湖北能源生产信息管理平台规划设计
袁喜来，严敬川，汪涂维
(湖北能源集团股份有限公司，湖北 武汉 430077)
摘要： 分析湖北能源生产信息应用存在的问题与生产业务及数据需求，提出了生产数据治理路线，制定了数据规范，明确了生产信息应用的基本内容、平台的软硬件结构及其基本功能与性能约束等。方案既满足国家行业规范要求，又适用于湖北能源电量机组线路状态采集与报送、水库防洪与调度、设备可靠性管理、气象数据分析、环保监督、智能生产报表、生产信息发布等具体业务，并能实时掌握并综合利用水、风、光、煤、环保、热力、气象等数据，统筹协调火电、水电，风电、光伏发电生产，实现生产资源优化配置，最大化生产效益。
关键词： 数据治理；数据规范；生产信息管理平台
近5年，湖北能源集团股份有限公司(以下简称湖北能源)水、火、风、光等类型的电力生产规模不断增加；天然气、热力与煤炭板块不断开拓；清江、溇水、南河、郁江4个流域水库调度与防洪发电进入全局统筹模式。湖北能源的生产信息种类繁多、数量大、分布广，数据的管理、分析、应用等工作量庞大。截止2018年12月，湖北能源可控发电装机722.67万kW，其中水电装机369.43万kW、火电装机263万kW、风电装机61.94万kW、光伏装机28.3万kW，天然气管网819 km。
1 当前生产信息应用存在的问题
1)不能全面自动采集生产数据。实时电量、机组运行状态、水雨情、风功率、天然气供应和热力供应、环保等信息不能全面及时采集，湖北能源不能实时掌握生产现状，及时指挥协调生产，不利于生产效益最大化。
1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0统计学软件对数据进行处理。正态分布计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验；非正态分布计量资料以中位数(四分位间距)表示，组间比较采用Mann-Whitney秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2)缺乏有效生产经营分析策略、指标评估方法与工具。对较为关键性的指标无法进行有效管理，仍然较为依赖于人工管理，未能从繁重的统计报表工作中解放出来，未能将人的主要精力用在发现生产中的问题，提高生产效率，优化生产流程等方面，无法进一步促进湖北能源生产管理水平的提高。
2 适应生产业务需求的信息目标
发电量与线路状态自动采集与自动报送可让最基本的生产状况处于实时掌控中，满足最基本生产管理需求。
水库防洪与调度的目标是根据水利枢纽特性、设计指标、在满足水利枢纽安全、水电站以及电网安全的前提下，充分利用鄂西水库群的水库库容、鄂西雨洪资源，进行合理调度，充分发挥鄂西水利枢纽工程的联合防洪兴利作用，最大限度地满足电网的调频调峰需要，提高水资源的综合利用效益。
设备可靠性管理为湖北能源主力机组的检修、技改计划的决策,精准施策提供有力支撑。
经济运行评价与行业指标进行对比，评价；水电厂可通过雨量、水耗、入库水量等指标的对比，合理调配水资源，提高流域水资源利用率，实现最优经济运行[1]。火电厂则可以通过燃煤成本、度电煤耗、入炉煤标单、负荷率等指标的优化提高管理水平和层次[2]。
总之，在网络技术的驱动下，实现倒逼新闻传播教育的转型与创新，无论从培养目标的设定，还是从教学体系的构成和具体教学内容的设计上，抑或是在实践教学条件的建设和教学方法的更新上，都需要摒弃老观念老方法，要有“壮士断腕”的气概，才能让我们的教育不负时代，不负使命。
表结构描述包括：中文表名、表标识、表体和字段描述4个部分；中文表名是每个表结构的中文名称，用简明扼要的文字表达该表所描述的内容。表标识是用于识别表的分类及命名，本标准中表标识为其中文表名的英文缩写。表体以表格的形式表示，包括字段名、标识符、类型及长度、有无空值、计量单位、主键、外键、索引序号。字段描述用于描述每个字段的意义以及取值范围、数值精度、计量单位等。
智能生产报表实现对采集来的各种不同类型的实时数据依据应用要求进行自动加工处理形成各类报表。
1)数据采集。从各单位的安全1区、2区、3区采集经过符合规范的各单位的实时生产信息与生产管理信息，从源头上保证数据真实、可信、可靠。
为此，必须适应生产业务需要，规划设计建立生产信息管理平台，以提高生产经营决策能力及管理水平。
3 生产数据治理
3.1 数据分类与数据源
为实现上述业务需要基础生产能力、生产计划、实时生产数据、经济及可靠性指标、实时水雨情、环保、气象等7类数据支撑。数据源分布如表1所示。
3.2 数据治理路线
如3.1所述，生产数据界定在反应生产实况、生产能力、生产力利用水平的关键数据范围内。因此，必须对数据进行分类，分层，归集，清洗，提取到关键生产数据，与行业对标，为生产服务，发挥数据的价值。该平台的数据治理路线如图1所示，主要包括7个重点。
据云南省发展改革委党组成员、主任助理梁琦介绍，截至目前，全省特色小镇新开工项目710个，累计完成投资633．2亿元，特色小镇实现新增就业6．5万人，新增税收8．6亿元，新入驻企业2576家，集聚国家级大师和国家级非遗传承人53人，特色小镇共接待游客人数1．8亿人次，其中过夜游客5832万人，实现旅游收入1052亿元。
生产信息发布为各类型用户提供数据订阅推送服务，授权用户按需通过Web或者APP访问。
