1 引言

　　隨著電力系統(tǒng)體制改革的進(jìn)一步深化以及電力行業(yè)的市場化,、信息化的發(fā)展,，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)信息管理方式和手工管理手段己經(jīng)不能適應(yīng)電力行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，形勢要求繼電保護(hù)專業(yè)必須改變現(xiàn)有落后的管理體制,、管理方式和手段,，建立網(wǎng)絡(luò)化、統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng),。為此利用新的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù),，開發(fā)實用的、針對性強(qiáng)的繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng),，把專業(yè)人員從繁瑣的日常管理工作中解放出來,，就成為一項非常重要而且有意義的工作。本文從繼電保護(hù)技術(shù)信息管理通用平臺的設(shè)計角度出發(fā),，對其功能需求和設(shè)計方式進(jìn)行了研究和探討,，對開發(fā)過程中遇到的核心技術(shù)問題，提出了具體的解決方案,。

　　2 繼電保護(hù)技術(shù)信息管理系統(tǒng)的需求分析

　　繼電保護(hù)是現(xiàn)代化技術(shù)水平要求較高的行業(yè),，建立一個規(guī)范、實用的信息管理系統(tǒng),，將改變過去管理工作中數(shù)據(jù)混亂的現(xiàn)象,，提高管理水平，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化,、信息化的發(fā)展,。總的來說,，一個實用,、規(guī)范的繼電保護(hù)技術(shù)信息管理系統(tǒng)應(yīng)該包括以下幾個部分：

　?。?）圖紙管理:繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)建設(shè)核心的是圖紙管理。對這些圖紙不僅僅是靜態(tài)的,、檔案意義上的管理,，更重要的是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下面向生產(chǎn)設(shè)計過程的、動態(tài)的圖紙管理,，符合圖紙業(yè)務(wù)流程,，實現(xiàn)共享環(huán)境下的圖紙制作、審批,、瀏覽,、查詢與傳輸?shù)裙δ堋?/p>

　　（2）文檔管理：通過網(wǎng)絡(luò)對文件,、資料和記錄的信息進(jìn)行管理,，用戶可以控制目錄的創(chuàng)建，支持各種類型資料的網(wǎng)絡(luò)瀏覽和傳遞,，利用關(guān)鍵字實現(xiàn)對文件查詢,，利用數(shù)字簽名技術(shù)對文檔進(jìn)行電子簽名以保證文檔的安全性。

　?。?）定值管理：針對不同系統(tǒng)不同種類的繼電保護(hù)應(yīng)該分門別類進(jìn)行繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計,，建設(shè)各種規(guī)范的表單。實現(xiàn)基于各種類型保護(hù)的定值查詢以及微機(jī)保護(hù)控制關(guān)鍵字的查詢,。所有表單可以自動生成,，也可以由用戶自定義合適的模板輸出。

　　3 繼電保護(hù)技術(shù)信息管理系統(tǒng)的建設(shè)流程

　　根據(jù)實際的需求分析,，一個規(guī)范,、實用的繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)具體應(yīng)該涉及到以下相關(guān)方面，其中系統(tǒng)的建設(shè)流程如圖1所示,。

　　4 繼電保護(hù)技術(shù)信息管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

　　4.1 圖紙掃描矢量化的探討與分析

　　繼電保護(hù)專業(yè)由于行業(yè)的特殊性,，圖紙成為信息管理工作的核心。由于現(xiàn)有的繼電保護(hù)圖紙缺乏完善的管理手段,，絕大多數(shù)仍然采用手工制圖,、人工管理，不同的設(shè)計單位有不同的作圖方式,，圖紙儲存方式多種多樣,，因此首先應(yīng)該統(tǒng)一圖紙的格式。現(xiàn)有的圖形文件可以分為兩類：一類為位圖文件,，另一類稱為矢量類圖像文件,。前者以點陣形式描述圖形圖像，后者是以數(shù)學(xué)方法描述的一種由幾何元素組成的圖形圖像,。由于后者對圖像的表達(dá)細(xì)致,、真實,，因此需要將圖紙全部轉(zhuǎn)化為矢量圖文件。由于AutoCAD已經(jīng)成為了二維工程圖紙事實上的一種標(biāo)準(zhǔn),，所以通常轉(zhuǎn)化為AutoCAD的DWG格式,。由于目前電力行業(yè)技術(shù)人員對計算機(jī)知識尤其是AutoCAD不熟悉，如果要將所有的圖紙用CAD進(jìn)行重繪,，工作量太大。在實際的應(yīng)用中,，通過掃描－矢量化繪制圖紙是一種較為實用,、高效的方法。

