（电气工程专业论文）县级电网用电管理信息系统的研究.pdf

原 创 性 声 明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体， 均已 在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名: 日期: 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编木 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名:导师签名:日期: 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 引言 随着1 卜 算机技术的飞速发展，其在各个领域的应用日益广泛，特别是 管理信息系统的日趋成熟，生产力、生产结构和人们的思想概念随之发生了巨 大的变化。过去我们受落后管理模式的制约，使得生产关系和管理手段与 当今的信息社会不相适应。现在经济要腾飞，企业要发展，一要靠技术， 二要靠管理。 信息管理自动化自从 5 0 年代出现以来， 国外电力行业就已经将其应用 于管理领域，并不断融合计算机科学、管理科学的最新成果，目前己经成 为一门比较完整的应用科学。由于我国社会主义特色的电力工业管理体制 与国外同行业存在较大的差别，不能直接引进国外成熟的产品，这限制了 电力管理信息自 动化在我国的推广和应用。 目前在电力企业特别是县级供电企业中，由于用电管理业务复杂，各 职能部门的规模庞大，且各部门间业务分工很细，联系紧密，而用电管理 信息系统的技术水平明显落后于生产、运行和调度的自动化程度，己经远 远不能体现电力工业管理的实时性、系统性和先进性的特点。 如何从信息管理自 动化的普遍规律出发，根据县级供电企业用电管理 的固有特色，并结合计算机科学和管理科学的最新技术，建设新一代县级 电网用电管理信息系统是本文的重点。 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 .绪 论 1 . 1 1 . 1 . 1 管理 管理的定义 管理是人类社会活动中不可缺少的活动。然而，对于什么是管理，至 今并无一致认可的定义。综合各种观点，通常认为管理就是根据事物的客 观规律，通过计划、组织、指挥、协调、控制等职能活动作用于管理对象， 更好地利用人力、物力、财力、信息等资源，使之适应外部环境，以实现 达到预定目的的人类活动。管理是技术科学，也是艺术。 1 . 1 . 2管理的职能 管理的职能包括计划、组织、指挥、协调和控制。计划是对未来目标 的思考与规划。计划包括资料搜集、分析、预测、提出备选方案、决策等 步骤。按照涉及的时间可将计划分为短期计划、中期计划和长期计划。组 织是指合理地使用人、财、物、信息等资源，协调各工作环节，以保证计 划的实现。指挥是指为了完成计划和目标，组织应有统一的领导，应善于 用人，人尽其才，安排好各级领导以保证实现组织的目标。协调是指在计 划执行中发生问题时，各级、各部门要及时沟通，达成共识，并进行调节， 以保证计划和目标的实现。控制是指按照组织系统活动的实际情况与原定 计划要求，不断地进行检查和比较，发现问题及时进行纠正，以保证计划 和目 标的实现。 1 . 2信息 信息、材料、能源是当今世界的三大资源。信息资源广泛存在于经济、 社会各个领域和部门，是各种事物形态、内在规律、与其它事物联系等各 种条件、关系的反映。随着社会的不断发展，信息资源对于国家和民族的 发展，对于人们的工作、生活和学习变得越来越重要，己经成为国民经济 和社会发展的重要战略资源。 1 . 2 . 1数据和信息 数据 ( d a t a ) 和信息 ( i n f o r m a t i o n )是信息系统学科中最基本的术语。 数据是记录下来而且可以鉴别的符号，信息则是对数据的解释。信息是在 2 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 0 世纪 5 0 年代随着 “ 信息论”的产生而出现的。 关于信息的定义有数十种 之多，日前大家普遍认为 “ 信息”有狭义与广义之分。狭义地理解，信息 就是一种消息、资料或数据。广义地理解，信息是物质的 一 种普遍属性， 是物质存在方式和运动规律与特点的表现形式。 1 . 2 . 2信息的生命周期和基本属性 信息的生命周期由提出要求、获得信息、提供服务、退出使用四个阶 段组成。人们根据不同的问题、不同的要求希望得到有关的信息，根据要 求采用不同的方法寻找、收集、加工、分析、传输、存储满足要求的信息， 用所得到的满足使用者要求的信息为使用者进行决策提供服务，经过使用 后该信息退出此次使用周期。但这一信息可能成为下一次或其他人的工作 需要的信息，进入下一个信息生命周期。 信息具有真实性、等级性、可压缩性、共享性、转换性等特点。真实 j性是指信息要真实地反映客观事物的情况， 避免因信息不实导致决策失误。 等级性是指由于管理级别的不同，所需信息也分为不同的级别，如战略级、 策略级、执行级等，对于不同级别的信息其来源途径、精确性、相关性等 方面的程度都有所不同。可压缩性是指可对信息进行综合和概括，而不改 变信息的本质，根据需要选择必需的信息，省略不必要的信息。