CN109614436A - 电力物资调控系统和相应的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力物资调控系统，它包括人员管理模块和流程管理模块，流程管理模块包括自下而上依次设置的数据接入层、虚拟资源池层、资源协调管控层和可视化展示层；数据接入层通过Openflow接口协议模块与虚拟资源池层相连，虚拟资源池层通过资源编排器和资源关联器与资源协调管控层相连，资源协调管控层的输出端与可视化展示层的输入端相连；人员管理模块的控制信号输出端分别与资源协调管控层、可视化展示层的控制信号输入端相连。本发明还公开了电力物资调控方法。本发明采用SDN技术和策略梯度算法，可提升电力物资管理系统的整体管控范围及效率，适用于电力物资管理设备技术领域。

Description

电力物资调控系统和相应的方法

技术领域

本发明属于电网物资信息化管理技术领域，用于电网物资管理，具体地说是一种电力物资调控系统和相应的方法。

背景技术

随着城市化进程的加快和现代工业的快速发展，人们在生产和生活中的用电量逐年上升。如何更加合理地管理和部署电力物资，成为电力公司面临的挑战。

有的电力物资管理模式是集中化管控模式，这种模式有利于对电力资产合理部署，借助统一物资管理平台，监控各部门避免重复采购，建立一种责任权利对等的集中采购管控模式，充分发挥管理体系的效益最大化作用。但集中化管控随之带来的瓶颈就是物资管理数据信息的爆发，物资管理流程中各环节，包括采购投标、采购、物料编码、设备基础信息管控、集中监造、采购评估、评标专家管理等，采用常规的人工被动获取信息手段会与集约化特性相违背，增加了总部管理的数据处理压力。

通过调研物资管理信息化系统存在的问题，重点难点无法实现集中在物资编码及智能化管控功能，综合研究多种技术，采用SDN技术可较全面解决以上困扰，再辅助先进的大数据算法，可提升系统的整体管控范围及效率。

现在常用的实现资源合理管控架构图如图1所示，物资管控过程属于半自动状态，物资数据部署工具中固有的映射模板自适应更新能力差，常规流程是先经过自动化模板匹配，如果没有完全匹配还需再通过人工匹配再次确认。总之传统方式智能性太差，管理结构复杂，使用起来不够便捷。

因此，需要依靠先进的数据分类分析手段，将复杂的物资管理流程演变成精简的数据管理模型，物资设备及人员映射为数据信息，流程性结构映射为数据处理架构，美化直观的数据展示结果便于工作人员快捷的物资管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力物资调控系统，其采用SDN技术和策略梯度算法，可提升电力物资管理系统的整体管控范围及效率。

本发明的另外一个目的是提供一种电力物资调控方法。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种电力物资调控系统，它包括人员管理模块和流程管理模块，流程管理模块包括自下而上依次设置的数据接入层、虚拟资源池层、资源协调管控层和可视化展示层；

所述数据接入层通过Openflow接口协议模块与虚拟资源池层相连，虚拟资源池层通过资源编排器和资源关联器与资源协调管控层相连，资源协调管控层的输出端与可视化展示层的输入端相连；

所述人员管理模块的控制信号输出端分别与资源协调管控层、可视化展示层的控制信号输入端相连。

作为限定：所述数据接入层包括集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块。

作为第二种限定：所述虚拟资源池层包括逻辑图表块和物理数据块；

物理数据块包括第一～第三关联数据库，逻辑图表块包括全站网络结构图和信息逻辑图。

作为第三种限定：所述资源协调管控层包括总控制器、人员管理控制器、流程管理控制器、检验控制器、资源管理控制器和资源调用控制器。

作为第四种限定：所述可视化展示层包括用于展示端面数据的在线制图和报表块、用于展示时间序列及面板数据的动态可视化块、地理信息展示块、可视化模块化布局块、静态报表及图画块。

