（电力系统及其自动化专业论文）变电生产管理信息系统的设计与开发.pdf

a b s t r a c t a sa ni m p o r t a n tp a r to ft h ep o w e rn e t w o r k ，s u b s t a t i o n ss a f eo p e r a t i o nw o u l d i n f l u e n c et h ew h o l ep o w e rs y s t e ma n dt h eu s e ei no r d e rt oa r r a n g et h ep l a no f t h e e x a m i n a t i o na n dr e p a i rw o r k ，t h em a n a g e r so ft h es u b s t a t i o nn e e dt ok n o w t h es t a t u s o ft h ee q u i p m e n t ，a n dt h e ya l s on e e dt os e t t l ea n da n a l y z et h er e c o r d so f al o n gp e r i o d i ti ss oh e a v yw o r kt h a td e v e l o p i n gam i si np o w e rt r a n s f o r m a t i o n i so fg r e a t i m p o r t a n c e a i m i n gt oi m p r o v et h em a n a g e m e n to fc h e n g d ep o w e rs u p p l yb u r e a u ，am i s o f p o w e rt r a n s f o 册a t i o nn a m e db d m s ，w h i c hi n t e g r a t e dt h eo p e r a t i o na n dr e p a i r i s d e v e l o p e d t h ec o n c e p t i o no ft h es y s t e m i s f a c i n go p e r a t i o nm a n a g e le s s e n c e d a t a o r i e n t e d ，u s i n gt h eb sm o d e l ，v i at h ec o n n e c t i o no f t h el o n g d i s t a n c ed a t a b a s e ， t 1 1 e1 e a d e rc a nc h e c kt h es i t u a t i o no ft h es u b s t a t i o na ta n yt i m e ，t h i sw i l lh e l pm o v i n g u pt h em a n a g e m e n tl e v e lo f t h es u b s t a t i o n s ni sc a r r i e do u tt h ef i r s tt i m ei nt h i sp a p e rt h es t a n d a r d i z e do r d i n a n c eo f s u b s t a t w 刀f o rn o r t hc h i n ag r i dc o m p a n yl i m i t e d , m a k i n gt h es y s t e ms t a n d a r d i z e d a n de a s i l yo p e r a t i n g f o rt h ee q u i p m e n ta c c o u n t i n gi n p u t ，a c c o u n t i n gt e m p l a t ea n d a p p e n d i n ge q u i p m e n t i sb r o u g h to u tf i r s t ，w h i c hc a ns h o wt h ew h o l e o ft h ef i g u r e ，a n d i nt h em e a nt i l e ，a c c o r dw i t ht h eh a b i to ft h eo p e r a t o r b e s i d e s ，t h es y s t e m r e a l i z em c o m p u t e rt h em a i nj o b so ft h eb u r e a u a st h ef o r mo ff l o w , w h i c hc a ni n t e g r a t e dt h e o p e r a t i n ga n dr e p a i rd e p a r t m e n t ，f o r m i n gt h ec l o s e dl o o pm a n a g e m e n t