燃煤電廠粉煤灰信息管理平臺(tái)研究與開(kāi)發(fā)

曲金星 魏雅娟 盧梅 郝功濤 張洋洋

摘? 要：介紹了燃煤發(fā)電企業(yè)粉煤灰信息管理平臺(tái)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。通過(guò)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，使集團(tuán)公司、分公司、燃煤電廠通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)中心，將數(shù)據(jù)信息共享，動(dòng)態(tài)優(yōu)化經(jīng)營(yíng)管理信息;結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立粉煤灰品質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和專家診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司對(duì)粉煤灰產(chǎn)量、品質(zhì)及工藝的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和早期預(yù)警，給出粉煤灰利用專家意見(jiàn)，提高了粉煤灰綜合利用率。

關(guān)鍵詞：燃煤發(fā)電企業(yè);粉煤灰;信息;數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類號(hào)：TP311.5? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）36-0054-02

Abstract： The research and development of the coal ash information management platform system for coal-fired power generation enterprises is introduced. Through the use of big data technology， group companies， branch companies， and power generation companies share data information through a data center， dynamically optimize business management information; combine data mining technology to establish a fly ash quality database and expert diagnostic system to realize group companies Real-time monitoring and early warning of fly ash production， quality and technology， giving expert advice on the utilization of fly ash and improving the comprehensive utilization rate of fly ash.

Keywords： coal-fired power generation enterprise; fly ash; information; database

引言

我國(guó)火力發(fā)電企業(yè)正面臨越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)粉煤灰的管理和處理利用也提出了更高的要求[1]。因此，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的火電廠粉煤灰信息管理平臺(tái)可有效緩解火電廠粉煤灰快速增長(zhǎng)和環(huán)保處置帶來(lái)的巨大管理壓力，有效提升火力發(fā)電企業(yè)粉煤灰高效綜合利用率[2，3]。

1 粉煤灰信息管理平臺(tái)系統(tǒng)化架構(gòu)

為了準(zhǔn)確、高效地將集團(tuán)內(nèi)所有燃煤電廠粉煤灰信息進(jìn)行統(tǒng)一管理和綜合利用，針對(duì)集團(tuán)公司內(nèi)部企業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開(kāi)展粉煤灰信息管理系統(tǒng)建設(shè)。整個(gè)系統(tǒng)涵蓋以下內(nèi)容：統(tǒng)計(jì)集團(tuán)公司20家分公司80家燃煤電廠粉煤灰（含脫硫石膏）生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)、工藝設(shè)備、貯灰場(chǎng)儲(chǔ)量等情況，分析公司粉煤灰量、質(zhì)、價(jià)波動(dòng)情況;評(píng)估并預(yù)測(cè)火電廠粉煤灰綜合利用效益潛力及問(wèn)題;建設(shè)粉煤灰全分析數(shù)據(jù)庫(kù)，預(yù)測(cè)鍋爐結(jié)渣情況，測(cè)評(píng)粉煤灰品質(zhì);提供粉煤灰相關(guān)政策法規(guī)，前沿技術(shù)等信息?；谄脚_(tái)數(shù)據(jù)分析，制定粉煤灰綜合利用途徑及處置方案，實(shí)現(xiàn)燃煤電廠、分公司、集團(tuán)公司對(duì)粉煤灰的三級(jí)信息化管控。

2 粉煤灰信息管理平臺(tái)特點(diǎn)

2.1 技術(shù)型介紹

2.1.1 架構(gòu)思想

（1）建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)燃煤電廠、分公司、集團(tuán)公司三級(jí)資源的整合和管控，從而提高集團(tuán)公司粉煤灰信息管理效率及粉煤灰綜合利用率。

（2）通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)中心，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)采集到的燃煤電廠和分公司粉煤灰數(shù)據(jù)資源進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和對(duì)比，評(píng)估企業(yè)粉煤灰綜合利用潛力，提供可視化、靈活性的數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式，促進(jìn)集團(tuán)公司粉煤灰生產(chǎn)管理的科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

（3）采用統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)，進(jìn)行身份認(rèn)證統(tǒng)一管理。

