熊昌全 張宇寧 楊東 王彥 夏懷平

（國家電投集團四川電力有限公司 四川省成都市 610065）

隨著社會信息化的進程，國內(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)保障和堅實基礎。面對日益激烈的市場競爭，發(fā)電企業(yè)都致力于搭建有效的生產(chǎn)運行系統(tǒng)，實現(xiàn)從電站自動監(jiān)測向?qū)ｍ棙I(yè)務應用拓展，由操作層向管理層延伸，逐步實現(xiàn)監(jiān)測、上報、生產(chǎn)、運營管理的系統(tǒng)化。

目前，發(fā)電企業(yè)常用的網(wǎng)絡架構(gòu)為B/S 模式 和C/S 模式兩種。文獻[1]基于C/S 架構(gòu)設計了遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對各下屬單位的遠程訪問和控制，但是C/S 架構(gòu)需要在本機安裝和配置客戶端，大大增加了管理成本。文獻[2]利用ASP.NET 技術(shù)，基于B/S 架構(gòu)實現(xiàn)了工業(yè)數(shù)據(jù)的可視化。文獻[3]設計了B/S 架構(gòu)下OPC 實時監(jiān)控系統(tǒng)，運用comet 技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時性問題。但是大多數(shù)發(fā)電企業(yè)下屬單位眾多、管理結(jié)構(gòu)復雜，致使管理所需相關報表數(shù)據(jù)龐大，而且相關業(yè)務流程均需人為操作，在增加報表時間成本的同時，降低了報表內(nèi)容的全面性、系統(tǒng)性以及準確性，對企業(yè)生產(chǎn)效率造成了嚴重的影響。

本文針對相關生產(chǎn)數(shù)據(jù)來源和使用的不規(guī)范，管理/業(yè)務數(shù)據(jù)量劇增與數(shù)據(jù)聚合手段缺失、數(shù)據(jù)價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)平臺和Mysql為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)，其能夠根據(jù)企業(yè)業(yè)務要求和管理模式，將相關填報和采集來的數(shù)據(jù)自動匯總、計算，并按報表模版上的格式進行數(shù)據(jù)展示或?qū)С觯瑥亩档桶l(fā)電企業(yè)及下屬單位日常數(shù)據(jù)報送、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等工作負荷，提高員工工作效率，提升公司管理水平。

1 生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

1.1 NET框架

NET 是基于Web 應用的應用平臺。提供標準的面向?qū)ο箝_發(fā)環(huán)境和支持多種開發(fā)語言同時還引進了網(wǎng)頁開發(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器組成的系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，采取瀏覽器請求和服務器響應的工作模式。它具有單一訪問點可以開放運行的特點?；诖耍脩艨梢越⒆约旱幕ヂ?lián)網(wǎng)，并通過瀏覽器去訪問互聯(lián)網(wǎng)上的各類信息。這些信息由網(wǎng)絡服務器生成，并通過網(wǎng)絡服務器和數(shù)據(jù)服務器之間的連接存儲在數(shù)據(jù)庫服務器上; 當需要請求網(wǎng)絡服務器在本地執(zhí)行程序時，如果處理的是與數(shù)據(jù)庫相關的指令，網(wǎng)絡服務器將它們發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務器進行解釋，然后將它們返回到網(wǎng)絡服務器，最后返回給用戶。在此過程中，用戶不需要進新行安裝任何客戶端軟件，就可在任何具備瀏覽器的機器上通過網(wǎng)絡進行業(yè)務的處理，B/S 架構(gòu)將數(shù)量龐大的網(wǎng)連接到一起，形成一個巨型的網(wǎng)，易于實現(xiàn)各個應用系統(tǒng)整合。

B/S 三層架構(gòu)由表示層（UI），業(yè)務邏輯層（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，被分割成三個互不干預的功能模塊，其中對任意一層進行操作，都不會對其他層造成影響，因此它符合了“高內(nèi)聚，低耦合”的特點。

圖2：B/S 三層架構(gòu)圖

1.3 負載均衡技術(shù)

為了提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性，滿足應用支撐平臺和應用系統(tǒng)基于統(tǒng)一的技術(shù)平臺上設計開發(fā)的需求。開發(fā)人員將負載均衡技術(shù)運用于系統(tǒng)。

