电力营销管理信息系统架构的设计

     大连供电公司电力营销管理信息系统管理的用电客户达120 多万户, 营业终端500 多个, 系统并发访问数达300 个。系统采用了数据市区集中、外市县区分布、集中管理的方式进行建设。

    1 　主机系统的架构

    基于集中管理的模式, 大连地区近百万用电客户的用电服务通过营销系统管理, 500 多个营业终端全部接入营销系统, 系统在线保留2 年的运行数据。要想使整个系统能够稳定运行, 必须解决客户基数巨大、营业数据长时间在线保存所导致的超大数据量及多用户终端并发访问给系统带来的巨大压力。同时, 由于营销系统又是供电公司对外服务的窗口, 为客户提供优质服务承诺的同时也对主机系统的响应速度提出了更高的要求, 系统运行要满足日常营业工作的需要, 就必须建设一套具有强大处理能力、高安全性、高可靠性的主机系统。
    针对大连供电公司实际情况, 根据开发商提供的tpcc 值等参考数据, 确定如下的主机系统方案。中心主机为2 台HP N4000 小型机, 实现双机集群、共用光纤通道FC60 磁盘阵列, 每台机器采用6 颗主频550 MHz 的64 位PA - 8600RISC CPU , 内存为6 GB 的ECC SDRAM, 64 位PCI 的I/ O 总线, 2 块千兆光纤以太网卡。磁盘阵列为HP SureStore E 光纤通道磁盘阵列FC60。12 块1812 GB 的硬盘, 磁盘阵列总容量为21814 GB (最大可扩至414 T) 。采用Hp SureStore 自动加载磁带库(AutoLoad) 1/ 9(一个磁头, 9 个带仓) 作为备份设备, 其压缩存储容量为118 TB。2 台主机之间有1 条“heartbeat”(心跳线) 相连, 采用群集软件MC/ ServiceGuard 进行管理。

    MC/ ServiceGuard 是一种基于应用可迁移的方法, 多个通用系统通过网络相连, 用SCSI 总线连接需要物理共享的外存设备, 但同时只有1 台机器存取1 个物理设备。系统间定时发送heartbeat 信 息, 一旦对方系统故障, 故障系统中的应用自动切换到备用机上运行。MC/ ServiceGuard 是一个开放系统, 对应用都是透明的, 对群集环境下每个结点各部件异常情况进行实时监测及恢复响应。MC/ Ser2viceGuard 管理应用是以Package 为单位, 1 个Pack2age 包括一个浮动的IP 地址、若干应用、系统进程及应用所用的硬盘。不管应用包如何切换, 应用为前端用户提供服务所对应的IP 地址是固定的。

    2 　软件平台的架构

    电力营销管理信息系统对其软件平台支撑系统提出了较高的要求, 在比较了各种技术之后, 确定了如下的体系架构。
    2. 1 　系统总体技术架构
    大连供电公司电力营销管理信息系统的软件系统总体技术架构示意图如图2 所示。
    这是一个符合J2EE 标准的多层体系结构, 软件体系体现多个层次(界面表现层、Web 应用层、业务逻辑层、数据持久化层) 。
    界面表现层直接面向系统使用者, 运行于客户端计算机的浏览器上, 通过HTML 、Javascript 实现。因为界面表现层使用浏览器作为应用容器, 这种技术结构也称为B/ S 结构, 具有以下优点。
    a. 　实现客户端零安装, 保证应用系统功能的一致, 增加了系统的可维护性。
    b. 　具备WEB 应用界面上的优点, 界面美观、形态灵活、易于维护。
    c. 　便于不同应用, 基于界面层进行集成。Web 应用层处于界面表现层的后面, 浏览器客户端本身不带有任何业务应用程序, 这一层为浏览器完成应用界面的创建工作, 接收界面表现层的处理请求, 调用商业逻辑层完成系统业务逻辑。主要技术形态是Servlet 和J sp 。
    业务逻辑层处于界面表现层、WEB 应用层的后面, 通过JavaBean (一般是EJB) 封装应用系统的业务逻辑功能, 完成Web 应用层的调用请求,通过把业务逻辑单独封装在这一层次中, 使应用系统具有高度的伸缩性, 业务逻辑独立于界面表现存在, 具有高度的开发性。 数据持久化层处于业务逻辑层的后面, 持久保存应用系统的业务数据, 这一层一般通过大型关系数据库来实现, 我们选用的是Sybase ASE12。随着面向对象技术和J2EE 标准的逐步成熟,这种多层结构技术体系具备了高度的实用性, 能够充分保证系统开发的便捷、灵活、稳定, 适合作为大型供电企业应用系统的技术架构。 

