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1、河南不停电检测状态检修实时辅助决策系统架构设计说明书文件状态： 草稿 正式发布 正在修改文件标识：当前版本：1.0作 者：万鑫完成日期：2014-05-09河南不停电检测状态检修实时辅助决策系统系统架构说明书 版本 1.0版 本 历 史版本作者参与者起止日期备注1.0万鑫-2014-05-12-2014-05-14编写总体架构设计1.0赵国睿-2014-05-12-2014-05-14数据库设计目录1概要51.1目的51.2适用范围51.3参考资料51.4术语52系统总体设计62.1概述62.2总体架构72.3组件图92.4包图92.5关键流程处理113数据库设计123.1数据分类123.2数
2、据来源133.2.1河南提供133.2.2系统自建143.3数据库对象命名规则143.4数据库对象具体命名151)总体说明152)监测数据历史数据表153.4.1数据库部署模式193.5存储容量规划估算194系统部署实施方案214.1软件环境设计214.1.1硬件环境设计225系统性能解决方案225.1系统的响应速度235.2系统可靠性指标235.3系统数据采集成功率指标235.4系统采集速度指标245.5系统设备负荷率及容量指标246系统安全体系建设246.1系统安全防护体系246.2系统安全目标246.3安全防护策略256.4业务应用安全管理257代码规范设计257.1注释规范257.2编
3、码规范27 -5-河南不停电检测状态检修实时辅助决策系统架构说明书 版本 1.01 概要1.1 目的 分析业务需求，明确定义系统所涉及的技术选型工作以及使用方式。 分析业务需求，设计可伸缩的系统总体架构及灵活的部署模式。 对已选组件及系统内部开发的组件进行业务、接口、调用方式进行定义，提供设计人员对系统架构的总体了解，便于设计人员能够依据系统架构快速的设计出符合业务需求的详细设计文档。 明确编码规范，如注释率、命名、代码层次结构等。1.2 适用范围 为业务人员提供技术实现介绍性说明。 指导设计人员编写概要设计文档。 指导开发人员实现具体功能。1.3 参考资料河南不停电检测状态检修实时辅助决策系
4、统系统架构说明-软件需求规格说明书.doc1.4 术语名称说明Spring本系统用于事务、业务逻辑的配置管理以及IOC控制。Struts2采用2.3.15.3以上版本，主要用于与UI层的请求接入及转发、响应。Ibatis实现具体的CRUD操作。Oracle本系统数据库JSON本系统前端展示与后台的数据交互格式jQuery一种JavaScript框架。有助于简化JavaScript和Ajax的编程开发。SVG组态图、用于场站接线图的展示。EasyUI轻量级的页面UI展示框架。backbonebackbone提供了一套web开发的框架，通过Models进行key-value绑定及custom事件处
5、理，通过Collections提供一套丰富的API用于枚举功能，通过Views来进行事件处理及与现有的Application通过RESTful JSON接口进行交互。ZeroC Ice分布式中间件，主要用于跨语言、跨平台的基础服务、算法服务的负载均衡及发布。2 系统总体设计2.1 概述本系统中融入了很多的高级应用，这些应用根据监测数据对各类一次设备进行诊断、评价、评估。这些高级应用本身可以和系统的展示功能完全独立，将其划分成独立的高级应用模块，在展示系统中不用关心高级应用的具体实现，只需知道以什么样的方式，传递哪些参数进行调用。这样使得各个模块间的耦合度降低，同时也对各模块的维护提供了便利。针
6、对以上所述我们采用面向服务的体系架构进行设计，面向服务的体系架构应具备下列特征：1. 松耦合2. 协议独立3. 可扩展4. 易维护5. 跨平台6. 跨语言2.2 总体架构总体架构图 浏览器支持IE8+、Chrome浏览器。 展示层l 展示层基于EasyUI搭建整个展示层页面框架；l 采用Highcharts对统计分析、趋势、评价等结果进行图形化展示；l 支持嵌入外部WEB界面功能，如场站接线图等进行展示；l 采用公司现有组件展示大卫三角、TD等特殊图形； 逻辑层l 采用Struts2对页面请求进行响应、转发；支持Json、FreeMarker、图片等数据格式的返回，提高交互格式的多样性，增强请