作为第五种限定：所述人员管理模块包括由设备厂家提供的设备基础资料块、由财务人员提供的结算管理块、由评标专家提供的评标管控块和由物流公司提供的配送管理块。

一种电力物资调控系统的调控方法，包括依次进行的以下步骤：

一、数据接入层通过Openflow接口协议模块将数据传输到虚拟资源池层；

二、虚拟资源池层一方面将收到的数据进行存储，另一方面发送到资源协调管控层；

三、资源协调管控层将收到的数据进行分析和修改后发送到可视化展示层；

四、可视化展示层将收到的数据进行展示；

在步骤三和步骤四进行的同时，还进行以下步骤，

操作人员根据人员管理模块的数据实时修改资源协调管控层的数据，同时可视化展示层将操作人员可对资源协调管控层的操作进行展示。

作为限定，所述数据接入层包括集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块；所述虚拟资源池层包括逻辑图表块和物理数据块；物理数据块包括第一～第三关联数据库，逻辑图表块包括全站网络结构图和信息逻辑图；所述资源协调管控层包括总控制器、人员管理控制器、流程管理控制器、检验控制器、资源管理控制器和资源调用控制器；所述可视化展示层包括用于展示端面数据的在线制图和报表块、用于展示时间序列及面板数据的动态可视化块、地理信息展示块、可视化模块化布局块、静态报表及图画块；所述人员管理模块包括由设备厂家提供的设备基础资料块、由财务人员提供的结算管理块、由评标专家提供的评标管控块和由物流公司提供的配送管理块其特征在于；

所述步骤一包括依次进行以下步骤：

（一）数据接入层通过集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块进行现场数据采集并将采集到的数据发送到Openflow接口协议模块；

（二）Openflow接口协议模块将收到的数据分类。

作为进一步限定：所述资源调用控制器对数据的处理过程采用策略梯度算法；所述策略梯度算法包括以下步骤，

A.通过梯度算法来预估下一步过程执行的时间概率值；

B.通过最大函数选取并行步骤中耗时最长的时间间隔作为输出值；

C.根据步骤B中的输出值指导下一步中对权重值的调整。

本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本发明将传统的串行流程化管控方法改进为以SDN为基础架构的并行共享调用的管控方法，将管理模型进行了改变，SDN的虚拟化自适应管理技术不但提升了数据处理过程的效率，而且也保障了过程中的精准性，通过灵活的配置模型和实时的监控手段加强了系统的智能性，并引入策略梯度算法在资源协调管控层内，将流程化处理过程时效性大大提升；

（2）本发明采用SDN共享交互的并行式资源处理模型，在面对复杂的文件更新、调用等过程时，更加高效，在资源协调管控层中引入策略梯度算法，进一步提升文件并行处理的时效；

（3）本发明有利的解决了传统电网物资管理中物资设备流动性较大缺乏对不确定因素的管理，物资管理流程复杂度强、缺少关联性分析手段、缺少将各环节统筹决策能力、物资涉及的相关数据信息内容庞大、无法对数据多维度管控分析，物资数据流程化管理、没有统一的管理规范或标准，人员处理数据素质条件不一致等诸多问题；

（4）本发明利用SDN的虚拟资源态势感知技术来优化模板的固化性，为实现数据资源的全自动化调控，管控系统具备强变化感知的能力，并可智能化精准更新模板，形成一个有效的闭循环过程，SDN控制器利用态势检测、态势理解、态势预测、态势呈现和态势利导等关键技术，能够协调子数据集的间的合理调配，首先利用态势检测发现现场设备的拓扑或性能变更，经过态势利导和态势理解给初始的关联映射模板提供有用的信息支撑，形成新的物资数据配置模板，准确的对上层应用调用作出决策；

（5）本发明的资源编排技术以“应用控制网络，网络感知资源”的基本原理来进行录入的资源数据合理编排。上层的应用数据直接决定下层采集数据的划分和编排，电网物资数据管控系统中的可视化展示应用包括计划平台、招采流程、专家管理、结算平台、需求预测等应用子系统，网络根据应用配置合理的资源容量及连接方式，以软件程序的形式自动实现网络资源调度和分配，并将应用和资源实现一定优先顺序的映射编排，底层会采集物资设备基础参数、专家名单、物流公司基本信息等数据参数，通过南向和北向接口编排资源管理流程，将上层应用和底层资源可动态映射和配置交付，提升了资源管理的灵活性和便利性；

（6）物资管理平台数据信息内容繁杂，包括计划、投标、配送、结算等各个环节，信息间的关联程度也各异，并且区域性的资产管理模式也会存在异同性，需建立协同优化调控的目标模型，积累不同区域内物资管理过程中发生的历史事件经验作为历史数据库，并根据梯级功能协同优化策略，本发明在文件模块化协调控制上采用总分控制器部署模式，能够实现不同区域间物资管理子系统自适应协调控制，在响应上级调控策略要求的同时也能实现内部自治控制；

（7）从物资公司目前的展示内容及范围来分析，还远远达不到客户需求，物资信息展示平台需向管理人员提供足够的交互性、综合性、逻辑性功能支撑，所展示的内容才能符合流程管控要求，本发明通过SDN架构模型中的北向应用接口，将物资数据抽象接口推送给展示平台，抽象接口精准的映射了分布式数据库集合，通过多样性可视化展示手段，能够美化的表现出变电站设备功能配置及描述。