在Linux系统中，工具链是生成内核映像必需的程序段，工具链的工作过程是从一个工具的输出再到下一个工具的输入。Linux工具链包括3部分：Compiler，Assembler，Linker。GCC是Linux下C/C++语言的编译器[7，15]。本系统采用虚拟机中安装RedHat 9的方式作为交叉编译器3.4.1的编译环境，将编译器的压缩包cross-3.4.1.tar.bz2拷到Linux某目录下，进入该目录解压，修改/etc/bashrc文件，将解压的3.4.1/bin目录添加到命名的默认路径。
2)数据标准化与行业对比。依据国家、行业、三峡集团生产数据标准建立湖北能源的数据标准，在此基础上计算各类行业指标，与行业对比分析。通过指标管理不断促进湖北能源生产管理运营水平的提升。
表1 数据库分布
续表1
图1 生产数据治理路线
3)数据治理。对数据进行范围界定，分类，分层，归集，清洗。
4)数据模型。对水、火、风、光等数据建立数据逻辑模型与存储模型。
5)数据管控体系。对数据分级与审计。数据异常监控与处理、数据质量持续提升。
1)发电业务统计分析、生产经营情况分析、可靠性分析、水情水文监视、环保监督；
7)应用场景以及数据应用发布。针对湖北的能源具体的生产经营活动建立应用场景，提供生产表报、运行评价、信息发布等服务。
4 数据规范
糖尿病属于慢性病，在其治疗、控制中有“五架马车”，即糖尿病健康教育、血糖监测、饮食控制、运动与药物治疗。但大部分的糖尿病患者只注重药物治疗，适当进行饮食控制与血糖监测；在运动方面由于公共交通、私车的发展很大程度上减少了人们体力消耗，省力用具的发明缩减了家务中的体力劳动，劳动性职业逐渐减少，人们职业活动主要以坐或站立为主，极大程度上缩减了糖尿病患者的身体活动，致使血糖得不到有效控制。长期高血糖使机体出现甘油三酯升高、高密度脂蛋白降低、血管内皮受损、血液粘滞度增高、血液切度发生改变等，对眼、心脏、神经、血管、肾产生慢性损害，甚至并发脑梗死[4]。
气象数据分析与电力生产结合，满足迎峰度冬、迎峰度夏、节日与非常时期保电等，冬季风电场运行安排，极端气象下的风电场应急处置等需求。
同时，该规范对湖北能源的所有的公司、厂站、机组、开关等进行了统一编号，并预留了空间，为将来各个单位的数据入库归位做了统一规划。
每年的小班教师的配置是园领导反复斟酌而决定的，既要权衡其他幼儿班的师资力量，又要确保小班课题的顺利施行。通过实践，总结出老中青三个年龄段相结合的最佳效果。在接待新生工作中，各个年龄段教师各抒所长，相辅相成，扬长补短，弹奏出一曲协调的“爱的乐章”。
方程的本质属性可分为两点：（1）方程的出现是基于问题解决的。（2）区别于同样是指向问题解决的算术方法，方程的典型特征是承认未知量与已知量具有同等地位，允许未知量参与计算。因此，方程教学的设计应着重突破这两个本质属性。
5 生产数据应用
6)数据服务。为各类型用户提供电量、水情、机组与线路、气象、环保、天然气、热力等数据。
数据规范明确了湖北能源生产信息平台数据接口的基本要求，对表中的字段的名称、含义、数据类型，采集周期做了详细的说明，包括基础生产能力库、生产计划库、经济指标及可靠性，实时生产库、实时水雨情库、环保库与气象库等，共7类数据库表信息的存储结构，共65张表。
2)水电类、热电类、风电类、光伏类经济运行指标管理与分析；
3)自动简报功能、定制化文档、定制化汇报演示材料；
4)提供网页、手机APP、短信等多种信息查询方式，面向全公司各个生产单位，授权用户分级使用。
第二，完善实践教学保障。首先，增加实践教学比例。高校应当适当增加实践性教学的课时，保证理论性课程质量的基础上，鼓励教师设计实践教学内容和方案，改变教师“学科导向”的教学理念。同时，实践教学环节应当贯穿高等教育的全过程，高校应当定期组织开展实践教学活动，增加对学生实际操作能力的考查，并在学期综合考评成绩上有所体现。其次，完善实践基础设施建设。高校应当充分利用合理资源，多渠道筹备资金，完善实践基础设施建设。最后，加强校企合作力度。与企业建立实习实训基地，积极组织学生参与企业实践，了解产品生产的工艺流程，将来可以更快、更好地适应工作岗位。
6 平台部署结构
6.1 平台基础软硬件结构
平台基础软硬件结构如图2所示，湖北能源本部软硬件主要包括：云操作系统、主机4台、云存储2台、存储交换机2台、带光交换模块的路由交换机2台、入侵检测装置1台(利旧)、防火墙2台(其中1台利旧)、时钟系统1套；各个接入点在满足电力监控系统安全防护要求的基础上因地制宜接入湖北能源本部，系统性能指标如表2所示，主要硬件性能指标见表3。
从《论语·子罕》可以看出孔子对“权”的评价：“可以共学，未可与适道；可与适道，未可与立；可与立，未可与权。”“共学”、“适道”、“立”与“权”是治学的四个不同境界，孔子将权放在较高的的地位。懂得通权达变是尤其重要的。徐向群（2006）将其概括为，孔子的经权思想保持仁、礼的根基不动摇，即在坚持原则性的基础上，从其所处的时代出发，在特殊情况下根据客观情况的变化，对经进行适当调整，对基本原则变通，进行损益。“明乎经变之事，然后知轻重之分，可与适权矣。”（《春秋繁露·玉英》）
云操作系统同时融合计算、存储、网络等虚拟化技术，有利于统一管理硬件、软件、网络与存储资源；支持从单台服务器到多个分布式数据中心的管理，能够根据业务需求调度资源进行分布计算[3]，相对于单台物理主机能够节省大量的计算时间[4]，提高效率，有利于基础设施运维与湖北能源业务流程的战略性结合。
6.2 平台软件结构
系统总体逻辑架构自下至上分别是：信息采集层、运行环境层、数据资源层、应用支撑层、业务应用层和应用展示层；同时安全保障体系标准规范体系贯穿整体系统。系统框架图如图3所示。
信息采集主要通过ESB(Enterprise Services Bus)实现，比传统中间件提供了更加灵活高效的服务管理方法，消除了不同应用系统之间的技术上的差异，实现分布式异构环境中进行服务交互[5]。
