0引言

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大，省調(diào)管轄的發(fā)電廠、變電站也日益增多，各廠、局繼電保護專業(yè)管理的二次圖紙五花八門。目前，安徽省各廠、局已將所管轄的二次設(shè)備圖紙利用AUTOCAD繪圖軟件輸入了微機，但省調(diào)與廠、站縱向之間和廠、站橫向之間不能做到二次圖紙資源的共享，各單位的二次圖紙庫實際是個信息孤島，這種局面給專業(yè)人員帶來很多不便。

眾所周知，繼電保護圖紙對專業(yè)人員來說是至關(guān)重要的工具，如果專業(yè)人員沒有圖紙，是無法進行任何繼電保護專業(yè)工作的。而繼電保護圖紙的繪制又是件費時費力的工作，如果全省繼電保護圖紙資源能共享將具有實際意義。如何使各廠、局的圖紙既能橫向查詢，又可通過數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至省調(diào)，從而，實行全省220KV以上系統(tǒng)所有繼電保護圖紙統(tǒng)一管理，并能快捷、方便地查詢圖紙呢?

安徽電網(wǎng)繼電保護圖紙網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，是按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理模式，把各發(fā)電廠、供電局分散的圖紙進行分類匯總，并自動地定時上傳至省調(diào)端，省調(diào)進行統(tǒng)一歸口管理。無論在省調(diào)端的任一相關(guān)部門或基層任何聯(lián)網(wǎng)的微機，都能快速、方便地查閱和打印所需的圖紙。

1系統(tǒng)總體設(shè)計

在電力系統(tǒng)中，圖紙網(wǎng)絡(luò)化管理軟件是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，為避免管理員管理眾多的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)狀況不可控制的情況，設(shè)計以集中式管理為主的模式，而對于管轄設(shè)備較多、圖紙信息量大、計算機有專人管理的供電局，采取可設(shè)置自身CAD圖紙管理服務(wù)器的形式。通過一個子站系統(tǒng)，將CAD圖紙存儲在當(dāng)?shù)卮鎯υO(shè)備內(nèi)，由子站定期向省調(diào)服務(wù)器上傳圖紙文件。目前省調(diào)和各發(fā)電廠、供電局間的電力系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)(以下稱為MIS網(wǎng))和電力系統(tǒng)調(diào)度管理信息系統(tǒng)(以下稱為DMIS網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)的建成已為圖紙網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了保障。

針對數(shù)據(jù)源是CAD圖紙文件，建立以存儲為中心的數(shù)據(jù)文件管理模式，設(shè)計專用的“網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備”,它擔(dān)負著集中管理CAD圖紙文件數(shù)據(jù)的任務(wù)，任何應(yīng)用服務(wù)器對它的訪問都是簡單、可靠、靈活的。這種CAD圖紙文件專用的“網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備”最大特點是：文件傳輸主要通過非文件級的HTTP協(xié)議，而不是通過文件級的協(xié)議FTP/UNIX，NFS/UNIX,CIFS/Windows，F(xiàn)TP協(xié)議只能在DMIS中用，而且使用時受到很大限制，這主要是出于兩方面的原因。首先是網(wǎng)絡(luò)安全的考慮，兩個獨立的MIS網(wǎng)或DMIS網(wǎng)從全省范圍來看是城域網(wǎng)，從各發(fā)電廠、供電局內(nèi)部來看是局域網(wǎng)，省調(diào)和各發(fā)電廠、供電局間的圖紙文件數(shù)據(jù)的傳輸是城域網(wǎng)中城與城之間的網(wǎng)絡(luò)通信，在各個城域之間全部開辟具有寫權(quán)限的FTP服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)必然是千瘡百孔，除非網(wǎng)絡(luò)安全管理得非常好(如DMIS網(wǎng))，否則這樣的網(wǎng)絡(luò)在實際中是不允許存在的;其次是繼電保護專業(yè)人員只維護CAD圖紙管理軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)運行所依賴的網(wǎng)絡(luò)不是由繼電保護部門所能控制的，只能使用網(wǎng)絡(luò)通用的HTTP協(xié)議。

“CAD圖紙網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)”的設(shè)計和實現(xiàn)自始至終圍繞著“CAD圖紙文件源的合理管理和維護”這個中心，數(shù)據(jù)源的合理管理和維護是系統(tǒng)能否正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。由于CAD圖紙文件源主要是在基層各保護班組進行維護，因此，基層使用的應(yīng)用程序必須是易用、可靠的，并且要在不影響系統(tǒng)功能的前提下將基層數(shù)據(jù)維護的工作量降到最低。