如一篇文 章可分为正文、摘要，关键词，读者可根据需要选择摘要或正文进行阅读。 共享性是指信息的非零和性，物质的交换是零和性的，而信息可以大家共 享。转换性是指信息经过积累、加工可以增值，信息可以与物质和能源进 行相互转换。在知识经济中，信息所起的作用越来越大。 1 . 3管理信息系统 ( mi s ) 管理信息系统是一门新兴的学科，目前对于管理信息系统尚无统一的 定义。一般认为管理信息系统是对一个组织进行全面管理的以计算机为基 础的信息系统，它具有预测、 理模型的仿真、优化结合起来 控制和决策功能，将电子数据处理与经济管 主要是向各级领导提供辅助决策服务。 1 .3 . 1计算机在管理中的应用及mi s的发展 世界上的第一台计算机诞生于 1 9 4 6 年，主要用于科学计算。1 9 5 0 年， 美国统计局用计算机进行人口普查。 1 9 5 2 年， 美国c b s电台用计算机进行 总统选票分析。 1 9 5 4 年， 美国通用电器公司用计算机进行工资计算与管理， 以此为标志计算机开始应用于管理工作。 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 管理信息系统的发展大致分为三个阶段。 1 .单机数据处理阶段 ( 5 0 年代中期到 6 0年代中期) 这一阶段也是电子处理e d p ( e l e c t r o n i c d a t a p r o c e s s i n g ) 的初始阶段。 因为当时计算机的软、硬件功能低、价格高，所以数据处理能力很低，由 于没有操作系统和数据库系统，只能使用文件系统，数据与程序一起输入， 处理过程中不断需要人工参与，所以工作效率很低。这一阶段的处理方式 主要是集中式的批处理方式，主要计算机语言为 b a s i c . f o r t r a n等， 处理的业务问题主要是单项的工资计算或数据统计。 2 .综合数据处理阶段 ( 6 0 年代中期到 7 0年代初期) 随着计算机软、硬件技术的快速发展，计算机进行数据处理的能力有 了很大的提高。一台计算机可以连接数台终端机，计算机可以实现实时操 作和分时操作， 大容量存储器得到使用， 商用高级语言c o b o l开始用于管 理系统的设计与实现。此阶段典型的管理信息系统有飞机订票系统、银行 业务系统、情报检索系统、物资管理系统等。 3 .网络处理阶段 ( 7 0年代初期至今) 随着计算机软、硬件及网络技术的飞速发展，管理信息系统开始步入 其发展的高级阶段。计算机性价比不断提高，软件丰富，功能不断完善， 尤其随着i n t e r n e t 的广泛应用， 管理信息系统发展到一个新的水平， 基于数 据库和网络的各种业务管理信息系统、决策支持系统、智能专家系统等不 断出现。 我国计算机在管理中的应用始于 7 0 年代中期， 从单项数据处理向网络 处理，管理信息系统快速发展。现在，管理信息系统已普遍应用于政府、 公司、企业、事业单位等各种社会组织。随着知识经济的到来，管理信息 系统将在国民经济和社会生活中发挥越来越大的作用。 1 . 3 . 2建立管理信息系统的基本条件 管理信息系统的建立是一项需要花费大量人力、物力、财力的系统工 程_ 作，需要统筹规划和满足一些基本条件。 1 .领导的重视和支持 由于管理信息系统的开发是一项需要投入大量人力、时间、资金等资 源，关系组织发展的重要工作，所以必须得到领导的大力支持，特别是要 目 一. 一一一一 一一一. - ， 一， 月 ，一 一一 4 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 一把手挂帅” 。没有领导的支持，管理信息系统的工作是不可能成功的 业务 i_ 作部门的要求和配合 有了领导的支持还不够，还必须有业务工作部门的配合。因为管理信 息系统的开发离不开业务部门的支持，信息管理系统建成后也需要业务管 理部门来使用和维护。在任何情况下，都要积极宣传管理信息系统对业务 工作的促进作用，吸收业务骨干加入管理信息系统的开发_ 1.二 作，积极进行 培训，为管理信息系统的开发和运行打下良好的基础。 3 . ， 定的管理水平 一个组织要想建立管理信息系统，必须具备较好的管理基础和较高的 管理水平。只有具有合理的管理组织机构和较完备的规章制度，刁 能 保证 管理信息系统的成功开发和正常运行，因此管理信息系统的开发过程也是 对组织管理水平的检验和提高的过程。当组织的管理基础较弱时，既可在 完善管理工作的基础上开发管理信息系统。也可在部分满足条件的业务部 先进行业务管理信息系统的开发和应用，如合同管理、工资管理、人事 管理等，但先要进行总体规划，以免使先后开发的子系统在衔接上出现问 题。 4 .一支系统开发和系统维护队伍 首先要成立一支由领导挂帅，技术人员和业务人员参加的系统开发小 组，计算机技术人员要由具有系统分析、系统设计知识的软、硬件及网络 技术人员组成。如果组织本身的系统开发队伍力量较弱，那么也可委托管 理信息系统专业开发公司进行开发或购买成熟的管理信息系统软件。但一 支具有一定水平的系统维护队伍是不可缺少的，否则不能保证管理信息系 统的正常运行。此外应该由类似信息中心的组织结构负责管理信息系统的 运行和维护。 5 .