电力交易信息发布平台研究与设计

曹小鹏，唐 煜，张 莹

(西安邮电大学 计算机学院，陕西 西安 710121)

0 引 言

陕西电力市场交易运营系统已经自2009年上线运行，但是系统缺乏统一的对市场、交易、合同、计划、结算的各个模块及相关数据库表进行整合、完善以及对各种口径、各类需求者不同的信息实时发布及获取的平台，目前从数据整理到信息公布主要依靠人工整理、人工录入、电话沟通，工作效率低下，确保及时度、准确度压力大，电厂管理人员缺乏实时获取电力交易信息的渠道。

陕西省电力交易中心认真贯彻落实国家电网公司关于开展电力交易服务品质提升专项活动的有关要求，建设电力“公开、公正、公平”(三公)的交易信息发布平台。通过该平台开展文字、图片、语音及视频等多媒体信息发布与报送、问询答复等服务品质提升工作，同时在发电企业中开展电力交易服务满意度评价等多种活动。通过电力交易信息化水平的提升，以多种方式服务发电企业，达到提升电力交易服务品质的目的。建设“三公”交易信息集成及发布平台，搭建网厂交流沟通平台，建立有序、规范、高效的交流渠道，保证信息沟通及时、顺畅。严格执行问询答复制度和交易联络员制度，听取发电企业对电力市场的需求和建议，制定有针对性的改进措施，促进网厂协调发展。

随着移动互联网技术的发展，基于Android和iOS的移动客户端软件成为信息获取的有效、快捷、安全的方式。用户使用移动互联网技术和移动客户端，可以实现在任何地方，任何时间，任何授权人(anywhere，anytime，anybody)获取到有效信息，提高工作效率[1-2]。云计算模式在近年来非常流行，采用该模式可以节省软硬件资源的投入，大大提高设备利用率，并且具有较强的可伸缩性。因此，该平台的设计与开发使用了云计算及移动互联网技术[3-5]。

1 业务逻辑分析

经过深入的需求获取与分析，陕西电力市场三公调度交易信息发布平台的业务逻辑共分四大部分：信息收集、信息集成、信息发布、信息展示。整体架构见图1。

图1 平台整体业务逻辑架构

1.1 信息收集

信息收集主要确定需要发布的信息内容，主要完成的工作包括：

(1)定时获取陕西电力市场电力交易运营系统(PMOS)“三公”调度交易相关信息。采用的方式是数据定时导入或报表导入。将需要的数据，定时从交易系统取出，通过电力系统信息四区之间的数据传输，发送到该系统。考虑到电力系统数据的安全性，有些数据不能直接通过网络传输，可以采用将数据报表导入的方式，将数据迁移至该系统。

(2)接收发电企业市场成员通过客户端发布的“三公”调度交易相关信息。

(3)接收陕西电力交易中心通过客户端发布的“三公”调度交易相关信息。

(4)请求其他公共服务的“三公”调度交易相关信息，如相关新闻。

1.2 信息集成

信息集成主要对获取的数据进行分析、统计、整合、分类等工作，主要内容包括：

(1)对平台获取的信息进行正确性、有效性分析。清洗无用、过时的信息。

(2)根据《关于印发〈电力“三公”调度交易及网厂电费结算情况报告内容及格式〉的通知》(办市场[2007]69号)进行数据的统计计算。

(3)对相关数据进行合成加工，进行信息集成。

(4)根据业务需求进行信息的分类存储、管理或查询。

1.3 信息发布

信息发布主要是研究、设计与实现信息发布的方式、方法与途径，主要在于服务器端的实现。系统采用WebService技术，不用任何附加的或专门的第三方软件，可相互交换数据或集成。采用WebService的应用之间，无论使用的语言、平台或内部协议是什么，都可以交换数据。考虑到电力系统安全性，信息发布是内外网隔离的，所以采用了内外网隔离两种方式(内网WebService和外网WebService)发布。

1.4 信息展示

通过移动终端客户端向移动终端用户展示“三公”调度交易相关信息。还可以通过电力交易大厅内的大屏显示相关信息。信息展示的内容主要包括：直调电厂电量安排情况；辅助服务情况；新建机组转商业运营情况；网厂电费结算情况；跨省跨区电力电量交易情况；直调电厂发电量及利用小时数数据；直调电厂峰谷分时电量数据；直调电厂并网运行管理考核数据；新机组转商业运营数据；网厂电费结算数据。

2 应用模型设计

应用模型设计是从计算机技术角度进行业务逻辑实现的功能分类描述，针对本平台业务本质进行业务应用信息化实现抽象，完成全面的业务应用需求分析和功能设计，分为业务功能抽象和非业务功能抽象。

2.1 业务功能抽象

通过“基本功能、辅助功能、先决条件、处理约束、输入输出信息、提示信息”等关键要素具体阐述每个平台中功能点的应用实现，抽象出对应的功能模块和功能点为业务架构提供支持。该平台主要业务为信息的收集、处理及发布。

2.2 非业务功能设计

为对业务功能提供统一共享的公共服务和框架支撑，根据业务架构要求进行非业务功能性需求提炼和分析，形成业务应用的支撑性功能设计，主要包括用户权限管理与分配、系统参数设置等系统支撑性功能。

3 数据模型设计

3.1 基础数据

包括市场模型数据、物理模型数据、市场-物理模型的关联等。市场模型数据主要包括电力交易市场成员的信息，市场成员主要是各个发电、配送电、用电单位。物理模型数据主要包括物理发电机组的各项信息。通过市场-物理模型建立起市场模型和物理模型之间的关系。

