全組態化電力調度管理信息系統及其架構方法
2023-10-17 23:19:54 4
專利名稱：全組態化電力調度管理信息系統及其架構方法
技術領域：
本發明涉及電力調度自動化系統應用技術領域，尤其涉及基於Web的電力調度自 動化維護和管理功能應用；同時由於其結構設計的通用性，也可推廣到整體功能需求類似 的專業和應用。
背景技術：
電力調度管理信息系統涉及眾多應用子系統，包括生產管理，計劃管理、調度管 理、變電運行、檢修試驗管理、物資管理統、用電管理、基建管理、農電管理等等，根據用戶的 特定需求還可以添加其他諸如車輛管理、勞動人事、多重經營等其他類別功能子系統。為用 戶調度和日常管理提供統一便捷的數據查考和決策支持。結合Web應用不受地域限制、配 置簡便、技術成熟的特點，使用B/S結構實現MIS功能需求是一個可靠可行的優良方案。但 由於MIS系統本身具有用戶需求不確定性和變化性強的特點，系統設計往往隨著開發的深 入和系統交付而不斷修改，越改越複雜。因此有必要設計出具備組態功能的MIS系統，不 僅具有清晰應用的模塊劃分，更重要的是能容納用戶整個項目周期及運營維保中的變更需 求。系統涵蓋跨平臺資料庫設計、配置資料庫結構設計、HMI模型設計、模塊間組織流程等 問題的解決，達到只要通過簡便輕鬆配置的方式就能完成工程實施，以應對多變的用戶管 理需求的目的。目前基於Web的調度管理信息系統應用廣泛，雖然不同系統可能基於異構資料庫 平臺，系統功能也千差萬別，但從組態化程度和結構流程兩個方面考察卻不外乎以下幾種 設計組態化程度上1.無組態系統根據特定目標設計、編寫、調試，將用戶需求細化成條目，MIS功能 項、菜單、欄位、報表、格式等等數據項由程序直接固定。當需求變更時，由程序編寫人員直 接修改原始碼或源文件，然後重新覆蓋安裝目錄及系統配置。2.數據(部分)組態將功能項、欄位、報表等數據項在配置文件或在資料庫中定 義，程序從文件/庫中讀取然後生成界面。這種方式大大優於前者，一定程度上將原始碼和 數據分離，提高了系統的靈活性。上述前一種設計方式，將代碼和數據混在一起，雖然前期設計看似「簡單」，實質上 給後期的需求變更和維護帶來無休止的投入和工作量，甚至是對系統設計階段已確定結構 的否定；同時，若出現編碼設計人員變更調整，或退出該系統項目，則後繼維護工作更加困 難，事倍功半。後一種方式採用部分配置思想，分離數據代碼，很大程序上減小了維護工作量和 難度，但文件配置方式容易出現管理混亂、文件誤操作等情況，影響系統的配置資源管理； 同時，對於系統界面的設計只能按起初用戶需求做定製，一旦出現任何變更，仍不可避免地 再次修改原始碼。結構流程設計上
1.採用兩層系統結構，即數據層和界面層，可能是無組態或者部分組態。數據層負 責數據源，一般為關係資料庫，少數為特定的文件系統；界面層包括數據獲取、業務處理邏 輯和界面顯示等模塊。2.採用三層結構，即數據層、業務邏輯層和界面層。前者將業務處理邏輯和用戶界面合併在一起，雖然省去了設計階段模塊劃分的工 作，但結構不清晰、代碼混合亦很容易影響後期的變更和系統維護；後者的設計邏輯較為清 晰，模塊的耦合度低，但在人機界面更新機制上，多採用基於URL的全刷新方式，當在線用 戶量及數據量龐大時，不能很好地優化用戶的操作需求，降低通訊和伺服器業務處理的總
量，需要進一步改進。檢索中，發現與本系統設計最接近的方式為數據組態+三層結構設計，一定程度 上覆蓋了 MIS系統的需求變更和維護工作。但仍存在較大的改進空間。現有技術的缺點是1.組態化程度不夠，最多體現在系統數據項可配置方面，在 界面和功能定製上還需做進一步研究；2.結構層次設計不充分明晰，部分三層結構設計思 路上沒有做進一步的流量、負荷、反應時間上的優化，可進一步提高系統效率和用戶體驗。
發明內容
