河南不停電檢測狀態(tài)檢修實時輔助決策系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計說明書

1、河南不停電檢測狀態(tài)檢修實時輔助決策系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計說明書文件狀態(tài)： 草稿 正式發(fā)布 正在修改文件標識：當前版本：1.0作 者：萬鑫完成日期：2014-05-09版 本 歷 史版本作者參與者起止日期備注1.0萬鑫-2014-05-12-2014-05-14編寫總體架構(gòu)設(shè)計1.0趙國睿-2014-05-12-2014-05-14數(shù)據(jù)庫設(shè)計目錄1概要51.1目的51.2適用范圍51.3參考資料51.4術(shù)語52系統(tǒng)總體設(shè)計62.1概述62.2總體架構(gòu)72.3組件圖92.4包圖92.5關(guān)鍵流程處理113數(shù)據(jù)庫設(shè)計123.1數(shù)據(jù)分類123.2數(shù)據(jù)來源133.2.1河南提供133.2.2系統(tǒng)自建143.3數(shù)據(jù)庫

2、對象命名規(guī)則143.4數(shù)據(jù)庫對象具體命名151)總體說明152)監(jiān)測數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)表153.4.1數(shù)據(jù)庫部署模式193.5存儲容量規(guī)劃估算194系統(tǒng)部署實施方案214.1軟件環(huán)境設(shè)計214.1.1硬件環(huán)境設(shè)計225系統(tǒng)性能解決方案225.1系統(tǒng)的響應(yīng)速度235.2系統(tǒng)可靠性指標235.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集成功率指標235.4系統(tǒng)采集速度指標245.5系統(tǒng)設(shè)備負荷率及容量指標246系統(tǒng)安全體系建設(shè)246.1系統(tǒng)安全防護體系246.2系統(tǒng)安全目標246.3安全防護策略256.4業(yè)務(wù)應(yīng)用安全管理257代碼規(guī)范設(shè)計257.1注釋規(guī)范257.2編碼規(guī)范271 概要1.1 目的 分析業(yè)務(wù)需求，明確定義系統(tǒng)所涉及的

3、技術(shù)選型工作以及使用方式。 分析業(yè)務(wù)需求，設(shè)計可伸縮的系統(tǒng)總體架構(gòu)及靈活的部署模式。 對已選組件及系統(tǒng)內(nèi)部開發(fā)的組件進行業(yè)務(wù)、接口、調(diào)用方式進行定義，提供設(shè)計人員對系統(tǒng)架構(gòu)的總體了解，便于設(shè)計人員能夠依據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)快速的設(shè)計出符合業(yè)務(wù)需求的詳細設(shè)計文檔。 明確編碼規(guī)范，如注釋率、命名、代碼層次結(jié)構(gòu)等。1.2 適用范圍 為業(yè)務(wù)人員提供技術(shù)實現(xiàn)介紹性說明。 指導設(shè)計人員編寫概要設(shè)計文檔。 指導開發(fā)人員實現(xiàn)具體功能。1.3 參考資料河南不停電檢測狀態(tài)檢修實時輔助決策系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)說明-軟件需求規(guī)格說明書.doc1.4 術(shù)語名稱說明spring本系統(tǒng)用于事務(wù)、業(yè)務(wù)邏輯的配置管理以及ioc控制。struts

4、2采用2.3.15.3以上版本，主要用于與ui層的請求接入及轉(zhuǎn)發(fā)、響應(yīng)。ibatis實現(xiàn)具體的crud操作。oracle本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫json本系統(tǒng)前端展示與后臺的數(shù)據(jù)交互格式j(luò)query一種javascript框架。有助于簡化javascript和ajax的編程開發(fā)。svg組態(tài)圖、用于場站接線圖的展示。easyui輕量級的頁面ui展示框架。backbonebackbone提供了一套web開發(fā)的框架，通過models進行key-value綁定及custom事件處理，通過collections提供一套豐富的api用于枚舉功能，通過views來進行事件處理及與現(xiàn)有的application通過rest