a l ls i g n a t u r e i nt h er e c o r d sa r ee s i g n a t u r e ，i tl o o k sl i k es i g n a t u r eb yh a n dw h e np r i n t i n g ，b u ti t s s a f e rt h a nt h a t t h eb d m si nt h i sp a p e rc a nm a k ec r i t e r i o nt ot h eo p e r a t o r so f t h es u b s t a t i o n ，a n d a l s oc a nw o r ka sa s s i s t a n tt om a n a g e r s t h i ss y s t e mw o u l dl o wt h ei n t e n s i o no f t h e w o r k ，m o v et h ee f f i c i e n c yu p ，a n dm a k ee a s ya c c e p t a n c ea n d u s a g e k e yw o r d s ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo fp o w e rt r a n s f o r m a t i o n ， s t a n d a r d i z a t i o n ，f l o wo fw o r k ，b r o w s e r s e r v e rs t r u c t u r e ，e l e c t r o n i c s i g n a t u r e ， t e m p l a t eo fe q u i p m e n ta c c o u n t i n g 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘茔或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论支作者签名：椭签字日期：乙一7 年6 月夕日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨洼盘堂 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权基鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：席趵皤 签字日期：力7 年6 月 夕e t 导师签名： 签字日期：年月日 第一章绪论 1 1 管理信息系统概述 1 1 1 管理信息系统的概念 第一章绪论 人们常说的“管理信息系统”有两种含义【l 】：一是广义的管理信息系统，即 包含各种形态、各种模式的用于各领域的计算机系统。另一种则是狭义的管理信 息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m s ，m i s ) ，即主要指对企业各级管理人员 提供信息服务的系统。 管理信息系统是一门边缘学科【l 】【2 1 ，它是管理科学、信息技术和系统科学的 混合体【3 】【4 】。它不仅将管理科学中的管理模型、运筹学、组织行为学和计算机科 学中的计算机硬、软件技术紧密地结合起来了，同时也将一些边缘学科，如决策 方法和决策理论、心理学、人工智能等研究成果结合进来了。因此，从意识上讲 【5 1 ，它是将企业战略、生产经营、组织管理的理念融合到一起，并以此来提高企 业整体经济效益和管理水平；从技术上讲，它既包括网络环境、计算机设备等基 础硬件环境，也包括供使用者使用的与其业务密切相关的应用软件。 1 1 2 管理信息系统的特点 m i s 建设面对的是管理系统和计算机信息系统结合的问题 2 1 ，如图1 1 所示， 决不能单纯用计算机技术去对待整个m i s 建设，而忽视管理系统、管理方法的 改进。 ， 图1 1m i s 与管理实践和信息技术的关系 管理信息系统( m i s ) 作为一个参与企业管理活动的人机交互系统，具有以下 主要特点【6 】： 第一章绪论 ( 1 ) 整体性。组成系统的各个组成部分为实现某一特定目标，合理、有序地 组成一个整体，追求整体最优。 ( 2 ) 目的性。任何一个系统都是为了完成某一特定目标而构造的。建设b d m s 的目标是使变电工区运行、检修人员能依据系统提供的各种信息，及时发现问题， 保证变电站各种设备安全稳定的运行，提高企业的管理水平，增加企业的社会和 经济效益。 ( 3 ) 采用数据库技术将数据有效地组织在计算机中，以实现快速的信息处理 及信息共享。 ( 4 ) 应用不断发展的网络与通信技术，使得根据不同地理位置上进行的管理 活动建立起的管理信息系统，是一个带有计算机通信网络的分布式系统。 m i s 是由管理实践通过信息技术建成的，并促使企业不断提高管理水平。随 着管理模式的日益成熟，企业又会面临新的需求，从而会提出新的应用要求并需 更加成熟的信息技术支持得以实现( 如图1 1 ) 。