EMS 能源管理平台数据加工服务概要设计说明书.doc
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1、EMS V1.31能源管理系统数据加工服务概要设计说明书V1.00目 录1 引言11.1 编写目的11.2 项目背景11.3 定义11.4 参考资料22 任务概述32.1 目标32.1.1 服务模式32.1.2 总体目标32.2运行环境42.2.1 硬件环境42.2.2 软件环境42.2.3 开发环境42.3 需求描述52.3.1 统计需求52.3.1.1 能耗统计52.3.1.2非能耗统计52.3.1.3 费用统计52.3.2数据异常加工处理52.3.3 断点续传统计服务52.3.3 非功能需求62.4 条件与限制73 总体设计83.1 总体结构83.2 业务方案94 模块设计104.1统计
2、服务104.1.1区域设备映射配置104.1.1.1功能描述104.1.1.2业务处理流程104.1.2能耗/非能耗统计114.1.2.1功能描述114.1.3 费用统计144.2 数据异常判断与修复174.2.1 实现方案174.2.2 数据流程184.2.3 数据库表结构204.3 断点续传功能214.3.1 实现方案214.3.2 数据流程234.3.3 数据库表结构235 数据库说明255.1.平台表255.2应用表266 系统安全设计316.1 应用系统安全性设计316.2 数据存储安全性设计31 WXF-9000V1.31数据加工服务概要设计说明书V1.001 引言1.1 编写目的
3、本文档是对WXFWXF-9000V1.31强弱电一体化平台系统软件(以下简称WXF-9000系统或本系统)中的平台功能进行详细分析和讨论后得出的分析说明书,旨在明确本软件模块的功能需求。通过本说明书,可以了解到本软件的开发背景、建设要求、功能需求等。各个模块的开发人员阅读此文档后,以各个模块的功能为基础,兼顾配合服务器模块,完成各自模块的功能。本文档面向的读者是: WXF-9000V1.31项目组各成员。1.2 项目背景1.3 定义下表列出本报告中专门术语的定义、英文缩写词的原词组和意义、项目组内达成一致意见的专用词汇,同时继承全部的先前过程中定义过的词汇。词汇名称词汇含义备注TSTable
4、Sample,采样表,用来存储历史采样数据TS_M5_存储五分钟数据的采样表TS_M5_XXX存储五分钟采样数据的表,目前XXX代表000999TSServerU.exe后台服务器软件WXFDllU.dll后台公共接口库文件Mmi_jk.dll后台规约文件TS_M5_EXT_XXX五分钟数据的采样表的对应关系表,存储内容包括数据有效时间、标志TS_DEVICEORIGVALUE_20XXXX断点续传原始数据表,XXXX代表年月,如TS_DEVICEORIGVALUE_201409Web Service能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件, 就可相互交换数据或集
5、成。Web Service是自描述、 自包含的可用网络模块, 可以执行具体的业务功能,业务功能主要是与后台服务器进行通讯,获取需要的实时数据。1.4 参考资料编号资料名称说明1EMSV1.31 系统需求梳理 整合 4.xls2C+编程规范.doc3WXF-9000能源管理系统平台软件V1.1 数据库设计说明书V1.00.doc第 29 页 2 任务概述2.1 目标2.1.1 服务模式 公司基于“平台战略”提出的新一代能效管理+机电运维软件平台,目标是建立一个高度开放的,可扩展的,面向能源和数字机电大数据的运营支持平台,即建筑能源与设备运维平台EMS1.3平台。在WXF整体战略的驱动下,EMS1
6、.3系统研发的目标定位是运用物联网(Internet of iThing, IoT)、大数据分析,依靠能源与机电设备管理两大核心体系为支撑,以强弱电一体化监控和大数据挖掘分析为基础,以运维为核心理念,构建新一代数字机电智慧运维平台系统。2.1.2 总体目标 EMS1.3项目总体研制的功能模型如图所示。系统向下遵循国家标准、行业标准和企业内部标准规定,接入计量仪表、环境传感、暖通空调、智能照明和楼宇自控等多种类型的底层设备,并通过这些底层设备实现对物理世界的感知和控制操作。对于应用客户,由客户建设硬件基础设施并安装部署企业级系统,接入数据进行处理,并提供能效管理和设备运维应用服务。客户较少投资额
7、度而且以动态灵活配置的方式使用EMS软件服务,平台数据服务提供开放接口,可供第三方应用开发者调用和研发新型应用,并纳入WXF整体的能效管理和设备运维生态圈。2.2运行环境2.2.1 硬件环境服务器端-硬件环境类别要求备注CPU主频2.4 GHz或以上CPU内核2核或以上内存8.0 GB或以上主机硬盘500GB或以上UPS2KVA及以上网卡100M或1000M客户端-硬件环境类别要求备注CPU主频2.0 GHz或以上CPU内核2核及以上内存2.0 GB或以上主机硬盘250GB或以上网卡100M或1000M2.2.2 软件环境软件环境类别要求备注操作系统Windows 2003/2008 R2 3