（4）整個(gè)系統(tǒng)為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包含數(shù)據(jù)中心區(qū)、核心業(yè)務(wù)區(qū)、安全管理區(qū)。

2.1.2 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)采用前后端分離的restfulWeb應(yīng)用。前端部分采用的是angular2，使用版本為4.0.0，管理工具使用angularCLI。后臺(tái)部分采用的是JAVA的springboot+springdataJPA+Oracle，springboot版本為1.5.8，使用maven構(gòu)建。Oracle版本為9。平臺(tái)主要構(gòu)建方式為angular負(fù)責(zé)主要的渲染展現(xiàn)，后臺(tái)提供restfulAPI和一些數(shù)據(jù)文件處理服務(wù)。

2.2 設(shè)計(jì)模式介紹

2.2.1 平臺(tái)身份認(rèn)證

平臺(tái)根據(jù)三級(jí)管理的需求，分為集團(tuán)級(jí)、公司級(jí)、電廠級(jí)用戶，不同級(jí)別的用戶權(quán)限不同。平臺(tái)的架構(gòu)以此為基礎(chǔ)，在功能上分為了集團(tuán)總覽、報(bào)表管理、粉煤灰數(shù)據(jù)庫(kù)管理、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、灰場(chǎng)信息、資源服務(wù)六大模塊。

2.2.2 平臺(tái)數(shù)據(jù)處理及展示

平臺(tái)前端大量采用highCharts圖表，后臺(tái)接口與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。此外還有文件的上傳導(dǎo)出、定時(shí)服務(wù)等。后臺(tái)按照系統(tǒng)和業(yè)務(wù)劃分，系統(tǒng)部分主要為基本的組織結(jié)構(gòu)、賬戶信息、后臺(tái)管理相關(guān)的內(nèi)容。業(yè)務(wù)部分主要為對(duì)需要進(jìn)行前端展示的數(shù)據(jù)處理、提供數(shù)據(jù)的增刪改查接口、文件上傳、圖片處理接口等。

2.2.3 平臺(tái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

平臺(tái)基本采用自頂向下的模式，目錄結(jié)構(gòu)按功能區(qū)分，代碼結(jié)構(gòu)按三級(jí)管理區(qū)分。

2.3 核心框架介紹

主要采用springBoot框架，在控制層方面使用springMVC進(jìn)行RestFul接口構(gòu)建，通過(guò)語(yǔ)義化的路徑命名分模塊管理資源路由。

在數(shù)據(jù)庫(kù)ORM上采用了spring-data-jpa，這是基于hibernate實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接框架，構(gòu)建速度很快，使用方便，Hibernate的hql語(yǔ)法和oracle的sql語(yǔ)法也比較接近，比較適合此系統(tǒng)特點(diǎn)。

在權(quán)限系統(tǒng)中使用了spring-security框架，構(gòu)建合適的角色/權(quán)限/關(guān)系表之后，框架會(huì)自動(dòng)管理每一次請(qǐng)求的權(quán)限校驗(yàn)。配合@PreAuthorize注解，可以做到方法粒度的權(quán)限控制。和前端的交互采用的是JWT作為令牌，在登錄成功后前臺(tái)通過(guò)解析token里的權(quán)限信息構(gòu)建自己的路由守衛(wèi)，同時(shí)在請(qǐng)求后臺(tái)的時(shí)候框架會(huì)自動(dòng)解析權(quán)限信息，并與硬編碼在方法上的權(quán)限代碼進(jìn)行比對(duì)以進(jìn)行權(quán)限控制。

3 粉煤灰信息管理平臺(tái)系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 粉煤灰生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況總覽

