CN109446494B - 一种基于报表引擎的水务计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于报表引擎的水务计算方法,通过在底层封装水务计算报表函数库,包括基础报表函数库、计算报表函数库、业务报表函数库以及报表格式定义,形成可复用的报表引擎。通过计算流程编辑模块预先设计数据模板,定义源数据和输出数据类型,快速简便地进行水务计算的算法编辑配置、运行计算、调整和维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于报表引擎的水务计算方法,属于水调自动化技术领域。
背景技术
水务计算是水电厂水库调度运行工作的一项基本内容,是水调自动化的基本功能之一,是水电厂分析运行情况,考核运行结果的依据,也是上级调度机构调整水电厂短期运行计划,提高经济调度水平的需要。为提高水务计算的准确性,提保证水务计算结果的时效性,各水电厂基本都建立了水务计算软件,将水务计算工作计算机化。
水务计算通常根据采集到的水电站机组的发电出力(有功、无功、电量)、库水位、尾水位、闸门开度等信息自动计算出机组出库流量、发电流量、弃水流量、发电水头、损失水量、空载水量等常见水库统计量及统计指标,并按照设定的计算时段步长反推计算时段入库流量、梯级水电站区间入库流量等计算工作,其计算流程参见图1。
目前业界内普遍的水务计算方法,主要有以下两种:
1)根据水电厂实际情况定制
该方案通过软件编码,为水电厂定制专用的水务计算软件,将所有的计算算法、流程都固化在软件运行程序中;
2)基于XML的水务计算软件
该方案包括算法文件、配置文件和计算软件。算法文件采用XML描述,每个算法文件由多个<step>计算步骤组成,每个计算步骤<type>类型是interface接口函数、arithmetic算术运算或逻辑运算之一,由<formula>描述算术运算表达式、逻辑表达式或函数及参数,步骤之间通过<serial>序号关联。计算软件根据配置文件信息调用算法文件进行数据提取、运算和结果存储作业。
根据水电厂实际情况定制的方法通过软件编码,为水电厂定制专用的水务计算软件,将所有的计算算法、流程都固化在软件运行程序中,其主要缺点主要包括:
1)针对性很强,不同的水电厂需要单独开发水务计算软件;
2)由于算法、流程都固化在软件程序中,因此在进行算法或参数调整时,需要进行软件程序的修改,灵活性差,维护不便。
基于XML的水务计算软件包括算法文件、配置文件和计算软件,计算软件根据配置文件信息调用算法文件进行数据提取、运算和结果存储作业,其主要缺点包括:
1)采用XML进行算法的配置,可以实现简单的逻辑计算,但在水库调度指标计算中,还应用循环、迭代和矩阵等过程,因此该方法无法实现复杂逻辑控制、配置以及大量数据统计计算的机制;
2)算法文件采用XML描述,每个计算步骤<type>类型是interface接口函数、arithmetic算术运算或逻辑运算之一,如接口函数需要配置具体的函数名称、参数等,需要对所有的接口函数都要求有较深了解,算法配置、维护都有一定的门槛。
通过以上可以看出,行业内目前水务计算方法都存在着一定的缺陷,影响了水库优化调度工作的进一步展开。
随着国民经济的快速发展,对自然资源开发与环境保护意识的增强,流域内各部门对防洪和供水预见期的要求越来越高。生产的需求必然会推动科技的发展,所以,中长期大洪水预报的研究将会愈来愈受到科研人员的重视。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供了一种基于报表引擎的水务计算方法方法及系统,直接通过报表编辑即可定制水务计算过程,为水电厂的水务计算提供更为可靠、方便的手段。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于报表引擎的水务计算方法,其特征是,包括以下过程:
S1,梳理水务计算涉及的源数据和计算结果,构建获取源数据的读数据函数和存储计算结果的写数据函数,并将读数据函数和写数据函数封装成基础报表函数库;
