发电公司生产指挥中心信息系统管理的架构方式

发电公司为适应集团的管控模式和管理要求，提升对电厂安全生产运营的过程管控和应急指挥管理水平，急需开展生产指挥中心信息系统建设，以实现对各电厂生产数据等的实时监测。 在下文中我们着重的对信息系统管理的架构方式进行探讨。

【关键词】发电公司 生产指挥中心 信息系统 架构方式

1 生产指挥中心信息管理系统建立的必要性

生产指挥中心信息系统（电源部分）建设项目包括生产数据中心建设、实时数据库建设、生产指挥中心门户建设、综合统计报表系统建设、所属电厂工业电视信号接入公司总部工业电视监控联网平台等五项内容。

生产数据中心和实时数据库的建设是生产指挥中心综合应用层的基础支撑性建设内容。生产数据中心将汇集能源公司下属单位生产过程的实时数据构建生产数据仓库。对数据进行统一存储、统一管理，统一发布，统一备份，建立能源公司和下属单位的数据共享机制。生产数据中心的成功建立，将进一步完善能源公司IT基础支撑架构，不仅为生产指挥中心相关软件系统提供实时、准确的关键数据，还将为其他业务系统提供权威的数据源。

生产指挥中心门户建设是根据工作需要，在原有门户系统的基础上进行深度优化，实现对能源公司生产指挥中心门户的升级改造，对现有门户中使用不便以及未能实现的功能进行二期建设，并且在能源公司本部实体门户上搭建生产指挥中心主题门户，满足生产指挥中心的门户需求。实现本部门户与生产指挥中心主题门户平台级的统一；实现统一信息与内容管理、统一应用集成平台、统一协同工作平台，实现（“统一认证”、“统一待办”、“统一组织与用户目录”）为核心的应用系统深度集成，构建一个内容完善，功能强大的综合集成平台，提高门户的使用率，逐步使门户作为公司员工进行所有工作的统一入口。

为了加强对能源公司所属单位生产经营情况等信息的管理，迫切需要建设综合统计报表系统。通过相关生产报表的上报、审核、汇总等过程，能源公司及时掌握所属单位的安全生产情况，并依据全面的基础数据进行决策分析，快速准确实现决策、调度。并在建立完善报表系统的基础上与神华集团生产指挥中心相关系统实现纵向贯通，满足能源公司信息化管理持续发展的战略要求。

2 生产指挥中心信息系统管理的架构标准

2.1 生产数据中心

（1）制定生产数据中心规范，包括数据模型、数据质量、数据安全、数据编码、传输标准等。

（2）建设数据接入系统，采集下属单位的实时数据上传到公司本部。

（3）建设数据交换平台建设，实现公司本部与下属单位之间统一的数据交换平台。通过数据交换平台实现生产过程实时数据的快速交换，确保公司本部与下属单位的信息畅通。

（4）建设数据仓库，实现对各类数据进行统一存储、统一管理，统一发布，统一备份，建立能源和下属单位的数据共享机制。

（5）数据存储系统。

建成实时数据仓库和管理类型关系数据仓库，全面实现数据集中；

建立统一的安全体系，保证数据的访问安全；

实现数据的唯一性与共享性；

规范化基础数据及关键数据模型，通过信息系统的规划，实现内部管理和业务语言的统一，方便信息集成。

（6）生产远程监控。实现对生产现场实时数据的远程监控，基于实时数据制作所需的各类组态画面。

2.2 综合统计报表

综合统计报表是以计算机网络技术为支撑，建立一套便捷的报表管理系统，采用先进的逻辑算法和人性化的用户界面，可快速、准确地生成报表，从而能源公司能够及时、全面的了解各所属单位的生产经营情况，从而为业务管理提供精确、详实的数据支持。同时实现与神华集团生产指挥中心的数据贯通，使生产指挥中心人员从繁杂的报表统计中解脱出来。

