（电力系统及其自动化专业论文）基于广域网的电网企业指标管理.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 本文介绍了一种基于广域网的电力指标管理信息系统，实现了广域网内指 标数据的合并和汇总，支持指标数据在电力企业内无限级上报。本文分析了国 内电力指标管理信息系统的现状以及其存在的问题，针对这些问题提出了解决 的途径并在此基础上进行了系统开发。阐述了开发的系统功能和主要特点，本 系统适用性强，有良好的开放性和安全性，可大幅提高各类指标的实时性与准 确性，减轻各级管理人员的工作负担，有效提升供电企业领导决策水平，更好地为 系统安全、经济运行服务。 关键词：广域网，数据合并，电力指标，m i s a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p i n g o fc o m p u t e ra n dn e t w o r kt e c h n o l o g y , c o n s t r u c t i o no f i n f o r m a t i o na n a l y s i si ne l e c t r i c a lc o r p o r a t i o ne n t e r si n t oan e w d e v e l o p m e n ts t a g e s oi n o r d e rt oi m p r o v ee l e c t r i c a lc o r p o r a t i o ne c o n o m i cb e n e f i t s ，i ti sq u i t ei m p o r t a n tt od e s i g n as e to fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw i d ea r e an e t w o r ka n dw i t hf a v o r a b l e o p e n n e s sa n ds a f e t y t h i sp a p e ri n t r o d u c e sam i 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 m ) b a s e do nw a n ( w i d ea r e an e t w o r k ) p o w e re n t e r p r i s eq u o t a 。i tr e a l i z e sd a t ai n t e g r a t i o no fw a n a n d s u p p o r t sq u o t ad a t a so p e nf o r mm a n a g e m e n ti np o w e re n t e r p r i s e s t h i sp a p e ra n a l y z e s t h ec u r r e n ts i t u a t i o no fd o m e s t i cp o w e re n t e r p r i s eq u o t am i sa n dp o i n t e do u tt h e p r o b l e m st h a ts t i l le x i s t s i ta l s op r e s e n t st h es o l u t i o no ft h e s ep r o b l e m sa n dd o e ss o m e d e v e l o p m e n to nt h eb a s i so ft h i s t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h ef u n c t i o no ft h ed e v e l o p i n g s y s t e ma n di t sm a i nc h a r a c t e r i s t i c s t h i ss y s t e mh a saw i d er a n g eo fa p p l i c a t i o na n d e n j o y sas o u n dv e r s a t i l i t ya n ds e c u r i t y g u oj if a n g ( e l e c t r i cp o w e rs y s t e ma n di t sa u t o m a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f l i ug u ox i a n k e y w o r d s ：w a n ，d a t a i n t e g r a t i o n ，p o w e rq u o t a ，m i s 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于广域网的电网企业指标管理， 是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。