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單州瑩（1985－）
女，北京人，北京大學化學與分子工程學院在讀本科生。
本文提出了針對GIS/SCADA/OMS三系統的整體解決方案，這一整合不但獨立于單個系統，并且為網絡部署的操作功能性提供了可能性。
綜合應用互無聯系的運作系統（如SCADA和GIS）會有很多困難。大多數系統供應的整體解決方案常常依賴于某一特定的SCADA或GIS系統，這就限制了綜合操作。
本文中提出的整合方案是獨立于任何SCADA或GIS系統的，運用的理念是DMS（分布管理系統），它與任何一種SCADA或GIS系統相聯系，用戶可以從屏幕上獲得遠程信息和即時數據。
獨立的DMS平臺的建立使基于網絡的用戶界面得以實施。本文討論了不同的方案以利用標準的網絡技術在公司傳送即時信息，乃至外部客戶，并且研究了真正的實時工作和功能實現之間的差異以及調整方法。其核心思想是：“解決綜合問題，選擇整體解決方案。”
● 引言
創建高效DMS的系統可以獲得明顯的商業利益。這些利益包括顧客服務質量的提高、網絡可靠性的加強和操作費用的減少。
為了建立先進的DMS系統以達到已有的或未來的要求，必須完成兩個關鍵的步驟：
一是靜態的GIS網絡數據和實時的SCADA數據的集成。這兩個系統的成功集成對于公司而言意味著一個巨大的技術里程碑―一個專一的操作網絡模型；
二是在不失去安全、結果和功能保障的前提下，將這個網絡模型面向整個公司展開。網絡技術為傳送數據提供的獨特幫助在于，來源于后臺計算機系統的數據可以滿足廣大用戶的個人需求。
實用行業需要經歷無數的合并和更新過程，這種反復使設計一個實效的DMS框架變得錯綜復雜。每一次合并都會產生更新的SCADA和GIS系統，而整體DMS系統必須兼容這些系統。
● 商業目的
分布管理系統具有提供實質性商業利益的能力，包括一系列的效率提升和應用在商業中操作和非操作領域的用戶服務工具。除了DMS系統供給的核心受益者，如監控室操作員、調度員等，其他的眾多潛在受益者包括客戶、系統設計人員、能源經銷商、媒體工作人員和供應廠商。
DMS對電氣設備的直接益處包括工作程序標準化、手動任務自動化、網絡操作水平的提升和服務可靠性的進步，其它的益處包括使處理用戶疑問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系統設計的具體構成無關，但支持進一步應用的能力才真正能夠檢驗DMS設計的堅固性，一些設備已經在探索這一點。
工業行為的規范者將繼續要求提供更強大的穩定性和網絡中斷的報告。市場競爭將迫使產品和服務功能進一步細化。這些不斷提高的要求能否實現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、用戶關系管理（CRM）和工作管理這些系統都盡全力試圖有效管理網絡和用戶。當這些系統很好的維持它們的功能的同時，只有互相聯系和兼容的能力才能使它們給商業帶來最大的利潤。各操作系統集成后的信息可以為決策工作提供附加的價值。為了集成這些系統，人們已經做了很多工作。無論從短期還是長期決策的角度看，尋求解決這個問題的辦法都需要一個總體的戰略步驟。
● 步驟一：完成操作網絡模型
工作設備已經擁有一些不同的網絡模型。GIS系統通常是主要的靜態網絡模型儲存庫，包括儲存連通和特性數據。SCADA系統掌握大量網絡元素的即時狀況。而其它次要的系統會掌握針對用戶或設備的具體網絡數據。
如果分別從GIS和SCADA系統中獲得的互無聯系的數據要被集成，那么應該怎么做到？并且什么才是儲存這一單獨的即時的操作網絡模型的最佳地點呢？這主要有三種選擇。
? 選擇一：在SCADA系統中建立DMS
? 選擇二：在GIS系統中建立DMS
? 選擇三：將DMS作為一個獨立平臺建立
選擇一：在SCADA系統中建立DMS
上世紀90年代的早期就已經完成了將GIS數據調入一個實時SCADA系統的工作，并且已被應用到不同的項目中。然而人們的目標是使SCADA系統有別于它原始的設計特征。
從根本上說，要將SCADA系統設計成為擁有預設大小的數據庫，高速的數據處理程序，高可靠性和比較簡單的圖形顯示功能。和GIS系統相關的數據欄要明顯高于傳統的SCADA系統。空間數據顯示功能與基本的單線設計的SCADA系統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調犧牲，比如簡化網絡模型。
