电网工程设计管理系统设计及实现

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摘要:在设计企业中，参与设计项目的生产及管理部门较多，设计专业分工细化，跨部门、跨专业协调花费很多的时间、空间成本，采用信息化系统进行工程项目管理成为一种重要手段。笔者以中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司电网工程设计管理为例，介绍通过对原有设计管理系统软硬件的统一规划，进行流程整合，从而达到利用信息化手段以更好地满足电网工程设计管理需要的目的。

关键词:电网;工程设计;管理;分布式系统

0引言

中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司是一个知识密集型大型企业。为确保产品的技术优势及质量，公司原本已建立有细致的专业分工和规范的“三标”管理体系，并对设计过程中重要的项目计划、提资、校审、出版等流程建立了信息化系统。而随着工程规模的增大，参与专业数量增多，系统承载工程数量的增加，系统复杂性与便利性矛盾日益突出，造成三标执行效率不高，影响产品的质量，所以需要对旧系统的服务器资源消耗进行分析，对系统架构部署进行优化，才能更好满足业务需求。下面以电网工程设计管理为例进行说明。

1预期目的

项目预期:对原有的电网工程设计流程及产生的数据进行梳理分析，横向整合，以业务流为主线打通系统原有功能模块，完善主流程支撑系统建设，并开发基于主流程数据的上层应用。

1．1系统能实现的目标

1)流程管理:以业务流为主线，涵盖电网工程设计全过程所有业务活动的信息流转，包括项目投标、任务下达、设总任命、项目计划编制、专业及人员安排、互提资料、成果校审、成品出版、成品归档、设计变更等，并实现生成流程各个环节的ISO9001质量记录表单文件。2)中间文件管理:电网工程设计过程中涉及到的会议通知、出差信息、厂家资料、来往函件、工代信息、会议纪要、批复文件等所有文档统一管理。3)成品管理:设计成品按工程类别、工程名称、设计阶段存放，可快速查阅分析。

1．2辅助系统的预期功能

为更好实现以上目标，配套建设的辅助系统、分析系统包括以下功能:1)电子签名系统:设计成果走完校审流程之后系统自动把人员电子签名带入设计成果签署栏，当图档被他人再次编辑后签名自动失效，以确保图档责任及归属。2)文件加密系统:对过程文件、设计成果进行加密处理，防止非法拷贝，更有效保护公司知识产权。3)标准文件库:汇总各类投标模板、各个设计阶段项目计划模板、专业计划模板、卷册目录模板、计算书模板，供后续工程参照和引用。4)专业知识库:建立各个专业规程规范、技术标准有效清单，并推送给各专业设计人员行业新技术、新动态。5)质量分析系统:对设计校审过程中常见问题、设计变更原因进行统计分析，关注行业质量事故产生的原因和解决途径。6)工日统计系统:结合电力工程专业设计额定工日，对设计人员工作量进行统计汇总。7)决策系统:监控工程项目关键信息指标，生成分析报表，辅助决策，预防潜在风险。

2分布式系统的设计与应用

2．1系统设计原则

核心业务系统设计采用自顶而下、逐层分解的方法，以实际应用需求为出发点并兼顾未来发展方向，系统原型设计、框架设计、数据库设计等整个过程采用标准建模语言UML进行描述。其中框架设计根据需求采用面向对象经典设计模式，使得程序更加强劲、整洁;数据库设计遵循范式理论，把握集中控制、统一审核的原则，保证数据库结构紧凑、分布平衡、定位迅速。前端界面设计采用异步更新等技术提升用户体验，减少用户操作等待时间。核心业务系统与辅助业务系统间信息交互采用Web服务接口标准实现了SOA面向服务架构，采用SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)使系统间通过消息机制实现数据通信协调，保证了松耦合系统在数据、流程和应用上可以无缝集成，消除了信息孤岛。同时系统采用磁盘阵列、数据库读写分离等方法增强数据稳定性，提高访问效率。当业务系统产生新需求时，会根据新需求和本系统的耦合性来判断是模块级还是系统级灵活处置;当旧业务系统的重要程度下降、访问量减少，会对该业务做降级处理，缩小成模块整合到其他系统里面，使得系统扩展性大大提高。