　　4.1.1 掃描與矢量化基本原理

　　這種方法的基本原理就是利用掃描儀將預(yù)繪制的圖紙掃描儲存到計算機(jī)里面,，對圖紙前期處理后,，用矢量化工具轉(zhuǎn)換成DWG格式的矢量文件，間接實現(xiàn)圖紙的繪制,。通俗意義上的矢量化功能包括三個部分：圖像凈化,、光柵編輯和矢量化。圖像凈化可以對圖紙中存在的污點進(jìn)行處理,；光柵編輯可以用于全局光柵化,；矢量化包括文字識別和識別類型。

　　4.1.2 矢量化工具的介紹

　　VP系列是一款優(yōu)秀的光柵編輯和矢量化軟件,，可以與AutoCAD相關(guān)聯(lián),，包括光柵編輯、全自動矢量化或人機(jī)交互矢量化,。在短時間內(nèi),，用戶就可以得到修改過的光柵圖像和優(yōu)秀的矢量化結(jié)果，也可以立即將結(jié)果動態(tài)連接到AutoCAD中,?？偟膩碚f，VP與AutoCAD 結(jié)合可以為繼電保護(hù)圖紙光柵圖像矢量轉(zhuǎn)換以及圖形數(shù)據(jù)處理提供了很好的處理手段,。

　　4.1.3 掃描－矢量化的操作步驟

　　矢量化過程應(yīng)該正確地識別圖形信息以及各種其它有用的符號信息（圖表,、文字等），同時濾掉無用的信息（污點,、折痕）,。首先應(yīng)該用初始化好的掃描儀對圖紙進(jìn)行掃描，使之形成光柵文件,。這一過程需要注意選擇合適的圖紙掃描分辨率,、掃描類型和保存類型。然后進(jìn)行矢量化處理：輸入光柵文件,；編輯光柵數(shù)據(jù),；光柵化保存編輯操作,；矢量化（設(shè)置參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和后臺處理）；編輯矢量,，進(jìn)行文本的手工識別,；輸出矢量文件。

 　　4.2 利用AutoCAD的二次開發(fā)繪制圖紙

　　繼電保護(hù)圖紙含有豐富的圖元信息,，但通過掃描－矢量化或其它工具重繪的繼電保護(hù)圖紙只是一些簡單的圖形符號,，無法保存圖元以外的各種屬性，使用圖紙極不方便,，因此如何實現(xiàn)圖元與屬性相關(guān)聯(lián)是一個關(guān)鍵部分[1],。作為CAD繪圖設(shè)計的代表軟件，AutoCAD為廣大工程設(shè)計人員所熟悉,。AutoCAD同時提供一個功能強(qiáng)大的集成開發(fā)工具―VBA ,，通過VBA制作專用的繼電保護(hù)繪圖工具，可以完成圖元在圖紙上的繪制,，并且可以定制圖元屬性對話框,，在繪圖的過程中添加圖元屬性到數(shù)據(jù)庫，使圖元與屬性相關(guān)聯(lián),。

　　4.2.1 工具菜單開發(fā)

　　AutoCAD的菜單包括下拉菜單,、圖標(biāo)菜單和按鈕菜單等。所有菜單都是由Acad.mnu文件產(chǎn)生的,。用戶可以根據(jù)需要修改這個文件內(nèi)容定制菜單,，將繼電保護(hù)常用的圖形元件做成直觀、形象的圖標(biāo)菜單,，利用菜單欄,、工具欄或者右鍵菜單進(jìn)行繪圖，提高繪圖效率,。