針對於現有技術存在的不足，本發明設計方案從現有技術基礎出發，提出包括數 據庫、功能模塊、人機界面在內全組態的設計方案，同時基於類似MVC的結構設計，採用 AJAX技術在Web系統上局部更新特點的應用，最大限度地覆蓋多變的MIS系統需求和長期 維護，優化系統的日常運行負荷，提高系統運行效率。本發明採用的技術方案是一種全組態化電力調度管理信息系統結構設計，它包括可組態化視圖模塊，實現調度用戶的人機操作界面，基於「默認視圖結構+視圖模 板+自定義頁面」三種界面顯示方式，將用戶需求可組態化；默認視圖結構設計基本的相對 固定的視圖框架結構，視圖子項由用戶動態配置；視圖模板由固定文本和變量組成，按一定 規則和表達式編制，保證程序能夠完全識別，固定文本根據需要自行組態修改，變量部分由 控制器模塊解析識別；控制器模塊，連接用戶界面和後臺資料庫，接受用戶的輸入，並提取和調用模型庫 中的模型處理過程，通過和視圖的交互完成界面的最終顯示；所述控制器模塊主要完成兩 種請求的處理數據獲取和用戶操作，對應則是對資料庫的讀動作和寫動作，二者都需要解 析請求的類型和內容，從模型庫中選取對應的接口和操作對象，控制接收到的用戶請求統 一屏蔽為「操作+對象」的基本結構，然後再從模型庫中查詢調用對應的接口 ；模型庫，集成大量的面向資料庫的接口和方法，模型庫是跨資料庫平臺的，模型庫 的資料庫驅動組件屏蔽了異構的資料庫平臺，從模型庫返回的都將是統一格式的無平臺特 性的數據；資料庫，匯集所有用於資料庫組態、界面組態的數據結構以及調度系統的全部信 息，使用二維表的形式表示並將表間的連接從屬關係轉換成二維表存儲。本發明具有如下的有益效果由於本發明中採用了數據及界面二維組態的策略， 滿足用戶對界面的變化和深化需求；同時採用輕量式MVC的設計結構，優化開發模式，提高開發效率；充分利用AJAX設計減少網絡和伺服器負荷；後臺資料庫具有良好的跨平臺特 性。故而整個系統相比較現有技術具有較高的效率、適用性和設計彈性。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。附圖和具體實施方 式並不限制本發明要求保護的範圍。
圖1是本發明全組態化電力調度管理信息系統模塊和數據流原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。系統採用簡化MVC模式的分層結構，降低模塊間的耦合程度。主要模塊和數據流 原理如圖1所示1.可組態化視圖模塊實現調度用戶的人機操作界面。由於HMI是與用戶關係最為密切的接口分界，故 用戶對界面的要求各不相同，同時這種要求也將隨著功能的深化和用戶使用的實際體驗不 斷變化。此時一般按固定頁面結構和內容開發的系統可能要面臨長期的維護修改和更新 中。本系統基於「默認視圖結構+視圖模板+自定義頁面」三種界面顯示方式，將用戶 需求可組態化以求最大限度滿足HMI變更所帶來的額外工作量。默認視圖結構通過對目前主要類型調度管理系統的界面設計風格研究分析和實際的用戶使用 體驗調研，設計基本的視圖框架結構。該結構是相對固定的，但實際包含的視圖子項卻全部 由用戶動態配置，包括調度用戶登錄註銷；不同用戶將根據角色和權限決定菜單、功能項是否可視及是 否可操作。多級功能菜單項選擇、樹形結構的功能項劃分，特別適應於電力調度系統功能分 類。樹形保證了分層條目的清晰易用；用戶報表顯示、報表單元的數據編輯、數據顯示格式、列定義等；報表是調度中最 為常用和最容易接收的HMI表現形式，通過靈活定製表結構和單元格內容實現高度組態和 可用；公用工具欄添加、刪除、編輯、保存、另存、查詢、連結等等。一般附著於報表之上， 實現操作快捷化的目的。視圖模板當用戶要求高於默認視圖結構時，模板可解決多數的變化需求。模板由固定文本 和變量組成，按一定規則和表達式編制，保證程序能夠完全識別。固定文本依然可根據需要 自行組態修改；變量部分由控制器模塊解析識別，展示給用戶的則是按模板內容解析完成 的HTML代碼。自定義頁面部分特殊需求，可採用自定義頁面嵌入的方式，這種頁面不包含變量，可以是瀏覽