一定的资金保证 管理信息系统的开发需要购置各种软、硬件，需要专业技术人员进行 系统分析与设计，系统建成后需要日常维护和运行，这些工作都需要一定 的资金作为保证。如果没有一定的资金作基础，管理信息系统的开发和运 行是不会成功的。 1 . 3 . 3管理信息系统的发展趋势 日前计算机正在朝着巨型化、微型化、智能化、网络化的方向发展， 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 建立在计算机技术上的管理信息系统也在朝着智能化、网络化、集成化等 方向发展，其代表为决策支持系统 ( d s s ) 、专家系统 ( e s ) 、办公自动化 系统 ( o a s ) 、计算机集成制造系统 ( c i ms ) 、电子商务等，且与 i n t e r n e t 网络技术的连接更加紧密。 1 .决策支持系统 ( d s s ) 决策支持系统( d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m ) 是管理信息系统的高级阶段， 是解决非结构化或半结构化问题的管理信息系统。所谓结构化问题是指经 常发生、目 标明确、结构简单、解决问题的步骤是已知的那一类需要决策 的问题。可以很方便地使用计算机来帮助解决结构化问题。非结构化问题 是指不经常发生、结构复杂、多重目标、无规律可寻的需要决策的问题。 半结构化问题是指处于结构化与非结构化之间的需要决策的问题。 需特别注意的是， 决策支持系统只能支持和帮助人们进行分析和判断， 永远也不可能代替人们进行决策。在管理和决策的过程中起主要的、决定 性作用的永远是人。 2 .专家系统 ( e s ) 专家系统 ( e x p e r t s y s t e m)是基于某种知识建立起来的计算机应用系 统，它能够模仿专家的推理、决策过程进行决策。专家系统由数据库、知 识获取系统、知识库、推理机、用户界面等部分组成。 3 .办公自动化系统 ( o a s ) 办公自动化系统 ( o f f i c e a u t o m a t i o n s y s t e m)也称为办公信息系统 ( o f f i c e i n f o r m a t i o n s y s t e m , 简 称o i s ) ， 是指 利用计 算机技术、 通 信 技术、 管理科学、办公自动化设备等进行办公业务处理的系统。它可以降低办公 工作的劳动强度，提高管理水平和工作效率。目前办公信息系统己成为管 理信息系统中的一个重要组成部分，在各种组织中得到广泛应用。 11 2 1 一一 一 - ， 6 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 .电力工业信息化 电力信息化是指信息技术在电力工业中的应用，是电力_ 1. 业在信息技 术的驱动下由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化工业转变 的过程。其核心是电力工业管理信息系统的建设，主要内容是各级电力企 业信息化的实现。 电力企业信息化包括生产过程自动化和管理信息化。实现企业信息化 的第一步是要实现企业生产过程自动化，通过生产一线的计算机自动控制 系统直接采集在线生产信息，比如电力企业的电厂控制、变电站控制等系 统，这些系统一般与电厂、变电站的建设同步进行。生产过程自动化的实 现可以显著提高生产效率，防止生产失误，减少工作人员，提高生产质量 和数量，从而提高经济效益。第二步是实现企业管理信息化，该系统一般 在企业组建运行一段时间，生产过程自动化系统稳定运行，管理体制基本 稳定的情况下开始实施。管理信息化是企业管理机关内部的信息化，其信 息直接由在线生产系统传输和基层单位报送，主要内容应包括机关办公自 动化、业务数据处理、共享信息查询、电子邮件、i n t e rne t 使用等功能。 中国电力系统的信息化大致是从6 0 年代起步， 开始主要应用在发电厂 和变电站自动监测/ 监控方面，8 09 0年代进入电力系统专项业务应用，即 实现了电网调度自动化、电力负荷控制、计算机辅助设计、计算机仿真系 统等信息化系统的使用， 进入9 0 年代后信息技术应用进一步发展到综合应 用，由操作层向管理层延伸，实现管理信息化，建立各级企业的管理信息 系统，同时其它专项应用系统也进一步发展到更高的水平。到目前为止， 电力系统的规划设计、基建、发电、输电、供电等各环节均有信息技术的 应用。 信息化有利于实现电力工业从粗放型向集约型转变，有利于建立资源 优化配置的经济运行体制，有利于扩大作业空间、降低资源消耗、加速资 金周转、引发人员的行为变革和思想革命，开拓市场，提高经济效益。 2 . 1电力工业实现信息化的必要性 随着信息时代的到来，人们深刻认识到信息的及时性、准确性、数据 的共享性的重要，迫切需要将分散的、单独的计算机联网，快速实现数据 资源的高度共享，为经营管理的决策者提供更加及时、全面、准确的信息 资源 。 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 与英国等较早开展电力改革的国家相比，中国的电力市场开放相对滞 后一些。为了增强自身的市场竞争能力，提高电力系统自身的信息化程度， 国家电力公司及其下属各地区电力集团公司都相继引进新设备，对自身电 力通信网进行现代化改造。 