發電公司生產指揮中心信息系統管理的架構方式

發電公司為適應集團的管控模式和管理要求，提升對電廠安全生產運營的過程管控和應急指揮管理水平，急需開展生產指揮中心信息系統建設，以實現對各電廠生產數據等的實時監測。 在下文中我們著重的對信息系統管理的架構方式進行探討。

【關鍵詞】發電公司 生產指揮中心 信息系統 架構方式

1 生產指揮中心信息管理系統建立的必要性

生產指揮中心信息系統（電源部分）建設項目包括生產數據中心建設、實時數據庫建設、生產指揮中心門戶建設、綜合統計報表系統建設、所屬電廠工業電視信號接入公司總部工業電視監控聯網平臺等五項內容。

生產數據中心和實時數據庫的建設是生產指揮中心綜合應用層的基礎支撐性建設內容。生產數據中心將匯集能源公司下屬單位生產過程的實時數據構建生產數據倉庫。對數據進行統一存儲、統一管理，統一發布，統一備份，建立能源公司和下屬單位的數據共享機制。生產數據中心的成功建立，將進一步完善能源公司IT基礎支撐架構，不僅為生產指揮中心相關軟件系統提供實時、準確的關鍵數據，還將為其他業務系統提供權威的數據源。

生產指揮中心門戶建設是根據工作需要，在原有門戶系統的基礎上進行深度優化，實現對能源公司生產指揮中心門戶的升級改造，對現有門戶中使用不便以及未能實現的功能進行二期建設，并且在能源公司本部實體門戶上搭建生產指揮中心主題門戶，滿足生產指揮中心的門戶需求。實現本部門戶與生產指揮中心主題門戶平臺級的統一；實現統一信息與內容管理、統一應用集成平臺、統一協同工作平臺，實現（“統一認證”、“統一待辦”、“統一組織與用戶目錄”）為核心的應用系統深度集成，構建一個內容完善，功能強大的綜合集成平臺，提高門戶的使用率，逐步使門戶作為公司員工進行所有工作的統一入口。

為了加強對能源公司所屬單位生產經營情況等信息的管理，迫切需要建設綜合統計報表系統。通過相關生產報表的上報、審核、匯總等過程，能源公司及時掌握所屬單位的安全生產情況，并依據全面的基礎數據進行決策分析，快速準確實現決策、調度。并在建立完善報表系統的基礎上與神華集團生產指揮中心相關系統實現縱向貫通，滿足能源公司信息化管理持續發展的戰略要求。

2 生產指揮中心信息系統管理的架構標準

2.1 生產數據中心

（1）制定生產數據中心規范，包括數據模型、數據質量、數據安全、數據編碼、傳輸標準等。

（2）建設數據接入系統，采集下屬單位的實時數據上傳到公司本部。

（3）建設數據交換平臺建設，實現公司本部與下屬單位之間統一的數據交換平臺。通過數據交換平臺實現生產過程實時數據的快速交換，確保公司本部與下屬單位的信息暢通。

（4）建設數據倉庫，實現對各類數據進行統一存儲、統一管理，統一發布，統一備份，建立能源和下屬單位的數據共享機制。

（5）數據存儲系統。

建成實時數據倉庫和管理類型關系數據倉庫，全面實現數據集中；

建立統一的安全體系，保證數據的訪問安全；

實現數據的唯一性與共享性；

規范化基礎數據及關鍵數據模型，通過信息系統的規劃，實現內部管理和業務語言的統一，方便信息集成。

（6）生產遠程監控。實現對生產現場實時數據的遠程監控，基于實時數據制作所需的各類組態畫面。

2.2 綜合統計報表

綜合統計報表是以計算機網絡技術為支撐，建立一套便捷的報表管理系統，采用先進的邏輯算法和人性化的用戶界面，可快速、準確地生成報表，從而能源公司能夠及時、全面的了解各所屬單位的生產經營情況，從而為業務管理提供精確、詳實的數據支持。同時實現與神華集團生產指揮中心的數據貫通，使生產指揮中心人員從繁雜的報表統計中解脫出來。

