Счетчики
Рейтинг@Mail.ru
Особенности структуры потоков информации между районными и региональными центрами обработки информации

Информацию, передаваемую от первичных источников информации в центр учета потребления энергетических ресурсов можно разделить на несколько категорий, которые используются при оперативном анализе энергопотребления, диагностике состояния сети учета энергопотребления и при оценке энергопотребления за отчетный период:

  • текущие суммарные показания приборов учета энергоресурсов;
  • текущие мгновенные показания приборов учета энергоресурсов;
  • архивные показания приборов учета с малым шагом дискретизации (до 1часа);
  • архивные показания приборов учета с большим шагом дискретизации (1 час и более) содержащие показания, используемые при учете энергопотребления за отчетный период;
  • информацию о неисправностях и внештатных ситуациях, возникающих в системе (превышение максимального энергопотребления, потеря связи на различных участках каналов передачи, отсутствие напряжения питания, низкий заряд аккумуляторных батарей);
  • показания дополнительных датчиков, устанавливаемых в системе (датчики протечки, охранные приборы и т. д.);
  • передачу команд блокировки подачи энергоресурсов для отдельных абонентов;
  • изменение основных настроек приборов (смена адреса прибора, интервала опроса, длительности ожидания ответа, изменение паролей на подключение прибора и т. д.).

Эту информацию в свою очередь можно разделить на две категории:

  1. оперативная информация о текущем состоянии энергетических сетей и состоянии приборов учета (эта информация используется непосредственно инженерами и операторами ситуационного центра);
  2. архивная информация, получаемая в результате статистической обработки оперативной (данная группа информации используется при расчете с потребителями и при анализе энергоэффективности отдельных объектов и энергетических сетей в целом).

Функциональные возможности сервера помимо рассмотренных выше возможностей регистрации показаний и управления объектовым оборудованием имеют поддержку авторизованного доступа клиентских приложений. Для реализации работы клиентского программного обеспечения используется единый интерфейс запросов.

Интерфейс сетевых запросов сервера реализует следующие функции:

  • обеспечение авторизованного доступа к услугам сервера и хранящимся на сервере данным;
  • возможности удаленной настройки основных параметров объектового оборудования;
  • возможности контроля состояния сети мониторинга потребления энергетических ресурсов, включающие отображение диагностических сообщений, неисправностей и ошибок в работе сети контроля энергопотребления;
  • возможности получения показаний приборов учета и интеллектуальных датчиков в реальном времени;
  • интерфейс для запроса архивной информации по произвольному информационному каналу за произвольный интервал времени;
  • возможности внеочередного запроса текущих показаний отдельных приборов учета и интеллектуальных датчиков, подключенных к системе;
  • средства передачи управляющих воздействий на объект мониторинга.

Указанная функциональность сервера реализуется за счет одновременного использования двух различных потоков данных по направлениям:

  • сервер - клиентское приложение;
  • сервер - объектовое оборудование.

Информационный обмен по каналу «сервер - клиентское приложение» включает большую часть функций, канала «сервер - объектовое оборудование», а также включает дополнительные запросы и информационные сообщения для реализации ряда функций клиентского программного обеспечения (ПО).Отличительной особенностью клиентского программного обеспечения является отсутствие необходимости использования уникальных идентификаторов после установки соединения с сервером и прохождения авторизации. В этом случае клиент знает, с каким из серверов выполняется сетевой обмен, а клиент знает регистрационное имя и права доступа клиента после завершения процедуры авторизации. Такое решение обусловлено тем, что отсутствует необходимость передачи данных между клиентскими приложениями через серверы системы ЖКХ. Подобный механизм обмена затруднен вследствие отсутствия постоянного подключения большинства клиентских приложений к серверу и противоречит требованию хранения обезличенных данных на сервере системы мониторинга энергопотребления.

Возможности настройки объектового оборудования реализуются с использованием пакетов такой же структуры, как и в канале «сервер - объектовое оборудование». Процедура настройки оборудования включает два этапа.

Запрос текущих настроек прибора. При этом клиентское приложение отправляет команду «Получить настройки» для соответствующего прибора, сервер ретранслирует это сообщение в канал «сервер - объектовое оборудование» и после получения ответа передает настройки клиенту. Структура блока настроек будет зависеть от типа и версии соответствующего устройства.

