web Service，可以使用集成框架 Web Service 將消息或查詢發(fā)送到指定數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)支持不同的數(shù)據(jù)格式，包括使用接口表，XML消息，平面文件等。系統(tǒng)留有擴充的接口，將來功能擴充時不影響現(xiàn)有系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)，能夠方便后續(xù)其他系統(tǒng)模塊的擴張。

3.4 所屬電廠工業(yè)電視信號接入

3.4.1 接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求

總體要求：編碼器的接入鏈路必須采用100M交換機。

3.4.2 帶寬需求確認

神華國能集團有限公司要求所屬電廠上傳工業(yè)視頻圖像每路分辨率為D1，為保證視頻信息完整不丟失視頻幀，建議神華國能集團有限公司所屬電廠至公司本部的每路視頻帶寬為1.5Mbps。

3.5 管理體系

管理體系是整個系統(tǒng)保障體系之一。其內(nèi)容包括元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)模型管理、系統(tǒng)管理、操作管理。其中系統(tǒng)管理包含了作業(yè)調(diào)度管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、安全管理和性能監(jiān)控等。

3.6 安全體系

安全體系是整個系統(tǒng)保障體系之一。安全體系包括如下內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施安全、數(shù)據(jù)加密、用戶身份認證、應(yīng)用系統(tǒng)授權(quán)、數(shù)據(jù)安全訪問級別及權(quán)限、密碼保護、安全保密制度、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)等。

4 信息數(shù)據(jù)的接收標(biāo)準(zhǔn)與要求

數(shù)據(jù)庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：使用公司統(tǒng)一的數(shù)據(jù)字典和代碼表?；A(chǔ)表、代碼表、數(shù)據(jù)表、中間表（可用于程序自動變動數(shù)據(jù)，不應(yīng)用于數(shù)據(jù)錄入）、過程（可多用）、視圖、觸發(fā)器（盡量少用）等對象要求規(guī)范清晰統(tǒng)一，并有明確的區(qū)分標(biāo)識；表與表之間應(yīng)當(dāng)為一對多的關(guān)系，禁止出現(xiàn)多對多的關(guān)系。

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作者簡介

雷建國（1980-），男，陜西省神木縣人。大學(xué)本科學(xué)歷。工程碩士?，F(xiàn)為神華國能（神東電力）集團公司生產(chǎn)指揮中心中級工程師。

作者單位

神華國能（神東電力）集團公司 北京市 100033