据本人所知，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已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学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已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：量泣丑墼 日期：童尘三壁 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：白蛄茎导师签名： 日期：塑坠皇：壁e l 期： 曲嵋 和州畚9 华北电力大学硕士学位论文 1 1 引言 第一章绪论 现代电网的安全、稳定、经济运行对整个社会和经济的发展起着十分重要的作 用。电网企业指标管理系统是实现电网企业信息管理的核心系统之一，涉及供电企 业多个部门。指标体系按企业类型，目前已经建立了区域电网公司、省电力公司、 地区供电企业、超高压输变电公司等。指标体系按内容则共为五大类：安全管理、 资产经营、营销服务、电网运行、人力资源和电网建设，涵盖了输电、变电、调度、 安监等各方面的多种指标。有供电范围、最高用电负荷、年度售电量等标志企业规 模的指标，有输电线路长度、变电容量等标志电网设备规模的指标，还有人身死亡 事故、电网事故次数等表示电网安全管理的评价性指标，此外还有其它各种代表电 网不同方面水平的指标，数据量大而繁琐，不易管理。本课题所开发的指标管理系 统是电力生产管理系统的一部分，包括生产综合指标的维护、统计汇总、审核、上 报、统计报表管理、指标分析管理、指标综合查询管理以及其它辅助业务功能。 供电企业的生产指标管理涉及到很多部门，这些生产管理部门之间数据信息的 高速交换和充分共享是生产决策指挥的基础。在指标管理信息系统实施之前，存在 着各种各样难以解决的问题。例如指标责任不明、信息反馈缓慢、指标跟踪困难、 数据统计繁杂、年度月度目标值难以维护、同行状况模糊以及指标状态查询困难等 问题。部门领导难以监督指标状况以便及时进行调整，一线职工也难以快速知晓各 个时段的指标状态以便相互促进。这种以手工和单机方式处理信息效率低、时间长， 已经成为生产管理的瓶颈，不适应现代化生产管理的需要【2 】。随着信息时代的到来， 电力信息化建设大力展开，在这样的大环境下，迫切需要开发一套基于广域网的电 力生产指标管理系统，该系统能从根本上解决现有指标管理系统存在的问题，它支 持面向基层、面向全过程管理，利用网络从基层取得数据源，把分散的数据输送到 管理层，并对这些分散的数据进行统计和汇总，然后再利用网络进行指标的再上报、 审核和汇总，为决策层提供及时、可靠的指标信息，更好地协助决策者对未来的生 产经营活动和目标进行量化的分析和论证。 开发基于广域网的指标管理系统，总的说来有以下几方面的效益： ( 1 ) 经济效益 系统改变了现有系统中指标统计的现状( 即需要由专门人员从基层获取数据再 将数据送入计算机进行计算统计、各级部门间用传统的纸质或磁盘进行信息交流) ， 开发的系统能自动统计汇总分散的数据，将工作人员从大量繁琐的数据中解放出 华北电力大学硕士学位论文 来；它利用网络使数据自动在部门间流转，实现了业务层面的自动化、智能化，增 强生产环节的协调性，减少操作维护时间，减少工时，提高企业经济效益。 ( 2 ) 管理效益 系统从基层获取数据源，自动对这些分散的数据进行统计汇总，增强了数据的 实时性，减少了人工处理数据的次数，大大提高了数据的真实性和准确性；系统利 用网络使数据在各级部门间流转，加速了数据的流动和共享；它将电力生产的所有 指标综合在一起管理，统一了整个电力企业的数据编码和指标定义，使管理科学化。 总的说来它提高了工作效率，使信息及时、过程可控、决策科学，大大提高业务层、 管理层及决策层的工作效率，增加管理效益。 ( 3 ) 社会效益 解决好生产为营销服务、营销为用户服务的问题。指标体系是基础，它为现状 分析，梳理、优化和完善各项业务流程提供条件。进一步加强技术指标管理，使生 产管理过程可控，提高办事效率，提高生产管理水平，树立电力企业良好的社会形 象，社会效益十分可观。 1 2 电力生产指标管理的现状 目前，国内各个供电企业业务层的指标管理有四种不同的管理方式： 一是完全的手工记录、手工报表，在部分供电企业中还占相当比例；二是运用 计算机办公软件如w o r d 、e x c e l 等建立指标数据统计报表等，部分记录仍然以手工 记录本的形式存在；三是利用面向记录型的运行管理软件( 单机版本) 完成指标月 数据统计、年数据统计等简单的记录管理，信息之间缺乏关联和共享【3 1 ；四是利用 局域网络环境开发的局m i s 软件完成部分生产指标维护管理功能，如计算电压合格 率和线损率等，但功能实现上还不能满足要求，指标数据还是不能通过网络上报上 级部门，生产信息缺乏整合，“信息孤岛依然存在。 从以上四种管理方式看来，多数系统规模较小，基本停留在一个市局管理层面 的应用，未能从基层班组工作入手，未能实现变电站、县市供电局、省公司的远程 数据库连接，因此与现场实际工作有定差距，没有发挥计算机网络信息化的优势。 