　　4.2.2 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

　　繼電保護(hù)圖紙作為一種專業(yè)圖紙,，圖元種類繁多，所以必須對圖元進(jìn)行分類整理,，設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),。數(shù)據(jù)庫中每種元件都設(shè)計成兩層表的結(jié)構(gòu)：基本屬性表和參數(shù)表，其中基本屬性表可以包括圖元的圖紙名,、元件名稱,、元件坐標(biāo)、加工日期以及圖塊類型等,，并以ID作為基本屬性表的主鍵,，參數(shù)表則對應(yīng)每一個元件的具體參數(shù)類型。

　　4.2.3 元件庫的設(shè)計

　　通過對圖紙的歸納與整理，將圖紙中需要繪制的圖元分類,，例如兩繞組變壓器,，三繞組變壓器等，通過VBA來設(shè)計每種圖元對應(yīng)的宏,。其中關(guān)鍵技術(shù)部分包括：

　　(1) 數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)：打開圖元對應(yīng)的圖紙數(shù)據(jù)庫,。

　　(2) 定義元件的ID：每個元件用一個唯一的ID 號來標(biāo)識，作為屬性表的主鍵,。

　　(3) 定義圖塊：創(chuàng)建塊參照,，將圖元的幾何形狀添加到圖紙中。

　　(4) 添加屬性標(biāo)簽：提取屬性參照的信息,，保存到數(shù)據(jù)庫,。

　　(5) 編輯屬性：從選擇集中提取元件的ID值，編輯屬性,。

　　(6) 添加公用屬性：創(chuàng)建選擇集，利用循環(huán)將這個選擇集內(nèi)的所有圖元賦予這張圖紙上第一個元件所添加的公共屬性,，在繪圖時每張圖紙只有第一個圖元才需要添加公共屬性,。

　　(7) 關(guān)聯(lián)元件：繼電保護(hù)圖紙的一次圖與二次圖之間有著電氣上的關(guān)聯(lián)，但是在工程圖紙中一次圖和二次圖是分開表示的,，因此在繪制圖紙時就需要在相關(guān)元件之間加上索引,，可以通過手工拾取相關(guān)元件或者通過搜索同名元件來自動添加。通過建立各種保護(hù)裝置之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,，可以為現(xiàn)場人員閱讀圖紙,、查詢故障提供方便 [2]。

　　4.3 AutoCAD圖形的網(wǎng)上發(fā)布

　　AutoCAD的DWG格式文件雖然可以放置到網(wǎng)上,，但在網(wǎng)頁中無法直接瀏覽,。因此AutoDesk公司開發(fā)了DWF格式，雖然也是一種矢量文件,，但與DWG文件相比,，DWF格式的文件尺寸小，可以無級放大及縮小,，很適于網(wǎng)上傳輸和瀏覽,，是共享圖形信息的一種理想方式。在AutoCAD 2000中使用ePlot特性可以發(fā)布電子圖形(即DWF文件),。

　　在IE的環(huán)境下瀏覽圖紙需要下載Whip插件,。由于繪制圖紙時每個圖元的坐標(biāo)屬性已經(jīng)自動獲取，利用AutoDesk的Whip插件(Whip插件可以在VB,、VC等支持ActiveX的軟件中進(jìn)行特定的開發(fā)),，通過鼠標(biāo)的平移、單擊等事件與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互以響應(yīng)用戶的操作?？蛻舳司涂梢詫eb上的圖紙以及相關(guān)的屬性進(jìn)行快速瀏覽,、查詢和修改，還可以平移,、全屏顯示以及打印圖形,，查詢圖元的關(guān)聯(lián)元件等。

　　4.4 動態(tài)圖紙管理

　　目前繼電保護(hù)的圖紙管理,，主要解決了紙質(zhì)圖紙的掃描輸入,、處理、歸檔等靜態(tài)圖紙管理的問題,，而繼電保護(hù)在圖紙管理方面面臨的最大問題是面向設(shè)計過程的,、動態(tài)的圖紙管理。使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)管理的文件除了其本身所包含的內(nèi)容外,，還具有其它一系列的屬性,，如圖號、版本號,、創(chuàng)建時間,、創(chuàng)建人等?？偟膩碚f,，動態(tài)圖紙管理應(yīng)解決以下問題：