    2. 2 　系统的多层体系结构
    应用系统采用集中部署模式, 会有大量的用户同时访问服务器, 将对服务器造成巨大的压力。为了保证应用系统的稳定、高效运行, 应用系统不能采用原始的两层体系结构, 必须采用多层体系结构。
    三层体系结构在客户端和数据库服务器直接添加了中间件服务器, 应用系统业务逻辑主要运行在中间件服务器上, 解决了在两层体系结构中遇到的问题。
    由于客户端没有业务逻辑处理, 系统性能主要通过服务器资源来保证, 对客户端资源相对要求较低, 容易支持多种客户端设备。业务逻辑位于服务器端, 客户端和服务器间传送的数据量较少, 对网络带宽的要求得到缓解。当应用系统业务逻辑发生修改时, 只需在服务器端进行修改, 一般不需要维护客户端, 降低了维护成本。中间件服务器的设计是用于处理高并发、多用户访问, 提高了应用系统接受高并发、大用户量访问的能力, 通过中间件服务器, 也使数据库服务器的资源得到保护, 数据库服务器受到的压力限定在一定的范围之内, 从而提高了系统的稳定性。
    2. 3 　B/ S 多层体系结构
    随着WEB 应用的逐步发展, 应用系统使用浏览器作为应用界面的展现载体已经被逐步熟悉和接受。这种基于浏览器客户端的应用系统, 称为B/ S结构应用系统。在B/ S 结构应用中, 除了部署系统业务逻辑的服务器以外, 还要提供WEB 服务器、响应浏览器客户端的请求,这就构成了B/ S 多层应应用体系结构。B/ S 体系结构已经逐步成为三层应用体系结构的主流。
    2. 4 　EP 工作流平台
    工作流管理系统抽取了工作流业务应用的通用性, 建立了一个工作流应用平台。
    目前工作流标准化组织(WFMC) 制订了一个通用工作流管理系统平台的标准。 工作流是能够完全或部分自动执行经营的过程, 文档、信息或任务根据一系列规则在不同的执行者之间进行传递与执行。工作流管理系统是一个软件系统, 完成工作流的定义和管理, 按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推行工作流的执行。电力营销系统业扩报装过程是典型的工作流业务。一个具体工作流的实施要经历分析、建立和运行3 个阶段。分析阶段针对工作流业务的需求, 进行过程分析; 建立阶段根据分析结果, 通过建模与定义工具, 把业务流程表示为过程定义(流程模板) ; 运行阶段是将软件工具与应用通过工作流客户接口调用工作流执行服务, 创建具体的业务过程(流程实例) , 并在工作流执行服务的推动下, 逐步完成整个工作流业务过程。
EP 工作流平台提供的基本组件有流程定义工具、流程执行引擎、流程管理工具、流程编程接口。
    a. 　流程定义工具是用来定义流程的, 它以图形方式提供流程定义所需的各种基本元素, 定义出来的流程原型被称为流程的模板。
    b. 　流程执行引擎是工作流系统的核心部分,根据已定义的流程模板, 推动业务流程流转。
    c. 　流程管理工具完成工作流管理系统的配置、监控和管理, 通过流程管理工具进行流程体系内部配置及与应用系统集成配置, 可以监控具体业务流程的运行情况(如查询统计正在运行的流程、查找出现异常的流程等) 。
    d. 　流程编程接口是提供给工作流业务程序和流程管理工具使用的编程接口, 工作流业务程序可以通过流程编程接口, 获得需办理的工作任务项,在工作任务项完成后, 可以通过流程编程接口通知流程引擎, 使流程继续流转, 通过编程接口, 还可进行与流程相关的管理功能。
    EP 工作流平台具有如下技术特点。
    a. 　概念、体系结构等符合WFMC 制定的工作流程管理系统标准, 符合电力营销业务特点的工作流平台。
    b. 　模板定义工具采用图形化的操作界面, 可以直观、方便地进行流程模板的设计。
    c. 　针对不同类型的应用系统, 设定为不同的流程体系, 在一个流程体系中, 各组成部分具备自身的特点, 既能适应不同业务环境, 又能与应用系统紧密结合, 有效协同工作。
    d. 　业务功能部件化, 流程节点与功能部件分离, 增强了流程模板的调整和配置能力。
    e. 　流程部件和流程变量标准化, 多个模板可以共享一个流程体系中的标准部件和标准变量。
    f . 　流程接收人可以通过派工操作, 把工作任务项转派给其他人, 满足业务需求。
    g. 　支持流程工作项的直接创建, 满足业务流程中的特殊情况, 这种扩展是EP 工作流平台针对具体应用需求所作的支持。
    h. 　支持工作任务项自动处理, 在后台调用设定的处理部件, 自动进行业务功能的处理。
    i . 　提供完善的流程监控和管理工具, 有效监控和处理业务流程中出现的各种异常情况。
    EP 与一般的流程管理工具不同, 其工作流平台是基于电力应用特点设计和开发的, 具有很强的针对性, 保证应用系统的实用性。

    3 　结束语

    大连供电公司电力营销管理信息系统采用整体平台架构规划与设计, 运行效率高、稳定, 为电力营销工作的应用与发展做出了重大贡献。目前, 基于该体系架构的电力营销管理信息系统已在辽宁省电力有限公司内全面推广。

参考文献:
[1 ] 　Peter S. Weygant . Clusters for High Availability. Prentice HallPTR , 2001.
[2 ] 　涂翔云, 姚　欣, 李春阳译. J2EE 权威指南[M] . 北京:中国电力出版社, 200217.
[3 ] 　(美) Pallavi Jain , Shadab Siddiqui . J2EE 专业项目实例开发[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 200112.
[4 ] 　(美) Peter Zadrozny , Philip Aston. J2EE 性能测试[M] . 北京: 电子工业出版社, 200314.