例如线损管理，电力系统中每个不同级别的单位都要对线损指标进行考核，所以需 要逐级上报和审批，若上一级部门对数据有疑问，则要重新计算分析该级的线损数 据。然而国内大多数的线损管理系统只是一个独立的计算系统，仅仅只是一套计算 工具，统计后上报还必须用传统的方式进行上报，若上级部门需要重新计算，还必 须用传统的通讯手段将数据退回上报的部门，没有发挥网络化管理信息系统的优 势。此外，没有系统把这些指标放在同一个信息系统里统一处理，使本来应该非常 规范的电力系统生产指标的管理不完整、不规范。尤其对于生产综合指标而言，涉 2 华北电力大学硕士学位论文 及部门众多，没有统一的管理造成了数据的大量冗余、编码不一致、数据不完整， 这给上级部门的工作造成了很多困难，有时为了统计分析某些指标和信息，需要花 费很多的时间和精力。 通过对国内电力生产指标管理现状的分析，作者发现存在着许多应用问题： 1 未解决数据源的闼题。 指标管理中的许多数据( 如某电压监测点月运行时间、月超上限时间、当月最 高电压等) 都是通过纸质报表先从变电站或基层班组上报到局内相关职能部门，然 后再由局内的管理人员输入计算机。这种方式无疑会给局内的管理人员增加额外的 工作负担。由于这些报表多数是统计、汇总数据，一般要经二、三次人工处理后才 送入计算机，这不仅会造成系统数据的实时性差，也很容易造成数据的丢失、遗忘 和不一致，从而造成管理上的混乱【3 1 。 2 缺乏对数据的统计、分析功能。 变电站、专业所、生技部门的各种报表数据不能自动生成，仍依靠人工计算、 填写，费时费力，每个月大约需要专人3 - 5 天完成，生产信息的及时性和正确性难 以保证。 3 指标的管理分散。 电压指标管理、线损管理和综合指标管理没有统一在一起，不能全面如实的反 映系统生产管理的水平和存在的问题。 4 不支持分布式、广域网应用。 这个问题包括两点，第一，没有将数据处理和业务流程结合到一起。软件系统 仅仅适用于生产技术管理人员，而没有将各级之间的数据共享和数据流动放入系 统。第二，很少考虑开放性与安全性以及二者结合的问题，以致即使变电站、工区、 供电局都安装了同一套系统，也必须要通过传统方式进行信息交换，形成了“信息 孤岛 。由于当前投运的局域网应用系统均是按集中模式设计( 即全系统仅设置中 心数据库，应用对象主要为本企业内几个主要的生产管理部门) ，不可避免地在数 据编码设计、数据库表结构设计、系统安全体系设计等方面难以全面满足广域网分 布运行的需要，各级系统之间的信息交换主要依据纸质报表、文档拷贝或程序接口。 1 3 本文的主要工作 本文从软件开发的角度入手，首先明确了系统的建设目标，在比较各种软件体 系结构优劣的基础上进行了系统体系结构的设计，然后根据系统的开放性要求进行 了应用数据库的设计，分析了如何将工作流技术应用于系统以实现数据在广域网上 的流转和汇总，同时将层次分析法应用于该系统构造指标评价因子，最后以综合指 标管理系统为例，详细介绍了它的各个功能模块如何协调工作，以满足实际工作的 华北电力大学硕士学位论文 需求。 本文主要工作如下： 1 、依据电力生产指标管理的实际需求，成功实现了开放的电力指标管理系统的数 据库和业务逻辑设计，在指标项、管理层次的开放性管理方面可很好的满足实用性 e 旨l l 需承o 2 、将基于角色和用户责任区的安全性管理技术应用于电力指标管理系统，可完全 实现用户级数据安全，较好的保证了系统数据的安全、可靠。 3 、将工作流技术应用于电力指标管理系统，实现了用户对数据修改的痕迹保留， 以及系统使用对象的开放性管理和批量数据的上报与自动汇总，大大提升了数据的 真实性和数据处理的效率。 4 、将层次分析法应用于电力指标管理系统，它将定量分析与定性分析结合起来， 可有效的确定各级指标分部分权重系数及整体权董系数，为企业对指标体系中各级 指标数据进行综合分析评价提供了指标权重因子。 5 、在完成系统数据库和功能模块设计的基础上，应用o r a c l e 数据库和d e l p h i 开发 工具做了大量的编程工作。基于三层体系结构开发完成的电力指标管理系统实现了 界面和业务逻辑的分离，具有很强的扩展性和可维护性。 4 华北电力大学硕十学位论文 第二章系统的软件体系结构 2 1 软件体系结构分析 本文中所讲的软件体系结构是指软件的层次结构，即三层及两层结构。良好的 体系结构意味着普适、高效和稳定。认识这些结构的特征并根据实际情况进行系统 的选型，对成功开发一个管理信息系统是非常关键的。在本节中将介绍三种非常通 用的软件体系结构，在对它们进行比较的基础上选定本系统将要采用的结构。 2 1 1c l i e n t s e r v e r 体系结构 画案国 c s 结构，即c l l e n t s e r v e r ( 客户机服务器) 结构，是大家熟知的软件系统体 系结构，通过将任务合理分配到c 1 l e n t 端和s e r v e r 端，降低了系统的通讯开销， 可以充分利用两端硬件环境的优势。c s 结构的示意图如图2 - 1 所示。 由于它的这些优点，它在电力行业中得到了广泛的应用。前几年众多m i s 产家， 开发了人事劳资系统、计划统计系统、生产管理系统等，基本都基于c s 结构的。 