導語：電力安全生產管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：作為我國基礎性產業(yè)之一的電力行業(yè)，其安全可靠的電力供應是國民經濟又好又快發(fā)展的前提。為進一步提高電力行業(yè)的規(guī)范化、標準化、信息化水平，提出了基于IEC-CIM國際標準的電力安全生產管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。文章主要通過對系統(tǒng)需求進行分析，制定出系統(tǒng)技術架構、功能架構的總體設計方案，并對系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試進行了闡述。

關鍵詞：IEC；CIM；電力安全生產

近年來，隨著我國電力行業(yè)信息化建設的不斷推進，電力安全生產管理系統(tǒng)已成為電力部門貫徹落實中共中央辦公廳、國務院《關于進一步加強電力安全生產工作的意見》精神的重要載體。但由于以往對此類系統(tǒng)建設時，沒有統(tǒng)一的標準可供參考，使得互聯(lián)互通開放性、信息數據共享性較差，信息流程化處理還有待提高。因而，電力行業(yè)急需要一個規(guī)范化、信息化水平比較高的標準作為基礎，來開發(fā)出一套能夠對電力安全生產進行管理的系統(tǒng)。而正是因為國際電工委員會（IEC）制定的IEC61970系列電力系統(tǒng)公共信息模型（CIM）標準，才使得目前國內的電力安全生產管理系統(tǒng)能夠基于此國際標準進行設計與開發(fā)?；贗EC-CIM標準的電力安全生產管理系統(tǒng)是以CIM為數據源，對電力系統(tǒng)進行監(jiān)控管理與預測分析，并提供及時準確地可視化數據信息，以提高各相關部門人員對電力安全生產管理的水平，即為領導層提供輔助決策平臺、為管理層提供集約化的監(jiān)管平臺、為員工層提供業(yè)務操作平臺。

1系統(tǒng)需求分析

在系統(tǒng)功能性需求方面，電力行業(yè)信息化是未來電力安全生產的有效助推劑，在電力行業(yè)特定的管理體系下，需要一套標準統(tǒng)一、互通性、開放性、共享性較好的系統(tǒng)平臺，以解決現(xiàn)有電力行業(yè)中存在的數據分析監(jiān)管、資源共享等短板問題。在系統(tǒng)的非功能性需求方面，結合用戶對重要數據冗余安全備份、雙服務器應急切換、冗余配置標準化程度高的重要產品部件、故障隔離排除的應用可靠性需求；對數據信息實時同步更新、校驗、傳輸及斷點續(xù)傳的數據準確性需求；對系統(tǒng)服務器集群工作站的主機安全、數據異地容災分散備份管理及數據存儲傳輸加密的數據安全、服務器雙機熱備及內外網防火墻隔離配置的網絡安全、用戶注冊登錄的系統(tǒng)認證安全事件快速響應等情況的安全性需求；對設備產品進行國際化標準的選配、設備生產運行異常故障發(fā)生后快速診斷與處理的易維護性需求；對電力行業(yè)相關數據保持一致的實時性需求；對符合IEC61970標準的開放接口與CIM信息模型的開放式體系結構系統(tǒng)的開放性需求；對系統(tǒng)逐步升級、容量擴充、整體設計可擴展性等需求進行系統(tǒng)設計，實現(xiàn)用戶多樣化、個性化的需求。同時還應滿足電力設備初始化、客戶端登錄賬戶的安全保護、電力設備技術參數監(jiān)管維護、不同用戶層對接線圖分層管理、統(tǒng)一標準簡單快捷修改設備屬性、方便瀏覽工作票及接線圖并生成可編輯的統(tǒng)一標準的工作票、批量導入與生成屬性相同的電力設備、管理與錄入設備相關信息等功能需求。系統(tǒng)設計的初期就是對用戶目標進行精細化地需求分析，建立起功能、信息、行為的系統(tǒng)模型，為后續(xù)系統(tǒng)的總體設計奠定基礎。