5器可識別範圍內的任意元素，包括HTML，XML, Javascript, Flash以及多媒體信息嵌入。上述三種結構可混合搭配採用，無其他特殊使用要求。此外，面向普遍的全頁面刷新的系統設計，本發明充分利用AJAX的技術特點，通 過僅用戶交互部分的刷新減少網絡符合，提高用戶反應時間。開發框架採用Extjs包。2.控制器模塊控制器模塊是連接用戶界面和後臺資料庫的關鍵部件，它接受用戶的輸入(讀 寫)，並提取和調用模型庫中的模型處理過程，通過和視圖的交互完成界面的最終顯示。如 當單擊Web頁面中的超連結和發送HTML表單時，控制器本身不輸出任何東西和做任何處理 而只是接收請求並決定調用哪個模型構件去處理請求，然後確定以什麼樣的方式來呈現處 理返回的數據給用戶。控制器主要完成兩種請求的處理數據獲取和用戶操作，對應則是對資料庫的讀 動作和寫動作。二者都需要解析請求的類型和內容，從模型庫中選取對應的接口和操作對 象，如，給計劃部添加一條新員工的信息或者瀏覽第一季度的用電量報表詳細信息等等。控 制接收到的用戶請求統一屏蔽為「操作+對象」的基本結構，然後再從模型庫中查詢調用對 應的接口。同時也支持直接操作語句如一條可直接執行的SQL語句，以滿足特殊需求下很 難用操作+對象方式表達的請求。3.模型庫模型庫集成大量的面向資料庫的接口和方法，負責管理部門和用戶；操作視圖功 能項內容、報表格式；實現工具欄按鈕功能；數據格式定義查詢；表單元素風格定義查詢等寸。模型庫可以不斷豐富和更新，當然這與控制器和用戶視圖是極低耦合的；模型庫是跨資料庫平臺的，模型庫的資料庫驅動組件屏蔽了異構的資料庫平臺， 從模型庫返回的都將是統一格式的無平臺特性的數據。系統模型單元採用Java bean實現，而返回信息採用較XML更輕量級的 JSON(JavaScript Object Notation)基本格式，優化實際傳輸的數據字節數。4.資料庫匯集所有用於資料庫組態、界面組態的數據結構以及調度系統的全部信息。使用 二維表的形式表示並將表間的連接從屬關係也轉換成二維表存儲。主要涉及■組態結構表>用戶部分PMIS_User, PMIS_Role, PMIS_Permission, PMIS_User_Role, PMIS_Dept, PMIS_ Dept_User>系統功能部分PMIS_Function, PMIS_Function_Fo1der, PMIS_Function_Link, PMIS_Panel, PMIS一Function一Panel，PMIS_DataField, PMIS_Panel_DataField>工具欄部分PMIS_Action>授權部分PMIS_Grant
>數據形態部分PMIS_Datatype, PMIS_Data_Format，PMIS_Defaut_Value, PMIS_Page_Type, PMIS_ Input_Box_Type■數據表調度管理相關的各類數據表，如部門及人員表、調度安排、檢修試驗記錄、物資管 理、用電量統計、車輛使用管理、多重經營等等。該部分表結構通過分析用戶需求獲得，採用腳本語句統一生成；同時，表結構與組 態結構表中報表列的定義部分相對應。本發明具有實際應用的可行性，且部分設計和功能已經實現。1.高度的組態特性使系統具有良好的適應性，不僅系統功能項可配置，且用戶界 面結構、報表格式均可配置，容納自定義界面，也符合用戶對Web調度系統日益提高的各方 面需求。2.界面端AJAX開發框架較為豐富且容易獲取，如DWR，Dojo, Jquery, Extjs等等 幾十種。AJAX技術應用減少網絡和伺服器負荷。模型庫組件跨資料庫系統平臺，支持主流 商用資料庫。3.輕量式MVC的結構，將界面層、控制引擎以及模型庫分立開來，優化開發模式。 MVC模式的技術和應用都已經相當成熟，完全可以被本設計採用。以上已以較佳實施例公布了本發明，然其並非用以限制本發明，凡採取等同替換 或等效變換的方案所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。
