河南不停电检测状态检修实时辅助决策系统-系统架构设计说明书 精品.doc

河南不停电检测状态检修实时辅助决策系统架构设计说明书概要1.1 目的 分析业务需求，明确定义系统所涉及的技术选型工作以及使用方式。 分析业务需求，设计可伸缩的系统总体架构及灵活的部署模式。 对已选组件及系统内部开发的组件进行业务、接口、调用方式进行定义，提供设计人员对系统架构的总体了解，便于设计人员能够依据系统架构快速的设计出符合业务需求的详细设计文档。 明确编码规范，如注释率、命名、代码层次结构等。1.2 适用范围 为业务人员提供技术实现介绍性说明。 指导设计人员编写概要设计文档。 指导开发人员实现具体功能。1.3 参考资料河南不停电检测状态检修实时辅助决策系统系统架构说明-软件需求规格说明书.doc1.4 术语名称说明Spring本系统用于事务、业务逻辑的配置管理以及IOC控制。Struts2采用2.3.15.3以上版本，主要用于与UI层的请求接入及转发、响应。Ibatis实现具体的CRUD操作。Oracle本系统数据库JSON本系统前端展示与后台的数据交互格式jQuery一种JavaScript框架。有助于简化JavaScript和Ajax的编程开发。SVG组态图、用于场站接线图的展示。EasyUI轻量级的页面UI展示框架。backbonebackbone提供了一套web开发的框架，通过Models进行key-value绑定及custom事件处理，通过Collections提供一套丰富的API用于枚举功能，通过Views来进行事件处理及与现有的Application通过RESTful JSON接口进行交互。ZeroC Ice分布式中间件，主要用于跨语言、跨平台的基础服务、算法服务的负载均衡及发布。2 系统总体设计2.1 概述本系统中融入了很多的高级应用，这些应用根据监测数据对各类一次设备进行诊断、评价、评估。这些高级应用本身可以和系统的展示功能完全独立，将其划分成独立的高级应用模块，在展示系统中不用关心高级应用的具体实现，只需知道以什么样的方式，传递哪些参数进行调用。这样使得各个模块间的耦合度降低，同时也对各模块的维护提供了便利。针对以上所述我们采用面向服务的体系架构进行设计，面向服务的体系架构应具备下列特征：1. 松耦合2. 协议独立3. 可扩展4. 易维护5. 跨平台6. 跨语言2.2 总体架构总体架构图 浏览器支持IE8+、Chrome浏览器。 展示层l 展示层基于EasyUI搭建整个展示层页面框架；l 采用Highcharts对统计分析、趋势、评价等结果进行图形化展示；l 支持嵌入外部WEB界面功能，如场站接线图等进行展示；l 采用公司现有组件展示大卫三角、TD等特殊图形； 逻辑层l 采用Struts2对页面请求进行响应、转发；支持Json、FreeMarker、图片等数据格式的返回，提高交互格式的多样性，增强请求管理的适应能力；l 业务逻辑采用SpringIOC方式通过配置的形式动态实现；l 通过配置的方式对设备监测数据进行处理，根据不同数据或场景动态配置监测数据被处理的流程； 服务层l 采用ICE Client的方式对系统中的高级应用服务进行调用；l 采用分布式对高级应用服务进行部署，支持服务节点的1N动态配置；l 基于可配置的流程引擎动态搭建报警服务的处理流程；l 采用iBatis的ORM半自动映射作为系统的数据访问组件，提供数据访问的适应性； 资源层l 采用Oracle10G作为系统的数据库组件；l 采用windows 20XXServer64bit操作系统；2.3 组件图2.4 包图本系统在部署或开发时分为展示、服务两部分，故在划分包时也需要按照这两类进行划分：针对展示层包图大致如下所示：关键包描述： Logic：存放业务逻辑操作类。 Service：存放与表一一对应的服务层类，由公司架构动态生成。 Dao：存放与表一一对应的数据操作类，由公司架构动态生成。 Action：存放于页面交互的所有业务请求入口逻辑类。 Bean：存放所有数据库实体，由公司架构动态生成。 Exception：存储系统中所使用的自定义异常类。 Config：存储系统运行时所需要的配置文件如Struts、Spring、iBatis等。 Sqlmap：存放所有数据表配置信息，由公司架构动态生成。 Js：存放系统自定义的JavaScript脚本文件。 ：存放系统中自定义的页面文件，包括、JSP。 Css：存放系统自定义的样式定义文件。 Imgs：存放系统需要使用的图片文件。 Lib：存放展示系统需要用到的外部JS组件，如Jquery、backbOne、EasyUI、highchart等。2.5 关键流程处理系统处理流程主要包括展示层调用，服务调用两类，具体如下所示：展示层调用：服务层调用：3 数据库设计3.1 数据分类主要包含台账数据、监测数据、检测数据、报警数据等基础数据；厂家缺陷数据、诊断、评价、风险评估、辅助决策等结果数据。1) 台账数据：主要包含设备、装置、资产数据（设备试验费用、维修费用、采购费用）、省网局站信息，组织机构，用户、权限数据、日志，代码数据。