電力交易信息發布平臺研究與設計

曹小鵬，唐 煜，張 瑩

(西安郵電大學 計算機學院，陜西 西安 710121)

0 引 言

陜西電力市場交易運營系統已經自2009年上線運行，但是系統缺乏統一的對市場、交易、合同、計劃、結算的各個模塊及相關數據庫表進行整合、完善以及對各種口徑、各類需求者不同的信息實時發布及獲取的平臺，目前從數據整理到信息公布主要依靠人工整理、人工錄入、電話溝通，工作效率低下，確保及時度、準確度壓力大，電廠管理人員缺乏實時獲取電力交易信息的渠道。

陜西省電力交易中心認真貫徹落實國家電網公司關于開展電力交易服務品質提升專項活動的有關要求，建設電力“公開、公正、公平”(三公)的交易信息發布平臺。通過該平臺開展文字、圖片、語音及視頻等多媒體信息發布與報送、問詢答復等服務品質提升工作，同時在發電企業中開展電力交易服務滿意度評價等多種活動。通過電力交易信息化水平的提升，以多種方式服務發電企業，達到提升電力交易服務品質的目的。建設“三公”交易信息集成及發布平臺，搭建網廠交流溝通平臺，建立有序、規范、高效的交流渠道，保證信息溝通及時、順暢。嚴格執行問詢答復制度和交易聯絡員制度，聽取發電企業對電力市場的需求和建議，制定有針對性的改進措施，促進網廠協調發展。

隨著移動互聯網技術的發展，基于Android和iOS的移動客戶端軟件成為信息獲取的有效、快捷、安全的方式。用戶使用移動互聯網技術和移動客戶端，可以實現在任何地方，任何時間，任何授權人(anywhere，anytime，anybody)獲取到有效信息，提高工作效率[1-2]。云計算模式在近年來非常流行，采用該模式可以節省軟硬件資源的投入，大大提高設備利用率，并且具有較強的可伸縮性。因此，該平臺的設計與開發使用了云計算及移動互聯網技術[3-5]。

1 業務邏輯分析

經過深入的需求獲取與分析，陜西電力市場三公調度交易信息發布平臺的業務邏輯共分四大部分：信息收集、信息集成、信息發布、信息展示。整體架構見圖1。

圖1 平臺整體業務邏輯架構

1.1 信息收集

信息收集主要確定需要發布的信息內容，主要完成的工作包括：

(1)定時獲取陜西電力市場電力交易運營系統(PMOS)“三公”調度交易相關信息。采用的方式是數據定時導入或報表導入。將需要的數據，定時從交易系統取出，通過電力系統信息四區之間的數據傳輸，發送到該系統?？紤]到電力系統數據的安全性，有些數據不能直接通過網絡傳輸，可以采用將數據報表導入的方式，將數據遷移至該系統。

(2)接收發電企業市場成員通過客戶端發布的“三公”調度交易相關信息。

(3)接收陜西電力交易中心通過客戶端發布的“三公”調度交易相關信息。

(4)請求其他公共服務的“三公”調度交易相關信息，如相關新聞。

1.2 信息集成

信息集成主要對獲取的數據進行分析、統計、整合、分類等工作，主要內容包括：

(1)對平臺獲取的信息進行正確性、有效性分析。清洗無用、過時的信息。

(2)根據《關于印發〈電力“三公”調度交易及網廠電費結算情況報告內容及格式〉的通知》(辦市場[2007]69號)進行數據的統計計算。

(3)對相關數據進行合成加工，進行信息集成。

(4)根據業務需求進行信息的分類存儲、管理或查詢。

1.3 信息發布

信息發布主要是研究、設計與實現信息發布的方式、方法與途徑，主要在于服務器端的實現。系統采用WebService技術，不用任何附加的或專門的第三方軟件，可相互交換數據或集成。采用WebService的應用之間，無論使用的語言、平臺或內部協議是什么，都可以交換數據?？紤]到電力系統安全性，信息發布是內外網隔離的，所以采用了內外網隔離兩種方式(內網WebService和外網WebService)發布。

