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    女，北京人，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院在讀本科生。

    本文提出了針對(duì)GIS/SCADA/OMS三系統(tǒng)的整體解決方案，這一整合不但獨(dú)立于單個(gè)系統(tǒng)，并且為網(wǎng)絡(luò)部署的操作功能性提供了可能性。

    綜合應(yīng)用互無(wú)聯(lián)系的運(yùn)作系統(tǒng)（如SCADA和GIS）會(huì)有很多困難。大多數(shù)系統(tǒng)供應(yīng)的整體解決方案常常依賴于某一特定的SCADA或GIS系統(tǒng)，這就限制了綜合操作。

    本文中提出的整合方案是獨(dú)立于任何SCADA或GIS系統(tǒng)的，運(yùn)用的理念是DMS（分布管理系統(tǒng)），它與任何一種SCADA或GIS系統(tǒng)相聯(lián)系，用戶可以從屏幕上獲得遠(yuǎn)程信息和即時(shí)數(shù)據(jù)。

    獨(dú)立的DMS平臺(tái)的建立使基于網(wǎng)絡(luò)的用戶界面得以實(shí)施。本文討論了不同的方案以利用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在公司傳送即時(shí)信息，乃至外部客戶，并且研究了真正的實(shí)時(shí)工作和功能實(shí)現(xiàn)之間的差異以及調(diào)整方法。其核心思想是：“解決綜合問(wèn)題，選擇整體解決方案。”

●  引言

    創(chuàng)建高效DMS的系統(tǒng)可以獲得明顯的商業(yè)利益。這些利益包括顧客服務(wù)質(zhì)量的提高、網(wǎng)絡(luò)可靠性的加強(qiáng)和操作費(fèi)用的減少。

    為了建立先進(jìn)的DMS系統(tǒng)以達(dá)到已有的或未來(lái)的要求，必須完成兩個(gè)關(guān)鍵的步驟：

    一是靜態(tài)的GIS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)的SCADA數(shù)據(jù)的集成。這兩個(gè)系統(tǒng)的成功集成對(duì)于公司而言意味著一個(gè)巨大的技術(shù)里程碑―一個(gè)專一的操作網(wǎng)絡(luò)模型；

    二是在不失去安全、結(jié)果和功能保障的前提下，將這個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型面向整個(gè)公司展開(kāi)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為傳送數(shù)據(jù)提供的獨(dú)特幫助在于，來(lái)源于后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以滿足廣大用戶的個(gè)人需求。 

    實(shí)用行業(yè)需要經(jīng)歷無(wú)數(shù)的合并和更新過(guò)程，這種反復(fù)使設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)效的DMS框架變得錯(cuò)綜復(fù)雜。每一次合并都會(huì)產(chǎn)生更新的SCADA和GIS系統(tǒng)，而整體DMS系統(tǒng)必須兼容這些系統(tǒng)。

●  商業(yè)目的

    分布管理系統(tǒng)具有提供實(shí)質(zhì)性商業(yè)利益的能力，包括一系列的效率提升和應(yīng)用在商業(yè)中操作和非操作領(lǐng)域的用戶服務(wù)工具。除了DMS系統(tǒng)供給的核心受益者，如監(jiān)控室操作員、調(diào)度員等，其他的眾多潛在受益者包括客戶、系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、能源經(jīng)銷商、媒體工作人員和供應(yīng)廠商。

    DMS對(duì)電氣設(shè)備的直接益處包括工作程序標(biāo)準(zhǔn)化、手動(dòng)任務(wù)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)操作水平的提升和服務(wù)可靠性的進(jìn)步，其它的益處包括使處理用戶疑問(wèn)和緊急措施能力變得更高效。盡管這其中的很多利益的獲得與DMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體構(gòu)成無(wú)關(guān)，但支持進(jìn)一步應(yīng)用的能力才真正能夠檢驗(yàn)DMS設(shè)計(jì)的堅(jiān)固性，一些設(shè)備已經(jīng)在探索這一點(diǎn)。

    工業(yè)行為的規(guī)范者將繼續(xù)要求提供更強(qiáng)大的穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)中斷的報(bào)告。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將迫使產(chǎn)品和服務(wù)功能進(jìn)一步細(xì)化。這些不斷提高的要求能否實(shí)現(xiàn)很大程度上取決于廠家能否利用IT手段以及能否為那些需要做實(shí)效決策的人提供信息。