在c l l e n t s e r v e r 模式下开发的应用系统也有一些方面尚不够完善，不能适应不 断增长的多方面需求，主要体现以下几点： 系统比较封闭式，不同系统之间无法交流交互； 系统开发和维护复杂，移植困难，升级麻烦( 4 1 ； 2 1 2b r o w s e r s e r v e r 体系结构 5 华北电力大学硕士学位论文 页两请求 - - - - - - | _ - 。_ _ _ _ _ _ _ _ _ 。页面廒答 数据请求 - - _ - - - - _ _ _ _ _ _ _ - l _ - l _ - - _ _ _ _ 一 数据获取 w e bs e r v e r n 丑s e r v e r t r e m s 8 c ti o a s e r v e r 图2 - 2b s 结构示意图 b s 结构，即b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构，是随着i n t e r n e t 技术的兴 起，对c s 结构的一种变化或者改进的结构。b s 结构示意图如图2 2 所示。在这种 结构下，用户界面完全通过w w w 测览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主 要事务逻辑在服务器端( 包括w e b 服务器和应用服务器) 实现。b s 结构主要是利用 不断发展的网络技术，并结合浏览器的特点得到了广泛的应用。它具有易实用性和 客户端免维护等技术优势。 b s 结构的应用也有一些缺点，如由于网络的复杂性( 相关w e bs e r v e r 有可能在 未知的广域网上) ，浏览器无法判断出现错误时到底是网络物理层问题、服务器问 题，还是数据库问题。b s 结构无法实现功能比较强大的应用，可扩展性不强，无 法依据实际业务逻辑的计算量而实现业务逻辑的分布式部署，而造成性能瓶颈。 因此，b s 结构的应用比较适合公司、企业网站建设。 2 1 3 三层应用结构 在传统的c l i e n t s e r v e r 应用和b r o w s e s e r v e r 应用中，用户界面的改变、 应用逻辑的改变，都要修改程序原代码。这给维护带来了巨大的麻烦。多层结构的 应用正是在对c s 结构的总结基础上产生的，并且也已经扩展到了b s 应用开发领 域。即将应用划分为三层( 可以有更多层，但三层最常见) ：用户界面层，应用逻辑 层，数据库层。 三层结构计算将数据处理过程分为三部分：第一层是客户端( 用户界面层) ， 提供用户与系统的友好访问f 5 】；第二层是应用服务器，专门负责商业逻辑、业务逻 辑的实现；第三层是数据服务器，负责数据信息的存储、访问及其优化。由于业务 逻辑被提取到应用服务器，大大降低了客户端负担，因此也称为瘦客户( t h i n c 1 i e n t ) 结构。 6 华北电力大学硕士学位论文 c l i e n t罢囵尝 _ 髟，l - 气两慝习气蕊 盔誓翻4 图2 3 三层体系结构示意图 三层结构在传统的二层结构的基础上增加了应用服务器，将应用逻辑单独进行 处理，从而使得用户界面与应用逻辑位于不同的平台上，两者之间的通信协议由系 统自行定义。通过这样的结构设计，使得应用逻辑被所有用户共享，这是两层结构 应用软件与三层应用软件之间最大的区别。 三层结构的优势有： 首先，通过将整个系统分为不同的逻辑块，大大降低了应用系统开发和维护的 成本。 三层结构将表示部分和业务逻辑部分按照客户层和应用服务器相分离，客户端 和应用服务器、应用服务器和数据库服务器之间的通信以及异构平台之间的数据交 换等都可以通过中间件或者相关程序来实现。当数据库或者应用服务器的业务逻辑 改变时，客户端并不需要改变，反之亦然，从而大大提高了系统模块的复用性，缩 短了开发周期，降低了维护费用。 其次，系统的扩展性大大增强。 三层结构一方面可以将系统升级为更大、更有力的平台，同时也可以适当增加 规模来增强系统的网络应用。由于摆脱了系统同构性的限制，使得分布数据处理成 为可能。对未来的系统性能提升需求，仅需加入不同的层的服务节点，系统即可平 滑进行扩展。 第三，系统的可维护能力大大增强。 三层结构的应用使逻辑层的变动可以简单的在应用服务器上的升级调整，即可 完成应用系统的更新。无需像c s 程序一样，每个工作站的程序升级更新一样麻烦。 三层结构的应用，系统的未来升级仅需在应用服务器端进行集中维护( 用户界面的 升级同样也要更新客户端) 。 第四、系统具有可靠性 三层结构的应用，可平滑将系统结构升级成为集群结构，使系统具有非常高的 稳定性，单节点的系统灾难不会对系统的数据完整性和持续运行时间造成影响。 第五、系统具有较高性价比 系统逻辑计算部份集中部署于高性能的应用服务器上，使系统具有非常高的计 7 华北电力大学硕士学位论文 算性能，减少客户机的机器成本。 三层结构应用，从客户端的不同，又可分为g u i 模式的三层应用和浏览器客户 端的三层应用。 ( 1 ) g u i 模式的三层应用 g u i 模式的三层应用，采用传统编程工具编写客户端的应用程序，编写与c s 程序类似的客户端程序，实现和应用服务器的连接。 