1.4 信息展示

通過移動終端客戶端向移動終端用戶展示“三公”調度交易相關信息。還可以通過電力交易大廳內的大屏顯示相關信息。信息展示的內容主要包括：直調電廠電量安排情況；輔助服務情況；新建機組轉商業運營情況；網廠電費結算情況；跨省跨區電力電量交易情況；直調電廠發電量及利用小時數數據；直調電廠峰谷分時電量數據；直調電廠并網運行管理考核數據；新機組轉商業運營數據；網廠電費結算數據。

2 應用模型設計

應用模型設計是從計算機技術角度進行業務邏輯實現的功能分類描述，針對本平臺業務本質進行業務應用信息化實現抽象，完成全面的業務應用需求分析和功能設計，分為業務功能抽象和非業務功能抽象。

2.1 業務功能抽象

通過“基本功能、輔助功能、先決條件、處理約束、輸入輸出信息、提示信息”等關鍵要素具體闡述每個平臺中功能點的應用實現，抽象出對應的功能模塊和功能點為業務架構提供支持。該平臺主要業務為信息的收集、處理及發布。

2.2 非業務功能設計

為對業務功能提供統一共享的公共服務和框架支撐，根據業務架構要求進行非業務功能性需求提煉和分析，形成業務應用的支撐性功能設計，主要包括用戶權限管理與分配、系統參數設置等系統支撐性功能。

3 數據模型設計

3.1 基礎數據

包括市場模型數據、物理模型數據、市場-物理模型的關聯等。市場模型數據主要包括電力交易市場成員的信息，市場成員主要是各個發電、配送電、用電單位。物理模型數據主要包括物理發電機組的各項信息。通過市場-物理模型建立起市場模型和物理模型之間的關系。

3.2 統計數據

電力交易市場中的交易種類較多，包括基本電量、發電權替代電量、跨區購售電、周邊外送電量、大用戶供電等的電力計劃，實際執行情況及交易情況，這些信息需要公開。

3.3 信息數據

包括陜西電力市場新聞、交易發布公告、電力需求分析、電源發電負荷分布等。

4 技術架構設計

系統平臺結構如圖2所示。

圖2 信息平臺結構

由于考慮電力系統安全性，電力信息的內外網之間是物理隔離的，所以系統采用了兩套服務器同步發布形式。在系統內部署了數據庫與Web服務器，主要負責內網數據的發布。同時在外網也部署了數據庫與Web服務器進行數據的同步發布，主要實現移動用戶的數據獲取。兩個服務器之間定時進行數據的同步，保證數據的一致性、準確性與實時性。

4.1 內網客戶端方式

客戶端用戶，包含大屏幕客戶機、內網用戶，通過客戶端登錄內網應用服務器，可實現用戶信息的修改，查看“三公”調度交易相關信息，相關信息發布，查看公共服務信息，數據融合等。內網客戶端架構見圖3。

圖3 內網客戶端架構

4.2 移動終端方式

移動終端用戶通過安裝基于Android的專用移動終端客戶端app，可通過2G/3G/4G或WIFI網絡訪問系統應用。通過登錄移動終端，以SOAP協議訪問外網應用服務器提供的WebService服務[6]，實現查看“三公”調度交易相關信息、查看公共服務信息等功能。由于電力系統內外之間的物理隔離，使用文件方式進行數據傳輸。所有鉆取的有效數據通過內網服務器生成Excel文件，將該文件在外網服務器中進行導入，生成數據存入數據庫中。移動終端架構見圖4。