權利要求
一種全組態化電力調度管理信息系統，它包括可組態化視圖模塊、控制器模塊、模型庫、資料庫，其特徵在於所述可組態化視圖模塊，實現調度用戶的人機操作界面，基於「默認視圖結構+視圖模板+自定義頁面」三種界面顯示方式，將用戶需求可組態化；默認視圖結構設計基本的相對固定的視圖框架結構，視圖子項由用戶動態配置；視圖模板由固定文本和變量組成，按一定規則和表達式編制，保證程序能夠完全識別，固定文本根據需要自行組態修改，變量部分由控制器模塊解析識別；所述控制器模塊，連接用戶界面和後臺資料庫，接受用戶的輸入，並提取和調用模型庫中的模型處理過程，通過和視圖的交互完成界面的最終顯示；所述模型庫，集成大量的面向資料庫的接口和方法，模型庫是跨資料庫平臺的，模型庫的資料庫驅動組件屏蔽了異構的資料庫平臺，從模型庫返回的都將是統一格式的無平臺特性的數據；所述資料庫，匯集所有用於資料庫組態、界面組態的數據結構以及調度系統的全部信息，使用二維表的形式表示並將表間的連接從屬關係轉換成二維表存儲。
2.根據權利要求1所述的全組態化電力調度管理信息系統，其特徵在於所述控制器模塊主要完成兩種請求的處理數據獲取和用戶操作，對應則是對資料庫 的讀動作和寫動作，二者都需要解析請求的類型和內容，從模型庫中選取對應的接口和操 作對象，控制接收到的用戶請求統一屏蔽為「操作+對象」的基本結構，然後再從模型庫中 查詢調用對應的接口。
3.—種全組態化電力調度管理信息系統架構方法，其特徵在於，它包括組建可組態化視圖模塊，實現調度用戶的人機操作界面，基於「默認視圖結構+視圖模 板+自定義頁面」三種界面顯示方式，將用戶需求可組態化；默認視圖結構設計基本的相對 固定的視圖框架結構，視圖子項由用戶動態配置；視圖模板由固定文本和變量組成，按一定 規則和表達式編制，保證程序能夠完全識別，固定文本根據需要自行組態修改，變量部分由 控制器模塊解析識別；組建控制器模塊，連接用戶界面和後臺資料庫，接受用戶的輸入，並提取和調用模型庫 中的模型處理過程，通過和視圖的交互完成界面的最終顯示；組建模型庫，集成大量的面向資料庫的接口和方法，模型庫是跨資料庫平臺的，模型庫 的資料庫驅動組件屏蔽了異構的資料庫平臺，從模型庫返回的都將是統一格式的無平臺特 性的數據；組建資料庫，匯集所有用於資料庫組態、界面組態的數據結構以及調度系統的全部信 息，使用二維表的形式表示並將表間的連接從屬關係轉換成二維表存儲。
4.根據權利要求3所述的全組態化電力調度管理信息系統架構方法，其特徵在於所述控制器模塊主要完成兩種請求的處理數據獲取和用戶操作，對應則是對資料庫的讀動作和寫動作，二者都需要解析請求的類型和內容，從模型庫中選取對應的接口和操 作對象，控制接收到的用戶請求統一屏蔽為「操作+對象」的基本結構，然後再從模型庫中 查詢調用對應的接口。
全文摘要
本發明公開了一種全組態化電力調度管理信息系統架構設計，針對於現有技術存在的不足，本設計方案從現有技術基礎出發，提出包括資料庫、功能模塊、人機界面在內全組態的設計方案，同時基於類似MVC的結構設計，採用AJAX技術在Web系統上局部更新特點的應用，最大限度地覆蓋多變的MIS系統需求和長期維護，優化系統的日常運行負荷，提高系統運行效率。
文檔編號G06Q10/00GK101901431SQ201010235100
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月23日 優先權日2010年7月23日
發明者包德梅, 朱恩雲, 朱超 申請人:南京國電南自軌道交通工程有限公司