圖1
圖2
選擇二：在GIS系統中建立DMS
GIS系統最初不是做為實時運作工具設計使用的。GIS平臺也很少以某種方式施展，該方式是指保證每天24時無故障的利用率。GIS系統原來的功能是要存儲數據，提供一套工具，該工具用來對其它系統保存數據并允許方便的輸入輸出數據。
用地理數據集成實時數據是作為經營需要才開發的，GIS公司意識到了這一點并開始調整策略來變動他們的系統。然而這種變動提供了比預期更復雜的運作。需要有效處理實時動態數據系統的功能在一個平臺上完成是困難的，該平臺執行這么高輸入輸出水平是達不到的。雖然GIS公司現已采取了重要的步驟，但保證每天24時的利用率和達每秒（暴雨條件每10秒或20秒才能做到）200個事件實時數據處理能力，仍很難達到。
選擇三：將DMS作為一個獨立平臺建立
對綜合挑戰解決方案的決定從識別正確的哲學位置開始，根據這個位置做出決定。大多應用公司正采用的哲學是包括選擇最好種類產品、利用模塊化設計方法和滿足基本經營需要來推動這個技術體系結構。
圖3
SCADA系統在顯示三維數據方面有較大的限制，GIS系統在管理實時數據方面有內在的缺陷，都不能提供對行業的優化解決方案。這兩項選擇涉及到每一系統特殊特性的折中方案，對其它經營系統的進一步發展的硬性限制。
因此一個合理的結論是集成SCADA和GIS數據在一個平臺上，當需要提供必要的性能時，它均能支持三維數據和實時數據。這個平臺也提供集成其它數據和相關技術的基礎，如故障呼叫和用戶信息。這就允許用戶進入這個平臺而不是只管理“產品”。通過利用模塊化設計，用戶保持選擇最好種類產品的靈活性，包括故障呼叫、調度和動力分析等等。
一個完整的DMS產品以自己的優勢，作為一個建立起來的集成平臺處理實時數據和三維數據，還具有至外部系統開放的接口和模塊化的內部軟件結構。這個解決方案保證了滿足當前要求并且用現有開放DMS平臺簡單建立新的接口能夠保障適應將來的需要。DMS平臺提供了對專家應用軟件的基礎，如：中斷管理、切換管理、動力分析、雷暴管理、負荷管理等。
● 靈活是關鍵
使用了獨立的DMS，應用不再限定在特定的GIS或SCADA廠商系統。如果應用要與不同的GIS和SCADA系統應用合并，這個應用有這樣的選擇，即可以淘汰這些系統，也可以簡單提供另一接口至新的GIS和SCADA系統。
圖4
這種靈活性延伸至其它系統的集成，這些系統可以給操作網絡模型提供數據，如轉換資產數據庫、地產基礎地圖等等。通過確保DMS標準組件內部結構，使能夠在最小的花費和風險情況下，得到新軟件功能性的增加。因為在實用中不需要立即對負荷流動分析，而可能希望在未來的時間里增加這樣的功能。
那么理想的DMS內部結構是：
? 實時數據庫（運作網絡模型）；
? 通用接口（GIS，SCADA等）；
? 可選軟件模塊（中斷管理、動態評估等）。
一個近似于DMS的標準組件使SCADA、GIS和其它外部系統超過他們的使用周期并且最終可用任一選中廠商產品所替換。
● 步驟二：通過Web實現DMS
? 用Web激活組件建立GUI；
? 實現抽象層技術；
? 使用網絡服務器；
? 根據用戶需求使用筆記本或臺式客戶終端；
? 將靈活性作為重要指標評價DMS系統建立的成功度。
Web技術的強大已眾所周知，電子商務即刻將轉變為業務經營。通過保持“經營需求應該帶動技術方案解決”的真實位置， 有機會在如DMS這樣的運作系統中利用Web技術。需要考慮到所有的經營要求包括保安性、技術特性和功能性。
為什么Web能夠實現DMS？
以DMS的形式建立了中心的、單一的運作網絡模型后則在所需經營領域對使用該系統提出了挑戰。
傳統的方法涉及到在每一工作站運轉客戶軟件版本，該工作站需要讀取數據或DMS的功能。這種傳統的客戶/服務器的方法雖不是所有領域，而在一些經營領域仍是最好的選擇。
圖5
Web技術提供了多種利益包括：
? 在廣泛供貨給客戶時減少許可證消費；
? 減少開發和維護客戶軟件時的消耗；
? 提供標準開發工具和插件程序；
? 統一圖形用戶界面（GUI）；
? 支持公共基礎設施建設。
怎樣使Web能夠實現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。它們包括網絡圖表、報警、事件、曲線、列表和報告等等。作為單獨目標建立每一組件，用適當技術簡單化將來的Web拓展；