После изменения настроек пользователем, клиент отправляет команду «установить настройки» на сервер. Сервер ретранслирует это сообщение в канал «сервер - объектовое оборудование» и после получения ответа передает результат клиенту.

Подобные операции выполняются только с клиентских приложений инженера системы и только при наличии соответствующих прав доступа.

Для контроля текущего состояния приборов контроля (наличие подключения, неисправности и тревоги) сервер выполняет периодическую отправку данных подключенным клиентским приложениям инженера системы.

Структура инженерной команды на внеочередной запрос текущих показаний прибора контроля или интеллектуального датчика аналогична рассмотренной в предыдущем разделе.

Для визуализации текущих показаний приборов в виде таблиц и графиков используется постоянная ретрансляция показаний приборов на соответствующие клиентские приложения.

При этом оператор выбирает интересующие его каналы мониторинга и допустимый шаг временной дискретизации (частоту, с которой выполняется ретрансляция показаний с сервера). Структура запроса приведена в таблице 1.

Таблица. 1 - Структура запроса клиентского приложения на мониторинг текущих показаний

Наименование параметра Размер Комментарий
1 Код команды 1 байт Стартовый байт
2 Адрес 4 байта Адрес канала для просмотра
3 Дата и время 4 байта Время, с которого необходимо выполнять просмотр данных
4 Желаемый интервал просмотра 4 байта Интервал ретрансляции на клиент показаний прибора
5 Номер пакета 1 байт Идентификатор пакета данных

После получения запроса сервер проверяет права доступа клиента к соответствующему прибору и, если просмотр разрешен, начинает сбор и отправку данных. Поскольку интервал просмотра может быть больше интервала опроса соответствующего прибора учета или датчика, сервер выполняет расчет трех параметров: минимального, максимального и среднего значения и отправляет и при необходимости отправляет все три параметра клиенту. Структура информационного пакета с текущими показаниями прибора приведена в таблице 2. Параметр «Флаги состояния канала» определяет, какое количество параметров будет передано (1 или 3). Если желаемая частота просмотра была указана больше, чем частота опроса, то выполняется отправка 3 параметров для каждого поля массива «Значения», если же частота оказалась меньше или равной частоте опроса, то выполняется отправка только одного значения для каждого поля массива «Значения» (таблица 2).

Таблица 2 - Структура пакета с показаниями канала (датчика или прибора учета)

Наименование параметра Размер Комментарий
1 Код команды 1 байт Стартовый байт
2 Адрес 4 байта Адрес канала для просмотра
3 Дата и время 4 байта Время, с которого необходимо начать просмотр данных
4 Флаги состояния канала 1 байт Индикация аварийного состояния (превышение максимального или минимального порога) канала. Наличие в пакете минимального, максимального и среднего значений
5 Количество точек 2 байта Количество точек, имеющихся в пакете
6 Время 1 4 байта Временная метка первой точки массива данных
7 Значение 1 4-12 байт Значение первой точки массива данных (от 1 до 3-х значений: среднее/текущее, максимальное и минимальное значения)
... ... ... ...
8 Время N 4 байта/td> Временная метка последней точки массива данных
9 Значение N 4-12 байт Значение последней точки массива данных (от 1 до 3-х значений: среднее/текущее, максимальное и минимальное значения)
10 Номер пакета 1 байт Идентификатор пакета данных

Если оператор решает завершить просмотр показаний, то на сервер выполняется отправка пакета запроса на просмотр данных со значением частоты равным 0. После этого сервер прекращает процедуру отправки данных на клиентское ПО.

Для запроса архивной информации с сервера используется информационное сообщение, структура которого приведена в таблице 3.