5、ful json接口進行交互。zeroc ice分布式中間件，主要用于跨語言、跨平臺的基礎(chǔ)服務(wù)、算法服務(wù)的負載均衡及發(fā)布。2 系統(tǒng)總體設(shè)計2.1 概述本系統(tǒng)中融入了很多的高級應(yīng)用，這些應(yīng)用根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對各類一次設(shè)備進行診斷、評價、評估。這些高級應(yīng)用本身可以和系統(tǒng)的展示功能完全獨立，將其劃分成獨立的高級應(yīng)用模塊，在展示系統(tǒng)中不用關(guān)心高級應(yīng)用的具體實現(xiàn)，只需知道以什么樣的方式，傳遞哪些參數(shù)進行調(diào)用。這樣使得各個模塊間的耦合度降低，同時也對各模塊的維護提供了便利。針對以上所述我們采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)進行設(shè)計，面向服務(wù)的體系架構(gòu)應(yīng)具備下列特征：1. 松耦合2. 協(xié)議獨立3. 可擴展4. 易維護5.

6、跨平臺6. 跨語言2.2 總體架構(gòu)總體架構(gòu)圖 瀏覽器支持ie8+、chrome瀏覽器。 展示層l 展示層基于easyui搭建整個展示層頁面框架；l 采用highcharts對統(tǒng)計分析、趨勢、評價等結(jié)果進行圖形化展示；l 支持嵌入外部web界面功能，如場站接線圖等進行展示；l 采用公司現(xiàn)有組件展示大衛(wèi)三角、td等特殊圖形； 邏輯層l 采用struts2對頁面請求進行響應(yīng)、轉(zhuǎn)發(fā)；支持json、freemarker、圖片等數(shù)據(jù)格式的返回，提高交互格式的多樣性，增強請求管理的適應(yīng)能力；l 業(yè)務(wù)邏輯采用springioc方式通過配置的形式動態(tài)實現(xiàn)；l 通過配置的方式對設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)不同數(shù)據(jù)或

7、場景動態(tài)配置監(jiān)測數(shù)據(jù)被處理的流程； 服務(wù)層l 采用ice client的方式對系統(tǒng)中的高級應(yīng)用服務(wù)進行調(diào)用；l 采用分布式對高級應(yīng)用服務(wù)進行部署，支持服務(wù)節(jié)點的1n動態(tài)配置；l 基于可配置的流程引擎動態(tài)搭建報警服務(wù)的處理流程；l 采用ibatis的orm半自動映射作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問組件，提供數(shù)據(jù)訪問的適應(yīng)性； 資源層l 采用oracle10g作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫組件；l 采用windows 2008server64bit操作系統(tǒng)；2.3 組件圖2.4 包圖本系統(tǒng)在部署或開發(fā)時分為展示、服務(wù)兩部分，故在劃分包時也需要按照這兩類進行劃分：針對展示層包圖大致如下所示：關(guān)鍵包描述： logic：存放業(yè)務(wù)邏

8、輯操作類。 service：存放與表一一對應(yīng)的服務(wù)層類，由公司架構(gòu)動態(tài)生成。 dao：存放與表一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)操作類，由公司架構(gòu)動態(tài)生成。 action：存放于頁面交互的所有業(yè)務(wù)請求入口邏輯類。 bean：存放所有數(shù)據(jù)庫實體，由公司架構(gòu)動態(tài)生成。 exception：存儲系統(tǒng)中所使用的自定義異常類。 config：存儲系統(tǒng)運行時所需要的配置文件如struts、spring、ibatis等。 sqlmap：存放所有數(shù)據(jù)表配置信息，由公司架構(gòu)動態(tài)生成。 js：存放系統(tǒng)自定義的javascript腳本文件。 html：存放系統(tǒng)中自定義的頁面文件，包括html、jsp。 css：存放系統(tǒng)自定義的樣式定義

9、文件。 imgs：存放系統(tǒng)需要使用的圖片文件。 lib：存放展示系統(tǒng)需要用到的外部js組件，如jquery、backbone、easyui、highchart等。2.5 關(guān)鍵流程處理系統(tǒng)處理流程主要包括展示層調(diào)用，服務(wù)調(diào)用兩類，具體如下所示：展示層調(diào)用：服務(wù)層調(diào)用：3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計3.1 數(shù)據(jù)分類主要包含臺賬數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；廠家缺陷數(shù)據(jù)、診斷、評價、風險評估、輔助決策等結(jié)果數(shù)據(jù)。1) 臺賬數(shù)據(jù)：主要包含設(shè)備、裝置、資產(chǎn)數(shù)據(jù)（設(shè)備試驗費用、維修費用、采購費用）、省網(wǎng)局站信息，組織機構(gòu)，用戶、權(quán)限數(shù)據(jù)、日志，代碼數(shù)據(jù)。2) 監(jiān)測數(shù)據(jù)：主要包含實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)、