●  集成的必要
    
    諸如GIS、SCADA、故障呼叫、用戶信息、用戶關(guān)系管理（CRM）和工作管理這些系統(tǒng)都盡全力試圖有效管理網(wǎng)絡(luò)和用戶。當(dāng)這些系統(tǒng)很好的維持它們的功能的同時(shí)，只有互相聯(lián)系和兼容的能力才能使它們給商業(yè)帶來(lái)最大的利潤(rùn)。各操作系統(tǒng)集成后的信息可以為決策工作提供附加的價(jià)值。為了集成這些系統(tǒng)，人們已經(jīng)做了很多工作。無(wú)論從短期還是長(zhǎng)期決策的角度看，尋求解決這個(gè)問(wèn)題的辦法都需要一個(gè)總體的戰(zhàn)略步驟。

●  步驟一：完成操作網(wǎng)絡(luò)模型

    工作設(shè)備已經(jīng)擁有一些不同的網(wǎng)絡(luò)模型。GIS系統(tǒng)通常是主要的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型儲(chǔ)存庫(kù)，包括儲(chǔ)存連通和特性數(shù)據(jù)。SCADA系統(tǒng)掌握大量網(wǎng)絡(luò)元素的即時(shí)狀況。而其它次要的系統(tǒng)會(huì)掌握針對(duì)用戶或設(shè)備的具體網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

    如果分別從GIS和SCADA系統(tǒng)中獲得的互無(wú)聯(lián)系的數(shù)據(jù)要被集成，那么應(yīng)該怎么做到？并且什么才是儲(chǔ)存這一單獨(dú)的即時(shí)的操作網(wǎng)絡(luò)模型的最佳地點(diǎn)呢？這主要有三種選擇。

    ? 選擇一：在SCADA系統(tǒng)中建立DMS

    ? 選擇二：在GIS系統(tǒng)中建立DMS

    ? 選擇三：將DMS作為一個(gè)獨(dú)立平臺(tái)建立

    選擇一：在SCADA系統(tǒng)中建立DMS

    上世紀(jì)90年代的早期就已經(jīng)完成了將GIS數(shù)據(jù)調(diào)入一個(gè)實(shí)時(shí)SCADA系統(tǒng)的工作，并且已被應(yīng)用到不同的項(xiàng)目中。然而人們的目標(biāo)是使SCADA系統(tǒng)有別于它原始的設(shè)計(jì)特征。

    從根本上說(shuō)，要將SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為擁有預(yù)設(shè)大小的數(shù)據(jù)庫(kù)，高速的數(shù)據(jù)處理程序，高可靠性和比較簡(jiǎn)單的圖形顯示功能。和GIS系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)欄要明顯高于傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)。空間數(shù)據(jù)顯示功能與基本的單線設(shè)計(jì)的SCADA系統(tǒng)顯示要有很大程度上的差異。因此，完成這一工作必須要有一定的協(xié)調(diào)犧牲，比如簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)模型。

圖1

圖2

    選擇二：在GIS系統(tǒng)中建立DMS

    GIS系統(tǒng)最初不是做為實(shí)時(shí)運(yùn)作工具設(shè)計(jì)使用的。GIS平臺(tái)也很少以某種方式施展，該方式是指保證每天24時(shí)無(wú)故障的利用率。GIS系統(tǒng)原來(lái)的功能是要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，提供一套工具，該工具用來(lái)對(duì)其它系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)并允許方便的輸入輸出數(shù)據(jù)。

    用地理數(shù)據(jù)集成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是作為經(jīng)營(yíng)需要才開(kāi)發(fā)的，GIS公司意識(shí)到了這一點(diǎn)并開(kāi)始調(diào)整策略來(lái)變動(dòng)他們的系統(tǒng)。然而這種變動(dòng)提供了比預(yù)期更復(fù)雜的運(yùn)作。需要有效處理實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功能在一個(gè)平臺(tái)上完成是困難的，該平臺(tái)執(zhí)行這么高輸入輸出水平是達(dá)不到的。雖然GIS公司現(xiàn)已采取了重要的步驟，但保證每天24時(shí)的利用率和達(dá)每秒（暴雨條件每10秒或20秒才能做到）200個(gè)事件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力，仍很難達(dá)到。