S2,梳理水务计算涉及的中间算数运算,构建相应的算数运算函数,并将各算数运算函数封装成计算报表函数库;
S3,梳理水务计算涉及的业务逻辑运算,构建相应的业务逻辑运算函数,并将各业务逻辑运算函数封装成业务报表函数库;
S4,梳理水务计算报表格式的需求,将报表的输出格式封装成表表格式定义;
S5,当需要对水电站进行水务计算时,根据水电站水务计算的实际需求从基础报表函数库中选择相应的读数据函数,从计算报表函数库中选择相应的算数运算函数,从业务报表函数库中选择相应的业务逻辑运算函数,从基础报表函数库中选择写数据函数保存计算结果,从报表格式定义中选择报表输出格式,形成报表文件;然后根据报表文件设置,依次执行获取源数据、算数运算、业务逻辑运算,最终输出水务计算结果报表。
优选的,读数据函数包括时段计算模式:计算分钟、小时等时段数据,以及日计算模式:计算日、月、年数据。
优选的,算数运算函数包括获取日期、当前时间、时间计算、归整、获取时间序列的时间函数;以及字符串运算函数、if-else条件函数。
优选的,业务逻辑运算函数包括发电流量计算函数和泄洪流量计算函数。
优选的,发电流量计算函数包括:根据负荷插值计算平均发电流量、根据负荷用公式计算平均发电流量。
优选的,泄洪流量计算函数包括:开度插值计算平均泄洪流量、利用公式计算平均泄洪流量。
优选的,报表的输出格式包括数值显示形式、单元格填充样式、表格边框线条样式、文本显示对齐方式。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是使原有繁杂的水务计算更加灵活简便,系统通过简单配置便可应用于不同的水电厂。具体表现在以下三方面:
1)通过开发报表函数接口形成报表函数算法库,将报表函数算法库、报表格式定义、报表数据计算业务逻辑和输出格式、报表驱动程序进行封装,形成可复用的报表引擎,可广泛应用在不同的水电厂,实现水调自动化的水务计算功能;
2)报表接口函数形式多样且灵活,引擎驱动功能全面且规范,包括复杂逻辑控制、配置以及大量数据统计计算,几乎能够满足水务计算所有的功能需求与计算;
3)以编辑报表的方式,快速简便地进行水务计算的算法编辑配置、调整和维护,降低了门槛,水电厂的水调人员即可进行配置和维护。
附图说明
图1为水务计算流程示意图;
图2为本发明基于报表引擎的水务计算流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
术语解释:
引擎:引擎是专门用于处理特定事物,具有良好重用性的应用程序。
报表引擎:专门用于定义报表格式、报表数据计算方法和输出格式的驱动程序集合,是众多报表函数的封装。
本发明的一种基于报表引擎的水务计算方法,参见图2所示,实现包括以下步骤:
步骤S1,梳理水务计算涉及的源数据和计算结果,构建获取源数据的读数据函数和存储计算结果的写数据函数,并将读数据函数和写数据函数封装成基础报表函数库。
根据水务计算原理,梳理出水务计算所涉及的基础数据,包括水电站机组有功、上下游水位(库水位、尾水位)、闸门开度及时间等源数据,出库流量、溢泄流量、入库流量等计算结果数据。通过编写代码方式开发通用的报表函数,实现从数据库读取源数据的读数据函数、将计算结果数据存入数据库的写数据函数,将基础的读数据函数和写数据函数进行封装,形成报表函数库基础单元。
步骤S2,梳理水务计算涉及的中间算数运算,构建相应的算数运算函数,并将各算数运算函数封装成计算报表函数库。
水务计算涉及的计算逻辑复杂,因此在业务函数之外,实现加减乘除平均值等算数运算函数。例如,为从水务数据库获取所需时段的数据,开发获取日期、当前时间、时间计算、归整、获取时间序列等时间函数;以及字符串运算函数、if-else等条件函数。将上述算数运算函数内容封装成计算报表函数库。
步骤S3,梳理水务计算涉及的业务逻辑运算,构建相应的业务逻辑运算函数,并将各业务逻辑运算函数封装成业务报表函数库。