2.3 電廠工業電視信號接入

本次所屬電廠工業電視信號接入項目的建設，滿足了能源公司本部生產指揮中心的日常管理需求，同時也滿足了神華集團總部對工業電視信號上傳的相關要求。

2.4 系統建設指導思想

我公司嚴格按照信息系統的建設要求進行，按照以下指導思想構建能源公司生產指揮中心信息系統（電源部分）。

以信息化帶動生產自動化、管理現代化建設和發展。

信息技術和系統將逐漸被作為企業日常運行的核心工具和獲取戰略優勢的核心能力，成為降低成本、提高效率、整合資源、獲得競爭優勢的戰略手段。

從國內外企業的成功經驗看，信息化不僅僅是技術問題、管理問題，更是支撐企業發展的戰略問題，是支撐企業管理創新的關鍵。

堅持能源公司及下屬單位“統一領導、統一規劃、統一組織實施”的建設原則。

為保證信息化投資的有效性，確保信息化建設方向，信息化建設必須堅持“三統一”原則，必須堅持“一體化”規劃，統籌部署能源公司及下屬單位整體信息化建設。

有效整合資源，突出重點特點，為實現能源公司發展的集團管控目標提供技術支撐。

實現集團管控的要求，達到管理規范的目的是能源公司及時管控下屬電廠，提高企業經濟效益，響應神華集團管控目標的有效手段。是對傳統管理模式的變革和創新，以信息化技術為手段，以信息系統為載體，是貫徹落實神華集團管理思想的最佳途徑，要通過信息化手段進一步發揮經營決策作用。

2.5 系統建設原則

能源公司生產指揮中心信息系統（電源部分）的總體設計是在能源公司信息化建設原則的指導下，結合能源公司的業務特色，突出信息化建設的重要作用，體現集團管控的突出優點，保證及時應急決策實際需求。因此，該系統軟件的架構在設計上遵循以下原則：

（1）開放性與標準化——網絡能夠支持多種標準、協議和接口，可以與現有的和未來的系統互聯。

（2）安全性——符合整體安全保密性需求對系統提出的要求。

（3）可靠性——保證網絡運行的連續性，尤其保證數據的可靠性。

（4）可擴展性——可以靈活的適應未來需求的調整和變化。

（5）全面的系統管理與完善的支持服務——系統中的所有設備具有良好的可管理性，以便于管理和維護。利用先進的系統管理軟件，實現對系統資源的全面、高效和集成管理，合理分配系統資源，監測系統的運行狀況，迅速確定和排除系統故障等。

（6）一體化和企業級——利用集中和分布相結合的方式，實現業務應用系統的信息共享、數據貫通，保證信息的充分融合和暢通，構建一體化企業級信息平臺。

3 生產指揮中心信息系統管理的系統總體架構方式

3.1 生產數據中心

按照系統建設的指導思想和建設原則，將生產數據中心從下到上分解為4個層次：系統支撐層、數據存儲層、數據采集與數據傳輸層、應用層。

3.1.1 系統支撐層

系統支撐層是應用系統實現和運行的環境平臺，屬于信息系統的基本支持部分，它主要包括三大組成部分：

硬件部分：局域網絡、廣域網絡、服務器系統、存儲系統等。

軟件部份：操作系統、數據庫管理系統、應用服務器軟件、中間件等。

系統維護管理以及安全體系：防病毒和防入侵系統、備份和恢復系統、機房系統、電源系統等。

3.1.2 數據存儲層

數據存儲層主要保存本層主體范圍內的相關數據，以提供給上層應用系統訪問。數據存儲層由各種類型的數據組成，管理類數據一般存儲在關系型數據庫中，實時類數據存儲在實時數據庫中。

生產數據中心直接從電廠的實時數據庫中進行數據的采集，對于無實時數據庫的廠家可從DCS、DAS、輔控網以及其它工業控制網中采集數據進行存儲，對于一些無法采集到的數據，如煤質分析數據，則需要電廠通過手工方式及時錄入到本系統中；還有一些管理類型的數據，保存在電廠MIS或其它管理系統的關系型數據庫中，也可以通過接口程序、或從關系型數據庫中取得。

3.1.3 數據采集與數據傳輸層

在本設計方案中，實時數據和管理數據的采集、傳輸、轉換和保存是通過數據交換平臺來完成的，數據交換平臺又可分為數據采集模塊和數據傳輸模塊，數據的采集、轉換、存儲是由數據采集模塊來實現，數據在局域網上的傳輸則通過數據傳輸模塊來實現。

3.1.4 應用層

應用層主要實現系統的業務功能，我們將業務邏輯統一按照SOA（面向服務的體系結構）的規范要求進行設計和開發，對外提供基于Web Service的應用接口，以適合和滿足將來其它系統對本系統的接口和調用。