　　(1) 基于描述信息的圖紙管理。第一：基于描述信息是指對于圖紙的描述應(yīng)該基于如圖紙名稱,、創(chuàng)建人,、圖號等靜態(tài)描述信息和創(chuàng)建時間、版本號等動態(tài)描述信息,，用戶對圖紙的查詢應(yīng)根據(jù)這些工程信息而不僅僅只是一個文件名,。第二：圖紙組織結(jié)構(gòu)管理是指根據(jù)項目結(jié)構(gòu)組織各類圖紙。用戶只需知道圖紙的工程信息,，就可以迅速定位所需要的圖紙,。

　　(2) 圖紙的建設(shè)流程。繼電保護(hù)圖紙分為施工圖和竣工圖,，一般保存的圖紙多為竣工圖,，其中竣工圖不可編輯，施工圖可以編輯,，在完工后,，經(jīng)校對、審核后可轉(zhuǎn)化為竣工圖,。對每種圖紙必須結(jié)合實際情況,，采用正確的建設(shè)流程。

　　(3) 安全性管理。在網(wǎng)絡(luò)共享信息環(huán)境下,，用戶對圖紙除了瀏覽,、修改、刪除等基本權(quán)限外,，還應(yīng)該有更精確的劃分和描述,，如可見不可見、可否上傳下載等,。

　　(4) 圖紙版本管理,。圖紙在設(shè)計中會經(jīng)歷校審和修改過程，版本管理主要解決如何進(jìn)行版本生成,、保留歷史版本及修改記錄,、跟蹤版本的演化歷史、確定當(dāng)前有效版本等,。

 　　(5) 圖紙日志管理,。包括記錄日志與顯示日志。記錄日志中需要自動對每個圖形文件保存相關(guān)的操作信息,，包括修改,、上傳圖紙的用戶名和時間等各種必要的信息，一旦日志保存以后,，任何人不能更改歷史記錄,。顯示日志中保存相關(guān)的歷史紀(jì)錄,，可以瀏覽與查詢,。

　　(6) 圖紙瀏覽與關(guān)聯(lián)。在IE的環(huán)境中打開圖紙,，可以實現(xiàn)圖紙的平移,、縮放和打印、顯示圖層,，對加工過的圖元可以瀏覽其參數(shù),，查找到相關(guān)聯(lián)的保護(hù)，并打開對應(yīng)的圖紙,。

　　4.5 技術(shù)資料管理

　　技術(shù)資料管理將繁瑣的技術(shù)資料,，例如電子文檔、掃描圖片和其它資料等分門別類進(jìn)行管理,，創(chuàng)建文件資源管理器的模式,。可以創(chuàng)建新文件夾,，并對其內(nèi)部的文件進(jìn)行瀏覽,、添加、刪除、修改等操作,，同時可以對文檔的標(biāo)題進(jìn)行搜索,。關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)該包括：

　　（1）數(shù)字簽名：目前電力系統(tǒng)中普遍實現(xiàn)了辦公自動化,可以完成文檔的生成,、確認(rèn),、簽發(fā)、傳遞,、存檔等工作,，在此過程中一般都是采用簡單的用戶名/密碼機(jī)制實現(xiàn)對用戶的身份認(rèn)證,不能提供實質(zhì)上的安全簽名服務(wù)，而采用基于密碼算法的數(shù)字簽名可以充當(dāng)個人在網(wǎng)絡(luò)空間“身份證”的角色,能夠很好地解決目前存在的文檔簽名問題[3],。

　?。?）網(wǎng)絡(luò)瀏覽與傳遞：常用的繼電保護(hù)文檔格式包括Word、Excel,、PDF以及掃描的定值單和各種圖片等,。在IE的環(huán)境下點擊文件即可調(diào)用客戶端對應(yīng)的應(yīng)用程序來打開。通過采用成熟的上傳組件,，例如LyfUpload即可實現(xiàn)技術(shù)資料的上傳功能,。