2) 监测数据：主要包含实时监测数据、历史监测数据、日汇总监测数据（当日每类装置的每类量测类型的最大、最小、平均值）、离线试验数据。3) 报警数据：主要包含设备实时越限趋势越限报警数据；针对诊断、风险评估、辅助决策结果反映出的报警数据；实时越限趋势越限阈值参数数据； 4) 厂家缺陷数据：设备厂商缺陷数据。5) 状态评价数据。6) 诊断结果数据。7) 风险评估结果数据。8) 辅助决策结果数据。3.2 数据来源3.2.1 河南提供1) 台账数据：主要包含设备、装置、资产数据（设备试验费用、维修费用、采购费用）、省网局站信息，组织机构，用户、权限数据。2) 监测数据：历史监测数据（第一阶段由艾飞先整理所需离线试验数据结构）。3) 厂家缺陷数据：设备厂商缺陷数据。3.2.2 系统自建1) 台账数据：日志，代码数据。2) 监测数据：实时监测数据、日汇总监测数据。3) 报警数据：主要包含设备实时越限趋势越限报警数据；针对诊断、风险评估、辅助决策结果反映出的报警数据；实时越限趋势越限阈值参数数据； 4) 诊断结果数据。5) 状态评价数据。6) 风险评估结果数据。7) 辅助决策结果数据。3.3 数据库对象命名规则1) 采用26个英文字母（不区分大小写，统一按大写处理；命名时不要使用双引号）和0 9这十个自然数，加上下划线_组成。不能出现其他字符（注释除外）。数据库对象命名中应包含表达具体业务含义的组成部分。2) 数据表：cmst _+表的拼音首字母或英文。3) 视图：cmsv _+视图的拼音首字母或英文。4) 表索引：主键索引，表拼音首字母或英文+pk；其他索引，表拼音首字母或英文+index+数字。5) 字段名：不得使用数据库的保留字，如果与保留字相同则加前缀F。使用拼音首字母或英文命名。6) 表空间：mws_ztjc_+专业名称首字母或英文。7) 表分区名：专业名称拼音首字母或英文+_pt_+数字。8) 存储过程：mwp+功能名，功能名建议使用动词+名词，不建议使用拼音。9) 函数：mwf+函数名称，函数名建议使用动词+名词，不建议使用拼音。3.4 数据库对象具体命名1) 总体说明1) 为了性能优化，在线监测历史数据表采用分区表技术，并按照时间进行分区，详细分区规则见下章节列表。2) 为了更易于进行数据库管理，对数据库的表空间进行总体规划，基本原则为：a) 每类在线检测数据库使用一个独立的表空间，存放表记录和索引数据b) 统计表使用一个独立的表空间，存放表记录和索引数据c) 其他表公用的一个表空间，存放表记录和索引数据3) 对于监测数据的分区表，系统为20XX-20XX年的在线监测数据确定了明确的数据库表分区，对于20XX年以前的数据，放入第一个分区；对于20XX年以后的数据暂时归入一个特殊命名的分区xxxx_pt_99999，当时间临近到20XX年时，可对这个分区进行拆分，再次规划后续几年的分区。同时，如果表空间剩余空间不足，可把拆分出的分区数据放入其他新建的表空间中。2) 监测数据历史数据表序号表中文名称数据表命名所属表空间表分区名称分区原则1局部放电CMST_partDischargeCMSS_partDischargedischarge_pt_20XX01discharge _pt_20XXXXdischarge _pt_99999存盘间隔3-30分钟，季度分区2油中溶解气体CMST_ solubleGasInOilCMSS_solubleGas无存盘间隔24小时，暂不分区3微水CMST_ tinyWaterCMSS_ tinyWater无存盘间隔24小时，暂不分区4铁芯接地电流CMST_ironCoreElectricityCMSS_ironCore无存盘间隔24小时，暂不分区5顶层油温CMST_topOilTemperatureCMSS_OilTemperaturetopOil_pt_20XX01topOil _pt_20XXXXtopOil _pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区6电容绝缘监测CMST_ capacitanceCMSS_ capacitancecapa _pt_20XX01、capa _pt_20XXXXcapa _pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区7金属氧化物避雷器绝缘监测CMST_ lightningRodCMSS_ lightningRodrod_pt_20XX01rod_pt_20XXXXrod_pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区8断路器局部放电CMST_ GISpartDischargeCMSS_GISDischargespart_pt_20XX01spart_pt_20XXXXspart_pt_99999存盘间隔3-30分钟，季度分区9SF6气体压力CMST_airPressureCMSS_airPressurepressure_pt_20XX01pressure _pt_20XXXXpressure _pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区10SF6气体水分CMST_airMoistureCMSS_airMoisturemoisture_pt_20XX01moisture _pt_20XXXXmoisture _pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区11架空线路CMST_OVERHEADLINECMST_OVERHEADLINEoverheadline_20XX01overheadline _pt_20XXXXoverheadline _pt_9999912开关柜CMST_SWITCHCANIMETCMST_SWITCHCANIMETsuitchcabinet_20XX01suitchcabinet_ _pt_20XXXXsuitchcabinet_pt_999993.4.1 数据库部署模式3.5 存储容量规划估算1）变电设备在线监测系统的数据量测算，以之前贵州省级项目为例a) 一个省所有变电站大致入库一次设备7000台，安装了近2000个装置。b) 每个装置按照30分钟采集1条数据计算，共计365*24*2*2000=35040000条记录。数据量大致如下上报间隔装置数量（按照目前采集的10类装置数据存盘间隔比例）日数据量季度数据量3分钟2000*20%约19.2万条约1785.6万条30分钟2000*50%约4.8万条约446.4万条24小时2000*30%600条约5.6万条存储容量大致如下，按最大字段表计算。字段个数1000万索引个数索引与数据比例15约1500M21:1.5根据上述计算省网一年监测数据大致为（1785.6+446.4+5.6）*4 = 8950.4万；根据1000万数据+每张表2个索引需要1500M计算，省网一年大致需要大致需要13500M，约13.2G，这个值再考虑上其他数据的积累，所以需要2-4倍的富裕量，所以从规划上，一个省网的一年变电设备监测相关数据需要52.8G左右。 3）要考虑20年的数据存取量，参照变电设备在线监测数据库规范中输电数据省网一年大至为5G存储，则规划的最小容量为 （5+52.8）x20=1156G4）考虑磁盘冗余和数据备份因素，存取设备应该规划1156x2x2=4624G=5T的存取空间。4 系统部署实施方案4.1 软件环境设计软件环境配置操作系统Windows Server 20XX+（64位）系统数据库Oracle10G（64位）应用服务平台Tomcat6+开发平台JDK1.6（64位）ICE版本流程引擎ICE3.4.2EFProcess1.04.1.1 硬件环境设计品名型号具体规格数量数据库服务器 CPUIntel Core i5-3470 3.2G，英特尔酷睿I5 双核 处理器*2内存DDR3 1600MHZ 4G硬盘7200 RPM SATA1TB磁盘阵列*1WEB服务器CPUIntel Core i5-3470 3.2G，英特尔酷睿I5 双核 处理器*2内存DDR3 1600MHZ 4G硬盘7200 RPM SATA500G5 系统性能解决方案系统性能受制于服务器性能、软件支撑、负载用户、数据总量、网络等多方面因素，因此对于不同层级的用户（根据采集点个数进行划分：100以下为一级用户，100-500为二级用户，500-1000为三级用户），推荐不同的性能解决方案。 对于一级用户，推荐单台服务器配置（展示层+服务层+数据层）； 对于二级用户，推荐两台以上服务器配置（数据库服务器+应用服务器（展示层+服务层）； 对于三级用户，推荐数据库服务器（Oracle集群）+高级应用服务器+基础数据服务服务器+Web服务器集群；5.1 系统的响应速度（1） 实时数据查询响应时间2s；（2） 历史数据查询响应时间5s;（3） 模糊查询响应时间15s；（4） 高级应用响应时间2s;（不包含数据获取及网络延时部分）（5）90%界面切换响应时间3s,其余5s；（6）计算机远程网络通信中实时数据传送时间5s。5.2 系统可靠性指标（1）系统年可用率99.5%；（2）系统各类设备的平均无故障时间（MTBF）3104h小时；（3）系统故障恢复时间2h；（4）由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数应1次/3600h。5.3 系统数据采集成功率指标系统数据采集成功率分一次采集成功率和周期采集成功率，均指非设备故障和非通信故障条件下的统计。（1）一次采集成功率95%；（2）周期采集成功率99.5%，周期根据监测设备类型进行差异化定制，常用的周期有5分钟、15分钟、30分钟、1小时、1天；5.4 系统采集速度指标以下指标均指非设备故障和非通信故障条件下的统计。（1）数据接收并存储 30秒/次/周期；5.5 系统设备负荷率及容量指标（1）在任意30分钟内，各服务器CPU的平均负荷率60%；（2）在任意30分钟内，主站局域网的平均负荷率35%；（3）系统数据在线存储5年。6 系统安全体系建设6.1 系统安全防护体系系统安全防护体系涵盖了以下几个部分：系统安全目标、安全策略、系统内数据接口安全防护、业务应用安全管理、数据安全存储、网络入