圖4 移動終端架構

5 安全構架設計

電力信息系統中應用軟件系統的安全性由支持應用系統的網絡、支撐平臺、操作系統和數據庫的安全性所決定，因此應用系統應充分利用系統安全性，再將電力行業的應用安全要求融入其中[7]。應用系統的安全性體現在網絡、平臺、操作系統和數據庫的安全集成中。在該平臺設計中，應用系統的用戶管理、權限管理應充分利用操作系統和數據庫的安全性；應用系統的程序編寫應考慮到安全性，任何可能有用戶輸入的地方都需要進行輸入安全模塊審核，確保用戶輸入的數據合法有效[8-9]；移動客戶端軟件安全性考慮。移動客戶端軟件都進行了綁定，只有通過驗證的移動設備才能進入系統，未經綁定的設備拒絕訪問。

6 云計算與移動互聯網軟件開發模型

云計算架構共分為服務和管理兩大部分。在服務方面，主要以提供用戶基于云的各種服務為主，共包含三個層次：其一是Software as a Service(SaaS)，軟件即服務，作用是將應用主要以基于Web的方式提供給客戶；其二是Platform as a Service(PaaS)，平臺即服務，作用是將一個應用的開發和部署平臺作為服務提供給用戶；其三是Infrastructure as a Service(IaaS)，基礎架構即服務，作用是將各種底層的計算和存儲等資源作為服務提供給用戶[10-11]。

該系統主要研究基于云計算與互聯網技術，將語音、視頻等不同媒介形態集中到一個多媒體信息處理平臺上，進行存儲、分發、傳播的方法。隨著基于移動互聯網軟件開發的分工越來越細，設計開發了即時通訊云平臺[12-13]。該平臺提供基于移動互聯網的媒體信息融合能力，如語音、圖片、實時音頻、實時視頻等，在移動客戶端實現了多媒體數據的傳輸，如圖5所示。

客戶端首先需要將用戶身份認證信息傳送到身份認證服務器中，只有通過了身份認證的用戶才能獲取交易信息。身份認證采用了用戶身份信息與移動客戶端硬件身份證識別碼綁定的方式，確保了身份的準確性。然后通過REST技術實現用戶請求信息的響應與回復。

系統設計采用REST(representational state transfer，表述性狀態轉移)技術，該技術具有輕量級、跨平臺、跨語言的優點，能夠非常方便地將中間件層所支撐的部分服務提供給調用者。在REST架構中，對象被抽象為一種資源，資源的某個瞬時狀態被定義為一種表述。這種表述性的狀態包括資源數據的內容、表述格式(xml、JSON)等信息。資源是可尋址的，通過HTTP協議定義的通用動詞方法(GET、PUT、DELETE、POST)，并使用URI協議來唯一標識某個資源公布出來的接口。采用GET方法獲取資源，POST方法新建資源(也可以用于更新資源)，PUT方法更新資源，DELETE方法刪除資源。REST技術使用了HTTP+URI+XML來實現其要求的架構風格，HTTP協議和URI用于統一接口和定位資源，文本、二進制流、XML、JSON等格式用來作為資源的表述[14-15]。

7 結果及驗證

該系統設計開發的移動客戶端軟件運行在Android7.0系統，硬件環境為8核2.0 G主頻CPU，4 G內存，32 G存儲的硬件平臺上，測試能夠正常運行，效果較好。

8 結束語

文中研究了云計算平臺的架構，基于移動互聯網的軟件開發技術，以及基于云計算平臺和移動互聯網的多媒體信息處理方法，并將研究成果應用于實際的系統開發中。研究、設計并開發了基于移動互聯網和云平臺的電力“三公”電力交易信息發布平臺。該平臺能夠解決“三公”信息發布顯示的實際問題，滿足了陜西省電力交易中心的要求。創新性地將云平臺、移動軟件開發技術和多媒體信息處理技術引入信息發布系統中，大大提高了平臺的實用性。平臺服務器架設在云平臺上，具有較好的可伸縮性、可維護性。平臺架構設計合理，功能性、安全性都進行了充分考慮；平臺實現設計方案合理，具有可操作性；平臺功能完備，界面友好，具有良好的可操作性，能夠滿足實際需求。