　　（3）定值管理：通過保護(hù)定值代碼查詢可以列出所查詢保護(hù)類型的保護(hù)定值代碼清單和相應(yīng)的控制字的含義,。輸出各代碼值后可以列出代碼值的名稱以及相應(yīng)的代碼值,。用戶可以添加、修改,、刪除定值單,。對于每種保護(hù)的定值單可以按照默認(rèn)格式自動生成，也可以由用戶對定值單模板進(jìn)行修改以生成新的定值單模板,。

　?。?）班組信息管理：在繼電保護(hù)日常工作中，必然會涉及到許多應(yīng)用表格的管理工作,?？紤]到用戶對表的自定義功能和表的可擴(kuò)展性，用戶可以按照自己的意圖對表進(jìn)行操作,，包括表的創(chuàng)建,、刪除和修改。輸入用戶需要查詢的信息可以對對應(yīng)的表記錄進(jìn)行模糊查詢,。這個功能模塊不僅局限于班組管理,，同樣可以用于資料管理、材料管理等,。

　　4.6生產(chǎn)培訓(xùn)管理

　　由于工作的需要,，繼電保護(hù)工作人員需要經(jīng)常進(jìn)行專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和培訓(xùn),。生產(chǎn)培訓(xùn)管理面向相關(guān)生產(chǎn)崗位的技能培訓(xùn)和考核系統(tǒng)，為廣大職工在職學(xué)習(xí),、崗位培訓(xùn),、上崗認(rèn)證、崗位考核等建立起完善的網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境,，使廣大職工可以方便地了解和掌握各專業(yè)的崗位技術(shù)要求,，并隨時測試自己的學(xué)習(xí)效果，找出存在的差距,。其中關(guān)鍵的部分應(yīng)該包括：

　　(1) 崗位培訓(xùn)：崗位培訓(xùn)基于繼電保護(hù)技術(shù)培訓(xùn)與考工試題庫,，可以實現(xiàn)添加試題、瀏覽試題,、選擇試題等功能,。試題可以包括填空、選擇,、問答等各種類型和不同的試題難度等級,。同時提供自動組卷和手工組卷兩種方式，可以設(shè)置題型,、難度等屬性,。

　　(2) 技術(shù)論壇：技術(shù)論壇分為信息公告欄、討論園地和專家論壇三個部分,，其中信息公告欄可以發(fā)布最新的通知,；討論園地可以就工作、技術(shù)方面的問題進(jìn)行探討,；專家論壇可以發(fā)表相關(guān)的專業(yè)知識,，通過主題與作者可以查詢相關(guān)信息。

　　4.7 系統(tǒng)應(yīng)用平臺與安全設(shè)計

　　設(shè)計良好的應(yīng)用平臺,，必須同時滿足速度和容量的要求,，開放性和安全性的要求,，應(yīng)該保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，同時也要保證多客戶端的同時訪問。本系統(tǒng)利用 IIS架構(gòu)Web站點,，利用Intranet來進(jìn)行繼電保護(hù)信息發(fā)布,，采用ASP3.0作為開發(fā)工具。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的同時勢必會造成網(wǎng)絡(luò)安全方面的問題,，系統(tǒng)應(yīng)該保證安全性的同時兼顧開放性,。通過設(shè)置Administrator，User,，Guest三種權(quán)限的用戶,，對每一種用戶在每一個功能模塊都有對應(yīng)不同的使用權(quán)限供管理員選擇,，實現(xiàn)分級、分用戶管理,，保護(hù)了整個系統(tǒng)的運行安全,。

　　5 結(jié)論

　　本文所介紹的繼電保護(hù)技術(shù)信息管理系統(tǒng)是以廣州變電管理所繼電保護(hù)技術(shù)支持系統(tǒng)和沙角A電廠網(wǎng)控與機(jī)組繼電保護(hù)技術(shù)管理系統(tǒng)為模型，結(jié)合繼電保護(hù)專業(yè)的實際情況,，根據(jù)提出的繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)的目的和要求,，進(jìn)行了詳細(xì)的探討和研究，確定了具體的設(shè)計方案,，開發(fā)的一個具有實用性和通用性繼電保護(hù)技術(shù)信息管理系統(tǒng),，為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)研究提供了一條可靠的途徑。