a p p li c a t i o n d 移s e r v e r s e r v e r 图2 4g u i 三层模式结构示意图 这种g u i 模式的三层应用，具备了三层结构应用的优点，兼顾了传统开发方式 的使用，许多用户的界面操作习惯能够保留。 g u i 模式的三层应用，由于客户端( 采用可执行文件) 及其应用计算组件( 采用 接口符合某一特定的组件标准( 如c o m ，c o r b a ) ) 均为二进制构件，可带来性能上的 优势。g u i 模式三层应用的客户端的对图形的显示和处理能够采用传统c s 编程工 具进行开发，功能比较强大。另外客户端可以对连接状况进行检测，并依据当前的 连接状况做出连接上的容错处理，容错性比较好。 g u i 模式的三层应用也继承了一些c s 结构程序的缺点。如客户端需要安装，当 系统的客户端更新或升级时，每个客户端都需要进行逐点更新。使用系统时，客户 端应用的致命错误将有可能影响用户的操作系统环境，造成不良后果，出现蓝屏等。 ( 2 ) 浏览器客户端的三层应用 浏览器客户端的三层应用属于正规三层结构应用。它采用i n t e r n e t 浏览器作为 应用的客户端，实现和应用服务器的连接。 页面请求 - - - 卜- - _ _ _ _ - _ _ - 页蕊成答 a p p l i c a t i o n s e r v e r 2 - 5 浏览器三层结构图 8 尝 目 务啼一聚瑕绻 用一一甩型蕊席一一洄调一和返 尝 目 华北电力大学硕十学位论文 浏览器客户端的三层应用，继承了b s 结构应用的所有优点，也具备三层结构 应用的特色。它具有即用性和易用性，客户端应用无需安装，用户可即时使用；它 具有稳定性，客户端的任何错误均不会对客户机造成任何不良影响；它具有易调试 性，应用的调试比非浏览器的应用实现更简易。它可以实现客户端的平台独立无关； 调整及后期服务方面，它可以按需升级，更新，可以按照用户的实际需求对应用的 某一小部进行更新，升级。 浏览器三层结构，系统部署、研发、管理比较麻烦。一旦浏览器无法打开网页 时，浏览器无法判断物理连接错误所在。 由于三层结构中应用层逻辑划分、表示层的封装、应用服务器技术比较复杂， 不容易进行系统部署，所以对研发人员和成本要求较高，这对三层结构中应用的广 泛普及起了阻碍作用。 2 1 4 本系统采用的体系结构 通过对三种系统体系结构的比较，结合电力指标管理的特点，我们采用三层c s 结构，即三层g u i 模式的体系结构。客户端运行时，客户端c l i e n t 将指令发往服务 器s e r v e r ，s e r v e r 将处理结果送回c l i e n t ，这样就减少了网络上传输的开销，提高 了应用系统的运行效率，此外三层结构便于系统的维护和升级。b s 方式虽然有很 多的优势，却需要占用大量的网络资源。由于m i s 系统属于联机事务处理类型 ( o l t p ) ，需要网络一直保持连通，如果全部采用b s 模式，各个工作站均采用浏 览器来操作则将导致通讯线路上的传输量很大，网络负担沉重，极易形成网络的阻 塞，造成系统运行通讯费用高昂，在这种情况下使用三层c s 分布式g u i 处理模式 则能克服上述缺点。 2 2d eip hi 多层结构开发技术 d e l p h i 是著名的8 0 r l a n d 公司开发的可视化软件开发工具。d e l p h i 结合可视 化技术、面向对象编程、数据库和分布式应用技术等先进的软件编程技术和思想， 并使用了全特征的代码编辑器，使其成为创建功能丰富、界面友好的w i n d o w s 应用 软件的工具之一。它拥有的多层分布式开发技术使用户可以创建高效灵活的应用服 务器，由此实现客户机程序的瘦身、分布式数据处理和数据安全性的提高。鉴于以 上优点，本系统采用d e p h i 7 作为系统分布式开发的工具。 2 2 1d e i p b i 多层应用原理 d e l p h i 所支持的多层应用程序是基于多层分布式应用程序服务器( m i d a s ) 。 9 华北电力大学硕士学位论文 m i d a s ( m u l t i t i e rd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o ns e r v i c e s ) 多层分布式应用服务提供了客户 机应用程序与服务器应用程序间进行数据通信的机制。程序员可以通过相同的组件 存取不同的后端应用程序服务器( 如，c o m d c o m 应用程序服务器，c o r b a 应用 程序服务器，m t s 中介软件) ，m i d a s 也提供容错能力，负载平衡以及高执行效率的 能力【6 1 。 d e l p h i 使用数据集组件让应用服务器连接到后端的数据库，应用服务器提供客 户端存取远程数据库的能力是其主要功能之一。但是要让客户端能够通过应用服务 器存取远程数据，首先应用服务器必须先连接到远程数据库，然后再让客户端应用 程序连接应用服务器存取这些数据。 2 2 2 客户端程序结构 多层应用程序中的客户数据集通过i a p p s e r v e r 接口来从服务器获得数据。它使 用这种接口来向服务器张贴更新数据。客户程序通过一个连接组件来获得这种接 口。该连接组件建立了服务器与客户端的连接。