由此可见，m i s 系统是一个极具 生命力的循环系统，它是企业管理、技术不断提升的“助力器 【4 】 7 】【引。 1 2 项目背景及选题意义 1 2 1 项目背景 变电站是电网的重要组成部分，是电网的枢纽。其能否安全可靠运行直接影 响到电力系统的安全稳定运行和能否向用户提供优质可靠的电能【9 - 1 1 1 。变电环节 是负责电能的加工、分配的供电企业的主要生产环节，是供电企业中专业门类较 多，技术相对密集的部分，是体现供电生产管理水平的主要窗口。 变电管理工作是目前我国各级电力公司( 供电公司) 的主要工作之一。主要由 变电运行、变电检修、电网调度、电能计量等诸多部门协同完成，中心环节是变 电站的管理。变电管理部门要执行的工作主要包括以下几个方面【1 2 】： ( 1 ) 运行值班。运行人员负责对变电设备进行监视和巡视检查，并作好值班 记录。 ( 2 ) 设备维护。运行人员对变电设备进行日常维护，如卫生清扫、外观检查、 定时通风、蓄电池加液等。 ( 3 ) 调度命令。电力调度人员对运行人员下达命令，由运行人员( 或集控站 的操作队) 负责执行，执行完毕后汇报调度人员。根据设备划分原则，由网调、 2 第一章绪论 省调、地调、县调分别调度不同的设备。 ( 4 ) 设备检修、试验。变电工区的检修班组负责对设备的定期维护与事故抢 修。试验类班组负责对变压器、断路器等进行高压试验，油类化验等。 ( 5 ) 倒闸操作。指运行人员对电气设备进行的操作。 ( 6 ) 双票管理。即倒闸操作票和工作票。这是电力部门规范管理，防止工作 人员误操作、误触电等实施的两种工作许可规范。 ( 7 ) 缺陷管理。运行人员在现场发现了设备缺陷后进行处理，并通知检修单 位进行维修；如果缺陷影响到系统运行，则向调度人员汇报请求进一步处理。检 修人员处理后由运行人员确认检修质量，在变电工区内形成缺陷的闭环管理。 ( 8 ) 其它，包括内部的学习培训工作、班组管理等等。 变电管理工作繁琐而复杂，工作量大，手工处理的方式已经满足不了迅速发 展的电力企业的需要。 1 2 2 选题意义 随着电网规模的发展，站内设备信息处理量亦随之迅速增大。但目前管理工 作使用的多是手工处理方式，明显存在着规范性差、检索不便、汇总速度慢、容 易遗漏出错等不足，很难及时为运行管理人员决策提供依据。而少数建立生产管 理系统的地区，只是采用首先由变电站的运行人员将运行数据( 包括母线电压， 变压器有功、无功功率，设备缺陷等记录) 在办公用的各种纸质表格上完成，然 后定期以各种报表的形式上报工区或局内相关的管理科室，再由相关人员将上报 上来的各种表格数据录入计算机的方法，以供各种统计、分析与查询。这种方法 进行了重复的工作，不但没有提高效率，反而增加了变电工区管理人员的负担。 此外，这种管理系统的数据不全( 仅含报表中提供的数据) ，实时性亦较差， 难以满足电力系统现代化管理的要求。因此，为顺应变电管理信息化趋势、适应 电力改革要求、提高管理决策水平、改善变电管理工作人员效率低下的局面，利 用计算机在信息处理方面的优势，开发一套标准化，使用方便的变电管理软件已 成为变电部门生产管理的迫切需要。 1 3 本文的工作 管理系统不仅要符合标准化条例，规范变电运行、检修人员的行为，同时也 应该服务于使用者，对管理者和决策者起到辅助作用；该系统应能减轻劳动强度， 3 第一章绪论 提高工作效率，使操作人员容易接受、容易使用。另外，系统应具有一定前瞻性， 经扩展后能适应不同地区变电管理工作的需要。 基于以上的需要，并结合承德市变电工区生产运行的实际情况，将华北电网 下发的变电站标准化管理条例的内容用计算机实现。在系统设计时，采用了 面向变电站运行人员、面向基础数据的思想，运用b s 的结构，开发了这套集运 行和检修为一体的变电生产管理系统。 该系统通过远程数据连接，使工区领导可随时查看各变电站生产运行情况： 如各种运行记录、报表等的上传情况；缺陷率、消缺率、电压合格率、两票合格 率等指标：也可以实时的监督生产中三个流程的进展情况。显然这对于提高整个 变电运行的管理水平将起着积极的推进作用。 4 第二章系统总体设计 第二章系统总体设计 2 1 系统设计的基本原则 变电生产管理系统的设计应从安全、开放、方便、实用的角度出发，立足现 实又面向未来，以确保符合标准化条例的要求，充分满足变电站现场的需要。一 般应遵循以下原则【4 l 【1 3 】 1 4 1 ： ( 1 ) 通用性原则：系统不但可以广泛适用于各种电压等级和接线形式的变电 站，而且对于集控站和普通变电站均能方便应用。 ( 2 ) 安全可靠性原则3 】 1 5 1 ：系统应能安全可靠地运行，保证数据的正确性和 一致性； ( 3 ) 简便易操作原则：用户界面必须友好，易学易用、易维护、易扩充。 ( 4 ) 规范化原则：本系统的开发应遵循国家、网、省局电力公司颁布的有关 规程、规范和规定，并结合当地实际情况。 2 2 变电工区业务分析 变电工区是承德市供电公司直属生产单位，现有员工2 0 6 人，下辖2 2 0 k v 变 电站6 座，1 1 0 k v 变电站1 1 座，3 5 k v 变电站一座。变电工区的组织结构如下图 2 1 所示。变电工区下设两个集控中心，五个普通变电站和七个专业检修班组， 主要负责承德市区变电站的运行和各种运行设备的检修维护工作。