10、日匯總監(jiān)測數(shù)據(jù)（當日每類裝置的每類量測類型的最大、最小、平均值）、離線試驗數(shù)據(jù)。3) 報警數(shù)據(jù)：主要包含設(shè)備實時越限趨勢越限報警數(shù)據(jù)；針對診斷、風險評估、輔助決策結(jié)果反映出的報警數(shù)據(jù)；實時越限趨勢越限閾值參數(shù)數(shù)據(jù)； 4) 廠家缺陷數(shù)據(jù)：設(shè)備廠商缺陷數(shù)據(jù)。5) 狀態(tài)評價數(shù)據(jù)。6) 診斷結(jié)果數(shù)據(jù)。7) 風險評估結(jié)果數(shù)據(jù)。8) 輔助決策結(jié)果數(shù)據(jù)。3.2 數(shù)據(jù)來源3.2.1 河南提供1) 臺賬數(shù)據(jù)：主要包含設(shè)備、裝置、資產(chǎn)數(shù)據(jù)（設(shè)備試驗費用、維修費用、采購費用）、省網(wǎng)局站信息，組織機構(gòu)，用戶、權(quán)限數(shù)據(jù)。2) 監(jiān)測數(shù)據(jù)：歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)（第一階段由艾飛先整理所需離線試驗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。3) 廠家缺陷數(shù)據(jù)：設(shè)備廠

11、商缺陷數(shù)據(jù)。3.2.2 系統(tǒng)自建1) 臺賬數(shù)據(jù)：日志，代碼數(shù)據(jù)。2) 監(jiān)測數(shù)據(jù)：實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、日匯總監(jiān)測數(shù)據(jù)。3) 報警數(shù)據(jù)：主要包含設(shè)備實時越限趨勢越限報警數(shù)據(jù)；針對診斷、風險評估、輔助決策結(jié)果反映出的報警數(shù)據(jù)；實時越限趨勢越限閾值參數(shù)數(shù)據(jù)； 4) 診斷結(jié)果數(shù)據(jù)。5) 狀態(tài)評價數(shù)據(jù)。6) 風險評估結(jié)果數(shù)據(jù)。7) 輔助決策結(jié)果數(shù)據(jù)。3.3 數(shù)據(jù)庫對象命名規(guī)則1) 采用26個英文字母（不區(qū)分大小寫，統(tǒng)一按大寫處理；命名時不要使用雙引號）和0 9這十個自然數(shù)，加上下劃線_組成。不能出現(xiàn)其他字符（注釋除外）。數(shù)據(jù)庫對象命名中應(yīng)包含表達具體業(yè)務(wù)含義的組成部分。2) 數(shù)據(jù)表：cmst _+表的拼音首字母

12、或英文。3) 視圖：cmsv _+視圖的拼音首字母或英文。4) 表索引：主鍵索引，表拼音首字母或英文+pk；其他索引，表拼音首字母或英文+index+數(shù)字。5) 字段名：不得使用數(shù)據(jù)庫的保留字，如果與保留字相同則加前綴f。使用拼音首字母或英文命名。6) 表空間：mws_ztjc_+專業(yè)名稱首字母或英文。7) 表分區(qū)名：專業(yè)名稱拼音首字母或英文+_pt_+數(shù)字。8) 存儲過程：mwp+功能名，功能名建議使用動詞+名詞，不建議使用拼音。9) 函數(shù)：mwf+函數(shù)名稱，函數(shù)名建議使用動詞+名詞，不建議使用拼音。3.4 數(shù)據(jù)庫對象具體命名1) 總體說明1) 為了性能優(yōu)化，在線監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)表采用分區(qū)表技術(shù)