当使用不同的通信协议时，可以使 用不同的连接组件： t d c o m c o n n e c t i o nd c o m t s o c k e t c o n n e c t i o nw i n d o w ss o c k e t s ( t c p i p ) t w e b c o n n e c t i o nh t t p t o l e n t e r p r i s e c o n n e c t i o no l e n t e r p r i s e ( r p c s ) t c o r b a c o n n e c t i o nc o r b a ( i i o p ) 1 6 2 2 3 服务器程序结构 服务器程序包括了一个远程数据模块，它提供了i a p p s e r v e r 接口。客户程序通 过它来与数据进行通信。此外，远程数据模块还为服务器中的每个数据集包含了一 个d a t a s e t p r o v i d e r 组件，它有以下作用： 1 、接收客户请求，从数据库服务器获取数据，将数据打包，将它发到客户数 据集。 2 、接收客户数据集的更新，如果不能更新，则向客户程序返回不能解决的记 录。 2 2 4 选择连接协议 将客户程序连接到服务器程序的每一种协议都有自己的独特特点，在选择一个 连接协议前，我们必须考虑一下有多个客户程序与服务器连接。 使用d c o m 连接：d c o m 提供了一种直接的连接通信连接方式，客户不需 l o 华北电力大学硕士学位论文 要知道对象的位置，只需简单的调用对象接口，就能实现服务器对象提供的功能服 务。 使用w e b 连接：h t t p 创建一个客户程序，它能够与“防火墙保护的服务器 进行连接。h t t p 信息提供访问因特网的保护，所以我们能够广泛且安全的分布的客 户程序。 使用c o r b a 连接：c o r b a 使我们能够将多层数据库应用程序集成到支持c o r b a 的标准环境中。 使用s o c k e t 连接：s o c k e t 是一种网络上跨平台的应用程序进程间的通信机 制，对于应用程序来说，它就像一个服务协议插座，各种不同的协议，对应不同的 接口。t c p i ps o c k e t 使我们能够建立轻型的客户机程序，更好的发挥三层结构瘦 客户端的优势。所以本系统采用s o c k e t 进行连接客户程序与服务器。 2 3 本系统的三层应用设计 要充分发挥三层结构的优势，实现瘦客户端，在进行程序设计时，就需要把业 务逻辑全部放在业务服务器，实现业务的类、对象和方法的定义全部置于中间层。 而客户端是人机交互的接口，它把数据或结果展现给用户，或者提供给用户添加、 修改、删除数据的接口。 2 3 1 应用服务器设计 通过进行对三层应用设计原则的分析，设计一个电力生产指标管理系统的应用 服务器时，要把数据的业务处理逻辑置于中间层服务器上。数据的获取、保存、汇 总、计算等都应该放在业务服务器上。 通过对系统业务需求的调研，针对业务服务器的设计主要是对数据的存取计算， 此外实现业务逻辑的类：基础类、用户对象类、环境类等也在应用服务器上进行定 义。例如，组织机构类具有层次关系，是t h i b e r a r c h y o b j t h i b e r a r c h y o b j l i s t 的子 类，t h i b e r a r c h y o b j 定义了上级对象( 父对象) 数据成员，用于指定对象的父对象； 同时为了便于应用，定义了下一级对象( 子对象) 集合数据成员，用于管理对象的子 对象；定义了对象标志属性名、对象注释属性名和父对象标志属性名数据成员，还 定义了相应的获取子对象的接口。t h i b e r a r c h y o b j l i s t 主要功能为触发层次分析和显 示到t t r e e v i e w 上。 2 3 2 客户端设计 客户端向用户提供数据操作的接口，实现用户与数据的交互，这需要客户端实 华北电力大学硕士学位论文 现友好的界面风格。人机交互部分的设计如同商品的包装设计，给用户一个直观的 印象，直接关系到系统的应用和推广。因此，拥有一个友善的用户界面，是信息系 统成功的条件之一。 模块操作窗口，系统中的大部分模块窗口有一些相似的操作，如数据的添加、 查询、修改、删除等工作，抽取出其相同的操作，作为模块窗口基类。所有模块窗 口都继承该基类。根据该基类的属性和操作编制了一个窗体模板。为了减少编程错 误，也为了保持显示风格一致，开发一个基础模板是必要的。该基础模板完成了数 据的查询、添加、修改、删除、保存、取消以及记录之间的移动功能。这些操作几 乎是每个模块都需要执行的，通过继承基础模板，可以大大简化程序开发，减少程 序错误。模板界面如图2 4 所示。 2 3 3 开发实例 图2 - 6 数据操作模版 为了更好的说明本系统的三层应用体系如何为业务需求服务，现在以系统最简 单的用户登录界面和登录逻辑在业务服务器上的实现为例，讲述本系统怎么实现业 务与界面的分离，从而使系统易于维护，改善客户机服务器结构的延展性。 