管理人员除了 工区领导( 处长、书记、检修副处长、运行副处长) 以外，主要分为三个科室： 生产技术科、安全监察科和综合办公室。 第二章系统总体设计 图2 1 变电工区组织结构图 综合办公室主要负责人事、财务等企业的活动。安全监察科负责变电工区所 辖部门的安全情况，定期进行安全检查、安全培训和安全考核等活动。生产技术 科有五防专工、运行专工、检修专工，主要负责工区所辖设备的日常维护、大修 技改及运行管理工作，是变电工区日常生产维护和运行管理的协调指挥中心。生 产技术科的具体工作内容如下： ( 1 ) 负责协调生产班组( 变电站) 之间的生产工作关系，对其进行技术监督 和五防装置的维护工作； ( 2 ) 负责“两票 的日常管理、统计分析和监督检查工作； ( 3 ) 负责生产管理的统计分析和可靠性管理工作； ( 4 ) 负责检修各专业及运行专业人员的技术培训工作。 这三个科室工作各有侧重，共同协助变电管理处领导的工作，同变电站运行 人员和检修班组人员一起，努力提高管理水平，全面开展创一流同业对标工作， 为实现“一强三优的供电企业贡献力量。 6 第二章系统总体设计 2 3 系统页面的设计 2 3 1 页面设计的原则 用户的界面设计的原则包括以下几方面【l 6 】： ( 1 ) 用户界面的可用性是用户界面设计的最重要的目标。 用户界面的可用性主要指用户能够比较容易掌握软件的使用方法，保持用户 界面中术语的标准化和一致性：有完善的容错能力，能够处理各种有可能导致系 统崩溃的错误。 另外，作为针对电力行业开发的软件，操作过程中包括了大量电力行业的专 业术语和电力行业的各种法规。因此，该软件系统的帮助系统中除了包括软件的 具体操作方法外，还包括变电站各种业务术语的详细说明，在任何时间、任何位 置上都能方便地调用。 ( 2 ) 用户界面的灵活性是界面设计的另一重要方面。 所谓灵活的用户界面主要包括以下几个方面：程序关键环节必须提供灵活可 选的算法，用户能够根据需要制定和修改界面，执行灵活的操作手段。与其它的 软件系统应有标准并且兼容的用户界面等等。 2 3 2 数据输入界面的设计 数据输入是任何一个软件系统的重要组成部分，它常常占用用户的极大部 分时间。一个良好的数据输入界面应能够尽可能方便而有效地进行数据输入。而 且由于变电站运行人员的计算机水平大多偏低，使得这套变电运行管理系统的数 据输入界面设计显得更为重要。 在本系统中，通过如下手段进行输入数据的处理： ( 1 ) 数据输入内容根据它们的使用频率、重要性来对其输入次序进行组织。 ( 2 ) 对于本站( 或班组) 的记录，从登录信息中直接读出登录人所属变电站 和登录日期。 ( 3 ) 对于共同输入或者需要重复输入的内容，根据需要设置默认值，并可以 根据需要随时修改。 ( 4 ) 对于输入内容来自一个有限的备选集的数据，采用列表选择或指点方式。 7 第一章系统总体设计 2 3 3 两种登录界面的设计 对于管理人员来说，要了解变电工区所有的生产情况，六个功能模块都需要 查看，此时系统为管理人员单独设计了界面，如图2 - 2 。管理人员登录后，可以 根据工作的需要选择相应的模块。 在运行人员或检修人员登录系统时，考虑到工作的方便性，直接链接到登录 人所属单位的页面中去。如袁庄站x x x 登录系统根据数据库中x x x 所在的 单位，直接连接到裒庄站。如图2 _ 3 所示。 】_ j j t 一i t “l f n 。 图2 - 2 管理人员的登录后界面 图2 - 3 袁庄站的登录页面 第二章系统总体设计 在页面的设计上，进站画面为各自变电站( 或班组) 的简介。其中包括工作 地点，工作内容，人员名单，所获奖项等等。另外，安全对于电力部门来说尤为 重要，因此，在进站画面中加入了安全生产x x 天，起到警示和提醒的作用。同 时，还设计了安全器材台帐，将站内和班组的安全器材等统计造册，做到大家心 里有数，需要增添或更换能及时进行，做好安全的保障工作。 2 4 系统结构的设计 管理系统的开发不仅要帮助管理人员完成日常工作，规范变电运行、检修人 员的行为；同时也应该服务于使用者，对管理者和决策者起到辅助作用。该系统 应能减轻劳动强度，提高工作效率，使操作人员容易接受、容易使用。另外，系 统应具有一定前瞻性，经扩展后能适应不同地区变电管理工作的需要。因此在设 计时要依据一定的原则。 ， 2 4 1 系统结构设计的原则 对系统的需求分析完成之后，可以根据需求进行系统的设计。本系统采用模 块化的设计方式【1 7 】【1 8 1 ，以承德市变电工区的组织结构( 如图2 1 ) 为基础，针对 不同的工作需要，设计不同的模块。采用b s 模式，使每个人登录系统时都能直 接进入自己的工作，特别适合对计算机操作不够熟练的变电站运行人员。 在对系统结构进行模块划分的时候，遵循了以下的原则： ( 1 ) 按业务划分子系统，以保证系统的结构性和模块性。 在进行b d m s 的系统设计时，按业务使用“自顶向下”的原则将系统划分成 六大子系统，分别是：运行管理、检修管理、生产管理、安全管理、设备管理、 行政管理。见图2 4 。这六部分既相互独立，又相互关联，共同构成了变电运行 生产管理系统。