13、，并按照時間進行分區(qū)，詳細分區(qū)規(guī)則見下章節(jié)列表。2) 為了更易于進行數(shù)據(jù)庫管理，對數(shù)據(jù)庫的表空間進行總體規(guī)劃，基本原則為：a) 每類在線檢測數(shù)據(jù)庫使用一個獨立的表空間，存放表記錄和索引數(shù)據(jù)b) 統(tǒng)計表使用一個獨立的表空間，存放表記錄和索引數(shù)據(jù)c) 其他表公用的一個表空間，存放表記錄和索引數(shù)據(jù)3) 對于監(jiān)測數(shù)據(jù)的分區(qū)表，系統(tǒng)為2013-2020年的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)確定了明確的數(shù)據(jù)庫表分區(qū)，對于2013年以前的數(shù)據(jù)，放入第一個分區(qū)；對于2020年以后的數(shù)據(jù)暫時歸入一個特殊命名的分區(qū)xxxx_pt_99999，當時間臨近到2020年時，可對這個分區(qū)進行拆分，再次規(guī)劃后續(xù)幾年的分區(qū)。同時，如果表空間剩余空

14、間不足，可把拆分出的分區(qū)數(shù)據(jù)放入其他新建的表空間中。2) 監(jiān)測數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)表序號表中文名稱數(shù)據(jù)表命名所屬表空間表分區(qū)名稱分區(qū)原則1局部放電cmst_partdischargecmss_partdischargedischarge_pt_201301discharge _pt_202004discharge _pt_99999存盤間隔3-30分鐘，季度分區(qū)2油中溶解氣體cmst_ solublegasinoilcmss_solublegas無存盤間隔24小時，暫不分區(qū)3微水cmst_ tinywatercmss_ tinywater無存盤間隔24小時，暫不分區(qū)4鐵芯接地電流cmst_ironco

15、reelectricitycmss_ironcore無存盤間隔24小時，暫不分區(qū)5頂層油溫cmst_topoiltemperaturecmss_oiltemperaturetopoil_pt_201301topoil _pt_202004topoil _pt_99999存盤間隔30分鐘，季度分區(qū)6電容絕緣監(jiān)測cmst_ capacitancecmss_ capacitancecapa _pt_201301、capa _pt_202004capa _pt_99999存盤間隔30分鐘，季度分區(qū)7金屬氧化物避雷器絕緣監(jiān)測cmst_ lightningrodcmss_ lightningrodrod_

16、pt_201301rod_pt_202004rod_pt_99999存盤間隔30分鐘，季度分區(qū)8斷路器局部放電cmst_ gispartdischargecmss_gisdischargespart_pt_201301spart_pt_202004spart_pt_99999存盤間隔3-30分鐘，季度分區(qū)9sf6氣體壓力cmst_airpressurecmss_airpressurepressure_pt_201301pressure _pt_202004pressure _pt_99999存盤間隔30分鐘，季度分區(qū)10sf6氣體水分cmst_airmoisturecmss_airmoistu

17、remoisture_pt_201301moisture _pt_202004moisture _pt_99999存盤間隔30分鐘，季度分區(qū)11架空線路cmst_overheadlinecmst_overheadlineoverheadline_201301overheadline _pt_202004overheadline _pt_9999912開關(guān)柜cmst_switchcanimetcmst_switchcanimetsuitchcabinet_201301suitchcabinet_ _pt_202004suitchcabinet_pt_999993.4.1 數(shù)據(jù)庫部署模式3.5 存

18、儲容量規(guī)劃估算1）變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量測算，以之前貴州省級項目為例a) 一個省所有變電站大致入庫一次設(shè)備7000臺，安裝了近2000個裝置。b) 每個裝置按照30分鐘采集1條數(shù)據(jù)計算，共計365*24*2*2000=35040000條記錄。數(shù)據(jù)量大致如下上報間隔裝置數(shù)量（按照目前采集的10類裝置數(shù)據(jù)存盤間隔比例）日數(shù)據(jù)量季度數(shù)據(jù)量3分鐘2000*20%約19.2萬條約1785.6萬條30分鐘2000*50%約4.8萬條約446.4萬條24小時2000*30%600條約5.6萬條存儲容量大致如下，按最大字段表計算。字段個數(shù)1000萬索引個數(shù)索引與數(shù)據(jù)比例15約1500m21:1.5根據(jù)上

