生产管理的综合信息系统金竹声1，周庆捷2
（1．嘉兴电力局，浙江省嘉兴市314000； 2．华北电力大学，河北省保定市071003）
根据信息系统建设的一般规律，结合供电企业的生产实际，提出了全局信息一体化的面向基础数据的数据库设计方法，给出了输变电运行和生产综合信息系统的应用软件设计与实现方法，尤其是变电站高级应用软件的实现，介绍了嘉兴电力局输变电运行和生产综合信息系统的主要功能和进一步发展的方向。
关键词：输变电生产；信息；面向数据；基础数据库
1 问题的提出
我国电力系统发展很快，电网及变电站运行的自动化水平也有了大幅度提高，一些变电站实现了无人值班运行然而变电运行的管理水平还基本停留在传统的模式上。如何使输变电生产管理与变电运行紧密结合，使输变电管理自动化水平与变电运行自动化发展相适应，已经成为电网发展的重要内容。为此，嘉兴电力局提出了建立“输变电运行和生产综合信息系统”的方案。
目前，国内某些地区供电企业已建立了全局管理信息系统，其中含有生产管理子系统。但多数生产管理子系统规模较小，未能从基础数据方面解决好变电运行与检修和输电运行与检修之间的关系，未能将变电站的日常工作纳入系统，未能从基本班组工作入手，未能实现变电站远程数据库连接，未能与运行自动化系统紧密结合，也未能将网络化的仿真培训统一考虑。因此与现场实际工作有一定差距，不能充分发挥计算机自动化管理的作用。
嘉兴电力局建立输变电运行和生产综合信息系统的目的，就是将输变电生产管理自动化与变电运行及电网运行自动化有机地结合起来，从根本上提高整个电力生产的自动化水平。该系统既是一个适应输变电生产的相对独立的网络系统，又是将要建设的全局管理信息系统（MIS）的一个子系统，信息规划整体考虑，可方便地实现全局信息共享。本文从全局信息一体化的角度，介绍了整个系统的构成，论述了面向信息的设计方法及应用软件概况，同时也分析了该系统进一步发展的方向。
2 输变电运行和生产综合信息系统的功能
输变电生产是供电企业的第一线，多年来已积累了丰富的经验，形成了一整套行之有效的生产管理方法［1，2］，是供电企业中管理较为规范的部门。按照ISO9001中生产管理标准化的要求，生产过程应清晰、合理、可控，并且应贯穿于生产全过程。任何生产过程数据都可追述。通过对供电生产特点的归纳与总结，依据规范化、标准化生产管理的要求，其整个系统的功能可用图1表示。局端与变电站端可以采用任何一种广域网相连接。目前嘉兴电力局到变电站的光纤环网即将连通。整个系统的功能包括：图1 综合网络信息系统的组成
1）生技处的专责管理，可以实现同可靠性统计软件的连接；2）高压工区的运行生产综合管理；3）修试工区的检修生产综合管理；4）线路工区的线路运行及检修综合管理；5）变电站端设备检修录入与查询统计；6）变电站端运行综合管理（含缺陷管理）；7）变电站端工作票及操作票；8）变电站运行日志；9）变电站实时数据获取统计。
由于集成了变电站操作票专家系统软件和变电站实时数据获取软件（实时数据可以从变电站自动化的后台机中得到，也可以从RTU中得到），以及运行日志模块，使得变电运行的数据仅有日志、实时数据、操作票和工作票这样几个入口。同时变电检修的数据也可以从变电站中直接获取，实现了数据源的唯一性。
3 面向基础数据的数据库设计
在以往的管理信息系统开发中，人们只重视应用方的需求分析，而忽视了基础数据的统计、分析与设计。这样开发的系统在投运后的一个时期内是好用的，但随着企业管理体制的改革会使得系统不再适应，这种开发方法可称之为“面向应用的开发方法”。考虑到以上因素，在开发输变电运行和生产综合信息系统时，采用了“面向基础数据的开发方法”。该方法的要求是对生产中的所有信息进行分析，分解出基础数据信息和派生信息，对基础数据信息按照国家信息化建设的统一编码规范进行编码，使得每一个基础数据都有唯一的代码。基于这样的基础数据构造基础数据库，并从基础数据库再设计二级和三级派生数据库。整个数据库只有一个基础数据源。线路杆塔的编码情况如表1和表2所示。
表1 线路杆塔编码示例整个基础数据库按照全局信息网建设的要求设计。这里既包括设备数据，也包括设备缺陷、设备状态、工作及操作内容、实时运行等各类动态数据。
