顏 濤 蔡美芳 謝瀟睿 楊東寧 趙偉杰

（1.云南電網(wǎng)有限責任公司 2.南昌工學院人工智能學院）

0 引言

相對于其他工程，電網(wǎng)工程項目更加繁雜，涉及的方面更多，工程結算審核系統(tǒng)面臨著巨大的壓力，如何提高結算審核系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理能力，使其更符合實際需要成為當前研究的重點［1，2］。

當前結算審核系統(tǒng)之所以在面對大數(shù)據(jù)時表現(xiàn)較差，主要原因在于對大數(shù)據(jù)的處理上，即當前系統(tǒng)多采用集中式任務處理模式，因此單靠一個系統(tǒng)服務器的運算能力是無法處理過大的數(shù)據(jù)量的，最終造成系統(tǒng)響應能力變差，需要運行很長時間才能給出反饋結果。針對這一原因，有效安排計算任務，分散系統(tǒng)運算壓力成為改善當前結算審核系統(tǒng)處理性能的關鍵［3］。為此，設計了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的電網(wǎng)工程竣工結算自動審核系統(tǒng)。以期提升電網(wǎng)工程竣工結算審核效率，降低電網(wǎng)工程結算審核壓力，促進電網(wǎng)建設。

1 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的電網(wǎng)工程竣工結算自動審核系統(tǒng)

數(shù)據(jù)驅(qū)動的電網(wǎng)工程竣工結算自動審核系統(tǒng)在采集大量電網(wǎng)工程項目數(shù)據(jù)的基礎上，對項目數(shù)據(jù)進行分類整理，然后根據(jù)分類數(shù)目，在靠近結算審核系統(tǒng)中心服務器的邊緣布設邊緣網(wǎng)絡MEC服務器，將本身都屬于結算審核系統(tǒng)中心服務器業(yè)務分散給邊緣服務器，從而減輕系統(tǒng)中心服務器的計算負擔，在邊緣服務器完成結算審核后，將審核結果反饋給中心服務器，中心服務器再進行總結、歸納，最后將結算審核結果以報表或圖形的形式反饋給審核人員［4，5］。

1.1 系統(tǒng)框架設計

電網(wǎng)工程竣工結算自動審核系統(tǒng)采用B/S三層架構，有效提高數(shù)據(jù)處理性能［6］。三層結構具體為采集層、處理層以及客戶端層。

1）采集層從工程竣工結算大數(shù)據(jù)源中提取、導入需要審核結果，從業(yè)務系統(tǒng)中集成支持審核結果的憑證數(shù)據(jù)，將其存儲到數(shù)據(jù)庫中［7］。

2）處理層把預結算項目劃分為若干組，并將分組任務分給邊緣網(wǎng)絡MEC服務器。在邊緣網(wǎng)絡MEC服務器中對預結算進行審核，并將審核結果反饋給系統(tǒng)中心服務器。系統(tǒng)中心服務器綜合各個邊緣服務器審核結果，繪制審核報表，給出預結算結果是否準確的判斷，以及指出審核存在偏差的數(shù)據(jù)，并給出原因分析。

3）客戶端層主要是系統(tǒng)與用戶交互層，將系統(tǒng)審核結果通過客戶端將結果顯示出來。

1.2 移動邊緣服務器組網(wǎng)方案設計

傳統(tǒng)集中式結算審核系統(tǒng)響應變慢，多業(yè)務處理需要很長時間才能給予客戶反饋，影響了系統(tǒng)服務質(zhì)量［8］。針對上述問題，本文系統(tǒng)在原有系統(tǒng)服務器部署的基礎上，在靠近結算審核系統(tǒng)中心服務器的邊緣布設邊緣網(wǎng)絡MEC服務器，將運算任務調(diào)度給邊緣網(wǎng)絡MEC服務器，以緩解中心服務器壓力?；赟DN控制架構設計移動邊緣服務器組網(wǎng)方案如圖1所示。

圖1 移動邊緣服務器組網(wǎng)方案

圖1a為底層物理網(wǎng)絡結構圖，包含了各種基礎硬件設施，為實現(xiàn)與系統(tǒng)中心服務器相連，提供了接入方式，主要選取OpenFlow交換機作為傳輸節(jié)點，光纖作為傳輸鏈路，以一跳的形式，實現(xiàn)MEC服務器與中心服務器的連接。圖1b為組網(wǎng)方案的控制編排平面設計圖，控制編排平面主要部署在MEC服務器上，主要作用為：一方面對底層網(wǎng)絡交換設備進行管理；另一方面根據(jù)需求靈活組建邊緣網(wǎng)絡拓撲，緩解網(wǎng)絡延遲。

1.3 功能模塊設計

1.3.1 數(shù)據(jù)采集模塊

工程竣工結算與審核都需要以相關大數(shù)據(jù)作為支撐，如合同條款、工程項目和數(shù)量表、約定計價表、各項費用計取表、洽商變更記錄、各種設計和施工圖紙等。審核需要對涉及結算金額的數(shù)據(jù)一項項核對，因此首要功能模塊就是數(shù)據(jù)采集模塊。數(shù)據(jù)采集模塊中主要使用數(shù)據(jù)倉庫的ETL工具來完成。ETL工具從不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當中抽取工程結算元數(shù)據(jù)，然后集中到中間層，對其清洗、轉換、整理，最后加載到數(shù)據(jù)集市當中，作為后期結算審核的憑證數(shù)據(jù)［9］。

