繼電保護(hù)功能測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

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摘要：繼電保護(hù)裝置在保護(hù)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行等方面起著至關(guān)重要的作用。為了減少在研發(fā)、投運(yùn)和維護(hù)階段對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試而消耗的大量人力物力，亟需開(kāi)發(fā)出繼電保護(hù)功能自動(dòng)測(cè)試的系統(tǒng)，而其中非常重要的一步就是要設(shè)計(jì)一個(gè)性能良好的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。按照軟件工程中結(jié)構(gòu)化的分析和設(shè)計(jì)方法，對(duì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置進(jìn)行需求分析，并用SQLServer2008進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，給出繼電保護(hù)功能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；SQLServer2008

微機(jī)繼電保護(hù)裝置作為智能變電站不可或缺的一員，其自身的可靠性與穩(wěn)定性直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行效率與安全，是智能變電站的二次核心［1－3］。隨著我國(guó)智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置尤其是微機(jī)繼電保護(hù)裝置更是以非常迅速的速度在發(fā)展，但無(wú)論是在研究生產(chǎn)階段，還是在投入運(yùn)行維護(hù)階段都必須對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行非常嚴(yán)格的測(cè)試。傳統(tǒng)的人工檢測(cè)操作方式在面臨如此巨大的測(cè)試量時(shí)，顯然是需要消耗非常多的人力物力并且對(duì)測(cè)試的準(zhǔn)確性和精確性都將有影響，因此對(duì)繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研究是十分重要的［4］。數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了手工管理數(shù)據(jù)、文件系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)三個(gè)發(fā)展階段［5］。近年來(lái)隨著多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，那么設(shè)計(jì)一個(gè)良好的數(shù)據(jù)庫(kù)，就成了當(dāng)務(wù)之急。一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅可以節(jié)約數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，還可以使數(shù)據(jù)的完整性、安全性等得到保證［6］。本文將以繼電保護(hù)功能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，以Mi-crosoftSQLServer2008為設(shè)計(jì)平臺(tái)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠滿足各項(xiàng)功能的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

1．1需求分析

本數(shù)據(jù)庫(kù)所結(jié)合的繼電保護(hù)功能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的軟件架構(gòu)如圖1所示，它主要由測(cè)試編輯器、數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)試執(zhí)行軟件、測(cè)試引擎和測(cè)試報(bào)告工具這5個(gè)部分組成。測(cè)試人員可通過(guò)測(cè)試編輯器編輯或修改測(cè)試用例數(shù)據(jù)并上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在測(cè)試執(zhí)行軟件上進(jìn)行選擇測(cè)試內(nèi)容，再通過(guò)測(cè)試引擎與測(cè)試裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)文件交互下達(dá)測(cè)試命令，測(cè)試結(jié)束將結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)可通過(guò)測(cè)試報(bào)告工具進(jìn)行查看測(cè)試結(jié)果。每一部分都是相互關(guān)聯(lián)的，并且可以看到數(shù)據(jù)庫(kù)在這里面的作用是非常關(guān)鍵的。結(jié)合自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)功能、微機(jī)繼電保護(hù)裝置和測(cè)試方法，可以得出數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該包含以下幾點(diǎn)：1）測(cè)試用例數(shù)據(jù)，測(cè)試用例是由測(cè)試用例數(shù)據(jù)和測(cè)試模板組成，不同的測(cè)試用例數(shù)據(jù)加上不同的模板可以組合出多種測(cè)試用例。測(cè)試用例包含：測(cè)試表、判據(jù)表、配置映射表、文件表、參數(shù)表、序列表、定值表和測(cè)試模板表等。2）測(cè)試對(duì)象數(shù)據(jù)，包含測(cè)試對(duì)象的類型表（比如繼電保護(hù)中的保護(hù)功能、測(cè)量和控制功能等）、測(cè)試對(duì)象表、測(cè)試對(duì)象定值表、公差表等。3）UUT（unitundertest）信息，包括UUT信息和UUT的通信類型。其中，一個(gè)UUT即一臺(tái)繼保裝置。4）測(cè)試地點(diǎn)和設(shè)備信息，包括測(cè)試地點(diǎn)、測(cè)試站、測(cè)試站狀態(tài)、測(cè)試設(shè)備的輸入輸出等信息。5）測(cè)試項(xiàng)目信息，可以將多個(gè)測(cè)試歸為一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，以便進(jìn)行項(xiàng)目綜合管理。6）用戶信息和權(quán)限設(shè)定，進(jìn)行用戶信息的存儲(chǔ)以及對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行授權(quán)。