首先在应用服务器的远程数据模块r d m e n t e r p r i s e o b j e c t s e r v e 上定义l o g i n 函 数： f u n c t i o nt r d m e n t e r p r i s e o b j e c t s e r v e r l o g i n ( c o n s tl o g n o ，p a s s w d ：w i d e s t r i n g ； u s e r l n f o ：o l e v a r i a n t ) ：o l e v a r i a n t ； b e g i n w i t ha q u e r y u s e rd o 华北电力大学硕士学侥论文 b e g i n i fn o tc o n n e t i o n c o n n e c t e dt h e nc o n n e t i o n c o n n e c t e d ：= t r u e ； c l o s e ； s q l c l e a r ； s q l a d d ( s e l e c t f r o mb a s e m m r u p j u s e r sw h e r eu s e r l o g i n n o = 川+ l o g n o + a n du s e r p a s s w d = + p a s s w d + ) ； o p e n ； r e s u l t ：= n o ti s e m p t y ； u s e r l n f o ：= d s p u s e r d a t a ； c l o s e ； c o n n e t i o n c o n n e c t e d ：= f a l s e ； e n d ； e n d ； 然后设计出登录窗口，也即运行客户端时的第一个窗口。在客户端程序中调用 业务服务器远程数据模块的l o g i n 方法，把e d i t l 和e d i t 2 中用户输入的用户名和密 码以参数形式传给l o g i n 方法，就可以检验用户名和密码，这个验证是在服务器上 进行的。客户端和数据之间没有任何的接触。客户端的窗体设计及代码如下： p r o c e d u r et f o r m 2 b u t t o n lc l i c k ( s e n d e r ：t o b j e c t ) ； v a r u s e r l n f o ：o l e v a r i a n t ； b e g i n i fn o ts o c k e t c o n n e c t i o n l c o n n e c t e dt h e ns o c k e t c o n n e c t i o n l c o n n e c t e d ：= t r u e ； i fn o ts o c k e t c o n n e c t i o n i a p p s e r v e r l o g i n ( e d i t l ，t e x t ，e d i t 2 ，t e x t ，u s e r l n f o ) t h e n b e g i n a p p l i c a t i o n m e s s a g e b o x ( 您输入的用户名或密码错误，请重新输入! ，。登录 失败m b i c o n e r r o r ) ； e d i t l s e t f o c u s ； e d i t l s e l e c t a l l ； e n d ； e l s e b e g i n c l i e n t d a t a s e t l d a t a ：= u s e r l n f o ； m o d a l r e s u l t ：= m r o k ； e n d ； e n d ； 1 3 华北电力大学硕士学位论文 园回罨冒露 一强l 喻王 ：釉时：嗡l ： 。n 1 舅；女 用户名：l e d i t l 趔捌 ：。：誓：密洱：= ：i e d i t 2 ：一：誓：i ：i o ： 藏i ：_ 芝誓：薯：；：= ：舅_ ：誊誊善：譬： i ；= 鬈。譬譬：。：鬻麓鬻：i ：= j ：i | ：曩。薹誊： ：j ：。- ：l ：誓：_ 2 ：；= ：。1 。+ 。- 。：j _ ：= _ ：7 j ：麓譬一：一i 。+_o - _ _ _ _ 。一- 。l ii ，爱j 誓毒i 萎i i i塑墨。j ；蔓_ i 蔓；| j _ ； ： 。i 爱j 1，r _ l - _ _ - _ - _ _ _ o 毗，- _ t ，_ + 1 兰至鋈釜兰兰耋鲨至_ | ! ；_ 三釜茎兰兰茭茎兰鲨鎏至釜銎鍪鎏鎏 ，t _ 。一- _ - 警；蕊* 一，o ，一。i ! - ! + 崔，- ，摹，i - 。o 矗- - i 1 - _ ，- _ i _ 一 l ： 曩馨i 一：篡麓毒羞j = i _ ：曩鍪譬麓曩誊：j ：。：参= ：霉磐蔓奠。鬻i 图2 7登录窗口界面设计( 客户端) 由上面的例子可见，对数据库的操作均放在了业务服务器上， s e l e c t 宰f r o m b a s e m m r u p u s e r s w h e r e u s e r l o g i n n o ： + l o g n o + ” a n d u s e rp a s s w d = + p a s s w d + ”语句置于业务服务器，客户端不直接对数据库进 行操作，这不仅保证了系统的可扩展性，也保证了数据的安全性。