4 应用软件设计方法与实现
根据实际系统的功能要求和基础数据库以及派生的二、三级数据库，进行输变电生产系统的应用软件设计。应用软件分局端应用软件和站端应用软件，考虑到应用软件的复杂性和目前连接到变电站的广域网带宽的限制，应用软件采用C／S（客户／服务器）和B／S（浏览器／服务器）相结合的方式。局端应用软件除线路与修试各班组外，主要功能是全网信息的统计分析，如缺陷情况、电压合格率、设备评级、两票情况、绝缘情况等等。站端应用软件除了具有一般的数据库功能外，还有一些同变电站工作密切相关的高级应用软件。
4．1 变电站操作票专家系统
变电站操作票专家系统是人工智能理论与方法在电力系统中应用最早的领域之一。本系统中的操作票专家系统采用全图形界面设计，提出并应用了群组状态转移推理的理论和方法。在创建应用系统时，将某一类操作任务的设备目标态输入系统。在生成该任务的操作票时，在线采集各设备当前状态（初态），这样内部推理机制可将任意情况下的初态推理到目标态。推理过程中自动形成该操作任务的操作序列——操作票（该内容在另文发表，此处不再详述）。由于采用全图形界面，应用起来十分方便，它既可以在线实时推理出任何一张完整的操作票，又可以只应用其校核功能在图形上进行手工开票。同时此系统含有完整的防误操作逻辑，因此它又是一个变电站防误操作闭锁软件。配以电脑钥匙及编码锁，就是一套功能齐全的变电站防误操作闭锁系统。由于有变电站实时运行数据支撑，使得系统运行更加可靠实用。所有操作票可直接进入数据库。
4．2 一、二种工作票系统
分别与停电是否有关的一、二种工作票系统，是录入、生成、校验、管理和传送工作票的系统。它是一个流过程，贯穿于生技部门、各生产工区和变电站之间。软件设计中除应考虑填写过程的简洁和智能校核功能外，还应考虑流的安全性和可控性，采用数字签名或指纹签名的方法进行安全性认证。已结束的工作票也可直接进入数据库。
4．3 变电运行实时数据获取及当地功能软件
在将来的全局信息系统中输变电运行和生产综合信息系统中，可以从调度SCADA系统中获取实时数据［3］，但考虑到安全性和可行性以及变电运行生产的特殊性，有必要在变电站内或在无人值班变电站的中心集控站内，设置实时数据获取软件。在软件实现中，可以从变电站自动化后台机获取实时信息，也可以从变电站RTU中截取实时信息，对无人值班变电站可从操作队的监控计算机网络上获取实时数据。这些实时数据即可用于变电站当地功能，如实时画面显示，运行曲线等，又可以直接进入综合管理库，实现运行统计和分析。同时它也是操作票专家系统的前端。
4．4 运行日志系统
变电及线路的运行日志是日常工作的流水帐，它是运行管理数据的重要入口，绝大多数运行数据都来源于此。考虑到运行人员的实际情况，日志系统应尽可能少输入汉字，而采用分类短语的方法记入。
以上这些软件的实现极大地提升了本生产系统的应用水平，使得输变电生产系统朝着智能化、管理同运行一体化方向大大迈进了一步。
5 进一步发展趋势
在已有的基于全局信息一体化的输变电运行和生产综合信息系统基础上，我们正在考虑下一步的发展建设：（1）电量计费系统的数据入库与统计分析； （2）变电站二次设备信息（如故障信息）的入库与统计分析； （3）增加网络化远程仿真培训功能，使得技能培训融入生产过程中；（4）数字录音信息入库与统计；（5）变电站通信设备的状态监视和入库；（6）图象监视和烟火报警；（7）设备状态检修分析辅助决策功能。由于有了到变电站的TCP／IP通道，使得变电运行与检修、线路运行与检修更加紧密结合，全局的信息化建设和应用深入生产第一线，供电企业ISO9001贯标成为可能。这种数据整体设计，应用自下而上的实施，分层分步投入，必将使整个供电企业的运行及管理水平再上新台阶。
6 结束语
本文从供电企业的生产实际出发，在综合考虑输变电生产的特殊性、一般性及其规范性的基础上，从全局信息一体化规划设计的角度，论述了系统的功能组成和数据库与应用软件的设计实现方法。介绍了嘉兴电力局输变电运行和生产综合信息系统进一步的发展方向。这些应用的实施为电力企业向规范化管理和电力市场运营提供了必要的手段。