本发明适用于电网物资管理设备技术领域。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为现有技术中的SDN数据编排技术框架图；

图2为本发明实施例1的架构图；

图3为本发明实施例2的策略梯度算法流程图；

图4为本发明实施例2中实验的对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 一种电力物资调控系统

如图2所示，本实施例包括人员管理模块和流程管理模块，流程管理模块包括自下而上依次设置的数据接入层、虚拟资源池层、资源协调管控层和可视化展示层；数据接入层通过Openflow接口协议模块与虚拟资源池层相连，虚拟资源池层通过资源编排器和资源关联器与资源协调管控层相连，资源协调管控层的输出端与可视化展示层的输入端相连；人员管理模块的控制信号输出端分别与资源协调管控层、可视化展示层的控制信号输入端相连。

数据接入层包括集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块。数据接入层用于对电网物资管理中的集中计划数据、统一招标数据、结算过程数据和配送过程数据等进行现场采集，采集之后通过Openflow接口协议模块将数据传输到虚拟资源池层。

虚拟资源池层包括逻辑图表块和物理数据块；物理数据块包括第一～第三关联数据库，逻辑图表块包括全站网络结构图和信息逻辑图。虚拟资源池层是SDN技术架构的核心组成部分，虚拟资源池相比传统映射模型扩展性和调用性更强，映射模型选取的是一对一性能匹配，这种关系不易改变，而虚拟资源池内存储数据是分为两部分组成，一组是物理数据，即数据本身，一组是对应的Openfolw接口协议，因此当数据拓扑发生改变时，可快速完成数据匹配；当数据库内设备描述内容发生更新时，也能定位文件更新部位，迅速完成数据补充。

资源协调管控层由SDN中的各种控制器组成，包括总控制器、人员管理控制器、流程管理控制器、检验控制器、资源管理控制器和资源调用控制器。资源协调管控层用于调用虚拟器资源，当资源传送到资源协调管控层后，利用这一层中的SDN中的各种控制器，对资源进行自动化的修改，并将修改后的数据传输到可视化展示层。

可视化展示层包括用于展示端面数据的在线制图和报表块、用于展示时间序列及面板数据的动态可视化块、地理信息展示块、可视化模块化布局块、静态报表及图画块。可视化展示层用于将来自资源协调管控层分析过的数据通过其包含的五大模块直观的呈现给用户。

人员管理模块包括由设备厂家提供的设备基础资料块、由财务人员提供的结算管理块、由评标专家提供的评标管控块和由物流公司提供的配送管理块。

实施例2 一种电力物资调控系统的调控方法

本实施例包括依次进行的以下步骤：

一、数据接入层通过Openflow接口协议模块将数据传输到虚拟资源池层，本步骤包括依次进行的以下步骤，

（一）数据接入层通过集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块进行现场数据采集并将采集到的数据发送到Openflow接口协议模块；

（二）Openflow接口协议模块以将收到的数据分类；

二、虚拟资源池层一方面将收到的数据进行存储，另一方面发送到资源协调管控层；

三、资源协调管控层将收到的数据进行分析和修改后发送到可视化展示层，本步骤中，资源调用控制器对数据的处理过程采用策略梯度算法，策略梯度算法包括以下步骤，

A.通过梯度算法来预估下一步过程执行的时间概率值；

B.通过最大函数选取并行步骤中耗时最长的时间间隔作为输出值；

C.根据步骤B中的输出值指导下一步中对权重值的调整。

四、可视化展示层将收到的数据进行展示；

本实施例中，在步骤三和步骤四进行的同时，操作人员根据人员管理模块的数据实时修改资源协调管控层的数据，同时操作人员可利用可视化展示层将对资源协调管控层的操作进行可视化展示。

本实施例中，策略梯度算法的流程如图3所示，其具体流程如下：

设初始时刻文档处理时间为Δt1，a为在下一个时刻t2状态下基于当前参数采取动作时概率a，a为下一步数据处理过程监督学习参数，初始梯度算法学习权重为w0，得到下一时刻t2目标函数的概率分布式式：