我国电力工业管理体制正由计划经济向市场经济转变， 政府宏观调控， 企业自主经营，行业协会提供服务，适应市场经济要求和电力生产特点的 新型电力工业管理体制正在逐步建立。实行 “ 厂网分开” ，建立明确具体的 出资人制度和企业法人财产制度，推进企业经营机制的转换，进行农电管 理体制改革，开拓电力市场，发、输、供并重，还电力作为商品的本来面 貌，正在成为我国电力工业改革的方向。有关部门负责人表示，在电力市 场试点中，将逐步扩大竞争范围和力度，让发电企业在 “ 公开、公平、公 正”的原则下实行更大范围内的报价竞争。深化电价改革，在发电环节实 行市场定价的同时，完善销售电价，研究试行居民生活用电峰谷电价，促 进低谷生活用电的增长。 在机构改革过程中各级电力企业均面临着新的挑战。 无论是发电企业、 供电企业，还是电网经营管理企业，在新的企业改革中将逐步成为具有一 定竞争能力的独立市场主体和独立法人主体。企业的工作重点已由原来的 单一安全生产转变为以经济效益为中心的全方位的综合发展。为此需要企 业建立规范的现代企业制度，减人增效，提高劳动生产率，提高管理水平， 加强信息反馈，提高决策的科学性和准确性，提高企业的综合竞争力，而 有效应用信息技术则是实现这一切的捷径。 电力市场的逐步形成对信息化的进程提出了新的要求。电力公司、调 度中心、电厂、电网、市场管理机构、客户之间的数据通信种类和数量将 大幅度增加，这将导致各电厂 一 间更为激烈的竞争，谁的电价低，谁的信息 发布及时可靠，谁就会赢得市场，这就要求电力通信网及时、准确地为用 户提供信息。电力通信网要一网多能，在满足电力生产调度的同时，电力 通信网要向多媒体、多业务、宽带化、综合化通信平台发展。 总之电力行业为什么要信息化可归纳为两点:一是跟 上 市场脚步，不 被时代淘汰;二就是寻找新的市场增长点。 2 . 2电力工业信息化的指导思想和目标 根据 1 9 9 6年原电力工业部颁发的 电力工业信息化九五计划与 2 0 1 0 年建设纲要 ，电力工业信息化的指导思想是: 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 加速实现电力工业信息化，推动电力工业由粗放型向集约型转变。 以经济效益为中心，运用现代化手段为电力工业从规划、建设、生产、 交换到消费等全过程的经营活动提供优质服务， 为电力工业的科学决策 提供服务。 以市场需求为导向， 适应电力工业体制改革的需要， 逐步为完善和发展 中国电力市场经济体制提供必要的技术基础。 电力企业的日标是确保电网安全、稳定、优质、经济地运行，保质、 保量地为用户提供可靠的电力供应，同时增加本企业的经济效益和提高对 外界的社会效益。与此相对应，电力工业信息化的目标是为确保电力企业 目标的实现，给企业的管理人员提供及时、准确、完整、可靠的信息服务， 以提高企业管理的效率和决策的正确性，提高其管理的现代化水平。 为实现上述目标，电力工业信息管理系统应具备下列功能: 1 具有灵活的信息渠道，能利用先进的技术手段， 完整、 准确、及时、 可靠地收集本部门及下属部门的产、供、销、人、财、物及与其相关的各 种信息。 2 .有高质量、高效率的数据加工处理能力，能对所收集的数据迅速进 行加工，及时提供指挥生产和经营管理所需的各种统计汇总与分析报表， 并按要求送交各有关部门。 3 . 把各种有用的历史的和现实的数据分类存储在数据库中， 实现数据 资源共享，并能提供灵活的查询、比较、分类统计功能。业务管理和决策 人员可随时查询各自所需要的历史的或现实的、静态的或动态的数据及各 种经济技术指标。 2 . 3实施信息化对电力企业管理的影响 实践证明，计算机的应用是当代最活跃的生产力。电力工业信息化适 应社会的发展，同时也对电力企业的管理产生巨大的影响。 1 .提高管理效率 建立管理信息系统后， 将改变过去管理中那种数据混乱、工作没条理、 遇事凭主观臆断处理的现象，将促使管理数据规范化、工作条理化和决策 合理化，还将加快信息传递，缩短处理时间并能及时择优决策，有利于克 服瞎指挥、官僚主义、工作不负责任、互相推i和拖延的作风。 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 .促进管理体制改革 管理信息系统把各项工作都安排得很具体， 一些原来含混不清的问题， 现在都变成确定的事情，并程序化。同时由于实行了对信息资源的科学管 理，减少了原来手工管理体制中不必要的中间环节，使企业的管理体制更 趋合 理 。 3 .改革管理方式 过去的管理工作，大量是处理随机产生的应急问题，往往是被动的， 而且事务性的居多。而管理信息系统的工作则是主动的，是有计划、有安 排、按程序进行的。对管理中可能发生的问题，事先都经过周密的调查和 考虑，预先制定出相应的对策。对于大量的报表处理、数据核算、信息查 询等烦琐而重复性的工作交给了计算机处理，使管理人员能够从事务性工 作中解脱出来。 4 .经营决策科学化 完善的管理信息系统将预测技术、经营决策方法及各种经济数学方法 用现代化的手段结合起来，用于优化决策。决策者可以在全面及时占有大 量信息的基础上，采用特定的管理科学方法，迅速做出科学的决策方案， 并对各种方案做出判断和可行性分析。 