在基础报表函数库单元和计算报表函数库单元基础上,进一步进行更大计算范围、更复杂的业务逻辑封装:实现水务计算所涉及的机组平均出力、平均水头等计算点计算;实现根据水位和闸门开度计算闸门泄流、根据水位计算库容、根据水头/机组出力计算机组过流等,形成业务报表函数库,实现水务计算过程流程化。
步骤S4,梳理水务计算报表格式的需求,将报表的输出格式封装成表表格式定义。
梳理水电站水务计算报表表格的需求,将报表的输出格式分为数值显示形式、单元格填充样式、表格边框线条样式、文本显示对齐方式等,对输出格式进行封装,形成报表格式定义。
基础报表函数库、计算报表函数库、业务报表函数库以及报表格式定义构成了可复用的报表引擎。
步骤S5,当需要对水电站进行水务计算时,根据水电站水务计算的实际需求从基础报表函数库中选择相应的读数据函数,从计算报表函数库中选择相应的算数运算函数,从业务报表函数库中选择相应的业务逻辑运算函数,从基础报表函数库中选择写数据函数保存计算结果,从报表格式定义中选择报表输出格式,形成报表文件;然后根据报表文件设置,依次执行获取源数据、算数运算、业务逻辑运算,最终输出水务计算结果报表。
在完成前述步骤的报表引擎开发后,需以下步骤即可实现不同水电站的水务计算:
1)报表编辑,生成报表文件。
根据水电厂的实际情况进行报表编辑,从基础报表函数库选择相应的读数据函数用来读取源数据,从计算报表函数库中选择相应的算数运算函数用来对获取的源数据进行中间变量数据的算数计算、从业务报表函数库中选择水务计算的业务逻辑运算函数用来对获取的源数据、中间变量数据进行运算获得最终的水务计算结果,从基础报表函数库选择相应的写数据函数用来存储最终计算结果,并定义报表输出格式,设置完成后即形成报表文件。
2)启动计算引擎,进行水务计算。
运行报表文件,调用报表引擎,根据报表设置获取源数据、对获取的源数据进行中间数据的算数计算,对获取的源数据、中间变量数据进行运算获得最终的水务计算结果,最终输出水务计算结果数据报表,完成水务计算。
实施例
三峡水库调度运行过程中,出入库流量计算是个复杂而又非常重要的工作,其计算结果的好坏直接关系到水库的防洪航运及经济运行。计算过程中涉及了上下游水位、32个机组的出力、386个闸门的开度、船闸的运行情况、NHQ曲线、水量平衡计算等多个变量及计算环节,其中存在很多运行过程中需要优化调整的参数,采用本发明后实现了计算逻辑可编辑、计算过程可视化、中间结果可调整等功能,极大提高了计算的准确性和工作效率。
以三峡为例,本发明实施过程如下:
1)建立报表函数库,包含以下内容:
a)出入库平衡计算框架模型:这是整个水务计算的主流程框架函数,所有的计算都要在这个框架中实现。包括:
■时段计算模式:计算分钟、小时等时段数据;
■日计算模式:计算日、月、年数据。
b)发电流量计算函数,包括:
■根据负荷插值计算平均发电流量;
■根据负荷用公式计算平均发电流量;
c)泄洪流量计算函数,包括:
■开度插值计算平均泄洪流量;
■利用公式计算平均泄洪流量。
2)定义电站的水量平衡计算中参加计算的要素、资料、处理方法及流程,定义以下几个方面的内容:
a)定义计算量:定义需计算的数据点;
b)定义计算基本参数,包括时段计算定时计算间隔、日计算时间、厂号标志、梯级数;
c)定义坝上、坝下水位数据点,主要包括测点号、最大值、最小值;
d)定义发电流量计算参数,选择发电流量日计算和时段计算函数。包括发电机组数目,各台发电机组的测点站号、发电流量站号、最大负荷、最小负荷、最大漂移负荷、最小漂移负荷;
e)设置泄洪流量计算参数,包括堰顶高程、闸门总数目、每孔闸门的站号、每孔闸门的泄洪流量站号、时段最大泄洪流站号、每孔闸门的日计算和时段计算泄洪流量。
3)根据定义进行报表编辑,从报表函数库选择相应的函数进行数据的提取计算、定义计算的流程、定义报表输出格式,定义完成后,形成报表文件。
4)水务计算运行平台运行报表文件,调用报表引擎,驱动报表计算逻辑进行计算,最终输出水务计算结果数据。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于报表引擎的水务计算方法,其特征是,包括以下过程:
S1,梳理水务计算涉及的源数据和计算结果,构建获取源数据的读数据函数和存储计算结果的写数据函数,并将读数据函数和写数据函数封装成基础报表函数库;
根据水务计算原理,梳理出水务计算所涉及的基础数据,包括水电站机组有功、上下游水位、闸门开度及时间,出库流量、溢泄流量、入库流量,通过编写代码方式开发通用的报表函数,实现从数据库读取源数据的读数据函数、将计算结果数据存入数据库的写数据函数,将基础的读数据函数和写数据函数进行封装,形成报表函数库基础单元;
S2,梳理水务计算涉及的中间算数运算,构建相应的算数运算函数,并将各算数运算函数封装成计算报表函数库;
S3,梳理水务计算涉及的业务逻辑运算,构建相应的业务逻辑运算函数,并将各业务逻辑运算函数封装成业务报表函数库;
在基础报表函数库单元和计算报表函数库单元基础上,实现水务计算所涉及的机组平均出力、平均水头的计算点计算;实现根据水位和闸门开度计算闸门泄流、根据水位计算库容、根据机组出力计算机组过流,形成业务报表函数库;
S4,梳理水务计算报表格式的需求,将报表的输出格式封装成表格式定义;包括:
梳理水电站水务计算报表表格的需求,将报表的输出格式分为数值显示形式、单元格填充样式、表格边框线条样式、文本显示对齐方式,对输出格式进行封装,形成报表格式定义;
基础报表函数库、计算报表函数库、业务报表函数库以及报表格式定义构成了可复用的报表引擎;
S5,当对某个水电站进行水务计算时,制作该水电站的水务计算报表文件:根据水电站水务计算的实际需求从基础报表函数库中选择相应的读数据函数,从计算报表函数库中选择相应的算数运算函数,从业务报表函数库中选择相应的业务逻辑运算函数,从基础报表函数库中选择写数据函数保存计算结果,并结合水电站需求配置相应的接口参数,从报表格式定义中选择报表输出格式,形成符合当前水电站实际需求的水务计算报表文件;当水电站进行水务计算时,根据报表文件设置,通过报表引擎驱动,依次执行获取源数据,进行算数运算、业务逻辑运算,最终完成水务计算,并通过写数据函数将水务计算结果存储至数据库;
所述当水电站进行水务计算时,根据报表文件设置,通过报表引擎驱动,依次执行获取源数据,进行算数运算、业务逻辑运算,最终完成水务计算,包括:
根据水电站的实际情况进行报表编辑,从基础报表函数库选择相应的读数据函数用来读取源数据,从计算报表函数库中选择相应的算数运算函数用来对获取的源数据进行中间变量数据的算数计算、从业务报表函数库中选择水务计算的业务逻辑运算函数用来对获取的源数据、中间变量数据进行运算获得最终的水务计算结果,从基础报表函数库选择相应的写数据函数用来存储最终计算结果,并定义报表输出格式,设置完成后即形成报表文件;
运行报表文件,调用报表引擎,根据报表设置获取源数据、对获取的源数据进行中间数据的算数计算,对获取的源数据、中间变量数据进行运算获得最终的水务计算结果,最终输出水务计算结果数据报表,完成水务计算;
业务逻辑运算函数包括发电流量计算函数和泄洪流量计算函数;
发电流量计算函数包括:根据负荷插值计算平均发电流量、根据负荷用公式计算平均发电流量;
泄洪流量计算函数包括:开度插值计算平均泄洪流量、利用公式计算平均泄洪流量。
2.根据权利要求1所述的一种基于报表引擎的水务计算方法,其特征是,读数据函数包括时段计算模式:计算分钟、小时数据,以及日计算模式:计算日、月、年数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于报表引擎的水务计算方法,其特征是,算数运算函数包括获取日期、当前时间、时间计算、归整、获取时间序列的时间函数;以及字符串运算函数、if-else条件函数。
4.根据权利要求1所述的一种基于报表引擎的水务计算方法,其特征是,报表的输出格式包括数值显示形式、单元格填充样式、表格边框线条样式、文本显示对齐方式。
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