短信告警自动导航软件

许建远

（广东电网有限责任公司茂名供电局，广东茂名，525000）

1 软件概要设计

1.1 信息流程

采用JAVA7的WatchService技术实时监视配网SCADA系统的告警短信目录，对于新增短信文件进行有关处理-解析、匹配、新增地图信息等，把短信数据保存到数据库，并将修改后的文件保存到新的短信目录。新目录下的短信由其他模块负责，发送到中调的短信平台，再发送给有关工作人员。

1.2 软件开发原则

短信内容的获取和匹配是实现短信告警自动导航各项功能的核心，软件系统的设计、开发遵循以下原则：

(a)采用螺旋模型（收集整理需求、设计原型、用户确认）；(b)遵循软件工程化的设计方法和管理原则；

(c)采用面向对象和模块化的设计和实现技术，强调软件重用、数据重用和系统的互操作性，并最终实现系统功能的综合一体化；

(d)在满足系统的各类要求的前提下，保持一定的可扩充性，在将来需要时进行功能扩充；

(e)松耦合、接口隔离原则，提高软件的组件化特征，提高软性的成熟度。

(f)组合聚合原则。减少继承方式，多采用组合方式，增强系统的灵活性，减少系统的耦合度和复杂度。

(g)软件系统运行可靠，信息保密；

(h)加强软件测试，包括白盒测试(单元测试)、黑盒测试（系统测试等），提高软件可靠性和系统的稳定性。

1.3 软件需求

根据软件的设计目标，应开发下列内容，以满足功能要求。

(a)开发XML/数据库接口，能够获取分析短信内容，所需的匹配信息，可将数据保存入库。

(b)设置定时任务与WatchService，可以实现短信内容的读取、匹配、入库的定时自动执行。

(c)进行高德地图API二次开发，用来指示短信告警的发生位置。

(d)对短信数据统计分析，为查询提供支持。

(e)Pc端可以通过WEB界面提供信息查询以及系统维护信息，可以远程调阅查看。

1.4 软件开发平台与运行平台

1.4.1 软件开发平台

本项目开发采用EclipseIDE，该开发平台是为应用系统开发者提供的软件开发环境。它除提供系统软件、支持二次开发的工具软件和应用编程接口外，还提供：创建、编译、测试应用软件所需的编译器、排错工具、开发工具、测试工具、部署工具等。

软件系统开发平台(语言)包括：JAVA、Html、CSS、JavaScript。

1.4.2 软件运行平台

软件运行平台部署在Tomcat服务器上。Tomcat 技术先进、性能稳定、运行时占用的系统资源小、扩展性好，支持负载均衡与邮件服务。软件基于JavaEE平台构建，包括JAVA容器Apache/Tomcat服务器，以及中间件Spring+IBatis/Hibernate+DWR。 Spring是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的,它是一个轻量级的控制反转（IoC）和面向切面（AOP）的JavaBean容器框架。Spring使用基本的JavaBean来完成以前只可能由EJB完成的事情，具有轻便、易使用、易扩充、用途广泛等特点。

1.4.3 软件的功能模块

软件设计主要包括以下几个模块。

(a)XML/数据库接口；

(b)定时任务与系统监视；

(c)高德地图API二次开发；

(d)告警短信缓存以及统计分析；

(e)界面信息展示，实时告警短信、历史短信的查询，统计分析数据的查询。

1.4.4 技术框架

（1）JAVAEE框架

本项目基于JavaEE平台构建，包括JAVA容器Apache/Tomcat服务器，以及中间件Spring+IBatis/Hibernate+DWR。 Spring是一个轻量级的控制反转（IoC）和面向切面（AOP）的JavaBean容器框架。IBatis是对象关系映射框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库，iBatis 使用简单的XML 和注解来配置和映射基本数据类型、Map 接口和POJO 到数据库记录。DWR是RPC技术，它通过反射等技术将后台的JAVA服务类直接暴露给前台JavaScript，使得前台JS代码调用后台的JAVA方法就如同直接调用JS方法一样，直截了当、简单方便。

图1

（2）XML

XML就是一种数据描述语言，广泛用于跨系统跨平台的数据传递及交互。本项目中，告警短信是一个个XML文件，格式固定数量较大。为了处理速度及便利，项目里用到JDOM和SAX两套接口。SAX是基于事件解析，它的优点是不需要等到整个XML文件被加载完成后在开始处理，而是加载到哪处理到哪，这样便带来了效率上的优势。而相比SAX，JDOM可以随机访问XML的DOM节点，且使用更简洁。

