高 嵐，楊志峰，李 艷，花勝強

（國網(wǎng)電力科學研究院/南京南瑞集團公司，江蘇省南京市 210003）

基于組態(tài)的大壩安全監(jiān)測任務(wù)系統(tǒng)

高 嵐，楊志峰，李 艷，花勝強

（國網(wǎng)電力科學研究院/南京南瑞集團公司，江蘇省南京市 210003）

隨著大壩安全監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)信息化建設(shè)的加速，如何進一步提高大壩安全的監(jiān)測效率，降低運管人員的工作負擔，就成為了一個現(xiàn)實的問題。本文從大壩監(jiān)測自動化運行管理和使用的角度出發(fā)，探討建立一套自動化的大壩監(jiān)測任務(wù)系統(tǒng)，解決大壩安全監(jiān)測的定時周期測量、監(jiān)測成果計算、在線實時報警等業(yè)務(wù)需求，并提供任務(wù)執(zhí)行發(fā)生異常時候的重試、日志及通知機制，以及可視化的任務(wù)監(jiān)視、管理視圖。實踐表明，本系統(tǒng)具有按需組態(tài)、運行穩(wěn)定、易于擴展等特點，是一種具有良好工程應(yīng)用價值的輕量級的自動化任務(wù)框架。

大壩安全監(jiān)測；監(jiān)測自動化；任務(wù)框架

0 引言

隨著大壩安全監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，行業(yè)信息化水平的不斷提高，越來越多的大壩安全運管單位提出了“無人值班”（少人值守）自動化監(jiān)測系統(tǒng)的需求，以提高運管水平以及降低人力負荷。特別是，大壩安全自動化監(jiān)測裝置的發(fā)展水平已經(jīng)非常成熟，各種自動化測量設(shè)備在行業(yè)中得到了較為普遍的應(yīng)用，因此相應(yīng)提出的一個自動化軟件監(jiān)測系統(tǒng)，就顯得必要而且急迫了[1-2]。

基于組態(tài)的大壩安全監(jiān)測任務(wù)系統(tǒng)是大壩安全監(jiān)測自動化的一個重要組成部分，提供了一個完整的自動化運行機制，以支撐大壩安全監(jiān)測日常運行管理的各種事務(wù)需求，如定時周期測量、監(jiān)測成果計算、在線實時報警、自動年/月/日報表生成等，并可提供任務(wù)執(zhí)行發(fā)生異常時候的重試、日志及通知機制，此外，系統(tǒng)也提供了可視化界面，實時顯示和刷新各個任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)，并提供掛起、取消指定任務(wù)的功能，故能滿足大壩安全自動化監(jiān)測的各種需求，是大壩監(jiān)測信息化及建設(shè)智能水電廠系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)[3-4]。

1 系統(tǒng)架構(gòu)和設(shè)計方案

1.1 系統(tǒng)定義

本任務(wù)系統(tǒng)用于實現(xiàn)本地化的大壩安全監(jiān)測中，日常運行維護所涉及的多種業(yè)務(wù)需求的手工/周期性的操作執(zhí)行。

本系統(tǒng)以任務(wù)的方式，來抽象和定義大壩安全監(jiān)測的各項業(yè)務(wù)操作，如數(shù)據(jù)采集、成功計算、實時報警、報表制作等，任務(wù)是一種具備原子性的業(yè)務(wù)操作包裝，即任務(wù)可以被執(zhí)行、被終止，但不可被分割、回滾，任務(wù)是任務(wù)系統(tǒng)管理的最小單位。

任務(wù)的種類主要包括即時任務(wù)、定時任務(wù)，其特點如表1所示。

以上述任務(wù)對象為基礎(chǔ)，本系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的管理機制和視圖。

表1 任務(wù)的種類

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)內(nèi)置了事件消息總線，各子任務(wù)對象可按需監(jiān)聽、產(chǎn)生、接收和處理各種系統(tǒng)事件，進行任務(wù)間以及與系統(tǒng)外通信。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.3 設(shè)計方案

1.3.1 基于XML的任務(wù)對象描述和存儲

本系統(tǒng)任務(wù)對象的描述、存儲以XML為載體。XML是一種跨平臺的，依賴于內(nèi)容的標準通用標記語言，是當前處理結(jié)構(gòu)化文檔信息的有力工具[5]。