同时，也应注意到信息化后可能出现的新问题， 如系统的可靠性问题， 维护完善问题，安全保密问题等。尤其是当外界环境变化或某些管理办法 更改时，可能造成的系统的某些不适应。 2 .4电力企业信息化的发展前景 展望未来，电力信息化基础设施将进一步完善，软硬件装备将进一步 增强，信息网络覆盖全系统，而且网络功能进一步扩充，逐步实现电视会 议、视频点播、i p电话、用户拨号漫游、联机查询与处理、电子数据交换 ( e d i ) 、网上教学培训、网上图书馆等功能。各项信息化重大工程将按照 五年计划在归口主管部门的统一规划下继续逐步实施，体现信息化综合业 务应用的管理信息系统将成为发展重点，基于 i n t e me t / i n t r a n e t 的电子商务 将成为电力企业贸易的主要方式。随着语音、数据、图像 “ 三合一”网络 的出现，电力系统内部也将出现三网合一的综合业务数据网。 1 3 1 ( 4 7 2 1 1 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 .采用系统集成方法建设县级电网用电管理信息系统 用电管理是电力工业中的重要环节， 是供电企业主要的业务活动之一， 它承担电能销售和社会应用管理的工作，组织、实施、协调、监督用户用 电，指导和检查用户计划、节约、安全地用电，实行用电综合管理。 用电管理信息系统是用系统工程的方法，以计算机技术、现代通讯技 术为基础，为用电管理服务的信息系统。 随着改革力度的加大，电力工业正在由以安全运行为中心转变为以面 向用户、提高经济效益为中心，在这种情况下，企业中的管理机制将由分 散型向集约化转变。这对电力信息化建设提出了新的要求，也为mi s真正 在现代电力企业管理中发挥作用提供了契机。 随着农网改造的完成，电力能源紧张局面进一步得到缓解，而电力市 场竟争机制的引入，对县级电网用电管理提出了更高要求。这就要求县级 供电企业也要具有先进的市场经济管理机制，现代化的管理手段，一流的 为电力客户服务的作风，为企业赢得更大效益，为社会创造更多的财富。 而传统的人工处理方式及单一计算机功能的方式已难以满足要求，因此开 发研制性能价格比高、实用性强的县级电网用电管理信息系统是非常有意 义的。 3 . 1系统集成方法 系统控制方法论的出现是2 0 世纪人类方法论的重大突破。 在牛顿机械 论的认识观占统治地位的几个世纪中，人类采用机械分割的方式对世界各 个部分状况的认识取得了巨大的进展， 但这种方法割断了部分之间的联系， 使得人们对于复杂系统的认识方面遇到难以逾越的障碍。系统集成方法的 应用从根本上改变了这种状况。同机械论方法不同的是，系统集成方法着 眼于各个部分之间的联系，以及建立在这种联系基础上系统整体的功能优 化。采用现有的成熟技术，通过子系统的有机组合，使整个系统的功能产 生极大飞跃，最终使得一个复杂的工程得到成功的实施。系统集成方法作 为人类认识世界和改造世界的重要工具，在宏观、中观和微观各个层面得 到广泛的应用，并且产生了巨大的经济效益和社会效益。运用系统集成思 想可以更好地帮助人们去整体地观察、分析和解决问题，能够更好地提高 系统的整体功能。 系统集成方法是以组合、整体优化为主要目标，这种方法正好适应县 i n 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 级电网用电管理信息系统这样一个复杂系统的开发。长期以来，人们一直 在努力探索应用于信息系统开发的思想和方法，提出了许多开发方法。其 中比较著名的有两种:生命周期法和原型法。前者将开发过程划分为系统 分析、系统设计、系统实施三个阶段，每个阶段又分为若干步骤，虽然整 个开发过程步骤清楚，每一步骤均有明确成果，但也暴露出许多缺陷。后 者的基木思想是 1 9 7 7 年提出的，由用户和系统分析设计人员合作，在短期 内定义用户的基本需求，开发出一个简易的应用软件的基本框架，再不断 改进。虽然它在某些地方有生命周期法不可比拟的优越性，但也有其自身 的缺陷。 目前虽然有许多用上述两种方法开发的软件，但是随着软件越来越复 杂化、大型化，软件的开发和维护成本也惊人地增加。为了最大限度地维 护用户的利益，在综合上述两种方法优点的基础上，我们提出了县级电网 用电管理信息系统的开发采用系统集成方法，即用生命周期法进行需求分 析，用面向对象方法建构子系统，最后将该思想推广至整个应用系统。整 个过程贯穿了原型法的思想，还运用了构件技术以提高软件的重用度和开 发效率。 3 . 2需求分析 需求分析的主要目的是在充分掌握现行系统全面而真实的情况及系统 分析用户需求的基础上，提出新系统的逻辑模型，制定管理信息系统的总 体规划，以明确系统开发的目标和范围。 对于大型系统的开发，需求分析是一个非常重要的阶段，这一阶段要 求开发人员要对用户进行细致的了解和充分的交流，在明确用户要求的基 础上，结合软件工程的思想，提出系统的总体开发方案，并进一步细化， 初步建立系统的逻辑模型。系统分析阶段主要进行如下活动: 1 系统总体规划及可行性研究 总体规划和可行性研究实质上是一种初步的 内容是进行初步调查，综合考虑企业的现有状况 小规模的系统分析， 发展战略、外部环境 其 管理水平、信息处理能力和存在的问题、建立新系统的资源等情况，明确 原有系统存在的问题及新系统的目标与责任，列出并初步评价解决问题的 几种设想或方案，对是否有必要建立一个新系统并正式开展开发工作提出 建议。