(2) 建立一個抽象層。建立抽象層是為隔離客戶體系結構和數據庫服務器應用程序。這消除了在客戶功能和后臺技術間高代價的依賴，也為集成其它系統提供了中間的通信支持；
(3) 利用Web服務器。一個如IIS或Apache的商用Web服務器能夠用做Web拓展運作入口；
(4) 根據用戶需要使用筆記本或臺式客戶終端。
筆記本客戶終端
臨時存取有限信息的兼職用戶使用一臺筆記本電腦的方案就能夠滿足需要。選擇筆記本客戶機只安裝Web瀏覽器即可。由客戶終端做出對Web服務器的服務要求。顯示信息的相應時間應該在5秒以內，取決于帶寬和Web服務器遞交圖形的復雜性，所顯示的信息指網絡圖表、供給顧客的數量、轉換狀態等等。選擇用筆記本方案是考慮在接近但不是實時的和大多數非操作型用戶，這在執行基本功能方面將受到限制。
臺式客戶終端
需要完整功能和快速響應的用戶使用臺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器里，減少了網絡通信量并且增強了功能。一個與ASP、HTML、script、DCOM+、ActiveX、JAVA、XML、SOAP and C#等技術結合的方案能夠靈活地適應新技術的出現。不足之處是對每臺客戶機的維護和DMS許可證開銷增加。
● DMS商業上運用前景
由于利用了系統集成的所有獨特策略使DMS在行業內形成明顯的趨勢。并入GPS移動數據終端提供了成本節約和功效改善，且高級聲音應答裝置提高了顧客服務水平的基準線，而被叫識別裝置能通告特殊客戶。這里GPS是被連入計算機輔助調度系統的全球定位系統，應答裝置的動態數據是連接到SCADA系統和測量信息系統的，通告客戶是指有關停機的個人的、記錄的信息。
市場競爭位置的引入加強了測量問題的重要性。集中測量信息至DMS系統就提供給一個體系一次機會，這個機會不僅監視使用數據而且要求數據的質量和可靠性。這樣就能夠從控制中心控制和協調客戶負荷。基于Web的DMS解決方案將提供給內部決策者和外部投資者分散任務關鍵數據，他們還將提供基于Web的報告工具，保證滿足管理者和顧客的需求。
● 行業方向
產品的多樣化已從電氣、煤氣應用業擴展到新的服務業包括長途通信業和銀行業等等。這些發展都呈現出對系統的需求，要求這些系統能夠聯接客戶經營、能夠控制所提供的服務和產品。DMS在集成新的和成熟的競爭技術方面正作為關鍵技術顯現出來。實用銷售和市場群體已明確看到不斷成長的客戶對不同產品和服務的需求，而現在缺少這樣的技術或基礎設施來做出選擇。
實用行業的采集更新和合并正在行業內呈不斷增長趨勢。每一次合并對公司就有新的挑戰，涉及到扭轉經營方向、集成不同技術、融合職業文化和與高水平的改變和不定因素競爭。系統需要在快速改變方向上有適應性和響應性。
在許多電力行業的專家領域，大多有經驗者關注技能連續性，大多應用方向是要通過遷移詳細的信息至運作計算機系統來減少對經歷過的特殊系統依賴。為了快速、可靠存取關鍵數據，IT業在變動中的策略是對潛在能力需要。
● 結語
雖然新上馬的SCADA，或稱故障呼叫和客戶信息系統在原來的版本上增加了特色，但他們實際上是對現存系統的全面更換，而DMS這種新技術給用戶提供了獨特的利益和機會。當實用競爭提供成功的工具服務時，為了給出競爭優勢，他們注重應用技術方面。傳遞今日實際利益和為將來的多樣化奠定基礎的策略正在世界范圍內采用。采取公司和行業的全局觀念，考慮選擇DMS方式能夠保護近遠期業務利益。利用Web技術使能夠共同支持公共基礎設施建設。集成關鍵數據的挑戰，如包含在GIS、SCADA和其它業務系統中的這些數據，給出了推進發展進程的基本決定。技術上的選擇確定了這種靈活，這就是利用標準Web開發工具使用DMS整體解決方案。
通過選擇保留著特定GIS或SCADA產品特點的DMS，業務上可收到最佳效果，從建立一個系統并保留最大的靈活的目標性到探索將來的業務和技術的主動性。許多成功開拓DMS系統的公司明確表示DMS證實了“集成業務而不只是數據”。DMS的核心是成功的集成了GIS和SCADA。
原文引自 www.logicacmg.com 能源與應用
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號