19、述計算省網(wǎng)一年監(jiān)測數(shù)據(jù)大致為（1785.6+446.4+5.6）*4 = 8950.4萬；根據(jù)1000萬數(shù)據(jù)+每張表2個索引需要1500m計算，省網(wǎng)一年大致需要大致需要13500m，約13.2g，這個值再考慮上其他數(shù)據(jù)的積累，所以需要2-4倍的富裕量，所以從規(guī)劃上，一個省網(wǎng)的一年變電設(shè)備監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)需要52.8g左右。 3）要考慮20年的數(shù)據(jù)存取量，參照變電設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)庫規(guī)范中輸電數(shù)據(jù)省網(wǎng)一年大至為5g存儲，則規(guī)劃的最小容量為 （5+52.8）x20=1156g4）考慮磁盤冗余和數(shù)據(jù)備份因素，存取設(shè)備應(yīng)該規(guī)劃1156x2x2=4624g=5t的存取空間。4 系統(tǒng)部署實施方案4.1 軟件環(huán)境

20、設(shè)計軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)windows server 2008+（64位）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫oracle10g（64位）應(yīng)用服務(wù)平臺tomcat6+開發(fā)平臺jdk1.6（64位）ice版本流程引擎ice3.4.2efprocess1.04.1.1 硬件環(huán)境設(shè)計品名型號具體規(guī)格數(shù)量數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 cpuintel core i5-3470 3.2g，英特爾酷睿i5 雙核 處理器*2內(nèi)存ddr3 1600mhz 4g硬盤7200 rpm sata1tb磁盤陣列*1web服務(wù)器cpuintel core i5-3470 3.2g，英特爾酷睿i5 雙核 處理器*2內(nèi)存ddr3 1600mhz 4g硬盤7200

21、rpm sata500g5 系統(tǒng)性能解決方案系統(tǒng)性能受制于服務(wù)器性能、軟件支撐、負載用戶、數(shù)據(jù)總量、網(wǎng)絡(luò)等多方面因素，因此對于不同層級的用戶（根據(jù)采集點個數(shù)進行劃分：100以下為一級用戶，100-500為二級用戶，500-1000為三級用戶），推薦不同的性能解決方案。 對于一級用戶，推薦單臺服務(wù)器配置（展示層+服務(wù)層+數(shù)據(jù)層）； 對于二級用戶，推薦兩臺以上服務(wù)器配置（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器+應(yīng)用服務(wù)器（展示層+服務(wù)層）； 對于三級用戶，推薦數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（oracle集群）+高級應(yīng)用服務(wù)器+基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器+web服務(wù)器集群；5.1 系統(tǒng)的響應(yīng)速度（1） 實時數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時間2s；（2） 歷史數(shù)據(jù)查詢響

22、應(yīng)時間5s;（3） 模糊查詢響應(yīng)時間15s；（4） 高級應(yīng)用響應(yīng)時間2s;（不包含數(shù)據(jù)獲取及網(wǎng)絡(luò)延時部分）（5）90%界面切換響應(yīng)時間3s,其余5s；（6）計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通信中實時數(shù)據(jù)傳送時間5s。5.2 系統(tǒng)可靠性指標（1）系統(tǒng)年可用率99.5%；（2）系統(tǒng)各類設(shè)備的平均無故障時間（mtbf）3104h小時；（3）系統(tǒng)故障恢復時間2h；（4）由于偶發(fā)性故障而發(fā)生自動熱啟動的平均次數(shù)應(yīng)1次/3600h。5.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集成功率指標系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集成功率分一次采集成功率和周期采集成功率，均指非設(shè)備故障和非通信故障條件下的統(tǒng)計。（1）一次采集成功率95%；（2）周期采集成功率99.5%，周期根據(jù)監(jiān)測設(shè)備類型進行差異化定制，常用的周期有5分鐘、15分鐘、30分鐘、1小時、1天；5.4 系統(tǒng)采集速度指標以下指標均指非設(shè)備故障和非通信故障條件下的統(tǒng)計。（1）數(shù)據(jù)接收并存儲 30秒/次/周期；5.5 系統(tǒng)設(shè)備負荷率及容量指標（1）在任意30分鐘內(nèi)，各服務(wù)器cpu的平均負荷率60%；（2）在任意30分鐘內(nèi)，主站局域網(wǎng)的平均負荷率35%；（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)在線存儲5年。6 系統(tǒng)安全體系建設(shè)6.1 系統(tǒng)安全防護體系系統(tǒng)安全防