该系统不但能全面的涵盖变电工区人员的日常工作，而且软件功 能简明易懂，操作方法简单快捷，设计时采用统一的专业术语，使用方便。 ( 2 ) 子系统之间的联接关系尽可能简单，以使各子系统具有较高的独立性和 可修改性。 由于b d m s 是按照人员工作性质划分的系统，因此只要员工的工作是独立 的，不重复的，各子系统就具有较高的独立性：在设计时采用b s 模式，调用时 只需访问该模块的网址，建立互联关系十分方便。 ( 3 ) 每一个子系统都具有明确的功能。 9 第二章系统总体设计 在设计b d m s 时，每个子系统下面分为若干个模块，每一个模块都是变电工 区员工工作的细化和分解，功能独立且明确。 2 4 2 系统结构划分 根据变电工区的不同人员的工作， 图2 4 列出了b d m s 的六个子系统， 设备管理、安全管理、行政管理。 将系统划分为六部分，如下图2 4 所示。 分别是运行管理、检修管理、生产管理、 图2 4 变电运行检修生产管理系统的结构划分 变电工区的日常工作主要是变电站的运行和设备的检修工作。所以系统设计 时主要围绕这两部分展开，其余的子系统或是对这两部分的监督管理，或是对这 两部分的辅助补充。 2 4 3 系统功能的总体设计 ( 1 ) 运行管理 变电站运行人员主要的工作范围是运行管理这部分。在这一子系统中，运行 人员可直接登录到自己所属变电站，填写各种变电站运行记录；上传运行报表， 查看该站设备台帐及其运行情况。系统还列出了变电站的各种图表，包括一次系 统图和站内各种设备的接线图等，方便查看。 目前，承德市变电工区既有集控站，又有普通变电站，形成两种完全不同的 管理模式。集控站是把若干个普通变电站改造成无人值守的，全部可以远方操控 的变电站，集中设立一个集控中心，设立监控班和操作队。监控班对集控中心所 辖的变电站进行统一的2 4 小时监控，发现异常情况立即上报上级调度；同时接 收上级调度的操作命令，对各个受控站进行远动操作。当需要定期巡视或者现场 第二章系统总体设计 操作时，操作队要到现场根据上级所下达的操作票进行现场操作。这种管理方 式充分的利用了现代化的监控设备，远动和现场监督相结合，大大节省了人力， 且准确度高，同时还可以避免人员的误操作。 针对这种情况，我们在设计系统的时候对两种情况加以区分，分别考虑。如 图2 - 5 所示。 ， t，目 自洲帅- 。 m d 一o 。口t 图2 - 5 集控站登录的主界面 注：昔通站的登录界面见图2 - 2 对于普通站，就可以正常设计；对于集控站，所有监控班和操作队的人统一 以集控中心的身份登录，不再给受控站设计单独的页面。进入系统后，在运行记 录和上传报表等模块中有所区别。有些是集控站特有的内容，如“调度命令接转 记录1 2 卅。为了符合要求，只在集控中心监控班中加入该项记录，其余内容均类 似。 ( 2 ) 检修管理 b d m s 中检修管理主要针对变电工区的班组人员设计的。在这一子系统中， 班组人员可以链接到设备管理子系统，录入设备台帐：可以填写检修、试验报告 单：进行设各备品、备件管理，记录库存和使用情况。可以处理缺陷、检修计划、 检修任务三个流程相关的内容。 ( 3 ) 生产管理 生产管理主要的使用对象是生产技术科的人员。主要是处理与运行、检修相 第二章系统总体设计 关的管理工作。运行人员和检修人员上传的各类报表统一在这里汇总，方便检索 和查看；可以跟踪缺陷、检修计划、检修任务三个流程的进展情况和对相应的内 容进行审批；增加了发令人管理和流程的权限管理模块，可以对不同的人员分配 不同的任务，这样，登录时看到的页面不尽相同。每个人只能看到与自己工作相 关的内容，其余的不可见或是不可修改。 ( 4 ) 安全管理 安全管理主要是给安全监察科的人员使用。安全生产是电力生产的最主要的 目标。因此，无论何时何地，都要把安全放在首位。变电站和班组上报的安全报 表和安全活动记录统一汇总到这里，还有各单位的安全器材台帐，都在这里查询。 另外，给出工作票和操作票系统的链接，方便统计两票的内容。 ( 5 ) 设备管理 设备管理主要列出变电工区所辖变电站的所有设备信息。运行人员只关心本 站的设备，而检修人员进行检修、试验时，是按照单元来统一操作的，因此在设 计时考虑到不同工作性质的需要，设备按照变电站和间隔( 有的地方称单元) 两 种形式来组织，但是设备台帐的内容不变。 ( 6 ) 行政管理 行政管理是针对综合办公室设计的。主要进行人事管理和上级各种文件的下 发工作。还有管理员工考勤和班组建设，以及列出了变电工区各种工作标准和技 术标准，方便员工查阅，考核和将来的培训。 2 5 系统开发环境 2 5 1 系统基本结构 随着信息化建设的发展j 用c s ( c l i e n t s e r v e r ) ：客户机服务器结构所开发 的m i s 标准性差，质量难以保证；可维护性差，软件开发周期长；系统生命周 期短。这些缺点极大的阻碍了管理信息系统在企业中应起的作用。 随着以i n t e r n e t 技术为基础的i n t r a n e t 的出现，解决了c s 结构中存在的许 多问题。i n t r a n e t 又称为企业内部网，是基于i n t r a n e t 的w e b 模型。