7、求管理的适应能力；l 业务逻辑采用SpringIOC方式通过配置的形式动态实现；l 通过配置的方式对设备监测数据进行处理，根据不同数据或场景动态配置监测数据被处理的流程； 服务层l 采用ICE Client的方式对系统中的高级应用服务进行调用；l 采用分布式对高级应用服务进行部署，支持服务节点的1N动态配置；l 基于可配置的流程引擎动态搭建报警服务的处理流程；l 采用iBatis的ORM半自动映射作为系统的数据访问组件，提供数据访问的适应性； 资源层l 采用Oracle10G作为系统的数据库组件；l 采用windows 2008Server64bit操作系统；2.3 组件图2.4 包图本系统在
8、部署或开发时分为展示、服务两部分，故在划分包时也需要按照这两类进行划分：针对展示层包图大致如下所示：关键包描述： Logic：存放业务逻辑操作类。 Service：存放与表一一对应的服务层类，由公司架构动态生成。 Dao：存放与表一一对应的数据操作类，由公司架构动态生成。 Action：存放于页面交互的所有业务请求入口逻辑类。 Bean：存放所有数据库实体，由公司架构动态生成。 Exception：存储系统中所使用的自定义异常类。 Config：存储系统运行时所需要的配置文件如Struts、Spring、iBatis等。 Sqlmap：存放所有数据表配置信息，由公司架构动态生成。 Js：存放系
9、统自定义的JavaScript脚本文件。 Html：存放系统中自定义的页面文件，包括HTML、JSP。 Css：存放系统自定义的样式定义文件。 Imgs：存放系统需要使用的图片文件。 Lib：存放展示系统需要用到的外部JS组件，如Jquery、backbOne、EasyUI、highchart等。2.5 关键流程处理系统处理流程主要包括展示层调用，服务调用两类，具体如下所示：展示层调用：服务层调用：3 数据库设计3.1 数据分类主要包含台账数据、监测数据、检测数据、报警数据等基础数据；厂家缺陷数据、诊断、评价、风险评估、辅助决策等结果数据。1) 台账数据：主要包含设备、装置、资产数据（设备试验
10、费用、维修费用、采购费用）、省网局站信息，组织机构，用户、权限数据、日志，代码数据。2) 监测数据：主要包含实时监测数据、历史监测数据、日汇总监测数据（当日每类装置的每类量测类型的最大、最小、平均值）、离线试验数据。3) 报警数据：主要包含设备实时越限趋势越限报警数据；针对诊断、风险评估、辅助决策结果反映出的报警数据；实时越限趋势越限阈值参数数据； 4) 厂家缺陷数据：设备厂商缺陷数据。5) 状态评价数据。6) 诊断结果数据。7) 风险评估结果数据。8) 辅助决策结果数据。3.2 数据来源3.2.1 河南提供1) 台账数据：主要包含设备、装置、资产数据（设备试验费用、维修费用、采购费用）、省网
11、局站信息，组织机构，用户、权限数据。2) 监测数据：历史监测数据（第一阶段由艾飞先整理所需离线试验数据结构）。3) 厂家缺陷数据：设备厂商缺陷数据。3.2.2 系统自建1) 台账数据：日志，代码数据。2) 监测数据：实时监测数据、日汇总监测数据。3) 报警数据：主要包含设备实时越限趋势越限报警数据；针对诊断、风险评估、辅助决策结果反映出的报警数据；实时越限趋势越限阈值参数数据； 4) 诊断结果数据。5) 状态评价数据。6) 风险评估结果数据。7) 辅助决策结果数据。3.3 数据库对象命名规则1) 采用26个英文字母（不区分大小写，统一按大写处理；命名时不要使用双引号）和0 9这十个自然数，加上
12、下划线_组成。不能出现其他字符（注释除外）。数据库对象命名中应包含表达具体业务含义的组成部分。2) 数据表：cmst _+表的拼音首字母或英文。3) 视图：cmsv _+视图的拼音首字母或英文。4) 表索引：主键索引，表拼音首字母或英文+pk；其他索引，表拼音首字母或英文+index+数字。5) 字段名：不得使用数据库的保留字，如果与保留字相同则加前缀F。使用拼音首字母或英文命名。6) 表空间：mws_ztjc_+专业名称首字母或英文。7) 表分区名：专业名称拼音首字母或英文+_pt_+数字。8) 存储过程：mwp+功能名，功能名建议使用动词+名词，不建议使用拼音。9) 函数：mwf+函数名称
13、，函数名建议使用动词+名词，不建议使用拼音。3.4 数据库对象具体命名1) 总体说明1) 为了性能优化，在线监测历史数据表采用分区表技术，并按照时间进行分区，详细分区规则见下章节列表。2) 为了更易于进行数据库管理，对数据库的表空间进行总体规划，基本原则为：a) 每类在线检测数据库使用一个独立的表空间，存放表记录和索引数据b) 统计表使用一个独立的表空间，存放表记录和索引数据c) 其他表公用的一个表空间，存放表记录和索引数据3) 对于监测数据的分区表，系统为2013-2020年的在线监测数据确定了明确的数据库表分区，对于2013年以前的数据，放入第一个分区；对于2020年以后的数据暂时归入一个