    選擇三：將DMS作為一個(gè)獨(dú)立平臺(tái)建立

    對(duì)綜合挑戰(zhàn)解決方案的決定從識(shí)別正確的哲學(xué)位置開(kāi)始，根據(jù)這個(gè)位置做出決定。大多應(yīng)用公司正采用的哲學(xué)是包括選擇最好種類產(chǎn)品、利用模塊化設(shè)計(jì)方法和滿足基本經(jīng)營(yíng)需要來(lái)推動(dòng)這個(gè)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。

圖3

    SCADA系統(tǒng)在顯示三維數(shù)據(jù)方面有較大的限制，GIS系統(tǒng)在管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)方面有內(nèi)在的缺陷，都不能提供對(duì)行業(yè)的優(yōu)化解決方案。這兩項(xiàng)選擇涉及到每一系統(tǒng)特殊特性的折中方案，對(duì)其它經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展的硬性限制。

    因此一個(gè)合理的結(jié)論是集成SCADA和GIS數(shù)據(jù)在一個(gè)平臺(tái)上，當(dāng)需要提供必要的性能時(shí)，它均能支持三維數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這個(gè)平臺(tái)也提供集成其它數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)，如故障呼叫和用戶信息。這就允許用戶進(jìn)入這個(gè)平臺(tái)而不是只管理“產(chǎn)品”。通過(guò)利用模塊化設(shè)計(jì)，用戶保持選擇最好種類產(chǎn)品的靈活性，包括故障呼叫、調(diào)度和動(dòng)力分析等等。

    一個(gè)完整的DMS產(chǎn)品以自己的優(yōu)勢(shì)，作為一個(gè)建立起來(lái)的集成平臺(tái)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)，還具有至外部系統(tǒng)開(kāi)放的接口和模塊化的內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)。這個(gè)解決方案保證了滿足當(dāng)前要求并且用現(xiàn)有開(kāi)放DMS平臺(tái)簡(jiǎn)單建立新的接口能夠保障適應(yīng)將來(lái)的需要。DMS平臺(tái)提供了對(duì)專家應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)，如：中斷管理、切換管理、動(dòng)力分析、雷暴管理、負(fù)荷管理等。

●  靈活是關(guān)鍵

    使用了獨(dú)立的DMS，應(yīng)用不再限定在特定的GIS或SCADA廠商系統(tǒng)。如果應(yīng)用要與不同的GIS和SCADA系統(tǒng)應(yīng)用合并，這個(gè)應(yīng)用有這樣的選擇，即可以淘汰這些系統(tǒng)，也可以簡(jiǎn)單提供另一接口至新的GIS和SCADA系統(tǒng)。

圖4

    這種靈活性延伸至其它系統(tǒng)的集成，這些系統(tǒng)可以給操作網(wǎng)絡(luò)模型提供數(shù)據(jù)，如轉(zhuǎn)換資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、地產(chǎn)基礎(chǔ)地圖等等。通過(guò)確保DMS標(biāo)準(zhǔn)組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使能夠在最小的花費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn)情況下，得到新軟件功能性的增加。因?yàn)樵趯?shí)用中不需要立即對(duì)負(fù)荷流動(dòng)分析，而可能希望在未來(lái)的時(shí)間里增加這樣的功能。

    那么理想的DMS內(nèi)部結(jié)構(gòu)是：

    ?  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（運(yùn)作網(wǎng)絡(luò)模型）；

    ?  通用接口（GIS，SCADA等）；

    ?  可選軟件模塊（中斷管理、動(dòng)態(tài)評(píng)估等）。

    一個(gè)近似于DMS的標(biāo)準(zhǔn)組件使SCADA、GIS和其它外部系統(tǒng)超過(guò)他們的使用周期并且最終可用任一選中廠商產(chǎn)品所替換。

●  步驟二：通過(guò)Web實(shí)現(xiàn)DMS

    ? 用Web激活組件建立GUI；

    ? 實(shí)現(xiàn)抽象層技術(shù)；

    ? 使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；

    ? 根據(jù)用戶需求使用筆記本或臺(tái)式客戶終端；

    ? 將靈活性作為重要指標(biāo)評(píng)價(jià)DMS系統(tǒng)建立的成功度。

    Web技術(shù)的強(qiáng)大已眾所周知，電子商務(wù)即刻將轉(zhuǎn)變?yōu)闃I(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)。通過(guò)保持“經(jīng)營(yíng)需求應(yīng)該帶動(dòng)技術(shù)方案解決”的真實(shí)位置， 有機(jī)會(huì)在如DMS這樣的運(yùn)作系統(tǒng)中利用Web技術(shù)。需要考慮到所有的經(jīng)營(yíng)要求包括保安性、技術(shù)特性和功能性。