它具有标准 化、开放性、分布式等众多优势，对传统的管理信息系统的体系结构产生了巨大 的影响。 一般来说，也可以将i n t r a n e t 模型称为b r o w s e r s e r v e rb s 模型。如图2 - 6 所 第二章系统总体设计 示，与c s 模式相比，它大大简化了客户端，只要装上操作系统、网络协议软 件以及浏览器即可。这时的客户机成为瘦客户机，而服务器则集中了全部应用逻 辑。开发、维护等工作也都集中在服务器端。当企业对网络应用进行升级时，只 需更新服务器端的软件，而不必更换客户端软件，减轻了系统维护与升级的成本 与工作量。使用户的总体拥有成本t c o 大大降低。 基于w e b 的m i s 的建立从根本上满足了企业对信息高质量的需求，产生了 全新概念的网络化企业。它将重新定义企业的运作方式，更好的为企业服务。它 能提高企业的经济效益，并为管理者提供可靠的决策依据。 基于以上的特点，在开发b d m s 时，采用浏览器服务器的模式进行程序的 设计和开发1 2 8 】。 图2 - 6b s 模式的工作方式 b r o w s e r s e r v e r 模式的优点： ( 1 ) 由于w e b 支持底层的t c p i p 协议是w e b 网与目前使用的几乎所有局域 网都可以做到无缝连接，从而彻底解决了异构系统间的连接问题。 ( 2 ) 由于w 曲采用了瘦客户端，使系统的开放性得到很大的改善。系统对将 要访问系统的用户数的限制有所放松。 ( 3 ) 系统的相对集中性使得系统的维护和扩展变得更加容易。比如数据库存 储空间不够，可再加一个数据库服务器；系统要增加功能可以新增一个应用服务 起来运行新功能。 ( 4 ) 界面统一。全部为浏览器方式，操作相对简单，特别适合变电工区广大 计算机水平不高的工作人员。 ( 5 ) 业务规则和数据捕获的程序容易分发。 2 5 2 系统开发语言 在开发b d m s 过程中，采用基于n e t 的c 撑作为开发语言。 c 群伴随n e t 一起出现，它是微软公司针对n e t 所设计的一种全新的编程语 言。微软是这样描述c 群的：“c 样是从c 和c + + 派生来的一种简单、现代、面向 对象和类型安全的编程语言。 c 稃主要是从c c + + 编程语言家族移植过来的， 结合了v b 的快速开发能力和c + + 的强大灵活的能力。 第二章系统总体设计 c 群是专门为n e t 量身定做的，它是n e t 平台中最重要的语言。它的定义高 度精练的描述了c 群的主要特征。 c + + 专门针对底层应用、与硬件打交道以及对性能有极高要求的开发中，而 c 特别适合应用于快速开发的商业软件。 2 5 3 系统软硬件配置 系统的软硬件配置如下表2 1 ，2 - 2 所示： 表2 1 系统硬件配置 序号名称推荐硬件配置推荐机型数量 主机：3 2 g h zi n t e lx e o n 主服务器 内存：i g be c cd d r 2m e m o r y d e l l lf 2 5 1 2 m bd i m m s )2 ( 工作组级) p o w e r e d g e2 8 0 0 硬盘：2 7 3 g b1 0 k r p mh a r dd i s k s 光驱：c d r o m c i s c oc a t a l y s t 2交换机8 口以上1 0 0 0 m b p s 1 2 9 5 0 1 2 主机：1 5 g h z 内存：5 1 2 m 3 备份服务器 硬盘：1 2 0 g 以上l 网卡：1 0 1 0 0 1 0 0 0e t h e m e tp o r t s 显示器：1 5 ”液晶 表2 - 2 系统软件环境 软件用途 w i n 2 0 0 3s e r v e r 主服务器操作系统，满足双机热备和w e b 发布要求 群集管理器、i i s m i c r o s o f t n e t 平台环境主服务器端软件，满足w e b 发布要求 s q l s e r v e r 2 0 0 0 主服务器端软件，提供数据库管理支持 0 f f i c e 2 0 0 3 主服务器端软件，满足系统运行要求 w i n 2 0 0 0 x p 异地备份服务器操作系统 2 6 本章小结 本章主要介绍了b d m s 的设计思路和设计原则：采用b s 结构的思想，使用 在n e t 平台下的c 撑语言进行开发，给出了该系统比较适合的软硬件配置。同时 1 4 第二章系统总体设计 对变电工区的日常业务进行了分析，得到了工区的组织结构图。在此基础上，进 行了系统的总体设计。主要包括页面和系统的结构划分两部分。 页面的设计以灵活、使用方便为基本原则，采用了多种方法，尽量减少输入 工作量；在结构的划分时，针对不同的工作需要，将其划分为行政管理、运行管 理、检修管理、生产管理、设备管理、安全管理六部分。这六部各有侧重，共同 组成一个完整的整体，不仅可以帮助变电管理人员完成日常工作，规范变电运行、 检修人员的行为；同时也服务于使用者，对管理者和决策者起到辅助作用。 第三章数据库设计 3 1 数据库设计原则 第三章数据库设计 数据库是管理信息系统的核心，是存储数据的实体，是整个系统信息资源共 享的基础【1 9 】。