本系统都是按照 这样的结构设计，在系统设计和编程实现中，都尽量把业务处理和数据操作放在服 务器，客户端提供和客户交流的友好界面。 华北电力大学硕士学位论文 第三章数据库表的开放性设计 信息系统的主要任务是通过大量的数据获得管理所需要的信息，这就必须存储 和管理大量的数据。因此建立一个良好的数据组织结构和数据库，是衡量信息系统 开发工作的主要指标之一。一个好的数据库和数据结构应该充分反映系统发展变化 的状况，充分满足组织的各级管理要求。 3 1 数据库开发工具选择 数据库技术的发展，使其成为现代信息技术的重要组成部分，成为现代计算机 信息系统和计算机应用系统的基础和核心。o r a c l e 是一个面向i n t e r n e t 计算环境的 数据库，它是在数据库领域一直处于领先地位的o r a c l e ( 即甲骨文公司) 的产品。 o r a c l e 关系数据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统，系统可移植性好、 使用方便、功能强，适用于各类大、中、小、微机环境。它是种高效率、可靠性 好的适应高吞吐量的数据库解决方案。 o r a c l e 能够提供关系模式存储和访问数据的方法，因此o r a c l e 是一种关系型数 据库系统( r d b m s ) ，它是关系数据库的倡导者和先驱，是标准数据库语言的产品。 为了访问数据库中的数据，o r a c l e 为所有用户提供一组后台进程，并且，有一 些存储结构专门用来存储最近的有关对数据库访问的数据。这些存储区域可以通过 减少对数据库文件的i 0 次数来改善数据库性能。 另外，o r a c l e 数据库管理、数据完整性检查、数据查询性能、数据安全性方面 都具有强大的功能，而且它还为保密机制、备份与恢复、空间管理、开放式连接以 及系统开放工具提供了不同手段和方法。 除了以关系格式存储数据，从o r a c l e 8 起，o r a c l e 开始支持面向对象程序设计 中的一些功能，包括数据方法和数据类型，这些内容被看作是组合在一起的实体来 处理。一个对象可以与其他对象建立关系，也可以包容其他对象，可以用一个对象 视图支持面向对象的接口数据而无需对表作任何修改。无论是面向对象结构还是关 系结构，o r a c l e 数据库都将把数据存储在文件中。在其内部，数据库结构提供一张 数据存储到文件的逻辑图，允许不同类型的数据分开存储【7 j 。 这些正是o r a c l e 最为突出的优点，也是本系统使用o r a c l e 作为数据库开发工具 的原因。 3 。2 数据库的设计原则 1 、真实性 华北电力大学硕士学位论文 任何应用系统的设计，其真实性总是第一位的。创建出的数据库应当能非常详 实的反映出现实应用所涉及到的各个环节，即设计必须忠于规范。 2 、非冗余性 在数据库中不存在任何重复拷贝的属性、记录或文件，这点很难实现，一般只 是在属性层上实现了非冗余性。 3 、简单性 所创建的数据结构应该尽可能简单明了，使用户易懂，这不仅是开发必须的， 对系统后期的维护和升级也是十分必要的【8 】。 在上述原则中，简单性和非冗余性二者本身是相互抵触的，如果数据结构过于 简单，必然会导致大量冗余数据；反之，如果数据结构无冗余，显然，该结构会很 复杂。因此，在数据库表的创建过程中，要有所取舍，尽量达n - 者的平衡 3 3 数据库的设计方法 现在数据库设计一般采用的方法是规范化设计准则，将数据库的设计分成不同 阶段，每一阶段完成一定任务，各个阶段之间既独立又联系，其基本思想是过程迭 代和逐步求精【9 1 。 数据库设计中比较著名的有新奥尔良( n e wo r l e a n s ) 方法，它将数据库设计过 程( 步骤) 分为需求分析( 分析用户要求) ，概念设计( 信息分析和定义) ，逻辑设计 ( 涉及实现) 和物理设计( 物理数据库设计) 四个阶段f 1 0 1 ： l 、数据库需求分析 需求分析的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象( 组织、部门、企业等) ， 充分了解原系统( 手工系统或计算机系统) 工作概况，明确用户的各种需求，然后 在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变，不能 仅仅按当前应用需求来设计数据库。 需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、 安全性与完整性要求。 a 信息要求 是指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质。由用户的信息要求可以导出 数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据。例如，对某一指标而言，用户需要了 解它的名称、指标类别、指标定义部门、统计周期、上限、下限、排序方法等