数据资源层介于运行环境层和应用支撑层之间，为各类业务应用提供数据支持，整合基础生产能力、生产计划、实时生产、实时水雨情、环保、气象、经济指标及可靠性等数据，为业务应用提供数据基础。数据平台包含有三个部分：生产信息综合数据库、数据共享交换平台、数据库维护系统。
应用支撑层为业务功能的定制化开发、应用与管理提供支撑。应用支撑平台包括公共基础服务、应用支撑服务以及资源服务管理。各业务应用系统的开发建立在应用支撑平台与数据平台的主体框架之上。
软件框架依据数据治理路线，基于先进的云计算、大数据、信息采集、数据交换、面向服务、空间影像、移动互联等现代化的信息技术，集“多源数据采集与信息存储、大数据融合与知识发现、智能辅助决策与运营评价”为一体，使得湖北能源生产信息管理系统具有“一套规范、两个平台、五个系统、多种终端、一站式应用”特点。
图2 平台物理结构
表2 系统性能指标
表3 主要硬件性能指标
图3 平台软件结构
7 结 语
该信息平台是对湖北能源各方面业务数据的集成和深度挖掘，实时掌握并综合利用水、风、光、煤、环保、热力、气象等数据，统筹协调火电、水电，风电、光伏发电生产，提高管理水平，实现生产资源优化配置，最大化生产效益。
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Planning and Design of the Production Information Management Platform for Hubei Energy Group
YUAN Xilai, YAN Jingchuan, WANG Tuwei
(Hubei Energy Group Co., Ltd., Wuhan 430077, China)
Abstract :The application of production information in Hubei Energy Group is analyzed, including the production process, data requirements and existing application problems. Then, a production information data governance scheme is proposed, in which the data specifications, basic content of production information application, software and hardware structures of the management platform and its basic functions and performance constraints are specified. The platform not only satisfies the requirements of the national industrial standards, but also provides specific services for the practical business of Hubei Energy Group, such as collection and submission of unit line status, flood control and dispatching of reservoirs, equipment reliability management, meteorological data analysis, environmental protection supervision, intelligent production reporting and production information releasing. With the platform, the hydropower, wind power, solar power, coal-fired power, environmental protection, thermal and meteorological data could be utilized comprehensively and timely to coordinate the production of coal-fired power, hydropower, wind power and photovoltaic power. Thus, the maximum production efficiency could be achieved with the optimal allocation of production resources.
Key words :data governance; data specification; production information management platform
中图分类号： F406.14
文献标志码： A
文章编号： 1671-3354(2019)05-0001-06
DOI: 10.13622/j.cnki.cn42-1800/tv.1671-3354.2019.05.001
收稿日期： 2019-01-08
作者简介： 袁喜来，男，高级工程师，从事水力发电工程建设与管理工作。
标签：数据治理论文; 数据规范论文; 生产信息管理平台论文; 湖北能源集团股份有限公司论文;