式Ⅰ

数据处理时间长短用分布式函数期望值来表示，并将期望公式展开：

式Ⅱ

然后取其中最大化监督学习作为目标输出值：

式Ⅲ

为了验证本实施例的有效性，选用在matlab7.0神经网络算法仿真平台上运行程序，加载SDN架构中不同仿真组件，选择某地市公的物资管理中心内部数据作为输入，分别选择更改集中计划平台、统一招标系统、配送系统、结算系统中某个数据，测试次数选择13次，编写策略梯度算法进行加权训练，得到如图4所示的试验图形：从测试结果分析，明显发现，使用了SDN架构的梯度算法系统响应时间要明显比传统管控系统响应时间短，虽有两次训练结果要略高一点，但不影响整体的系统性能判断，采集点数共13点，测试平台计算两者测试间隔差Δt1=7.32ms、 Δt2=10.09ms、 Δt3=3.27ms、…, Δt13=5.34ms，并取平均ΔT=5.77ms,由此可以看出，使用了SDN架构的梯度算法的系统处理效率明显有提高。

Claims (9)

1.一种电力物资调控系统，其特征在于：它包括人员管理模块和流程管理模块，流程管理模块包括自下而上依次设置的数据接入层、虚拟资源池层、资源协调管控层和可视化展示层；

所述数据接入层通过Openflow接口协议模块与虚拟资源池层相连，虚拟资源池层通过资源编排器和资源关联器与资源协调管控层相连，资源协调管控层的输出端与可视化展示层的输入端相连；

所述人员管理模块的控制信号输出端分别与资源协调管控层、可视化展示层的控制信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的电力物资调控系统，其特征在于：所述数据接入层包括集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块。

3.根据权利要求1所述的电力物资调控系统，其特征在于：所述虚拟资源池层包括逻辑图表块和物理数据块；

物理数据块包括第一～第三关联数据库，逻辑图表块包括全站网络结构图和信息逻辑图。

4.根据权利要求1所述的电力物资调控系统，其特征在于：所述资源协调管控层包括总控制器、人员管理控制器、流程管理控制器、检验控制器、资源管理控制器和资源调用控制器。

5.根据权利要求1所述的电力物资调控系统，其特征在于：所述可视化展示层包括用于展示端面数据的在线制图和报表块、用于展示时间序列及面板数据的动态可视化块、地理信息展示块、可视化模块化布局块、静态报表及图画块。

6.根据权利要求1所述的电力物资调控系统，其特征在于：所述人员管理模块包括由设备厂家提供的设备基础资料块、由财务人员提供的结算管理块、由评标专家提供的评标管控块和由物流公司提供的配送管理块。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的电力物资调控系统的调控方法，其特征在于，包括依次进行的以下步骤：

一、数据接入层通过Openflow接口协议模块将数据传输到虚拟资源池层；

二、虚拟资源池层一方面将收到的数据进行存储，另一方面发送到资源协调管控层；

三、资源协调管控层将收到的数据进行分析和处理后发送到可视化展示层；

四、可视化展示层将收到的数据进行展示；

在步骤三和步骤四进行的同时，还进行以下步骤，

操作人员根据人员管理模块的数据实时修改资源协调管控层的数据，同时可视化展示层将操作人员可对资源协调管控层的操作进行展示。

8.根据权利要求7所述的电力物资调控系统的调控方法，所述数据接入层包括集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块；所述虚拟资源池层包括逻辑图表块和物理数据块；物理数据块包括第一～第三关联数据库，逻辑图表块包括全站网络结构图和信息逻辑图；所述资源协调管控层包括总控制器、人员管理控制器、流程管理控制器、检验控制器、资源管理控制器和资源调用控制器；所述可视化展示层包括用于展示端面数据的在线制图和报表块、用于展示时间序列及面板数据的动态可视化块、地理信息展示块、可视化模块化布局块、静态报表及图画块；所述人员管理模块包括由设备厂家提供的设备基础资料块、由财务人员提供的结算管理块、由评标专家提供的评标管控块和由物流公司提供的配送管理块其特征在于；

其特征在于，所述步骤一包括依次进行以下步骤：

（一）数据接入层通过集中计划数据块、统一招标采购数据块、结算过程数据块和配送过程数据块进行现场数据采集并将采集到的数据发送到Openflow接口协议模块；

（二）Openflow接口协议模块将收到的数据分类。

9.根据权利要求8所述的电力物资调控系统的调控方法，其特征在于：所述资源调用控制器对数据的处理过程采用策略梯度算法；

所述策略梯度算法包括以下步骤，

A.通过梯度算法来预估下一步过程执行的时间概率值；

B.通过最大函数选取并行步骤中耗时最长的时间间隔作为输出值；

C.根据步骤B中的输出值指导下一步中对权重值的调整。