任務(wù)的基本屬性如表2所示。

表2 任務(wù)的基本屬性

續(xù)表

1.3.2 延遲和重試機制

根據(jù)大壩安全監(jiān)測業(yè)務(wù)的特點，本系統(tǒng)特別考慮了任務(wù)的延遲執(zhí)行和重新執(zhí)行機制。

在大壩安全監(jiān)測的生成實踐中，與監(jiān)測設(shè)備間進行先測量、后取數(shù)是較為常見的操作，通常情況下，監(jiān)測設(shè)備測量需要一定的時間，因此取數(shù)操作因進行適當?shù)淖詣友訒r；此外，由于通信的不穩(wěn)定性，例如基于GSM/GPRS的無線采集，取數(shù)操作易于失敗，這時候自動重復(fù)取數(shù)，直到正確取回就顯得必要了。

在本系統(tǒng)中，任務(wù)可以設(shè)定延遲執(zhí)行時間間隔，在任務(wù)可以執(zhí)行時，將延遲至指定的時間間隔后；此外，本系統(tǒng)提供了多種重試樣式，如表3所示。

表3 任務(wù)重試的樣式集

通過延遲和重試機制，可以滿足大壩安全監(jiān)測中各種業(yè)務(wù)需求對于時序上的要求。

1.3.3 串行、并行設(shè)計

根據(jù)大壩安全監(jiān)測業(yè)務(wù)的實際需求，本系統(tǒng)提供了可組態(tài)的串行/并行任務(wù)執(zhí)行的機制。

在大壩安全監(jiān)測測量中，由于普遍的存在基于RS485/RS232的串口采集方式，其半雙工的通信特性，使得系統(tǒng)對于采集類型任務(wù)的串行執(zhí)行有了硬性需求，否則將導致系統(tǒng)召測的紊亂和異常；此外，在監(jiān)測量成果計算中，由于計算間存在彼此依賴關(guān)系，如果基于引張線的大壩水平位移監(jiān)測，其絕對位移量依賴于基于垂線的監(jiān)測量成果，這也體現(xiàn)了一種先后串行的時序關(guān)系；而其他業(yè)務(wù)需求，如實時報警、數(shù)據(jù)整編、報表制作等，則不存在此類制約關(guān)系，應(yīng)可并發(fā)執(zhí)行，以提高系統(tǒng)的工作效率。

本系統(tǒng)實現(xiàn)了一種可組態(tài)的串行/并行執(zhí)行機制，借由任務(wù)的種類和屬性，自動實現(xiàn)任務(wù)的串行、并行共存的執(zhí)行方式，既保證了業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性，也極大提高了效率。

1.3.4 定時周期設(shè)計

根據(jù)大壩安全監(jiān)測業(yè)務(wù)的實際需求，本系統(tǒng)提供了多種定時周期任務(wù)執(zhí)行的樣式，見表4。

表4 任務(wù)定時方式

通過本系統(tǒng)如上幾種定時方式，可以滿足大壩安全監(jiān)測中各種業(yè)務(wù)需求對于定時周期執(zhí)行上的要求。

1.3.5 任務(wù)實時管理

根據(jù)大壩安全監(jiān)測業(yè)務(wù)的實際需求，本系統(tǒng)提供了任務(wù)實時監(jiān)視和管理機制，所有任務(wù)的運行狀態(tài)可實時的被查看，并可對任務(wù)進行管理，管理操作包括：

（1）掛起。停止正在運行的任務(wù)。

（2）移除。將任務(wù)刪除掉。

（3）恢復(fù)。將掛起的任務(wù)恢復(fù)成初始狀態(tài)，等待重新執(zhí)行。

所有任務(wù)的執(zhí)行時間點、執(zhí)行結(jié)果，以及人工任務(wù)管理明細等，都將被記錄入日志庫，以備回放查詢。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