2系統(tǒng)總體設計方案

基于IEC-CIM標準的電力安全生產管理系統(tǒng)的構架體系是在高級的業(yè)務架構平臺上所構建。業(yè)務架構平臺的基本原理是捆綁業(yè)務平臺的運行、建模、資源等技術以實現(xiàn)需求頻繁變動的微觀化改變；實現(xiàn)分離系統(tǒng)與模型資源已達到技術無關性。系統(tǒng)技術架構設計采用邏輯架構與物理架構相結合的多層架構模式，其中系統(tǒng)物理架構（PMS）分為四層，即用戶層、WEB服務層、應用層和數據層。用戶利用PC登錄客戶端使用IE訪問IIS與Tomcat軟件所搭建的WEB服務器，業(yè)務一體化功能模塊作為系統(tǒng)應用平臺，數據庫的訪問與操作設計是本系統(tǒng)能否正常運行的核心，因此要加大提高數據庫安全性，將數據庫服務器連接到存儲區(qū)域網絡（SAN）中，并采用集群服務器并行搭建的思路的進行設計。系統(tǒng)功能架構主要由權限、兩票及設備三個功能管理模塊組成。權限管理模塊是構成系統(tǒng)安全控制體系的主要功能模塊。提供用戶（User）的注冊認證與授權管理，將業(yè)務類型、管理權限較為相近的用戶進行集合化角色認證和授權，并自動分配相應的操作權限，以便使用戶權限管理工作越發(fā)安全可靠、高效便捷。權限、角色與用戶是一對多的對應關系，角色（Role）的管理是權限管理的基礎，即一種角色對應于多個用戶和多種權限。角色中的成員擁有其所有權限，而角色與角色之間只支持多級繼承。系統(tǒng)可以直接將權限分配給用戶，也可指派用戶到已賦予權限的角色處繼承權限。繼承角色權限的并集與用戶自身權限構成了用戶的實際權限。在用戶登錄系統(tǒng)時，系統(tǒng)會通過查詢比較已加密保存的User數據表統(tǒng)計信息來判斷登錄用戶所使用的用戶名與密碼是否準確，以決定其能否合法進入。同時，提供授權范圍的擴充與定制、設備及工作組的管理授權與組織機構的創(chuàng)建。實現(xiàn)系統(tǒng)能夠有效地進行安全規(guī)則或安全策略的設置，達到安全保障管理的目的。兩票管理模塊是根據IEC-CIM標準所規(guī)定的對從業(yè)者及設備安全保障的工作票、操作票制度規(guī)定來進行設計。使用兩票的所有從業(yè)人員必須通過相關專業(yè)的考試考核并取得資格證書后方可使用。通過對系統(tǒng)的需求分析發(fā)現(xiàn)，第一種工作票的流程管理設計是本系統(tǒng)兩票管理模塊的設計重點。工作票流程管理包括填寫、簽發(fā)、接收、許可、終結等內容，無論在某一流程出現(xiàn)異常情況系統(tǒng)都會提供必要的解決措施。電氣接線圖與地理圖的全閉環(huán)管理以及用戶的權限管理是兩票管理的基礎，根據不同層次的用戶進行嚴格的權限分配，使用戶依據權限范圍來處理工作票。并且系統(tǒng)實現(xiàn)用戶對工作票進行查詢與維護、創(chuàng)建與修改、統(tǒng)計與打印等工作票的操作功能。設備管理模塊是系統(tǒng)數據源統(tǒng)計、輸出、管理與維護的重點，是電力生產應用的核心。本系統(tǒng)通過利用工具自動建站與導入原有設備數據的方式實現(xiàn)變電設備初始化。依據公共信息模型（CIM）將設備管理屬性與間隔圖形、類型的模板相關聯(lián)，實現(xiàn)間隔下設備資源的快速自動建站以及電力設備圖模一體化管理。通過分析網絡拓撲關系，并運用圖形編輯等工具來實現(xiàn)設備管理數據圖像化、視覺化、層次化的用戶體驗效果。將設備動靜態(tài)關聯(lián)信息作為設備關系維護的重點，并實現(xiàn)主附設備屬性的批量修改與維護功能。本系統(tǒng)的數據庫設計遵循IEC-CIM標準，采用FastDB（內存實時數據庫）、SQLServer（關系型數據庫）對數據信息進行存儲以保證其安全可靠性，并實現(xiàn)CIM模型在當前應用數據與持久數據存儲的數據庫設計。在系統(tǒng)中主要以物理設備總臺帳、命名設備總臺帳、設備所屬關系表、運行設備總臺帳來記錄電力設備的層次關系?？傮w設計是從全局高度、用長遠眼光來合理分析優(yōu)化方案，從而用較低的開發(fā)成本完成電力安全生產管理系統(tǒng)高質量的設計。