在对系统作了初步调查，提出系统的总体方案之后，还要对方案进 行可行性分析，根据可行性分析结果，提出可行性研究报告。 一一一-一一 一 1 2 山 东 大 学 硕 士 学 往 论 文 2 现行系统的详细调查 当总体方案的可行性分析报告获得批准以后，系统开发工作进入了实 质性阶段，这项工作应从企业生产现状调查开始。现状调查是在所确定的 系统范围之内，对现行系统进行详尽、深入的调查和分析，目的是收集 - 切有关的事实、资料和数据，彻底掌握现行系统的工作状况和用户对新系 统的预期，为下一步逻辑模型的建立提供依据。 3 需求分析和系统逻辑模型的建立 现状调查完成了原系统如何工作的描述，需求分析则是在此基础上对 原系统的功能和信息作进一步的分析和抽象，以确定新系统应满足的要求， 并进一步完成新系统的逻辑设计。在系统的逻辑设计中可按功能将信息系 统分为数个子系统。 3 . 3系统详细设计 面向对象建模技术即o m t o b j e c t m o d e l i n g t e c h n i q u e ) 是一个软件工 程方法，即采用对象的概念和一组记法的约定，以各种图形的形式提供软 件开发过程的需求分析、系统设计、实现、测试以及运行阶段的维护和升 级支持，以提高系统的开发效率。这种方法的基本思想是从空间、时间及 功能这三个既独立又相互联系的角度去分析一个待求的信息系统或软件系 统，得到组成系统的对象模型、动态模型和功能模型，分别由对象图、状 态图、数据流程图描述。 1 .对象模型的建立 在建立对象模型的过程中首先标识类 / 对象，然后定义属性。在基于 对象关系模型的设计过程中获取对象类遵循如下两点原则: a每一对象中属性是不可分的， 即不允许某个属性是其它属性的聚集。 对象类与对象类之间没有相同的属性名。 .动态模型的建立 动态模型从系统随时间变动情形、行为、控制的观点出发，描述系统 中对象间的交互，是描述其随着时间变动的行为以及状态的模型。一般的 动态模型等于整体的事件流程图及状态图。 a事件 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 事件是表示 一 对象对另一对象的影响，其主要是发生在系统内部对象 与系统外部用户进行信息交换时，而其发生的时间仅是短暂的一个点，如 用户激活某功能按键。 b状态 状态表示一对象所持有的属性值与连接情形，与事件不同的是其表示 一段持续的时间，如某个画面停留于屏幕上，通常一对象对一事件产生的 反应主要是依据此对象的状态接受此事件后产生的反应，其可以是下列三 种反应:对象本身的状态改变;将此事件反映回事件的起源对象;将此事 件反映到起源对象以外的其它对象。 建立动态模型的步骤如下: i 确认对象间的事件; i i对每个状况准备一个事件追踪; i i i建立状态图。 3 .功能模型的建立 功能模型从系统数据传递、 功能的观点出发， 描述系统中数据的传递。 功能模型一般以传统的数据流程图加上限制条件表示，其主要目的在于描 述输出值的产生过程，即描述数据的流向，并不考虑数据的逻辑关系与发 生时间( 数据的逻辑关系在对象模型中表示， 发生时间在动态模型中说明) 。 建立功能模型的步骤为: i 确认输入及输出的数据; i i建立数据流程图未显示功能的依存关系; i i i描述程序; i v确认限制; v 详述最佳化的标准。 选择一个典型的构件用面向对象的建模技术加以实现，并进行测试和 维护直到满意为止。 开发成通用设计样板 抽离出该构件与其它构件间的共同部分，将共同部分 3 .4实现应用程序 构件是系统开发的基本结构和设计样板，提供开发其它应用构件的完 整接口及大部分设计，并可在此基础上开发其它的应用构件。每个应用构 件可依其特殊性而衍生出特殊功能，且不影响整体结构。应用前一阶段所 设计的构件，建构应用程序，整合所有的构件与应用程序并且测试功能。 1 4 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 我们用此方法对县级电网用电管理信息系统进行了实际开发工作，取 得了良好的效果。 i 1 5 1 6 i 7 z z z 1 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 .县级电网用电管理信息系统需求分析 需求分析阶段需要与各专业相应业务人员充分沟通，对现行业务进行 详细调研，并在了解了调查的业务，明确了业务功能的基础上，书写需求 分析报告，经双方审查并签字认可，以保证其正确、完整，作为系统进一 步分析与设计的重要依据，为下一步的总体设计及详细设计打下良好的基 础 。 通过与用户的反复交流和对县局具体业务的充分调研，在全面而真实 地掌握原有系统情况的基础 匕 我们用软件工程方法进行需求分析和系统 设计，提出了新系统的逻辑模型，并制定了县级电网用电管理信息系统的 总体规划，明确了系统的开发目标和范围。 4 . 1用电管理职能 需求分析首先要了解调查的业务，明确与用电管理业务相关的职能部 门及现行业务功能，并在此基础上与用户共同讨论新系统的功能划分。 用电管理即对电力用户的管理工作，主要包括电价电费、业扩报装、 计量管理、三电用监等职能部门，经调研，各业务范围如下: 4 . 