1．2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在需求分析階段，對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用需求進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查和分析，但當(dāng)前這些應(yīng)用需求還依然只是表現(xiàn)為現(xiàn)實(shí)世界中的具體需求，因此需要把這些具體需求進(jìn)一步抽象為計(jì)算機(jī)信息世界的結(jié)構(gòu)，才可以更正確無(wú)誤地用DBMS來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的需求。由于每個(gè)實(shí)體的屬性較多，因此在此E－R圖上沒(méi)有畫(huà)出具體屬性。（1）測(cè)試用例數(shù)據(jù)測(cè)試與測(cè)試用例數(shù)據(jù)之間的E－R圖如圖2所示。由于一個(gè)測(cè)試只能包含其他數(shù)據(jù)中的一項(xiàng)，但是其他數(shù)據(jù)中的一項(xiàng)可以給多個(gè)測(cè)試使用，因此測(cè)試和其他數(shù)據(jù)之間是n:1的關(guān)系。（2）測(cè)試對(duì)象數(shù)據(jù)測(cè)試對(duì)象即指具體要測(cè)試的對(duì)象，包括保護(hù)功能、標(biāo)準(zhǔn)配置和系統(tǒng)軟件設(shè)置等都是測(cè)試的對(duì)象，測(cè)試對(duì)象數(shù)據(jù)的E－R圖如圖3所示。每個(gè)測(cè)試對(duì)象只包含一種類型，但是一種類型可以給多個(gè)測(cè)試對(duì)象，因此測(cè)試對(duì)象類型和測(cè)試對(duì)象是1:n的關(guān)系。同理一個(gè)測(cè)試對(duì)象可以有多個(gè)測(cè)試定值，但是一個(gè)定值只能測(cè)試一個(gè)對(duì)象，即測(cè)試對(duì)象與測(cè)試對(duì)象定值之間也是1:n的關(guān)系。（3）測(cè)試項(xiàng)目信息測(cè)試項(xiàng)目信息E－R圖如圖4所示。一個(gè)用戶可以創(chuàng)建多個(gè)項(xiàng)目，一個(gè)項(xiàng)目只能由一個(gè)用戶創(chuàng)建，因此用戶和項(xiàng)目的關(guān)系為1:n；一個(gè)項(xiàng)目只能選擇一種狀態(tài)，一種狀態(tài)可以給多個(gè)項(xiàng)目，因此項(xiàng)目和項(xiàng)目狀態(tài)之間的關(guān)系也是n:1；一個(gè)項(xiàng)目只能測(cè)試一臺(tái)UUT，而一臺(tái)UUT可以有多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，即項(xiàng)目和UUT也是n:1；一個(gè)項(xiàng)目只能對(duì)應(yīng)一個(gè)項(xiàng)目測(cè)試信息，所以它們是1:1的關(guān)系；一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目信息只有一種測(cè)試狀態(tài)，而一種測(cè)試狀態(tài)可以屬于多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目信息，所以測(cè)試項(xiàng)目信息和測(cè)試狀態(tài)是n:1的關(guān)系；一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目信息只能包含一個(gè)測(cè)試對(duì)象，而一個(gè)測(cè)試對(duì)象可以在多個(gè)測(cè)試信息里，因此測(cè)試項(xiàng)目信息和測(cè)試對(duì)象也是n:1的關(guān)系；一個(gè)項(xiàng)目測(cè)試信息只能有一個(gè)測(cè)試站，而一個(gè)測(cè)試站可以有多個(gè)項(xiàng)目測(cè)試信息，所以測(cè)試項(xiàng)目信息和測(cè)試站的關(guān)系是n:1。（4）UUT信息UUT信息的E－R圖如圖5所示。一臺(tái)UUT只可選擇一種通信類型，而一種通信類型可以給多臺(tái)UUT，因此UUT和UUT的通信類型是n:1的關(guān)系。（5）測(cè)試地點(diǎn)和設(shè)備信息測(cè)試地點(diǎn)和設(shè)備信息的E－R圖如圖6所示。一個(gè)測(cè)試地點(diǎn)可以有多個(gè)測(cè)試站，而一個(gè)測(cè)試站只能在一個(gè)測(cè)試地點(diǎn)，因此測(cè)試地點(diǎn)和測(cè)試站的關(guān)系是1:n；一個(gè)測(cè)試站包含多個(gè)測(cè)試裝置，而一個(gè)測(cè)試裝置只屬于一個(gè)測(cè)試站，即測(cè)試站和測(cè)試裝置的關(guān)系是1:n；一個(gè)測(cè)試站對(duì)應(yīng)著一個(gè)實(shí)時(shí)的測(cè)試站狀態(tài)，即兩者關(guān)系為1:1；一個(gè)測(cè)試站有多個(gè)提供電壓電流等輸入輸出的測(cè)試設(shè)備，而這些設(shè)備都只能在一個(gè)測(cè)試站，因此測(cè)試站與測(cè)試設(shè)備的關(guān)系是1:n。（6）用戶信息及權(quán)限用戶信息的E－R圖如圖7所示。一個(gè)用戶可以有多項(xiàng)權(quán)限，而一個(gè)權(quán)限只能給一個(gè)用戶，因此用戶和權(quán)限之間的關(guān)系是1:n；一個(gè)權(quán)限只能有一個(gè)級(jí)別，而一個(gè)級(jí)別可以給多個(gè)權(quán)限，因此權(quán)限和級(jí)別的關(guān)系是n:1。