    為什么Web能夠?qū)崿F(xiàn)DMS？

    以DMS的形式建立了中心的、單一的運(yùn)作網(wǎng)絡(luò)模型后則在所需經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域?qū)κ褂迷撓到y(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。

    傳統(tǒng)的方法涉及到在每一工作站運(yùn)轉(zhuǎn)客戶軟件版本，該工作站需要讀取數(shù)據(jù)或DMS的功能。這種傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器的方法雖不是所有領(lǐng)域，而在一些經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域仍是最好的選擇。

圖5

    Web技術(shù)提供了多種利益包括：

    ?  在廣泛供貨給客戶時(shí)減少許可證消費(fèi)；

    ?  減少開(kāi)發(fā)和維護(hù)客戶軟件時(shí)的消耗；

    ?  提供標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)工具和插件程序；

    ?  統(tǒng)一圖形用戶界面（GUI）；

    ?  支持公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

    怎樣使Web能夠?qū)崿F(xiàn)DMS？

    (1)  在專門的Web激活組件上建立GUI。DMS的GUI由一些不同功能組件組成。它們包括網(wǎng)絡(luò)圖表、報(bào)警、事件、曲線、列表和報(bào)告等等。作為單獨(dú)目標(biāo)建立每一組件，用適當(dāng)技術(shù)簡(jiǎn)單化將來(lái)的Web拓展；

    (2)  建立一個(gè)抽象層。建立抽象層是為隔離客戶體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)用程序。這消除了在客戶功能和后臺(tái)技術(shù)間高代價(jià)的依賴，也為集成其它系統(tǒng)提供了中間的通信支持；

    (3)  利用Web服務(wù)器。一個(gè)如IIS或Apache的商用Web服務(wù)器能夠用做Web拓展運(yùn)作入口；

    (4)  根據(jù)用戶需要使用筆記本或臺(tái)式客戶終端。

    筆記本客戶終端

    臨時(shí)存取有限信息的兼職用戶使用一臺(tái)筆記本電腦的方案就能夠滿足需要。選擇筆記本客戶機(jī)只安裝Web瀏覽器即可。由客戶終端做出對(duì)Web服務(wù)器的服務(wù)要求。顯示信息的相應(yīng)時(shí)間應(yīng)該在5秒以內(nèi)，取決于帶寬和Web服務(wù)器遞交圖形的復(fù)雜性，所顯示的信息指網(wǎng)絡(luò)圖表、供給顧客的數(shù)量、轉(zhuǎn)換狀態(tài)等等。選擇用筆記本方案是考慮在接近但不是實(shí)時(shí)的和大多數(shù)非操作型用戶，這在執(zhí)行基本功能方面將受到限制。

    臺(tái)式客戶終端

    需要完整功能和快速響應(yīng)的用戶使用臺(tái)式電腦方案是好的選擇。這意味著更多的程序軟件貯存在機(jī)器里，減少了網(wǎng)絡(luò)通信量并且增強(qiáng)了功能。一個(gè)與ASP、HTML、script、DCOM+、ActiveX、JAVA、XML、SOAP and C#等技術(shù)結(jié)合的方案能夠靈活地適應(yīng)新技術(shù)的出現(xiàn)。不足之處是對(duì)每臺(tái)客戶機(jī)的維護(hù)和DMS許可證開(kāi)銷增加。

●  DMS商業(yè)上運(yùn)用前景

    由于利用了系統(tǒng)集成的所有獨(dú)特策略使DMS在行業(yè)內(nèi)形成明顯的趨勢(shì)。并入GPS移動(dòng)數(shù)據(jù)終端提供了成本節(jié)約和功效改善，且高級(jí)聲音應(yīng)答裝置提高了顧客服務(wù)水平的基準(zhǔn)線，而被叫識(shí)別裝置能通告特殊客戶。這里GPS是被連入計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)，應(yīng)答裝置的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是連接到SCADA系統(tǒng)和測(cè)量信息系統(tǒng)的，通告客戶是指有關(guān)停機(jī)的個(gè)人的、記錄的信息。