1 . 1电价电费 完成各种电费相关的业务，是用电部门的核心工作。主要包括电价管 一- - - 一 - - - 钾 - - - - - - - - - - i 6 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 理、抄表、电费计算、电费核算、电费收费及与银行联网、各种统计报表 等，对全局电费的计算、lu l 收及上交等各项指标的完成情况负责。其职能 体系见上图。 各岗职责如下: 电费专工:负责电费电价政策的设置，下达 上 作计划，检查计划 完成情况，汇总统计营业数据，考核各岗工作等。 电费班长:负责电费班日常业务的内部管理，制定抄表计划，抄 表派工等。 抄表员:负责抄表，发送停电通知单，报告计量异常现象等。 核算员:负责初始化，向抄表机发送数据，从抄表机接收数据， 录入表码，计算电费，打印报表。电费复核等。 收费员:负责收费，打印发票，统训电费实收率等。 总业务流程图如下所示: 退局 一 一 卜 主 管 电价信息 电费电价 、专1进行 冲 it ff a/一飞r trsr -. _ 丫 县局业务 供电 站业务 备 种工作单 县局电费 内勤处理 子作单 一 、 _卜 厂 产 进朽 诩 户电费管理 寡 臀 剔 t 一尸 ?l u t ( c 总 、 z 统计汇总 报表统计程序 、 、 _ _ 统计汇总报表 上 级主管 刽l 一 4 . 1 . 2业扩报装 处理各种用户信息变更业务，包括高、低压用电新装及增容业务、变 压器变更业务、计量装置变更业务、用电性质变更业务、用户信息变更业 务、线路变更业务等，有严格的业务流程，其业务流程按顺序主要包括: 受理用户申请，现场勘察，确定计量、计费方式，审批、受理委托设计， 设计审查，受理委托施工，中间检查，装表班装表，竣工验收，签订协议， 建立用户档案等。 其职能休系见下图。 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 !斗肥隐嗜 仟 主|j习 中-专-一班-，;. 务-扩-es扩-口业由叱纂 户厂|匕厂匕 客 1-j-州刻引 各岗职责如下: 分管领导: ( a ) 分管副局长: 业扩业务的审批; 对各个分局进行对口管理。 ( b ) 客户服务中心主任:业扩业务的审批。 c c ) 业扩专工: 业扩业务的协调; 各种规章制度的贯彻实施; 业扩业务的指导、监督、考核。 业扩班: ( a ) 班长: 部分业扩业务的审批; 各种规章制度的贯彻实施; 现场勘察派工。 ( b ) 业扩受理员 ( 简称业务员) : 业扩报装受理; 日常营业业务受理; 供用电合同管理。 ( c )业扩收费 员: 收取业扩的各种费用， 包括贴费、 保证金等。 ( d ) 业扩检查员 ( 简称检查员) : 现场勘察，确定是否符合施工条件; 确定客户的用电 性质、计量方式、配表信息; 业扩工程的 委托设计、 设计审核、 委托施工、 中间 检查、 组 一一一 1 8 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 织竣工验收、送电。 用电业务非常复杂，所处理的业务种类繁多，各业务处理环节各不相 同。因篇幅所限，仅以高压新装/ 增容业务为例，其流程图见附图一。 4 . 1 . 3计量管理 主要完成对计量表计及其辅助的电压互感器和电流互感器等的管理， 可按职能分为计量资产管理和计量业务管理两部分。计量资产管理负责所 有权为电力公司所有的设备的全过程管理，包括设备购置与录入、资产编 号、领表退表、自动修校及入库管理等;计量业务管理负责电力公司所有 装出设备 ( 包括经校验合格所有权为用户所有的设备)的管理，包括装表、 定换管理、故障表计处理等。其职能体系见下图: 各岗职责如下: 计量专工: 对计量的有关技术问题提供指导; 制定轮换计划、现场校验计划、p t二次压降测试计划; 制定年度购表计划，审报报废表计; 计量统计报表的整理等。 计量班长:对班组内的日常工作进行协调管理。 资产管理员:对电表及互感器的资产进行统一管理。 检修员:检修电表，检查有关部件是否合格。 检定员:对电表及互感器进行检定，测试其是否合格。 走字员:测试电表走字是否合格。 装表员:现场装拆表计，现场校验，p t二次压降测试。 其流程图见附图二。 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 . 1 . 4用电检查 对客户用电情况进行检查、监督管理的子系统，对业扩报装、电费计 算、计量管理等起到辅助作用。用电检查负责对客户用电设备 ( 包括线路、 变压器、补偿电容器、自备发电机、高压电动机、断路器、避雷针等)的 检查与管理，客户电工的管理与查询，客户营业变更的勘察和落实，电能 计量装置的监督与异常的处理，负荷异常的处理，日常发现的客户用电异 常和违约用电的处理， 用电检查的日常管理与查询，用电事故、营业普查、 电器设备的综合统计与查询等业务。 4 . 2用电管理业务分析 用电管理作为直接与客户交流的用电管理部门的日常工作重点，其特 点决定了系统独特的开发方法和技术手段，因此，我们首先对用电管理业 务及用电管理信息加以分析。其具有如下特点: 1 .