3.2 统计数据

电力交易市场中的交易种类较多，包括基本电量、发电权替代电量、跨区购售电、周边外送电量、大用户供电等的电力计划，实际执行情况及交易情况，这些信息需要公开。

3.3 信息数据

包括陕西电力市场新闻、交易发布公告、电力需求分析、电源发电负荷分布等。

4 技术架构设计

系统平台结构如图2所示。

图2 信息平台结构

由于考虑电力系统安全性，电力信息的内外网之间是物理隔离的，所以系统采用了两套服务器同步发布形式。在系统内部署了数据库与Web服务器，主要负责内网数据的发布。同时在外网也部署了数据库与Web服务器进行数据的同步发布，主要实现移动用户的数据获取。两个服务器之间定时进行数据的同步，保证数据的一致性、准确性与实时性。

4.1 内网客户端方式

客户端用户，包含大屏幕客户机、内网用户，通过客户端登录内网应用服务器，可实现用户信息的修改，查看“三公”调度交易相关信息，相关信息发布，查看公共服务信息，数据融合等。内网客户端架构见图3。

图3 内网客户端架构

4.2 移动终端方式

移动终端用户通过安装基于Android的专用移动终端客户端app，可通过2G/3G/4G或WIFI网络访问系统应用。通过登录移动终端，以SOAP协议访问外网应用服务器提供的WebService服务[6]，实现查看“三公”调度交易相关信息、查看公共服务信息等功能。由于电力系统内外之间的物理隔离，使用文件方式进行数据传输。所有钻取的有效数据通过内网服务器生成Excel文件，将该文件在外网服务器中进行导入，生成数据存入数据库中。移动终端架构见图4。

图4 移动终端架构

5 安全构架设计

电力信息系统中应用软件系统的安全性由支持应用系统的网络、支撑平台、操作系统和数据库的安全性所决定，因此应用系统应充分利用系统安全性，再将电力行业的应用安全要求融入其中[7]。应用系统的安全性体现在网络、平台、操作系统和数据库的安全集成中。在该平台设计中，应用系统的用户管理、权限管理应充分利用操作系统和数据库的安全性；应用系统的程序编写应考虑到安全性，任何可能有用户输入的地方都需要进行输入安全模块审核，确保用户输入的数据合法有效[8-9]；移动客户端软件安全性考虑。移动客户端软件都进行了绑定，只有通过验证的移动设备才能进入系统，未经绑定的设备拒绝访问。

6 云计算与移动互联网软件开发模型

云计算架构共分为服务和管理两大部分。在服务方面，主要以提供用户基于云的各种服务为主，共包含三个层次：其一是Software as a Service(SaaS)，软件即服务，作用是将应用主要以基于Web的方式提供给客户；其二是Platform as a Service(PaaS)，平台即服务，作用是将一个应用的开发和部署平台作为服务提供给用户；其三是Infrastructure as a Service(IaaS)，基础架构即服务，作用是将各种底层的计算和存储等资源作为服务提供给用户[10-11]。

该系统主要研究基于云计算与互联网技术，将语音、视频等不同媒介形态集中到一个多媒体信息处理平台上，进行存储、分发、传播的方法。随着基于移动互联网软件开发的分工越来越细，设计开发了即时通讯云平台[12-13]。该平台提供基于移动互联网的媒体信息融合能力，如语音、图片、实时音频、实时视频等，在移动客户端实现了多媒体数据的传输，如图5所示。

客户端首先需要将用户身份认证信息传送到身份认证服务器中，只有通过了身份认证的用户才能获取交易信息。身份认证采用了用户身份信息与移动客户端硬件身份证识别码绑定的方式，确保了身份的准确性。然后通过REST技术实现用户请求信息的响应与回复。

系统设计采用REST(representational state transfer，表述性状态转移)技术，该技术具有轻量级、跨平台、跨语言的优点，能够非常方便地将中间件层所支撑的部分服务提供给调用者。在REST架构中，对象被抽象为一种资源，资源的某个瞬时状态被定义为一种表述。这种表述性的状态包括资源数据的内容、表述格式(xml、JSON)等信息。资源是可寻址的，通过HTTP协议定义的通用动词方法(GET、PUT、DELETE、POST)，并使用URI协议来唯一标识某个资源公布出来的接口。采用GET方法获取资源，POST方法新建资源(也可以用于更新资源)，PUT方法更新资源，DELETE方法删除资源。REST技术使用了HTTP+URI+XML来实现其要求的架构风格，HTTP协议和URI用于统一接口和定位资源，文本、二进制流、XML、JSON等格式用来作为资源的表述[14-15]。

7 结果及验证

该系统设计开发的移动客户端软件运行在Android7.0系统，硬件环境为8核2.0 G主频CPU，4 G内存，32 G存储的硬件平台上，测试能够正常运行，效果较好。

8 结束语

文中研究了云计算平台的架构，基于移动互联网的软件开发技术，以及基于云计算平台和移动互联网的多媒体信息处理方法，并将研究成果应用于实际的系统开发中。研究、设计并开发了基于移动互联网和云平台的电力“三公”电力交易信息发布平台。该平台能够解决“三公”信息发布显示的实际问题，满足了陕西省电力交易中心的要求。创新性地将云平台、移动软件开发技术和多媒体信息处理技术引入信息发布系统中，大大提高了平台的实用性。平台服务器架设在云平台上，具有较好的可伸缩性、可维护性。平台架构设计合理，功能性、安全性都进行了充分考虑；平台实现设计方案合理，具有可操作性；平台功能完备，界面友好，具有良好的可操作性，能够满足实际需求。