3系統(tǒng)實現(xiàn)與測試

（1）系統(tǒng)登錄。為了限制登錄權限，用戶必須正確的輸入用戶名與密碼后方能進入系統(tǒng)的主界面。主界面顯示功能由管理員分配的權限所決定，大多數用戶可在主界面的左側對樹形結構目錄的節(jié)點進行快捷的單擊，并同步實現(xiàn)在右側區(qū)域進行相關的操作編輯工作。而新用戶必須完成注冊認證后，才能獲得系統(tǒng)給予的相應訪問權限來合法進入本系統(tǒng)。（2）權限管理。通過權限管理模塊不但可以實現(xiàn)對眾多顆粒化角色單元進行權限分配，同時還能夠對新角色相關的信息進行創(chuàng)建。通過在系統(tǒng)主界面上進行簡單的拖拽操作就可實現(xiàn)角色與角色之間權限的多級繼承、也可指派用戶到已賦予權限的角色處繼承權限，系統(tǒng)還可以實現(xiàn)直接將權限分配給用戶。（3）變電設備初始化。用戶通過對設備樹單擊操作，就可以實現(xiàn)設備管理屬性的修改、新建、刪除、插入等編輯功能，單擊導入或更新功能鍵后，即可完成導入原有設備數據與自動建站。主變與公共間隔是自動建站所生成的，以樹形結構形式來顯示不同間隔的二級數據，可以對設備所屬的間隔類型進行相關操作，但初始化是變電設備間隔在使用前必須要完成的操作。（4）設備管理屬性的修改與維修，可以分別在屬性修改與系統(tǒng)維護兩個不同的模塊中進行操作。如需批量修改時，可在相應的設備屬性下點擊進入批量修改模塊中進行維護。設備屬性中的數據信息可以在變電初始化時被直接引用。（5）不同權限的用戶可以對工作票進行相對應的操作。用戶也可以利用圖形編輯器完成設備接線圖的繪制工作。本系統(tǒng)的基層測試部分主要采取白盒、黑盒測試相結合的核心軟件測試技術，來進行系統(tǒng)邏輯驅動與結構測試、系統(tǒng)接口數據與功能測試。其中第一步是對系統(tǒng)中每個子系統(tǒng)及其模塊進行的單元測試，單元測試是整個系統(tǒng)測試中的濫觴；第二步是針對于發(fā)現(xiàn)設計問題及接口缺陷的集成測試；第三步是驗證系統(tǒng)的特性、性能及功能與用戶需求是否相匹配的確認測試，確認測試開始前需要對測試過程進行計劃制訂；最后通過對以上測試過程所得出的測試結果，進行相應的數據傳輸，模塊系統(tǒng)功能的測試分析。

4結束語

通過精細地分析電力安全生產管理系統(tǒng)在電力行業(yè)中的需求，并基于IEC-CIM標準的基礎上提出了電力安全生產管理系統(tǒng)的技術架構及功能架構的總體設計方案，依據此方案設計開發(fā)了權限、兩票及設備等功能管理模塊。經系統(tǒng)測試實現(xiàn)了電力行業(yè)的技術要求和系統(tǒng)需求。同時，為今后電力行業(yè)的規(guī)范化、標準化、信息化程度的提高奠定了堅實的基礎。

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作者:朱鵬 單位:天津輕工職業(yè)技術學院