2CAD文件網(wǎng)絡(luò)集中存儲

安徽電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)主要采用百兆以太網(wǎng)，各發(fā)電廠、供電局向省調(diào)傳輸信息有兩個渠道：一是經(jīng)MIS網(wǎng)傳遞，該網(wǎng)特點是覆蓋面廣但安全性較差;二是DMIS專網(wǎng)，該網(wǎng)特點是覆蓋面窄但安全性高。各發(fā)電廠、供電局上網(wǎng)使用的操作系統(tǒng)平臺主要是WIN98/NT/2000，約有CAD圖紙數(shù)據(jù)50GB，隨著未來電網(wǎng)的建設(shè)，數(shù)據(jù)將會有較大增長。

按照國電公司“三層四區(qū)”的網(wǎng)絡(luò)安全要求并利用現(xiàn)有的兩種信息傳輸通道，設(shè)計兩種CAD圖紙文件上傳方案：一是使用DMIS(2M帶寬)專網(wǎng)將CAD圖紙上傳到CAD文件存儲器1(見圖一)，使用HTTP和FTP協(xié)議上傳CAD文件，其中FTP協(xié)議受限制使用。二是使用省局MIS網(wǎng)將CAD圖紙上傳到CAD文件存儲器2，只能使用HTTP協(xié)議上傳CAD文件，兩種方式可同時使用，以第二種方法為主，今后將完全轉(zhuǎn)化到第一種方法。出于安全考慮，在兩臺CAD文件存儲器間設(shè)置物理隔離器，數(shù)據(jù)只能以單向數(shù)據(jù)流方式由CAD文件存儲器1主動向CAD文件存儲器2請求傳輸數(shù)據(jù)，CAD文件存儲器2響應(yīng)后被動接收數(shù)據(jù)。CAD文件存儲器2最終處理全省CAD圖紙文件，并分類整理到數(shù)據(jù)庫中。

CAD文件存儲器1和2在網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)置如圖1所示：

文件傳輸采用HTTP協(xié)議為主，各CAD工作站有靈活、簡單、可靠的上傳方式。圖一顯示出各廠、局利用HTTP協(xié)議傳輸文件的幾種方式：各CAD工作站(設(shè)在各單位專業(yè)班組)大多處于省局MIS網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，無法使用DMIS，可用“.NET”開發(fā)工具編寫的HTTP協(xié)議文件上傳工具(FilesUploadVerHTTP)，上傳到CAD文件存儲器2;對于能使用DMIS的部門，可將CAD圖紙文件使用HTTP上傳至CAD文件存儲器1，或使用省調(diào)特殊配置的FTP軟件上傳，只有在DMIS網(wǎng)絡(luò)擁塞時才使用局MIS;也可通過“保護科CAD圖紙管理系統(tǒng)”主頁上傳圖紙文件，它也是使用HTTP上傳和修改CAD文件。上述幾種上傳方法可以同時使用，對三種數(shù)據(jù)來源，CAD文件存儲器(1和2)能自動整理數(shù)據(jù)，并分類到數(shù)據(jù)庫中。

3圖紙文件的統(tǒng)一管理

省調(diào)統(tǒng)一管理和設(shè)定CAD圖紙文件目錄。為達到全省電氣設(shè)備保護裝置名稱的統(tǒng)一，圖紙網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)必須有健全的省調(diào)管轄的電氣設(shè)備保護裝置的管理目錄，各發(fā)電廠、供電局不是自行建設(shè)圖紙目錄，而是按自動生成的設(shè)備目錄放入CAD圖紙文件。統(tǒng)一的目錄管理是CAD文件存儲器(1和2)和應(yīng)用服務(wù)器自動實現(xiàn)的，目錄數(shù)據(jù)的來源是省調(diào)保護科繼電保護整定計算定值單和全省電氣設(shè)備參數(shù)卡管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。CAD文件存儲器(1和2)還提供了自動備份的功能，提高了數(shù)據(jù)存儲的可靠性。

4數(shù)據(jù)庫同步設(shè)計和CAD文件存儲器中運行軟件

數(shù)據(jù)庫采用SQLSERVER2000(分別設(shè)置在DMIS1網(wǎng)段中的CAD文件存儲器1上和DMIS2網(wǎng)段中的CAD文件存儲器2上)，數(shù)據(jù)庫存儲目錄和DWG文件信息，不存入文件。CAD文件存儲器1可通過物理隔離器向CAD文件存儲器2上的SQLSERVER2000進行訪問。反之不可以。

CAD文件存儲器1的作用：以目錄文件形式存儲CAD文件，給用戶受限制的FTP文件共享服務(wù)，具有完整的目錄結(jié)構(gòu)和dwg文件;應(yīng)用軟件：(與MIS網(wǎng)聯(lián)系必須是主動發(fā)出請求)