Таблица 3 - Структура запроса на просмотр архивных данных по заданному каналу объекта

Наименование параметра Размер Комментарий
1 Код команды 1 байт Стартовый байт
2 Адрес 4 байта Адрес канала для просмотра
3 Дата и время начала просмотра 4 байта Временная метка, с которой необходимо выполнять просмотр данных
4 Дата и время окончания просмотра 4 байта Временная метка, до которого необходимо выполнять просмотр данных
4 Желаемый интервал просмотра 4 байта Параметр, определяющий масштаб массива показаний
5 Номер пакета 1 байт Идентификатор пакета данных

При получении такого запроса сервер выполняет поиск и обработку (масштабирование) показаний по содержимому базы данных. После чего выполняет отправку одного или нескольких пакетов, структура пакетов аналогична приведенной в таблице 2.

Если данные за указанный период отсутствуют в базе сервера, то количество точек в ответе сервера будет равно 0.

Для передачи диагностических сообщений о возникающих в системе событиях используется пакет, структура которого приведена в таблице 4. Рассылку сообщений сервер выполняет для всех подключенных в данный момент клиентов при условии, что у клиента имеются соответствующие права.

Таблица 4 - Структура пакета диагностического сообщения с сервера

Наименование параметра Размер Комментарий
1 Код команды 1 байт Стартовый байт
2 Дата и время сообщения 4 байта Временная метка, назначенная сообщение приборами или сервером
3 Размер сообщения 2 байта Длина сообщения в байтах
4 Текст сообщения N байт Тест сообщения в кодировке Unicode UTF-8
5 Номер пакета 1 байт Идентификатор пакета данных

Для получения архива сообщений с сервера используется команда приведенная в таблице 5. После получения данной команды сервер отправляет все сообщения из архива за указанный период. Если сообщения за указанный период отсутствуют в архиве, то сервер выполняет отправку внеочередного сообщения для данного клиента с информацией, что сообщения отсутствуют.

Таблица 5 - Запрос на просмотр списка сообщений с сервера

Наименование параметра Размер Комментарий
1 Код команды 1 байт Стартовый байт
2 Дата начала 4 байта Дата и время начала просмотра сообщений
3 Дата окончания 4 байта Дата и время окончания просмотра сообщений
4 Номер пакета 1 байт Идентификатор пакета данных

Основную нагрузку на информационный канал «сервер - клиентское приложение» оказывают пакеты с информацией о текущем состоянии сети объектов мониторинга (сообщения из таблицы 1) и сообщения с текущими показаниями каналов, за которыми наблюдает оператор (таблица 5). Поскольку частота опроса прибора учета или интеллектуального датчика обычно будет соответствовать частоте просмотра, то в массиве значений будет присутствовать только один параметр и размер пакета будет равен 21 байт. Частота отправки пакетов с показаниями при этом будет соответствовать частоте опроса данных. Для типовых частот опроса объемы передаваемых в сутки данных приведена в таблице 6.


Таблица 6 - Объемы передаваемых данных ( S , кбайт) при контроле текущих показаний приборов учета потребления энергоресурсов и интеллектуальных датчиков в сутки

Период просмотра данных, с 0,3 1 10 30 60 180 600 3600
S при просмотре данных с одного канала, кбайт 5906,25 1771,87 177,18 59,06 29,53 9,84 2,95 0,49
S при просмотре данных с 20 каналов, кбайт 118125 35437,5 3543,8 1181,3 590,6 196,9 59,1 9,8

Если желаемая частота просмотра оказывается выше реальной частоты опроса, то, несмотря на большую длину пакета, интервал отправки будет сокращаться, и общие требования к скорости линий передачи данных будут снижаться. Также следует отметить, что большую часть времени клиентские приложения операторов и инженеров системы будет работать в локальной сети сервера, поэтому скорость передачи данных будет достаточно высокой (100 МБит/с и более).

Поскольку в системе предусмотрена поддержка оповещения клиентов о возникающих внештатных ситуациях, постоянный мониторинг каждого счетчика в здании не требуется. Переход к просмотру текущих показаний приборов учета и интеллектуальных датчиков в отдельной точки контроля возможен после получения соответствующего диагностического сообщения (например, выход определенных параметров за допустимые границы). В таком режиме работы будет требоваться постоянный контроль только за крупными узлами распределения энергоресурсов (котельные, водонапорные станции, трансформаторные подстанции и т. д.). Такой режим работы позволит существенно снизить нагрузку на серверы системы и каналы передачи данных.

^ Наверх