8、2位企业版/Windows XP SP3/Win7 32bit旗舰版数据库MS SQL Server 2008企业版(32bit)2.2.3 开发环境软件环境类别要求备注操作系统Windows 2003/2008 R2 32位企业版/Windows XP SP3/Win7 32bit旗舰版数据库MS SQL Server 2008企业版(32bit)软件开发平台Microsoft Visual Studio 20082.3 需求描述2.3.1 统计需求2.3.1.1 能耗统计l 设备、区域各类型能耗统计设备能耗统计(包括分类:电、水、气;分项:照明、空调、动力、特殊及自定义类型,具体由现场确定
9、);区域时能耗统计(包括分类:电、水、气;分项:照明、空调、动力、特殊及自定义类型,具体由现场确定);l 能适应灵活的统计时间颗粒。统计颗粒度包括(10、15、20、30、60、日、月)。l 统计对象包括设备能耗、区域能耗(区域是广义的,包括业态、位置区域及扩展的区域);2.3.1.2非能耗统计l 支持对电压、电流、功率、温度等非能耗数据的统计入库。l 设备非能耗数据(1-Ua,2-Ub,3-Uc,4-Uab,5-Ubc,6-Uca,7-有功功率,8-无功功率,9-频率,10-MIa,11-MIb,12-MIc,13-功率因素,15-正向无功电度,16-温度,17-湿度,根据平台配置需求而定)
10、;l 适应灵活的非能耗数据统计时间颗粒。2.3.1.3 费用统计l 分时计费支持区域、设备尖峰平谷费用统计;l 平价计费支持区域、设备电平价费用统计;支持区域、设备水平价费用统计;l 阶梯计费支持区域、设备电阶梯费用统计;支持区域、设备水阶梯费用统计;2.3.2数据异常加工处理包括:l 异常数据的判断及入库;l 异常数据的修复;l 缺点数据的补录。2.3.3 断点续传统计服务 现场通讯管理机与后台系统断链后,数据保存于管理机中。当重新建链后,后台接收断点数据并存储。断点继传统计服务将断点相关的设备、区域重新统计入库。对于数据异常修复的点,统计服务重新统计入库。2.3.3 非功能需求本节记录对概
11、要设计具有重要影响的软件需求和约束,描述相关的重要决策和决策的原因。这些决策一般对设计有很大影响,它们的改变很难通过设计技巧来屏蔽,例如所选用的开发语言,所选用的平台、组件和框架,对关键业务,类和方法的处理等。2.3.3.1 性能需求1、监测和分析1、监测性能1开关量变位传送时间(采集器到系统页面)3 s2模拟量数据刷新时间(采集器到系统页面)3 s3告警刷新时间(采集器到系统页面)3 s4历史数据库采样数据点间隔10分钟1天,可调2、分析性能1页面切换、调用响应时间3 s2统计性数据查询响应时间10 s3分析性数据查询响应时间10 s4诊断性数据查询响应时间10 s2、控制类N/A1定时控制
12、组100个2定时控制组中的项100个3联动控制组100个4联动控制项100个5联动条件检查周期3 s6控制执行时间3 s7控制操作正确率99.93、负荷率N/A1服务器CPU平均负荷率(正常运行任意30min内)302服务器CPU平均负荷率(系统故障10s内)503网络负荷率(正常运行任意30min内)204网络负荷率(系统故障10s内)302.3.3.2 可扩展性需求2.3.3.3 可测试性需求测试用例1测试用例22.3.3.4 可维护性需求2.3.3.5 容量需求1、系统容量N/A1实时数据库支持的数据点总数(单套服务器)150,000点2实时数据库支持的遥控5,000点3实时数据库支持的
13、计算量2,000点4历史数据库采样数据点个数50,000点5存储时间10年6数据采集器数量100个1、历史采样数据存储容量为128000点,应用服务程序做好兼容大于128000点数据的功能,平台预留接口,以备以后扩展;2、前置、后台断点续传的数据以15分钟间隔存储离线数据,可存储至少一个月的数据;3、实时数据库支持的遥控 =3年;5、接入后台的前置数据=30个。2.4 条件与限制对系统其它的一些条件和限制:1、对于一些公共的、经常使用的代码或函数,避免频繁复制,可封装成公共类或库;2、代码中做好注释,避免无用注释的出现,以增加可维护性;3、尽量减少人工配置,增加默认属性,以增强易用性;4、代码
14、中尽量使用标准STL的内容,以增加系统可移植性;5、做系统设计时,尽量考虑以前老版本的功能,以增加系统的兼容性。6、经过Web Service服务程序到后台服务器读取10000个配置点以内的数据时间=5秒;7、B/S组态图形软件获取500个实时数据值时,从发出请求到数据返回时间=3秒;8、128000个采样数据点在保存到数据库表的时间=120秒(此时间有点长,需要进一步优化);9、模拟量、脉冲量、开关量总数在=150000时,主备服务器切换的时间=30秒;10、从Web Service下发控制命令到前端设备动作的时间 =3秒。3 总体设计3.1 总体结构系统采用三层C/S或B/S架构,其中数据