14、特殊命名的分区xxxx_pt_99999，当时间临近到2020年时，可对这个分区进行拆分，再次规划后续几年的分区。同时，如果表空间剩余空间不足，可把拆分出的分区数据放入其他新建的表空间中。2) 监测数据历史数据表序号表中文名称数据表命名所属表空间表分区名称分区原则1局部放电CMST_partDischargeCMSS_partDischargedischarge_pt_201301discharge _pt_202004discharge _pt_99999存盘间隔3-30分钟，季度分区2油中溶解气体CMST_ solubleGasInOilCMSS_solubleGas无存盘间隔24小时，暂
15、不分区3微水CMST_ tinyWaterCMSS_ tinyWater无存盘间隔24小时，暂不分区4铁芯接地电流CMST_ironCoreElectricityCMSS_ironCore无存盘间隔24小时，暂不分区5顶层油温CMST_topOilTemperatureCMSS_OilTemperaturetopOil_pt_201301topOil _pt_202004topOil _pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区6电容绝缘监测CMST_ capacitanceCMSS_ capacitancecapa _pt_201301、capa _pt_202004capa _pt_999
16、99存盘间隔30分钟，季度分区7金属氧化物避雷器绝缘监测CMST_ lightningRodCMSS_ lightningRodrod_pt_201301rod_pt_202004rod_pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区8断路器局部放电CMST_ GISpartDischargeCMSS_GISDischargespart_pt_201301spart_pt_202004spart_pt_99999存盘间隔3-30分钟，季度分区9SF6气体压力CMST_airPressureCMSS_airPressurepressure_pt_201301pressure _pt_202004pr
17、essure _pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区10SF6气体水分CMST_airMoistureCMSS_airMoisturemoisture_pt_201301moisture _pt_202004moisture _pt_99999存盘间隔30分钟，季度分区11架空线路CMST_OVERHEADLINECMST_OVERHEADLINEoverheadline_201301overheadline _pt_202004overheadline _pt_9999912开关柜CMST_SWITCHCANIMETCMST_SWITCHCANIMETsuitchcabinet_201
18、301suitchcabinet_ _pt_202004suitchcabinet_pt_999993.4.1 数据库部署模式3.5 存储容量规划估算1）变电设备在线监测系统的数据量测算，以之前贵州省级项目为例a) 一个省所有变电站大致入库一次设备7000台，安装了近2000个装置。b) 每个装置按照30分钟采集1条数据计算，共计365*24*2*2000=35040000条记录。数据量大致如下上报间隔装置数量（按照目前采集的10类装置数据存盘间隔比例）日数据量季度数据量3分钟2000*20%约19.2万条约1785.6万条30分钟2000*50%约4.8万条约446.4万条24小时2000*
19、30%600条约5.6万条存储容量大致如下，按最大字段表计算。字段个数1000万索引个数索引与数据比例15约1500M21:1.5根据上述计算省网一年监测数据大致为（1785.6+446.4+5.6）*4 = 8950.4万；根据1000万数据+每张表2个索引需要1500M计算，省网一年大致需要大致需要13500M，约13.2G，这个值再考虑上其他数据的积累，所以需要2-4倍的富裕量，所以从规划上，一个省网的一年变电设备监测相关数据需要52.8G左右。 3）要考虑20年的数据存取量，参照变电设备在线监测数据库规范中输电数据省网一年大至为5G存储，则规划的最小容量为 （5+52.8）x20=11