数据库的设计是程序设计的基础和前提，数据库系统的设计优劣将 直接影响整个系统的性能。数据库设计的任务是按照用户应用的要求，设计一个 结构合理、使用方便、高效快速的数据库及其应用系统。 在对数据库应用程序影响的各个方面中，数据库本身的设计最为重要【2 叭。用 户组织表格中独立数据项的方法以及将数据库中不同的表格相互联系的方法形 成了数据库应用程序的基础。一个薄弱的基础增加了编程的难度，使程序的维护 变得困难，并削弱了基于它的程序的功能。而且当用户对软件的需求增加时，也 不易升级。 因此，b d m s 数据库的设计遵循以下原则【2 l 】进行： ( 1 ) 设计的数据库与信息逻辑模型吻合，满足用户的实际要求； ( 1 ) 冗余度最小； ( 2 ) 实现数据的独立性。即在数据库修改或扩充之后，不影响用户的使用， 不必修改或重写应用程序；。 ( 3 ) 实现数据共享； ( 4 ) 解决由于数据共享带来的数据完整性、安全性等问题。 3 2 数据库结构制定 3 2 1 系统数据流图 设计数据库时，首先要明确用户的需求，即明确建立数据库应用系统的目的。 变电运行生产管理系统( b d m s ) 是为变电站管理人员服务的，提供给用户所需 的变电站内各种设备台帐、人员管理信息、运行生产中的各项记录和报表等。根 据用户提供的原始数据以及用户工作实际需求，绘出整个系统的数据流程图如图 3 1 所示。 1 6 第三章数据库设计 b d m s 图3 1b d m s 顶层数据流图 其中系统中六大模块之间也有很多的数据交互，这里只给出系统中主要的数 据流向和使用对象，更加详细的部分在每一模块的具体说明中描述。 3 2 2 数据库的开发工具 目前，数据库领域中最常用的数据模型有三种，分别是：层次模型、网状模 型以及关系模型【2 0 】【2 2 】【1 9 】【2 1 】。关系模型的数据库系统在2 0 世纪7 0 年代开始出现， 且发展迅速，并已逐渐取代了非关系模型的数据库系统的统治地位，现在流行的 数据库系统大都是基于关系模型2 0 】的。 应用比较广泛的关系型数据库系统主要有：s q ls e v e r 、d b 2 、o r a c l e 、 i n f o r m i x 、s y b a s e 等。s q ls e v e r 是微软公司从s y b a s e 获得基本部件的使用许可 权后开发出的一种关系型数据库。目前的使用最多、最为广泛的是s q ls e v e r 2 0 0 0 ，由于它和w i n d o w s 、i i s 等产品均出自微软之手，有着天然的联系，配合 密切，因此在w i n d o w s 操作系统下，i i s 、s q ls e v e r 就应该是最佳选择。 s q ls e v e r 的特点1 2 0 】： ( 1 ) 真正的客户机服务器体系结构。 1 7 第三章数据库设计 ( 2 ) 良好的图形用户接口，使系统管理和数据库管理更加直观、简单。 ( 3 ) 支持多种开发平台，即开发人员几乎可以用现有的任何开发平台编写应 用程序来访问s q ls e v e r 。 ( 4 ) 支持远程管理，无论s q ls e v e r 服务器与数据库管理人员相距多远，数 据库管理及开发人员均可通过网络使用企业管理器来管理s q ls e v e r 的服务器。 ( 5 ) 通过查询能够支持决策支持系统、数据仓库和o l a p ( o n l i n ea n a l y t i c a l p r o c e s s i n g ) 。 ( 6 ) 与w i n d o w sn t 2 0 0 0 系统紧密集成。利用了n t 的许多功能，如发送和 接受消息，管理登录安全性等，具有良好的性能和可伸缩性。 ( 7 ) 对w e b 技术的支持，使用户容易将数据库中的数据发布到w e b 页面上。 b d m s 采用b s 结构，在m i c r o s o f t n e t 平台下用c 拌语言开发，与i i s 、s q l s e v e r 等均出自微软，配合密切，故在该系统的开发中，采用s q ls e v e r 作为数 据库的开发工具。 3 3 数据库表的设计 在s q ls e v e r 中，数据按表存放，每张表由行和列组成。一行是一条记录， 而一条记录又由多个字段组成【2 0 j 。 使用数据表视图构建数据表的步骤是： ( 1 ) 设计字段名称。字段名称的列显示了各个字段的名称。字段名可以是用 户想要的任何名称，但在同一个表中不能重复使用同一个名称。在本系统中，除 了特殊字段采用习惯的英文命名以外，其余字段的命名统一采用f _ 力日上该名称 的全拼，便于阅读和统一管理。 ( 2 ) 指定数据类型。“数据类型指定了在字段中存储的信息的类型。s q l s e v e r 有多种基本数据类型可供选择【2 l 】，它们是整型、浮点型、字符型、时间日 期型、货币型、二进制型、文本和图形数据类型七种。设计者可根据需要选择， 也可以基于以上类型创建自定义的数据类型。在该系统( b d m s ) 的数据库中， 时间日期型的数据统一用d a t a t i m e 型；文本数据统一用t e x t 存储；电子签名 的图片用i m a g e 数据类型，其余的所有字段均采用v a r c h a r 类型。