15、采集层的功能是通过各个数据采集器、OPC服务器、其它系统将底层各种物理设备、传感器、其它系统数据接入,通过企业内部传输协议将数据统一上传给平台处理层。平台处理层的功能为,收到采集设备数据,经过规约转换,数据进入实时库,提供告警、数据修复、二次采样入库、数据基础分析功能,并将分析、处理之后的数据录入历史数据库。业务展现层的功能为,从平台侧实时库和历史库获取相关信息,支持配电、能管、照明、计费、环境监控、设备运维等业务功能,为用户提供专业服务。3.2 业务方案整个系统由前置机、主备模式、数据库服务器、WEB只读数据库、防火墙(如果有的话)组成。对于前置上送的实时数据、断点数据,后台服务器保存到历史
16、采样表中,历史服务程序定时对数据进行异常判断、对数据进行修复,由MS SQL自带的同步功能(SQL2008或以上版本)把历史采样数据同步到WEB数据库(只读)中,以便在中间加入防火墙进行隔离。当B/S客户端有数据修改时,通过Web Service服务把数据写入后台数据库中。数据库服务器中的数据采用配置数据、历史采样数据分文件的方式,减少对某个磁盘I/O的频繁访问;由于历史采样数据、加工后的数据量较大,采用分区表的方式,提高查询效率。4 模块设计4.1统计服务4.1.1区域设备映射配置4.1.1.1功能描述 区域映射配置是为了建立区域与设备关联关系。在EMSV1.3版本中采用的是在在WEB端配置
17、,并将配置信息存入区域设备映射表中。此方式在区域底下挂有很多设备时,设备集合字符串过长,由于平台缓存做限定,就会导致解析错误,并且当映射表条数很多时,读取也会耗时很多。因此在V1.3版本中将统计映射配置信息生成放在C/S端,通过建立一线程,专门进行配置信息的生成。4.1.1.2业务处理流程5.1.2.3配置文件说明WXF-9000安装文件夹下parameter/BaseAreaDevConfig.ini参数配置文件名:BaseAreaDevConfig.ini路径:parameter内容:EnableCfgDataCfg=1DataUnionCfg1=01000:1,2,3,41=02000:
18、5,6,7说明:DataCfg=1 1表示配置信息有效1=01000:1,2,3,4;设置1代表区域id,01000是分类分项代码,1,2,3,4是设备集合。4.1.2能耗/非能耗统计统计服务首先加载统计配置信息,包括统计颗粒度、统计类型、采样配置、设备信息、区域信息,建立统计信息生产队列和消费信息队列。统计信息生产队列包括能耗(电度、流量等)、非能耗(电压、电流、温度等);消费队列包括能耗处理、非能耗处理。4.1.2.1功能描述能耗统计包括区域、设备的能耗统计,具体如下:l 区域(业态功能区、位置区域等)各分类分项统计颗粒度统计;l 设备各分类分项统计颗粒度统计;l 统计颗粒根据现场配置,统
19、计颗粒度包括(10、15、20、30、60、日、月)。l 统计对象包括设备能耗、区域能耗(区域是广义的,包括业态、位置区域及扩展的区域,通过区域类型字段区分)、设备非能耗数据(1-Ua,2-Ub,3-Uc,4-Uab,5-Ubc,6-Uca,7-有功功率,8-无功功率,9-频率,10-MIa,11-MIb,12-MIc,13-功率因素,15-正向无功电度,16-温度,17-湿度,18-变压器视在电度,19-冷冻站制冷量,20-锅炉蒸汽量,21-制氧站的氧气产出量,22-冷却水等)4.1.2.2业务处理流程程序启动后,初始化统计信息,根据统计对象信息,建立统计队列,以颗粒度类型建立一个处理线程,
20、通过建立多线程并行处理数据,当统计颗粒时间到时,从生产队列获取相应时段的生产记录进行统计处理。区域统计在设备统计后进行。 能耗统计处理流程4.1.2.3 相关信息表及字段获取说明l 分类分项信息分类分项是从TB_BECM_COUNTTYPE表DESCRIPTION字段获取,关联与设备分类分项统计、区域分类分项统计;分类分项父节点通过PARENTID字段获取,0表示最高级;l 设备信息设备索引对应TB_DEVICE中的ID;设备所属父设备通过TB_DEVICE中的PARENTDEV字段获取,0是最高级父节点;设备是否是所属区域总表标志通过TB_DEVICE_PROPERTY中的DEVICE_HE
21、AD_NUM;设备所属区域通过TB_EMS_DEVICE_RELATION中CLASSID、AREAID;l 区域信息区域ID是从TB_AREA中ID是区域索引获取;区域父节点通过PARENTID字段,0是最高级父区域;4.1.2.4统计步骤说明l 加载统计颗粒表(TD_EMS_CountConfig)获取统计颗粒;l 加载采样类型表TD_EMS_CouWXFampleConfig;l 加载采样配置对应表TB_SAMPLE5MIN_EXT,获取设备与采样对应表;l 加载区域(tb_area)及其区域关联表(TB_EMS_DEVICE_RELATION),获取区域相关信息;l 加载区域/设备映射
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- 关 键 词:
- 综合能源、能源管理、方案设计
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