2．2分布式应用

整个体系采用以下分布式技术，实现跨硬件资源管理，以及在现有硬件基础之上系统的高效稳定运行。

2．2．1分布式数据库

为了避免数据库服务器宕机造成整个系统无法运行的情况，核心业务系统与辅助业务数据库分别部署在不同的主机上，数据运行保持相对独立，这就对不同数据库的数据一致性提出了更高的要求。例如:文件归档操作既要更新主系统数据库，使校审—归档—出版流程继续走下去，又要更新档案管理系统数据库，确保归档操作成功，才符合贯标要求。为了保证不同分布数据库的一致性，根据实际情况采用了分布式事务或者消息机制，提高了故障发生时数据的安全性，又使得系统能以较小的代价使数据库完全适应新业务扩展要求。

2．2．2分布式文件系统

系统业务流转会产生大量用户数据，从安全性考虑，各个系统均采用服务程序与用户数据存储分离的策略，而主系统中仅厂家资料、设计成品产生的数据量就达到TB级别，在多用户同时读取大文件的时候存储服务器成为系统瓶颈，导致整个系统可靠性下降。针对以上问题，新系统采用分布式网络存储，通过在Hadoop分布式文件系统HDFS组件基础上进行改造和扩展，将用户数据分散存储到多台独立设备上，各个存储服务器节点统一管理，利用位置服务器定位存储信息，提高了服务器端数据传输速率，增强了系统可靠性。

2．2．3分布式计算

送电线路选址选线经常采用航片等全数字摄影测量技术，后期需要做图形格式转换、纹理分割等影像处理任务来满足设计需要，这其中有大量图片渲染工作;另外，在变电三维设计后期为了增强三维设计成品表现力也需要大量图像渲染工作。由于渲染工作需要密集计算，算法复杂而且数据量大，传统的处理模式在单机性能约束下经常需要几天或者几周才能完成，中间还会出现系统假死无响应等情况，基于Spark/MapReduce的计算框架采用分布式渲染方案，由管理服务器把整个作业进行拆分，交给作业服务器执行，作业服务器可以一边执行，一边向管理服务器汇报各个子任务执行状态，来帮助管理服务器了解执行情况、分配新任务，如果单个任务服务器执行失败，管理服务器会重新分配任务，不会造成整个任务退出，最后每个作业服务器执行完毕则由管理服务器统一收回渲染结果，从而实现主从协同，提高系统吞吐率的效果.

3结果

整个系统的稳定运行为工作流程线上运行提供了坚实的基础，截至目前已经有数百个工程完成了全流程信息化管理。新系统的应用大大提高了中国能建广西院的沟通与协调效率。项目投标、任务下达、设总任命、设计计划编制等任务通过同一个系统快速转到相关人员工作桌面，并即时提醒到信息接收者，提高了信息传递效率，拓展了办公的时间、空间范围。线上业务流程的标准化、规范化也使传统纸质流程发生了革命性变化，比如:工程领域传统出版流程需要为了保证图纸档案唯一性、持久性要使用透明图晒蓝图，对于出版部门来说，整个作业链长，晒图环节还涉及有毒作业;对于档案部门来说，如果该图纸因某工程出版用到而被借出，下一个工程再用到该图纸出版时就要排队等候;对于生产部门来说从透明图产生到真正归档过程中也会发生设计人员未经校审刮改透明图的现象。而出版流程的线上流转、文件传输存储全过程的电子数据化省去透明图过程而直接出蓝图，采用了更可靠的手段加强了图纸档案唯一性、持久性，同时又避免了透明图出版环节存在的弊端，使图纸的归档、出版过程更加可靠、便捷。

4结论

从优化管理流程，提高管理水平和设计效率、质量的目标出发，针对中国能建广西院电网业务设计和管理的要求开发的涵盖市场开发管理、项目计划管理、设计流程管理、成果管理等于一体的设计全过程管理系统，系统地解决了传统信息管理模式存在的问题，提高了中国能建广西院电网工程设计管理水平，分布式系统的应用为可扩展的多样化业务流程提供了坚实的保障，也为后续移动APP应用、数据价值开发、虚拟化等工作开展打下良好基础。

参考文献:

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［2］刘伟，李雅琎，胡志刚．设计模式对软件可维护性影响的定量研究［J］．软件导刊，2016(12):95－97．

［3］王朋珍．分布式系统软件体系结构建模与开发方法研究［J］．信息系统工程，2016(6):40．

作者:邢哲 郑世超 单位:中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司