負載均衡是基于OSI 模型來實現(xiàn)的軟件四層交換技術(shù)，是目前大型B/S 架構(gòu)應用系統(tǒng)處理大量并發(fā)請求以及高負荷訪問而采用的最佳技術(shù)方法。其特點是實現(xiàn)方式靈活。該技術(shù)的具體實現(xiàn)過程為：第三層和第四層信息包的報頭信息傳給第四層使用，第四層將整個區(qū)間段的業(yè)務流分配到合適的應用服務器進行分析處理，方便運用區(qū)間對業(yè)務流進行識別。第四層交換功能與虛擬IP 類似，指向物理服務器，基于第四層傳輸?shù)臉I(yè)務服從FTP、HTTP、Telnet 以及NFS 協(xié)議等等?；诖?，復雜的載量平衡算法開始應用在這些業(yè)務中。在IP 世界中，終端TCP 和UDP 端口地址可以決定業(yè)務類型，加上源端和終端IP 地址，這四個部分共同決定了在第四層交換中的應用區(qū)間。

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

1.4 Mysql 數(shù)據(jù)庫

Mysql 數(shù)據(jù)庫[7~8]是一個具備完全 Web 支持的數(shù)據(jù)庫開源產(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。因此可以對各式各樣的數(shù)據(jù)類型進行存儲和管理操作，其中最常見的數(shù)據(jù)類型有： XML、電子郵件、文件、文檔、地理，時間/日歷。同時還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的搜索、查詢、數(shù)據(jù)分析、報表、整合等操作。Mysql數(shù)據(jù)庫還提供了豐富的服務集合。此外，其還具有強大的同步功能并支持國產(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/服務器模型的缺陷給系統(tǒng)應用的影響，構(gòu)建一種基于三層客戶/服務器結(jié)構(gòu)的分割式應用程序[9]，通過多次劃分應用程序，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 文檔并對其進行讀寫。并支持XML 平臺能都被任一應用程序使用。數(shù)據(jù)集技術(shù)可以屏幕數(shù)據(jù)庫之間的差異，利用這一特性，可以保證編程模型的一致性。

2 生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)功能需求

2.1 系統(tǒng)功能框架

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

圖4：系統(tǒng)平臺功能框架圖

2.1.1 展示層

該層為需求的最終實現(xiàn)功能之一，基于應用層所提供的數(shù)據(jù)，完成績效評估，項目展示等功能。

2.1.2 應用層

該層為需求的另一最終實現(xiàn)功能，包括生產(chǎn)管理、營銷管理、項目管理、工作任務管理、文檔管理、對標管理、績效考核管理。

2.1.3 平臺層

該層提供對應用層的管理服務，主要功能主要體現(xiàn)在對組織、用戶、用戶權(quán)限、模塊以及各個接口進行管理，并對計劃任務、消息和報表進行日常監(jiān)管。

2.1.4 支撐層

該層是整個系統(tǒng)運行的基礎，包括存儲設備、網(wǎng)絡、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)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)主對下屬單位的生產(chǎn)、營銷、考核等信息進行管理并展示。其中，MIS 企業(yè)信息管理模塊對生產(chǎn)設備及資源、生產(chǎn)過程和預算進行管理；SIS 企業(yè)監(jiān)控分析模塊對企業(yè)設備狀態(tài)進行監(jiān)測控制，該模塊包括對生產(chǎn)全過程的監(jiān)測，搭建性能指標并進行能效分析以及運行優(yōu)化、考核之類的管理，DCS企業(yè)采集控制模塊是對采集管理、信息管理、檔案管理、綜合分析、等進行控制。具體實現(xiàn)功能如下：

圖5：生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)主體框架圖

（1）生產(chǎn)管理：運行報表由電站相關人員填寫，進入各類報表界面，可選擇數(shù)據(jù)日期區(qū)間和狀態(tài)進行自定義組合查詢。其中日運行報表和周運行報表，單個電站每天以及每周只能上報一條數(shù)據(jù)。此外，若出現(xiàn)報表數(shù)據(jù)重復新增，在數(shù)據(jù)保存時系統(tǒng)會提示；若在規(guī)定時間未完成報表，系統(tǒng)則會自動發(fā)短信催辦。

（2）營銷管理：分為月營銷數(shù)據(jù)和營銷報表。系統(tǒng)根據(jù)三級公司填報的營銷數(shù)據(jù)，自動生成相關營銷報表。因此要求營銷數(shù)據(jù)必須及時提交，保證報表的及時性和準確性。