信息量大而繁杂 有用户用电档案 用电业务涉及到千家万户，信息包含业务范围内的所 用电设备台帐、大量原始数据、统计分析记录及长期 历史数据等。另一方面，由于其业务复杂， 这就决定了每日都有大量输 入和输出操作，电费等信息需要通过复杂的统计计算产生， 综合信息则 是通过多层分析加工后形成的。 2 .数据准确性要求高。 用电管理涉及到各类用户的电费计算及收缴，各行 业的用电量及整个企业的供电量、售电量、损耗等重要信息统计汇总。 只有每一部门的信息准确， 每一台帐、 档案的数据无误才能保证电费计 算结果正确，保证供电企业和广大用户的利益。 3 时间性要求强。 从用户报装申请到装表送电， 各个步骤都有明确的时间 规定，从抄表员抄表到电费计算、打单据也有时间限制，同样统计分析 出结果也要有一定的时间期限。 总之用电管理中的每一环节均有一定的 时间限制和时间要求，因此用电管理信息的输入、产生和输出等都有较 强的时间性。 4 .管理具有连续性。从业扩报装到抄表收费，每一步骤一环扣一环，前一 操作不完成， 后一操作就不能开始， 一个事件的开始以前一个事件完成 为基础。数据从一个环节流向另一个环节，同时驱动这一环节的开始。 5 共享信息多。由于用电管理的连续性，部门内部的业务活动紧密相联， 往往是多个环节输入或修改同一档案的不同部分， 某一环节产生的信息 是其它环节的基础数据等。而随着 自动化水平的提高，与其它系统之间 2 o 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 的数据共享也越来越多， 如与调度管理系统之间要共享电压、负荷等信 息，与财务共享电费收取明细等信息， 与银行系统共享电费应收和实收 明细等信息。 6 .数据安全性要求高。由十用电管理中共享信息多，同时涉及到与用户和 供电企业切身利益密切相关的电费等信息， 一旦被窃取或人为修改， 不 仅会造成经济利益的损失，而且会影响供电企业的社会形象， 因此对数 据的安全性、保密性有较高的要求。 4 . 3县级电网用电管理信息系统分析 近年来已有很多科技人员对地市级用电管理信息系统进行了探索、开 发，但是至今尚无非常完善和实用的系统。这是由于管理信息系统本身是 一个应用性很强的系统，实用是其根本要求，然而由于用电管理的复杂性， 要完全做到这一点也非易事。该系统既是一门信息科学，又是一门管理科 学，更是一门庞大的系统工程利学，具有很强的科学性和技术性。 要成功开发这样一套庞大的系统，除了具有先进的信息技术做支持， 还要做好需求分析，熟悉用电管理各项业务，并将其提升到科学管理的高 度，更要从系统工程的角度出发，做好方案设计，合理安排，统筹考虑。 事实也证明了这一点，早期的系统因各种原因，不同程度的存在这样或那 样的缺陷，有的甚至基本上停留在电费计算的水平上。目前部分地市级系 统已经或正在进行升级或更新换代工作。 县级电网用电管理信息系统其规模虽较地市级要小，但其体系及联系 基层用电用户数较地市级系统更为复杂，一些要求也更高，简单地把地市 级的系统拿到县级供电企业是不能满足其要求的。 县级电网用电管理信息系统起步较晚，目前仍处在发展阶段，与地市 级相比，有下列三点: 1 、县级供电企业虽小，但其业务范围和复杂程度不小，某些方面可能 比地、市局更为复杂。 2 、县级供电企业大部分用户在农村， 如何与几十个供电站完善地进行 数据传递和联网是技术关键。 3 、一般县级供电企业资金不很雄厚，这就需要在技术上挖潜，其系统 既要功能完善，价格又不能高，例如与供电站全部实现光缆通讯从县级供 电企业的财力及经济性考虑，都是不现实的。 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 . 4现有系统存在的问题 目前，我国己投入使用的用电管理信息系统特别是县级电网用电管理 信息系统主要存在以下问题: ( 1 )缺少着眼于企业战略级高度的系统设计。 业务处理和工作流程不 规范，应用水平参差不齐。很多系统存在功能设置重叠、数据冗余、接口 困难等问题，因而在对信息的进一步处理供领导分析决策、 优化业务流程、 提高对客户需求的快速响应能力等方面十分不利。 ( 2 )上级部门不能实时监控下级各电力营销点的生产、经营状况，以 致于报表水分大，人为调整电力营销、生产、经营数据，甚至隐瞒电量、 截留电费的现象时有发生。 ( 3 )配电与用电分属于不同的管理部门，造成两者之间的脱节，无法 从根本上形成一口对外及为用户提供高效优质的服务。 ( 4 )信息系统基础薄弱。许多县级供电公司只具备局域网范围的 s c a d a, mi s 、用电报装、电费计算、计量管理等子系统，但对营销理念、 营销方式和相关技术基础的了解还是一片空白。 ( 5 ) 随着农网改造项目的完成， 用电户数急剧增加， 带来大量的抄表、 计费、收费、更换表计的任务，这对管理信息系统的性能、容量提出了更 高的要求，必须在更深层次、更大范围内实现自动化，才能适应电力市场 大环境的基本要求。 1 7 ) 1 8 1 1 9 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 2 1 1 3 1 - 一-一一一-一 2 2 山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文 5 .县级电网用