基于版本管理的事故重演技術

張國志+姜彬+解凱

摘 要 針對工業企業能源管控系統中對于全廠能源事故重演和分析的需求，本文提出了基于版本管理技術，對電氣和工控對象的數據庫模型和畫面按照版本進行統一管理，對遙測數據通過記錄基準全數據和變化數據來進行管理。事故重演是對保存的事故重演按當時的情景進行重演，根據事故發生時間，通過畫面的版本管理得到合適的歷史版本畫面，數據庫系統也依照相同的原理獲取合適的模型數據庫，數據采集模塊從重演控制器接收變化數據，進行各類數據的采集處理，實現對事故前后場景的重演。

關鍵詞 版本管理 能源管控系統 全景事故重演 基準數據 變化數據

中圖分類號：TD327.2文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

1. 引言

能源管控系統是大型工業企業能源中心的核心管理系統，主要功能是實現能源系統的采集和控制、集中的管理調度和能源供需平衡，以及能源系統分析和考核。

事故重演是能源管控系統系統中一項重要功能，系統記錄事故發生前后的各類事件序列，例如電氣開關、工業閥門等設備跳開、閉合、遙測異常等信息，形成事故分析的信息基礎，通過事故重演的反演功能，將保存的事故重演按當時的情景進行重演。

但目前，大多數系統只有非常簡單的歷史數據顯示，缺少真實的調度員操作場景模擬，遠遠不能滿足用戶的要求，因而迫切需要一種全景直觀的事故反演的方式，幫助調度人員方便地分析事故的原因。

2. 事故重演系統功能設計

2.1 分布式版本管理的架構

系統的數據庫、圖形數據和應用的執行程序，可以從屬于應用，而且都是按照應用分布在系統的各個節點上。由于可靠性的要求，需要主備用節點，所以版本管理必須考慮到分布式和節點主備的特點。傳統的版本管理系統一般是單服務器的客戶/服務器結構， 而分布式的版本管理系統是多服務器的客戶/服務器結構，通過版本調度服務器分發給各節點應用的版本控制服務器。

2.2 模型、圖形和數據一體化版本管理

通過版本字典對模型、畫面和測點對象數據進行版本管理，保存所有時間的系統歷史模型、圖形和數據版本。對實時數據進行分布式存儲，保存為時間序列的數據格式，存入高速數據庫，采用觸發式或周期采樣方式的存儲模式。

2.3 事故重演的總體結構圖

事故重演包含兩大功能：事故數據記錄功能和事故反演功能。當事故發生時，通過事故數據記錄前置機采集數據記錄模塊、SCADA操作記錄模塊、事故源記錄模塊和

模型記錄模塊存儲當前的系統運行數據，存儲以文件方式進行。

進行事故反演時，通過重演控制器選擇追憶的事故和重演方式，首先加載歷史版本的模型和圖形以及對應的最小粒度到達毫秒的歷史數據，再對其進行連續播放，對任意時間段的系統數據的變化過程進行反演，完全復原事故發生前后的運行場景。

3. 主要模塊簡介

3.1 事故重演的觸發

事故重演文件是通過觸發源觸發事故數據記錄服務器而形成的，觸發源有多種：

任意事件均可被定義為需要啟動事故重演，或者是若干事件的邏輯運算結果為事故的觸發源；

可以由調度員人工啟動，在畫面上啟動；

可以由應用程序啟動，事故重演觸發是以事件方式觸發的，任意模塊都可以發布相應的事故重演事件以觸發事故重演功能；

多重觸發：當距前一個事故重演觸發在N分鐘內時，又發生一次事故重演，可以合并，形成時間跨度較大的一次事故重演。

3.2 事故信息的記錄

將事件發生前后的系統數據、結線方式及圖形按一定的方式存儲；數據和圖形是一致的；具備同時多重事故記錄功能，記錄多重事故時存儲周期順延N分鐘直至最后一個事故后N分鐘滿為止。

1） 數據的存儲，指電力系統運行數據的存儲，包括全數據、變化數據：

全數據

包括設備信息、量測信息；

變化數據

各個通訊渠道傳送過來的數據報文（上行報文）；

數據的存儲方式：

全數據：整5分鐘一個完整數據斷面；

變化數據：前置報文觸發方式，與全數據匹配，整5分鐘一個文件。

2）系統操作記錄

事故發生前后，調度員所作的操作也是事故重演中的重要事項，它包含：

控制數據

實際下發的控制報文（下行報文）；

操作數據

控制操作、人工置數；

操作的存儲方式：

控制數據：控制報文觸發方式，獲取在線控制事件并帶時間存儲，與全數據匹配，整5分鐘一個文件；

3.3 事故重演過程

事故重演重演是對保存的事故重演按當時的情景進行重演，重演功能包括重演控制器、畫面顯示模塊、數據處理模塊、控制和操作模塊、實時計算模塊、告警模塊等。

重演控制器控制事故重演的整個過程，包括初始環境的準備，過程的播放、快進、快退、暫停、退出、速度，單步或連續播放模式，可以按時間刻度尋找演示點。

畫面顯示模塊根據事故發生時間，通過畫面的版本管理得到合適的歷史版本畫面，數據庫系統也依照相同的原理獲取當時的模型數據庫。

數據采集模塊在事故重演時，從重演控制器接收存儲的前置報文，進行各類數據的采集處理。

控制和操作模塊，在重演過程中，不僅要模擬操作的過程，而且要模擬操作的結果，并且與事故重演重演的前進和回退控制相匹配。

數據處理模塊與數據采集模塊相似，數據處理的循環周期用時鐘控制，在事故重演重演時，用時鐘控制運行，當時鐘停止時，程序運行也停止，只有時鐘向前走時，程序才運行。

告警模塊通過接受重演控制器的報警信息，進行告警信息的處理。

3.4 事故重演信息的管理

事故重演的管理功能有：

事故重演的目錄文件的確認、備忘錄管理；

磁盤超載時的自動刪除事故重演文件功能；

人工刪除事故重演文件功能；

事故重演的數據文件可以導成XML格式的文件。

4. 結論

本文提出了基于版本管理技術的事故重演設計方案，通過記錄系統運行的基準全數據和變化數據，模型的版本信息，大大減少了存儲的冗余度，提高了事故發生時刻的系統處理效率。事故反演功能可逼真地再現事故發生時刻的工作場景，為分析和處理事故提供了重要技術手段。

參考文獻

1. 解凱、姜彬、徐曉亮、一種能源管控系統多專業數據全息存儲及全景事故反演方法，冶金自動化，2013（7）

2. 江浩，電廠運行優化決策支持系統設計方案，電力系統自動化，2004，28（5）