3.2 體系架構設計

生產指揮中心門戶系統的建設是基于Client-to-Services（三層次：3-tier）的模式。其體系架構圖如圖1所示。

三層次的瀏覽器/服務器架構是基于Web的先進的體系結構，在這種架構中，利用成熟的Web應用服務器（WebLogic）和事務處理中間件，為應用程序提供Web運行環境，數據資源和客戶機將被“應用服務器”分隔開，應用服務器上存儲著應用邏輯，這種結構著重于客戶機對應用服務的請求，有別于二層次架構著重于數據請求。

3.3 綜合統計報表

3.3.1 網絡架構

綜合統計報表的網絡架構如圖2所示。

報表系統的服務器包括數據庫服務器、應用服務器和報表服務器，系統服務器可以使用獨立的服務器設備運行，也可以部署在一臺服務器設備上，這需要根據服務器設備的性能來決定。

一般Web查詢的響應時間2秒以內，帶有復雜的餅圖、棒圖的查詢，響應時間在5秒以內。統計分析的響應時間不超過10秒。報表生成的響應時間不超過5秒。

3.3.2 數據架構

報表系統基于大型關系數據庫oracle，有良好的性能，存取效率較高。

數據結構簡單、清晰，存取路徑對用戶透明，故有更高的數據獨立性和更好的安全保密性。

設計合理的數據冗余，保證數據的完整性及一致性。

減少不必要的數據規則及約束，以避免系統不必要的開銷。

3.3.3 接口

綜合統計報表系統支持Web Service、超文本傳輸協議（Http）和Java消息服務（JMS）消息傳遞。集成 Web Service，可以使用集成框架 Web Service 將消息或查詢發送到指定數據庫。系統支持不同的數據格式，包括使用接口表，XML消息，平面文件等。系統留有擴充的接口，將來功能擴充時不影響現有系統功能和結構，能夠方便后續其他系統模塊的擴張。

3.4 所屬電廠工業電視信號接入

3.4.1 接入網絡的技術要求

總體要求：編碼器的接入鏈路必須采用100M交換機。

3.4.2 帶寬需求確認

神華國能集團有限公司要求所屬電廠上傳工業視頻圖像每路分辨率為D1，為保證視頻信息完整不丟失視頻幀，建議神華國能集團有限公司所屬電廠至公司本部的每路視頻帶寬為1.5Mbps。

3.5 管理體系

管理體系是整個系統保障體系之一。其內容包括元數據管理、數據模型管理、系統管理、操作管理。其中系統管理包含了作業調度管理、權限管理、數據備份與恢復、安全管理和性能監控等。

3.6 安全體系

安全體系是整個系統保障體系之一。安全體系包括如下內容：網絡基礎設施安全、數據加密、用戶身份認證、應用系統授權、數據安全訪問級別及權限、密碼保護、安全保密制度、數據備份和恢復等。

4 信息數據的接收標準與要求

數據庫設計標準：使用公司統一的數據字典和代碼表。基礎表、代碼表、數據表、中間表（可用于程序自動變動數據，不應用于數據錄入）、過程（可多用）、視圖、觸發器（盡量少用）等對象要求規范清晰統一，并有明確的區分標識；表與表之間應當為一對多的關系，禁止出現多對多的關系。

參考文獻

[1]吳建華.神華集團國華電力公司信息化建設規劃研究[D].長沙：湖南大學，2014.

[2]趙成澎.數字電站一體化信息管理整合平臺頂層業務架構設計及應用[D].北京：華北電力大學，2015.

[3]劉洋.電力發電企業生產管控指揮信息系統設計與實現[D].成都：電子科技大學，2014.

[4]張迪.北京電力智能生產運營管理系統研究[D].北京：華北電力大學，2012.

[5]何文.神華國華電力公司生產組織架構設計[D].北京：華北電力大學，2012.

[6]田寧.調度指揮中心中央控制系統的設計與實現[D].長春：吉林大學，2012.

[7]鄒宣永.福建金溪流域發電公司管控模式研究[A].福建省水力發電工程學會.福建省科學技術協會第七屆學術年會分會場——提高水力發電技術 促進海西經濟建設研討會論文集[C].福建省水力發電工程學會，2007：12.

[8]朱河.煤礦企業指揮調度系統的設計與實現[D].長春：吉林大學，2015.

[9]陸岫昶.信息大集中后貴州電力市場技術支持系統構架及管理構架研究[D].貴陽：貴州大學，2008.

作者簡介

雷建國（1980-），男，陜西省神木縣人。大學本科學歷。工程碩士。現為神華國能（神東電力）集團公司生產指揮中心中級工程師。

作者單位

神華國能（神東電力）集團公司 北京市 100033