（3）對標管理：系統(tǒng)根據(jù)填報的指標數(shù)據(jù)，自動生成相關對標報表。對標數(shù)據(jù)包括：集團水電對標月數(shù)據(jù)、集團風電對標月數(shù)據(jù)、集團光伏對標月數(shù)據(jù)、集團智慧能源對標月數(shù)據(jù)、全省水電對標月數(shù)據(jù)、全省風電對標月數(shù)據(jù)、全省光伏對標月數(shù)據(jù)、全省智慧能源對標月數(shù)據(jù)。

（4）項目管理：分為項目年計劃、專項年計劃、項目閱讀完成情況專項工作月度完成情況項目信息統(tǒng)計、專項工作信息統(tǒng)計以及合同執(zhí)行臺賬。

（5）績效考核管理：整個績效考核管理內(nèi)容均由發(fā)電企業(yè)進行填報和匯總。

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

（7）工作任務管理和首頁展示：生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)首頁可自定義設置，對不同業(yè)務的使用人員展示不一樣的首頁內(nèi)容。展示內(nèi)容具體包括：日報、周報、月報展示；日運行報表填報情況；周運行報表填報情況；月度工作、月度考核；文檔查詢；生產(chǎn)運營日報、周報、月報、快報展示；月度考核展示；月度工作計劃展示；同業(yè)對標展示；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)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)的設計

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，ASP.NET 平臺，使用Java 語言開發(fā)，將系統(tǒng)主體架構(gòu)分為數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)存儲層、應用層、業(yè)務層。其中數(shù)據(jù)源層與數(shù)據(jù)存儲層主要圍繞基礎應用以及核心業(yè)務層規(guī)劃及建設，具體架構(gòu)如圖5 所示。

現(xiàn)對生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)各層進行逐一介紹：

（1）數(shù)據(jù)源層主要包含整個分析系統(tǒng)所涉及到的數(shù)據(jù)來源。主要包括考勤系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、對標數(shù)據(jù)、項目數(shù)據(jù)、績效支撐系統(tǒng)、數(shù)據(jù)文檔、工作任務數(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)存儲層。主要分類包含：指標體系、人員檔案、文檔數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)、車站檔案信息、預警閾值、組織檔案、接口數(shù)據(jù)、項目數(shù)據(jù)、機組檔案數(shù)據(jù)。

（3）包含多種標準化數(shù)據(jù)處理的應用層。提供數(shù)據(jù)采集、過程錄入、工作計劃、營銷統(tǒng)計、運行統(tǒng)計、生產(chǎn)項目統(tǒng)計、科技項目統(tǒng)計、專項工作統(tǒng)計、工作報告、績效考核、通告通知等應用。

（4）業(yè)務層。主要分為統(tǒng)計分析、工作計劃、績效考核、預警處理模塊。

3.2 指標體系設計

為完善系統(tǒng)功能，實現(xiàn)系統(tǒng)自動進行統(tǒng)計分析，構(gòu)建了較為豐富的指標體系。系統(tǒng)涉及到的指標主要有：

3.2.1 基礎指標

基礎指標由各下屬單位和本部直接監(jiān)測并上報，可直觀反應企業(yè)的發(fā)電能力以及市場效應。其中包括日發(fā)電量、售電量、電價系數(shù)等等。

3.2.2 衍生指標

衍生指標則通過基礎指標，經(jīng)過一系列的換算所得，能減少基礎指標的冗余，全面的反映企業(yè)在生產(chǎn)運營的效率問題。其中包括利用小時數(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。

一套完善的指標體系建設對生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)具有很大的輔助作用。通過指標在系統(tǒng)上的展示與流通，企業(yè)能更及時的做出相應的措施，制定出合適的任務準確的下發(fā)到各下屬單位。

4 結(jié)語

發(fā)電企業(yè)信息化是提升企業(yè)競爭力的措施之一，搭建生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)，需要良好的硬件和軟件的雙重保障，在良好的設備的基礎上，形成一套功能完善的生產(chǎn)運營統(tǒng)計分析系統(tǒng)，提供生產(chǎn)、營銷、績效考核、項目管理等功能。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)運營數(shù)據(jù)資源池，實現(xiàn)了發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)共享，極大的推動了發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展。