1.3.2 數(shù)據(jù)壓縮存儲模塊

采集到的結算審核相關數(shù)據(jù)規(guī)模十分龐大，而系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫空間有限，因此需要對數(shù)據(jù)進行壓縮處理，以方便系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲，緩解存儲資源不足的問題。數(shù)據(jù)壓縮存儲流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)采集模塊流程

1.3.3 項目分組模塊

step1：準備結算審核所需要的所有數(shù)據(jù)；

step2：確定項目分組劃分標準。在這里基于電網(wǎng)全生命周期來進行劃分，按照工程前期準備階段費用結算審核、施工建設階段費用結算審核以及電網(wǎng)工程竣工費用結算審核；

step3：確定三個項目分組各種費用名稱；

step4：以各種費用類型名稱作為聚類中心，將采集到的數(shù)據(jù)進行聚類；

step5：根據(jù)聚類結果將數(shù)據(jù)劃分到不同的項目小組。

1.3.4 審核任務分配與調(diào)度模塊

將項目分組結果其打包分發(fā)到邊緣MEC服務器上，每個邊緣服務器上負責一部分的核算任務。審核任務分配與調(diào)度如圖3所示。

圖3 審核任務分配與調(diào)度模型

1）用戶通過系統(tǒng)窗口發(fā)布結算審核任務。

2）系統(tǒng)對結算審核任務進行分析，并對任務分解，分成若干個子任務，實現(xiàn)任務分布式化。

3）將子任務提供給任務調(diào)度器。

4）將子任務按照分配策略，將任務分配給邊緣MEC服務器。

1.3.5 結算審核模塊

在各個邊緣MEC服務器中對分配到的任務進行處理，實現(xiàn)一部分的結算審核，然后將結果反饋給中心服務器。中心服務器進行進一步的歸納和整理，完成結算審核確認。結流程如下：

step1：登錄系統(tǒng)；

step2：是否是結算管理員；

step 3：結算數(shù)據(jù)與預結算結果錄入；

step 4：預結算結果是否準確？預結算結果準確，則進行結算審批確認。否則，進入下一步；

step5：結算偏差分析；

step6：修改原報金額；

step7：錄入核減內(nèi)容以及金額；

step8：審核后的金額錄入。

step9：判斷審核后結算金額小于預算金額，進行結算審批確認，并錄入日期與日志。否則，回到step5重復執(zhí)行。

通過審核，能準確判斷預結算是否準確，明確存在偏差的部分，以便進行核查和糾正，最終呈現(xiàn)一份較為精準的工程竣工結算表。

2 系統(tǒng)性能測試與分析

2.1 仿真測試參數(shù)設置

以某已經(jīng)竣工的電網(wǎng)工程為例，借助工具Loadrunner進行系統(tǒng)性能測試，并與集中式結算審核系統(tǒng)進行對比實驗，參數(shù)如表1所示。

表1 仿真測試參數(shù)設置表

2.2 任務分配

將1280個審核任務分配給4個MEC服務器和1個中心服務器，分配結果如圖4所示。

圖4 審核任務分配圖

2.3 評估指標

（1）響應延遲

響應延遲是指用戶從輸出操作指令到系統(tǒng)給出反饋之間的時間差值。其平均值計算公式如下：

式中，Δt代表平均響應延遲；T1代表操作指令輸出時間；T2代表系統(tǒng)反饋時間；n代表操作指令數(shù)量。

（2）吞吐量

吞吐量是指單位時間內(nèi)系統(tǒng)能夠處理的任務數(shù)量。

（3）并發(fā)數(shù)

并發(fā)數(shù)是指在一段時間內(nèi)允許用戶同時登錄的數(shù)量。

2.4 結果與分析

相同測試條件下，利用所設計的系統(tǒng)以及集中式結算審核系統(tǒng)進行結算審核，然后統(tǒng)計審核過程中平均響應延遲、吞吐量以及并發(fā)數(shù)。結果如表2所示。從表2可知，本文系統(tǒng)的響應延遲更短、吞吐量以及并發(fā)數(shù)更大，比集中式結算審核系統(tǒng)表現(xiàn)要好，說明通過將任務分散出去，能有效提升系統(tǒng)的運算能力，更適用于電網(wǎng)工程竣工結算自動審核工作。

表2 系統(tǒng)性能測試結果

3 結束語

綜上所述，為滿足各地用電需要，通過電網(wǎng)工程建設，可以使電網(wǎng)覆蓋面更廣泛。然而，電網(wǎng)工程項目繁雜，當工程竣工后，結算審核工作量巨大。為此，設計基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的電網(wǎng)工程竣工結算自動審核系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采集到的大數(shù)據(jù)來驅(qū)動結算自動審核的完成。最后對系統(tǒng)進行實現(xiàn)與測試，測試結果證明本文系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力更強。然而，本系統(tǒng)測試中，僅是進行仿真測試，而現(xiàn)實情況下，數(shù)據(jù)量更是龐大，因此有待進一步實踐測試。