2數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上述的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完各個(gè)表的屬性，便可根據(jù)所選數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行物理設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)在SQLServer2008［7］進(jìn)行物理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。（1）測(cè)試用例此表包括測(cè)試用例信息和測(cè)試表集群中的表的鏈接，是用于創(chuàng)建測(cè)試的主表，當(dāng)將新行添加到表中時(shí)，就創(chuàng)建一個(gè)新的測(cè)試。具體字段信息如表1所示。TO即TestObject，xxx表示測(cè)試對(duì)象的具體名稱。（2）測(cè)試對(duì)象本部分中主要存儲(chǔ)測(cè)試對(duì)象的信息，表2中主要存儲(chǔ)測(cè)試對(duì)象的總體信息，此表中的一行即是測(cè)試系統(tǒng)中的一個(gè)測(cè)試對(duì)象。（3）測(cè)試項(xiàng)目表3所示的是測(cè)試項(xiàng)目的主表，主要存儲(chǔ)項(xiàng)目的信息，表中的一行即一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。（4）UUT信息表UUT的字段信息如表4所示，一行代表著測(cè)試系統(tǒng)中的一個(gè)新的UUT。（5）測(cè)試站信息表本部分主要是存儲(chǔ)測(cè)試站的信息，具體字段信息如表5所示。（6）用戶信息及權(quán)限本部分進(jìn)行用戶的權(quán)限設(shè)置，包括開(kāi)發(fā)權(quán)限和測(cè)試工具軟件的使用權(quán)限。具體字段信息如表6所示。

3結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了繼電保護(hù)功能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程，并且在SQLServer2008上實(shí)現(xiàn)了該數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。在正式投入運(yùn)行后的實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要進(jìn)行增刪，同時(shí)可以創(chuàng)建存儲(chǔ)過(guò)程，如依據(jù)所要進(jìn)行的測(cè)試內(nèi)容添加測(cè)試信息等，以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。

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作者：陳桂棠 孫園 侯攀科 單位：廈門理工學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院