2.3 电厂工业电视信号接入

本次所属电厂工业电视信号接入项目的建设，满足了能源公司本部生产指挥中心的日常管理需求，同时也满足了神华集团总部对工业电视信号上传的相关要求。

2.4 系统建设指导思想

我公司严格按照信息系统的建设要求进行，按照以下指导思想构建能源公司生产指挥中心信息系统（电源部分）。

以信息化带动生产自动化、管理现代化建设和发展。

信息技术和系统将逐渐被作为企业日常运行的核心工具和获取战略优势的核心能力，成为降低成本、提高效率、整合资源、获得竞争优势的战略手段。

从国内外企业的成功经验看，信息化不仅仅是技术问题、管理问题，更是支撑企业发展的战略问题，是支撑企业管理创新的关键。

坚持能源公司及下属单位“统一领导、统一规划、统一组织实施”的建设原则。

为保证信息化投资的有效性，确保信息化建设方向，信息化建设必须坚持“三统一”原则，必须坚持“一体化”规划，统筹部署能源公司及下属单位整体信息化建设。

有效整合资源，突出重点特点，为实现能源公司发展的集团管控目标提供技术支撑。

实现集团管控的要求，达到管理规范的目的是能源公司及时管控下属电厂，提高企业经济效益，响应神华集团管控目标的有效手段。是对传统管理模式的变革和创新，以信息化技术为手段，以信息系统为载体，是贯彻落实神华集团管理思想的最佳途径，要通过信息化手段进一步发挥经营决策作用。

2.5 系统建设原则

能源公司生产指挥中心信息系统（电源部分）的总体设计是在能源公司信息化建设原则的指导下，结合能源公司的业务特色，突出信息化建設的重要作用，体现集团管控的突出优点，保证及时应急决策实际需求。因此，该系统软件的架构在设计上遵循以下原则：

（1）开放性与标准化——网络能够支持多种标准、协议和接口，可以与现有的和未来的系统互联。

（2）安全性——符合整体安全保密性需求对系统提出的要求。

（3）可靠性——保证网络运行的连续性，尤其保证数据的可靠性。

（4）可扩展性——可以灵活的适应未来需求的调整和变化。

（5）全面的系统管理与完善的支持服务——系统中的所有设备具有良好的可管理性，以便于管理和维护。利用先进的系统管理软件，实现对系统资源的全面、高效和集成管理，合理分配系统资源，监测系统的运行状况，迅速确定和排除系统故障等。

（6）一体化和企业级——利用集中和分布相结合的方式，实现业务应用系统的信息共享、数据贯通，保证信息的充分融合和畅通，构建一体化企业级信息平台。

3 生产指挥中心信息系统管理的系统总体架构方式

3.1 生产数据中心

按照系统建设的指导思想和建设原则，将生产数据中心从下到上分解为4个层次：系统支撑层、数据存储层、数据采集与数据传输层、应用层。

3.1.1 系统支撑层

系统支撑层是应用系统实现和运行的环境平台，属于信息系统的基本支持部分，它主要包括三大组成部分：

硬件部分：局域网络、广域网络、服务器系统、存储系统等。

软件部份：操作系统、数据库管理系统、应用服务器软件、中间件等。

系统维护管理以及安全体系：防病毒和防入侵系统、备份和恢复系统、机房系统、电源系统等。

3.1.2 数据存储层

数据存储层主要保存本层主体范围内的相关数据，以提供给上层应用系统访问。数据存储层由各种类型的数据组成，管理类数据一般存储在关系型数据库中，实时类数据存储在实时数据库中。

生产数据中心直接从电厂的实时数据库中进行数据的采集，对于无实时数据库的厂家可从DCS、DAS、辅控网以及其它工业控制网中采集数据进行存储，对于一些无法采集到的数据，如煤质分析数据，则需要电厂通过手工方式及时录入到本系统中；还有一些管理类型的数据，保存在电厂MIS或其它管理系统的关系型数据库中，也可以通过接口程序、或从关系型数据库中取得。