20、56G4）考虑磁盘冗余和数据备份因素，存取设备应该规划1156x2x2=4624G=5T的存取空间。4 系统部署实施方案4.1 软件环境设计软件环境配置操作系统Windows Server 2008+（64位）系统数据库Oracle10G（64位）应用服务平台Tomcat6+开发平台JDK1.6（64位）ICE版本流程引擎ICE3.4.2EFProcess1.04.1.1 硬件环境设计品名型号具体规格数量数据库服务器 CPUIntel Core i5-3470 3.2G，英特尔酷睿I5 双核 处理器*2内存DDR3 1600MHZ 4G硬盘7200 RPM SATA1TB磁盘阵列*1WEB服务
21、器CPUIntel Core i5-3470 3.2G，英特尔酷睿I5 双核 处理器*2内存DDR3 1600MHZ 4G硬盘7200 RPM SATA500G5 系统性能解决方案系统性能受制于服务器性能、软件支撑、负载用户、数据总量、网络等多方面因素，因此对于不同层级的用户（根据采集点个数进行划分：100以下为一级用户，100-500为二级用户，500-1000为三级用户），推荐不同的性能解决方案。 对于一级用户，推荐单台服务器配置（展示层+服务层+数据层）； 对于二级用户，推荐两台以上服务器配置（数据库服务器+应用服务器（展示层+服务层）； 对于三级用户，推荐数据库服务器（Oracle集群
22、）+高级应用服务器+基础数据服务服务器+Web服务器集群；5.1 系统的响应速度（1） 实时数据查询响应时间2s；（2） 历史数据查询响应时间5s;（3） 模糊查询响应时间15s；（4） 高级应用响应时间2s;（不包含数据获取及网络延时部分）（5）90%界面切换响应时间3s,其余5s；（6）计算机远程网络通信中实时数据传送时间5s。5.2 系统可靠性指标（1）系统年可用率99.5%；（2）系统各类设备的平均无故障时间（MTBF）3104h小时；（3）系统故障恢复时间2h；（4）由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数应1次/3600h。5.3 系统数据采集成功率指标系统数据采集成功率分一次采集
23、成功率和周期采集成功率，均指非设备故障和非通信故障条件下的统计。（1）一次采集成功率95%；（2）周期采集成功率99.5%，周期根据监测设备类型进行差异化定制，常用的周期有5分钟、15分钟、30分钟、1小时、1天；5.4 系统采集速度指标以下指标均指非设备故障和非通信故障条件下的统计。（1）数据接收并存储 30秒/次/周期；5.5 系统设备负荷率及容量指标（1）在任意30分钟内，各服务器CPU的平均负荷率60%；（2）在任意30分钟内，主站局域网的平均负荷率35%；（3）系统数据在线存储5年。6 系统安全体系建设6.1 系统安全防护体系系统安全防护体系涵盖了以下几个部分：系统安全目标、安全策略
24、、系统内数据接口安全防护、业务应用安全管理、数据安全存储、网络入侵监测、主机系统安全加固等。6.2 系统安全目标建立健全的网络安全保障体系，建立完善的、多层次全方位的安全防护体系和安全评估体系，明确不同系统和应用环境的安全等级，实施统一的用户安全管理。6.3 安全防护策略 系统安全防护体系，针对系统的业务范围和业务性质，建立和健全系统网络安全防护体系。系统的安全防护策略应考虑：1）建立分层次分等级的网络安全体系，针对不同的目标对象采用不同的安全措施和技术手段。2）采用技术和管理并重的方法，统一的权限管理、访问控制机制、口令验证机制。6.4 业务应用安全管理建立基于分层的标准化应用系统技术架构体
25、系，实现用户访问层、应用处理层和数据存储层的分离，并通过接口方式。采用合理的数据库安全控制技术，实现对数据的安全管理。兼顾机密性、完整性和实用性的用户安全管理要求，采用合理的用户安全技术，实现基于网络应用的用户安全认证。7 代码规范设计7.1 注释规范主要包括类、方法、属性、主要业务逻辑注释。将所有需要注释的模板写成XML文件，有框架统一管理，应用开发中将注释模板导入到工程中，使用快捷键便可快速生成相应注释模板。代码要求注释率在30%左右。类注释如下图所示：1、 写明类的主要用途。2、 写明公司名称。3、 写明设计开发人名称。4、 写明应用系统版本。5、 写明创建日期。方法注释如下图所示：1、 写明方法用途。2、 写明方法创建时间。3、 写明方法创建者。4、 写明参数定义。5、 如有返回值、异常抛出也必须在注释中描述，图下图所示：7.2 编码规范主要包含JAVA编程规范、UI编码规范，详细编码规范参见附件JAVA编码规范.doc、UI编码规范.doc。 -28-