本系統(tǒng)包含三個主要功能子模塊，分別為：

（1）任務(wù)的定義與存儲子模塊。

（2）定時任務(wù)自動化周期執(zhí)行子模塊。

（3）即時任務(wù)觸發(fā)和執(zhí)行子模塊。

此外，還包括一些輔助功能模塊，如系統(tǒng)日志、系統(tǒng)消息通知、人機界面等。

2.1 任務(wù)的定義和存儲

本模塊的主要功能，是實現(xiàn)任務(wù)的組態(tài)和存儲。大壩安全監(jiān)測的各種業(yè)務(wù)需求，只要符合本系統(tǒng)的接口標準進行包裝，均可抽象成被系統(tǒng)統(tǒng)一管理和存儲的業(yè)務(wù)對象。

任務(wù)定義的時序，在運行期會成為串行執(zhí)行時候的時序；任務(wù)的各種與業(yè)務(wù)無關(guān)的屬性，如重試樣式、延遲間隔等，均在本模塊內(nèi)統(tǒng)一定義和管理。

本模塊如圖2所示。

圖2 任務(wù)的定義和存儲

2.2 定時樣式的設(shè)置

如上所述，本系統(tǒng)提供了多種定時周期執(zhí)行的方式，此外，本系統(tǒng)還支持多定時機制，即可對一組任務(wù)施加多種定時周期方式。

定時設(shè)置如圖3所示。

圖3 定時設(shè)置

2.3 任務(wù)監(jiān)視和管理

本系統(tǒng)提供了可視化的任務(wù)監(jiān)視和管理視圖，即時任務(wù)和定時任務(wù)的實時運行狀態(tài)在視圖上進行刷新；通過掛起、移除、恢復(fù)等功能按鈕，可對系統(tǒng)內(nèi)的任務(wù)進行管理。

任務(wù)監(jiān)視如圖4所示。

圖4 任務(wù)的監(jiān)視和管理

3 結(jié)束語

本文提出了一種基于組態(tài)的大壩安全監(jiān)測任務(wù)系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的原理、架構(gòu)和設(shè)計方案，總結(jié)了本系統(tǒng)各關(guān)鍵技術(shù)點，并給出了具體實現(xiàn)，并且在多個大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)中得到了實際應(yīng)用，取得了良好的工程效益。

展望下一步工作，是本系統(tǒng)可以拓展成基于SOA的構(gòu)件，可以更為標準的任務(wù)管理服務(wù)，方便與系統(tǒng)監(jiān)測的集成。

[1] 鄭健兵,向南,周錫瑯.分布式工程安全監(jiān)測采集通信軟件的功能及實現(xiàn).水電自動化與大壩監(jiān)[J].2010，（3）:46-49.

[2] 向南，高磊.分布式大壩安全信息系統(tǒng)集成.水電自動化與大壩監(jiān)測[J].2010，（3）:42-45.

[3] 吳駿.利用COM＋組件技術(shù)實現(xiàn)工程監(jiān)測系統(tǒng)集成.水電自動化與大壩監(jiān)測[J].2010，（5）:39-42.

[4] 王衛(wèi)列,向南,花勝強,等.基于可擴展置標語言的大壩通用遠程數(shù)據(jù)采集服務(wù)，水電自動化與大壩監(jiān)測[J].2010,（5）.

[5] 花勝強,向南,張軒,紀菁.基于工作流和數(shù)理統(tǒng)計的引供水事故應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng).水電自動化與大壩監(jiān)測[J].2011,35（2）.

高 嵐（1965—），女，碩士，高級工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)計算機應(yīng)用。E-mail:gaolan@sgepri.sgcc.com.cn

花勝強, 通訊作者，男,工程師,主要研究方向:計算機軟件技術(shù)及應(yīng)用。

Customizable Dam Safety Monitoring Mission System

GAO Lan，YANG Zhifeng，LI Yan, HUA Shengqiang
（State Grid Electric Power Research Institute，Nanjing 210003,China）

With the improvement of dam safety monitoring technology, a new requirement to further improve the efficiency of dam safety monitoring is proposed. In this paper, a dam monitoring task system, providing regular operation task mechanism, as well as retry and delay function, is explored. This system also offers a visual task monitoring and management view. It is proved that the system is customizable, stable, and scalable, and a good lightweight task framework.

dam safety monitoring; automation; task framework