3.1.3 数据采集与数据传输层

在本设计方案中，实时数据和管理数据的采集、传输、转换和保存是通过数据交换平台来完成的，数据交换平台又可分为数据采集模块和数据传输模块，数据的采集、转换、存储是由数据采集模块来实现，数据在局域网上的传输则通过数据传输模块来实现。

3.1.4 应用层

应用层主要实现系统的业务功能，我们将业务逻辑统一按照SOA（面向服务的体系结构）的规范要求进行设计和开发，对外提供基于Web Service的应用接口，以适合和满足将来其它系统对本系统的接口和调用。

3.2 体系架构设计

生产指挥中心门户系统的建设是基于Client-to-Services（三层次：3-tier）的模式。其体系架构图如图1所示。

三层次的浏览器/服务器架构是基于Web的先进的体系结构，在这种架构中，利用成熟的Web应用服务器（WebLogic）和事务处理中间件，为应用程序提供Web运行环境，数据资源和客户机将被“应用服务器”分隔开，应用服务器上存储着应用逻辑，这种结构着重于客户机对应用服务的请求，有别于二层次架构着重于数据请求。

3.3 综合统计报表

3.3.1 网络架构

综合统计报表的网络架构如图2所示。

报表系统的服务器包括数据库服务器、应用服务器和报表服务器，系统服务器可以使用独立的服务器设备运行，也可以部署在一台服务器设备上，这需要根据服务器设备的性能来决定。

一般Web查询的响应时间2秒以内，带有复杂的饼图、棒图的查询，响应时间在5秒以内。统计分析的响应时间不超过10秒。报表生成的响应时间不超过5秒。

3.3.2 数据架构

报表系统基于大型关系数据库oracle，有良好的性能，存取效率较高。

数据结构简单、清晰，存取路径对用户透明，故有更高的数据独立性和更好的安全保密性。

设计合理的数据冗余，保证数据的完整性及一致性。

减少不必要的数据规则及约束，以避免系统不必要的开销。

3.3.3 接口

综合统计报表系统支持Web Service、超文本传输协议（Http）和Java消息服务（JMS）消息传递。集成 Web Service，可以使用集成框架 Web Service 将消息或查询发送到指定数据库。系统支持不同的数据格式，包括使用接口表，XML消息，平面文件等。系统留有扩充的接口，将来功能扩充时不影响现有系统功能和结构，能够方便后续其他系统模块的扩张。

3.4 所属电厂工业电视信号接入

3.4.1 接入网络的技术要求

总体要求：编码器的接入链路必须采用100M交换机。

3.4.2 带宽需求确认

神华国能集团有限公司要求所属电厂上传工业视频图像每路分辨率为D1，为保证视频信息完整不丢失视频帧，建议神华国能集团有限公司所属电厂至公司本部的每路视频带宽为1.5Mbps。

3.5 管理体系

管理体系是整个系统保障体系之一。其内容包括元数据管理、数据模型管理、系统管理、操作管理。其中系统管理包含了作业调度管理、权限管理、数据备份与恢复、安全管理和性能监控等。

3.6 安全体系

安全体系是整个系统保障体系之一。安全体系包括如下内容：网络基础设施安全、数据加密、用户身份认证、应用系统授权、数据安全访问级别及权限、密码保护、安全保密制度、数据备份和恢复等。

4 信息数据的接收标准与要求

数据库设计标准：使用公司统一的数据字典和代码表。基础表、代码表、数据表、中间表（可用于程序自动变动数据，不应用于数据录入）、过程（可多用）、视图、触发器（尽量少用）等对象要求规范清晰统一，并有明确的区分标识；表与表之间应当为一对多的关系，禁止出现多对多的关系。

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作者简介

雷建国（1980-），男，陕西省神木县人。大学本科学历。工程硕士。现为神华国能（神东电力）集团公司生产指挥中心中级工程师。

作者单位

神华国能（神东电力）集团公司 北京市 100033