因为存储在 v a r c h a r 中的数据是以该字符串的实际长度来存放的，可以节省空间，加快信息 查询的速度。 ( 3 ) 指定长度。在指定数据类型的同时，系统给出长度的默认值。除少数需 要自己设定以外，都按照默认值处理。 第三章数据库设计 ( 4 ) 增加系统字段。在数据表格中，有些字段并不是客户的需求，可是对于 我们的设计会有一些帮助，例如填写数据的人、记录上传的日期时间和记录修改 的日期时间等，这些字段平常用处不大，不会显示给客户，但是如果要查询是谁 修改数据、何时修改的，都可以查到。对于电力部门寻找事故根源，追查事故责 任等有很大帮助。 ( 5 ) 确定关键字。在一个关系模式中必然存在这样一个属性组，它的值能唯 一的标识一个记录。称该属性为关键字或码。若一个关系中有多个关键字时，则 称它们为候选关键字，指定其中一个为主关键字。关键字必须唯一标识了表中的 每一个记录，并且没有重复的取值。 在b d m s 中，设备台帐和人员信息的数据表中，关键字采用运行编号( 身份 证号码) 和变电站名称的组合，记录和报表的数据表中关键字为变电站( 或班组) 的名称。主关键字统一使甩自增i d ，确保了在关键字字段中不会插入重复的取 值。 ( 6 ) 确定表之间的关系。关系是主关键字联系两个或多个表的方式。使用关 系型数据库模型可以创建三种类型的关系，即一对一关系、一对多关系、多对多 关系。主变及其附属设备( 套管、压力释放阀、调压装置、风机、储油柜、潜油 泵等) 就是一对多的关系；而对于断路器来说，真空断路器对应有液压或弹簧的 操作机构，s f 6 断路器对应电磁或弹簧的操作机构，代表的是多对多的关系。 在变电管理系统( b d m s ) 设计过程中，结合统一数据平台思想，建立统一 的公共信息数据库。数据表区分为系统表。说明表与数据表。系统表用于配置 b d m s 的模块与用户组。说明表( t - f i e l d l i s t ) ，见表4 1 ，里面给出了所有表中 每一个字段的说明、数据类型和长度，便于阅读和今后的系统维护，用于辅助系 统管理。数据表用于变电运行管理信息。 表3 1t - f i e l d l i s t 的结构 列名 数据类型长度 表名 s y s n a m e 1 2 8 序号 s m a l l i n t2 字段名 s y s n a m e 1 2 8 字段说明v a t c h a r1 0 0 类型 s y s n a m e 1 2 8 长度 s m a l l i n t2 在b d m s 系统中，数据有报表、记录、设备台帐、人员信息、电子签名、检 修任务单共六种类型。其中报表、记录是e x c e l 、w o r d 等文本格式，在数据库中 第三章数据库设计 记录的是其上传路径；设备台帐、人员信息这两类数据量大，需要经常查询，在 设计时要考虑使用的方便和快捷性。检修任务单因为与流程相关联，故单独提出。 3 4 数据库管理 对用户而言，一个好的数据库系统是通过数据库管理来体现的。数据库管理 包括备份和恢复数据库、转换和修复数据库、对数据库进行安全控制三部分1 2 引。 b d m s 以s q ls e v e r 2 0 0 0 作为数据库开发工具，利用它提供的数据库管理工具， 实现了对数据的安全管理，为用户管理数据提供了极大方便。 任何一个信息系统必须保证数据的可靠性和数据库的完整性，b d m s 主要从 数据库的安全、完整性、一致性的角度出发，实现数据的保护功能【l3 1 。 数据的安全啪1 电力基础数据本身保密性要求高，而本系统将涉及不同层次的用户，且采用 b s 结构，通过i n t e m e t 即可连接。因此，在保证数据开放性的同时又要确保管 理的数据库安全和稳定。比较合理的做法【27 】是：对合法用户，系统具有三级安全 权限只读、读写、管理。只读用户仅可浏览页面( 系统设置一个g u e s t 帐号， 方便变电工区外部人员的参观学习) ；读写用户可维护其权限内页面的数据；管 理用户具有所有数据维护权限，并对其他用户按模块分配各类权限。 本文中的b d m s 采用基于角色的授权模型来进行安全认证。根据用户职责配 置不同的模块，使用户具有不同的权限，并在系统中引入签名环节，记录登录入 的姓名，确保数据安全。 当企业中的岗位设置、岗位职责和岗位上的人员发生变化时，基于角色的授 权模型也能够敏捷的适应各种变化。如某些用户的岗位调整了，只要将这些用户 的角色做相应的调整，便可重新确定这些用户的权限。当某一岗位的职责发生变 化，即访问系统的权限发生变化时，只需要调整该角色的操作权限即可。如果企 业因运作的需要，增添新的岗位，只要在系统中增加新的岗位角色，并授予其相 应的权限，安排相应的用户即可。 由于该系统是管理系统，因此用户名均采用实名制，角色按照用户所在的部 门来分配，不同的角色具有不同的使用权限。例如，以变电站值班人员进入系统 时，直接链接到运行管理的页面，既方便了用户的操作，又避免了非法的操作， 保证了数据库的安全。而以系统管理员角色进入系统时，能看到系统所有的功能 模块，并且对所有数据均可进行读写操作。 同