粉煤灰綜合指標(biāo)對(duì)于集團(tuán)公司掌握粉煤灰數(shù)據(jù)具有重要意義。通過(guò)集團(tuán)總況、效益潛力排名、五大集團(tuán)公司對(duì)標(biāo)、灰場(chǎng)總況4個(gè)模塊直觀展現(xiàn)集團(tuán)公司粉煤灰生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況。集團(tuán)總況子模塊展示了集團(tuán)所包括的區(qū)域數(shù)，電廠數(shù)，機(jī)組數(shù)量和在役機(jī)組臺(tái)數(shù)。通過(guò)地圖展示不同區(qū)域粉煤灰場(chǎng)的簡(jiǎn)單信息，當(dāng)鼠標(biāo)懸浮到該區(qū)域，會(huì)顯示該區(qū)域綜合利用率和粉煤灰銷售利潤(rùn)指標(biāo)，當(dāng)點(diǎn)擊該區(qū)域時(shí)，會(huì)進(jìn)入到區(qū)域界面。界面還會(huì)展示當(dāng)年集團(tuán)公司累計(jì)的灰渣產(chǎn)量、灰渣銷售量、灰渣綜合利用率、灰渣單價(jià)、銷售收入、經(jīng)營(yíng)成本、銷售利潤(rùn)指標(biāo)?？梢酝ㄟ^(guò)組合工具，在銷售利潤(rùn)、灰渣產(chǎn)量、灰渣銷售量、灰渣綜合利用率、灰渣單價(jià)、銷售收入、經(jīng)營(yíng)成本7個(gè)指標(biāo)中多指標(biāo)對(duì)比展現(xiàn)。還可以通過(guò)選擇集團(tuán)，分公司和燃煤電廠，統(tǒng)計(jì)所需要的年度報(bào)表、月度報(bào)表、累計(jì)報(bào)表、半年報(bào)表和季度報(bào)表，并可根據(jù)組合工具，對(duì)比分析不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)，并展示圖表。以上功能的實(shí)現(xiàn)有助于提高集團(tuán)公司粉煤灰經(jīng)營(yíng)情況信息化和智能化管理。

3.2 綜合利用效益評(píng)估

為了預(yù)期未來(lái)燃煤電廠效益的排名，通過(guò)分析灰，渣，脫硫石膏提質(zhì)對(duì)象，可以選擇一級(jí)灰、二級(jí)灰、三級(jí)灰、脫硫石膏緩凝劑、建筑石膏選項(xiàng)，根據(jù)用戶輸入的提質(zhì)數(shù)量以及市場(chǎng)價(jià)格，得到不同燃煤電廠效益的提升潛力，便于企業(yè)評(píng)估粉煤灰綜合利用的成本和盈利。

3.3 品質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)及專家診斷

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室采集的不同粉煤灰樣品品質(zhì)信息，包括外觀形態(tài)、微觀形貌、礦物組成、放射性核素含量、重金屬浸出量、元素含量、應(yīng)用指標(biāo)等，建立粉煤灰品質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及遠(yuǎn)程專家診斷，對(duì)粉煤灰樣品進(jìn)行綜合性能評(píng)估，獲得環(huán)境友好性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、應(yīng)用指標(biāo)評(píng)價(jià)圖、資源化應(yīng)用評(píng)價(jià)指數(shù)說(shuō)明，并根據(jù)需要出具專家診斷報(bào)告。

3.4 報(bào)表管理

該模塊共包括3個(gè)子模塊，分別是報(bào)表管理，報(bào)告查詢，報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊。該頁(yè)面可以選擇報(bào)表類型，包括月度和累計(jì);選擇時(shí)間或者時(shí)間范圍;選擇集團(tuán)或者分公司，查詢出集團(tuán)或者分公司下面燃煤電廠的基本經(jīng)營(yíng)情況。還具備導(dǎo)出報(bào)告功能，便于規(guī)范化管理。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燃煤電廠信息管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，使集團(tuán)公司、分公司、發(fā)電企業(yè)通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)中心，將數(shù)據(jù)信息共享，動(dòng)態(tài)優(yōu)化經(jīng)營(yíng)管理信息;結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立粉煤灰品質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和專家診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司對(duì)粉煤灰產(chǎn)量、品質(zhì)及工藝的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和早期預(yù)警，給出粉煤灰利用專家意見(jiàn)，提高了粉煤灰綜合利用率。粉煤灰信息管理平臺(tái)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)有利于提高集團(tuán)公司粉煤灰綜合利用效益，促進(jìn)粉煤灰高效利用決策。

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