    市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)位置的引入加強(qiáng)了測(cè)量問(wèn)題的重要性。集中測(cè)量信息至DMS系統(tǒng)就提供給一個(gè)體系一次機(jī)會(huì)，這個(gè)機(jī)會(huì)不僅監(jiān)視使用數(shù)據(jù)而且要求數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。這樣就能夠從控制中心控制和協(xié)調(diào)客戶負(fù)荷。基于Web的DMS解決方案將提供給內(nèi)部決策者和外部投資者分散任務(wù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，他們還將提供基于Web的報(bào)告工具，保證滿足管理者和顧客的需求。

●  行業(yè)方向

    產(chǎn)品的多樣化已從電氣、煤氣應(yīng)用業(yè)擴(kuò)展到新的服務(wù)業(yè)包括長(zhǎng)途通信業(yè)和銀行業(yè)等等。這些發(fā)展都呈現(xiàn)出對(duì)系統(tǒng)的需求，要求這些系統(tǒng)能夠聯(lián)接客戶經(jīng)營(yíng)、能夠控制所提供的服務(wù)和產(chǎn)品。DMS在集成新的和成熟的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)方面正作為關(guān)鍵技術(shù)顯現(xiàn)出來(lái)。實(shí)用銷售和市場(chǎng)群體已明確看到不斷成長(zhǎng)的客戶對(duì)不同產(chǎn)品和服務(wù)的需求，而現(xiàn)在缺少這樣的技術(shù)或基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)做出選擇。

    實(shí)用行業(yè)的采集更新和合并正在行業(yè)內(nèi)呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)。每一次合并對(duì)公司就有新的挑戰(zhàn)，涉及到扭轉(zhuǎn)經(jīng)營(yíng)方向、集成不同技術(shù)、融合職業(yè)文化和與高水平的改變和不定因素競(jìng)爭(zhēng)。系統(tǒng)需要在快速改變方向上有適應(yīng)性和響應(yīng)性。
在許多電力行業(yè)的專家領(lǐng)域，大多有經(jīng)驗(yàn)者關(guān)注技能連續(xù)性，大多應(yīng)用方向是要通過(guò)遷移詳細(xì)的信息至運(yùn)作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)減少對(duì)經(jīng)歷過(guò)的特殊系統(tǒng)依賴。為了快速、可靠存取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，IT業(yè)在變動(dòng)中的策略是對(duì)潛在能力需要。

●  結(jié)語(yǔ)

    雖然新上馬的SCADA，或稱故障呼叫和客戶信息系統(tǒng)在原來(lái)的版本上增加了特色，但他們實(shí)際上是對(duì)現(xiàn)存系統(tǒng)的全面更換，而DMS這種新技術(shù)給用戶提供了獨(dú)特的利益和機(jī)會(huì)。當(dāng)實(shí)用競(jìng)爭(zhēng)提供成功的工具服務(wù)時(shí)，為了給出競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，他們注重應(yīng)用技術(shù)方面。傳遞今日實(shí)際利益和為將來(lái)的多樣化奠定基礎(chǔ)的策略正在世界范圍內(nèi)采用。采取公司和行業(yè)的全局觀念，考慮選擇DMS方式能夠保護(hù)近遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)利益。利用Web技術(shù)使能夠共同支持公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。集成關(guān)鍵數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，如包含在GIS、SCADA和其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的這些數(shù)據(jù)，給出了推進(jìn)發(fā)展進(jìn)程的基本決定。技術(shù)上的選擇確定了這種靈活，這就是利用標(biāo)準(zhǔn)Web開(kāi)發(fā)工具使用DMS整體解決方案。

    通過(guò)選擇保留著特定GIS或SCADA產(chǎn)品特點(diǎn)的DMS，業(yè)務(wù)上可收到最佳效果，從建立一個(gè)系統(tǒng)并保留最大的靈活的目標(biāo)性到探索將來(lái)的業(yè)務(wù)和技術(shù)的主動(dòng)性。許多成功開(kāi)拓DMS系統(tǒng)的公司明確表示DMS證實(shí)了“集成業(yè)務(wù)而不只是數(shù)據(jù)”。DMS的核心是成功的集成了GIS和SCADA。

    原文引自 www.logicacmg.com 能源與應(yīng)用