（3）WatchService

短信模块是主配网SCADA系统基本功能模块，负责将系统发现/生成的事项/告警信息，以短信方式发送给有关工作人员。一般情况下保存短信的目录会有大量的短信文件，采用传统的定时扫描目录文件的做法，效率低且会导致较高的系统运行负荷。本项目采用JAVA7的WatchService技术，在操作系统级实现对短信指定目录的增加、修改文件操作类别的监视，对新增短信文件进行有关处理-解析、匹配、新增地图信息等，把短信数据保存到数据库，并将修改后的文件保存到新的短信目录。

（4）百度/高德地图API

地 图 组 件 JavaScript API， 是 由JavaScript 语言编写的应用程序接口，支持在网站或移动端中构建功能丰富、交互性强的地图应用程序。 百度/高德地图提供了功能丰富的二次开发支持，包括地图基类、自建图层、信息窗体、路径规划、搜索服务、地图控件、定位、基础库、工具类等等。基于百度/高德地图JavaScript API 对外提供的UI组件库，侧重于帮助开发者快速实现地图上UI组件的个性化展示。在本系统中我们利用信息窗体AMap.AdvancedInfoWindow来构建我们个性化的地图弹窗。

（5）Echart及ExtJS

本项目中用到图表来展示短信统计数据。图表包括公司DNN100平台的图表组件以及百度的Echart组件，Echart可运行在 PC 和移动设备上，包括折线图、柱状图、散点图、饼图、K线图、盒形图、热力图、线图、关系图、treemap、漏斗图、仪表盘等等。本项目除了利用Echart图表组件库，本系统还采用ExtJS/JQuery等RIA技术，提供客户端丰富直观的信息可视化展示。

2 软件详细设计

2.1 XML/数据库接口

系统通过JDOM/SAX接口，处理所有的短信XML文件，读取一条条记录，嵌入高德地图的位置链接，然后将短信保存为XML文件存到另一个目录下，同时将短信记录保存到数据库中。

由于告警信息有时会大量出现，系统需做缓冲优化处理，采用SAX接口提高XML处理速度，采用大容量缓冲循环队列，以保证对大并发量告警信息的有效处理，采用读取、保存多线程技术以提高处理效率及可靠性。

2.2 定时任务与系统监视

利用CRON表达式，定义Spring的定时任务，用来定时处理XML/数据库操作。在Spring的主配置文件applicationContext.xml里配置定义定时任务task。

WatchService负责对原系统短信目录的实时监视，如下图所示。本对象需在Tomcat的web.xml需配置成Servlet，以在系统初始化时加载执行。

2.3 百度/高德地图API二次开发

利用E8000EMS系统的维护的设备经纬度数据，在短信里嵌入地图链接。百度/高德地图提供了功能丰富的二次开发支持，信息窗体AMap.AdvancedInfoWindow可用来定义个性化的地图信息弹窗，用来指示短信告警的发生位置。

图2

2.4 短信处理及保存

图3

系统采用JAVA7的WatchService技术，在操作系统级实现对短信指定目录的增加、修改文件操作类别的监视，对新增短信文件进行有关处理-解析、匹配、新增地图信息等，把短信数据保存到数据库，并将修改后的文件保存到新的短信目录。短信由其他系统转发到中调短信平台。

2.5 数据统计分析

为了对短数据做进一步的分析加工，本软件除了对短信进行定位链接处理，还把短信保存到数据库里去。通过iBATIS接口，对短信数据库进行统计分析处理，为查询提供支持。

3 实验结果及分析验证

在系统设计上，本软件采用BS架构，采用包括Spring+IBatis +DWR的JAVAEE框架。通过Spring的CORN定时机制实现对短信XML的加工处理。通过百度/高德地图API在告警短信里嵌入地图链接以及在地图上显示有效准确的提示。通过ECHART技术实现告警短信日月年统计分析的可视化展示。

在软件功能上，本软件对短信数据进行了缓存，并增加地图标注信息。短信告警是否有漏报，与平台告警进行比较；短信告警中是否带有有效的位置信息，可通过百度/高德地图打开定位进行确认；通过对比短信定位设备位置与GIS系统设备位置，确定是否一致。

4 结语

在十三五电网规划快速发展的大前提下，广东电网需要全面实现配网自动化，解决盲调问题，为配网抢修提供强有力的支撑。短信平台是SCADA系统传统的子系统模块，对配网自动化非常重要，本软件对告警短信进行有意义的扩充，采用简捷有效的处理思路，充分利用当前如火如荼的移动互联网APP，有效的将地图软件GIS地理位置信息运用于配网抢修、运维工作中。另外，对短信数据的缓存也是对以往工作的有意义的补充，是对SCADA系统短信子系统的丰富完整，为短信子系统提供了基于WEB的实时查询、历史查询，以及统计分析处理的展示。