(1)本網(wǎng)段常規(guī)HTTP文件上傳服務(wù);當(dāng)用戶刪除文件時，對數(shù)據(jù)庫的記錄只標記刪除標志。

(2)用C++編寫的處理CAD文件存儲器1硬盤的目錄和當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)庫記錄的映射程序。它的工作步驟是：

①搜索各文件夾目錄和目錄下的文件，用select語句查詢本地數(shù)據(jù)庫，如有則不做任何處理，否則插入記錄;

②查詢CAD文件存儲器2上的數(shù)據(jù)庫存儲目錄表，根據(jù)刪除標志刪除本地文件，刪除CAD文件存儲器2數(shù)據(jù)庫存儲目錄表有刪除標志的記錄;

③查詢CAD文件存儲器1上的數(shù)據(jù)庫存儲目錄表，根據(jù)刪除標志刪除異地文件，刪除CAD文件存儲器1數(shù)據(jù)庫存儲目錄表有刪除標志的記錄;

查詢存儲器1和存儲器2上的數(shù)據(jù)庫存儲目錄表，求出交集，利用API程序(HTTP文件上傳下載)追加兩個CAD文件存儲器，使得交集為0。

CAD文件存儲器2的作用：以目錄文件形式存儲CAD文件;給用戶HTTP文件上載服務(wù)，有完整的目錄結(jié)構(gòu)和dwg文件;應(yīng)用軟件：(不能訪問DMIS網(wǎng))

(1)本網(wǎng)段常規(guī)HTTP文件上傳服務(wù);當(dāng)用戶刪除文件時，對本地數(shù)據(jù)庫的記錄只標記刪除標志。

(2)搜索各文件夾目錄和目錄下的文件，用select語句查詢本地數(shù)據(jù)庫，如有則不做任何處理，否則插入記錄;Web發(fā)布，安裝TomCat4.0的jsp服務(wù)，利用編制的Web頁使得用戶可以上傳文件，同時利用瀏覽器進行查詢圖紙服務(wù)，提供applet的服務(wù)，在瀏覽器上瀏覽圖紙。

5在Web頁上用Applet顯示CAD圖紙

目前一些商業(yè)或免費軟件基本上都是將圖形文件轉(zhuǎn)化為dwf(AutoCAD網(wǎng)絡(luò)格式文件擴展名)格式，不僅dwf文件比同樣內(nèi)容的dwg文件大，而且存在轉(zhuǎn)化繁瑣、dwf文件不易保存為dwg文件等問題。繼電保護圖紙網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)在設(shè)計中必須考慮了兩方面的因素：一是由于網(wǎng)絡(luò)帶寬很窄，要求WEB服務(wù)器具有將多個文件數(shù)據(jù)壓縮后再進行傳輸?shù)哪芰Γ蛻舳藶g覽器要能自動地解壓縮;二是要求客戶端使用IE瀏覽器顯示圖形，并且不能在此計算機上安裝任何插件或應(yīng)用程序。CAD制圖只解決了圖紙的數(shù)字化問題，而CAD圖紙在網(wǎng)上快速發(fā)布，才能使圖紙資源得到充分利用。開發(fā)一個能瀏覽DWG文件格式圖形的客戶端Java組件-Applet就可以滿足此要求。

設(shè)計applet時首先要進行dwg文件解析，解析出實體、圖層和字體，再進行圖形繪制、界面操作、平移縮放及打印。該程序編制難度非常大，但要使“繼電保護圖紙網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)”能實用化，在Web上真正做到所見即所得，這是必須做的。

6結(jié)語

本系統(tǒng)具有以下明顯技術(shù)特點：在有限帶寬下進行技術(shù)處理，使得CAD圖紙可快速在網(wǎng)上顯示;能實現(xiàn)大容量CAD圖紙數(shù)據(jù)文件的災(zāi)難恢復(fù);具有功能多樣、集成式的文件存儲管理;具有保密性能的共享存儲;減少了管理的成本;用戶上傳文件方式多樣、使用方便;給DMIS系統(tǒng)提供了標準接口;能通過WED在各具有網(wǎng)絡(luò)的變電站瀏覽CAD圖紙文件;利用數(shù)據(jù)庫的管理模式，方便查詢和檢索;全省CAD圖紙文件可實現(xiàn)集中式、規(guī)范化管理。

該系統(tǒng)的開發(fā)完成，解決了繼電保護人員閱圖難的問題，具有較強的實用價值，為保證電力系統(tǒng)安全運行，提供了技術(shù)支持。