繼電保護(hù)功能測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

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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)定運行等方面起著至關(guān)重要的作用。為了減少在研發(fā)、投運和維護(hù)階段對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行測試而消耗的大量人力物力，亟需開發(fā)出繼電保護(hù)功能自動測試的系統(tǒng)，而其中非常重要的一步就是要設(shè)計一個性能良好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。按照軟件工程中結(jié)構(gòu)化的分析和設(shè)計方法，對自動測試系統(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)庫物理設(shè)計與實現(xiàn)，給出繼電保護(hù)功能自動測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程。

關(guān)鍵詞：自動測試系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫設(shè)計；SQLServer2008

微機繼電保護(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)的日常運行效率與安全，是智能變電站的二次核心［1－3］。隨著我國智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置尤其是微機繼電保護(hù)裝置更是以非常迅速的速度在發(fā)展，但無論是在研究生產(chǎn)階段，還是在投入運行維護(hù)階段都必須對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行非常嚴(yán)格的測試。傳統(tǒng)的人工檢測操作方式在面臨如此巨大的測試量時，顯然是需要消耗非常多的人力物力并且對測試的準(zhǔn)確性和精確性都將有影響，因此對繼電保護(hù)裝置自動測試系統(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)庫管理系統(tǒng)三個發(fā)展階段［5］。近年來隨著多媒體技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，那么設(shè)計一個良好的數(shù)據(jù)庫，就成了當(dāng)務(wù)之急。一個好的數(shù)據(jù)庫，不僅可以節(jié)約數(shù)據(jù)的存儲空間，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)功能自動測試系統(tǒng)為設(shè)計目標(biāo)，以Mi-crosoftSQLServer2008為設(shè)計平臺，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計步驟，設(shè)計出一個能夠滿足各項功能的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1．1需求分析

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

1．2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計

在需求分析階段，對系統(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)一步抽象為計算機信息世界的結(jié)構(gòu)，才可以更正確無誤地用DBMS來實現(xiàn)這個應(yīng)用系統(tǒng)的需求。由于每個實體的屬性較多，因此在此E－R圖上沒有畫出具體屬性。（1）測試用例數(shù)據(jù)測試與測試用例數(shù)據(jù)之間的E－R圖如圖2所示。由于一個測試只能包含其他數(shù)據(jù)中的一項，但是其他數(shù)據(jù)中的一項可以給多個測試使用，因此測試和其他數(shù)據(jù)之間是n:1的關(guān)系。（2）測試對象數(shù)據(jù)測試對象即指具體要測試的對象，包括保護(hù)功能、標(biāo)準(zhǔn)配置和系統(tǒng)軟件設(shè)置等都是測試的對象，測試對象數(shù)據(jù)的E－R圖如圖3所示。每個測試對象只包含一種類型，但是一種類型可以給多個測試對象，因此測試對象類型和測試對象是1:n的關(guān)系。同理一個測試對象可以有多個測試定值，但是一個定值只能測試一個對象，即測試對象與測試對象定值之間也是1:n的關(guān)系。（3）測試項目信息測試項目信息E－R圖如圖4所示。一個用戶可以創(chuàng)建多個項目，一個項目只能由一個用戶創(chuàng)建，因此用戶和項目的關(guān)系為1:n；一個項目只能選擇一種狀態(tài)，一種狀態(tài)可以給多個項目，因此項目和項目狀態(tài)之間的關(guān)系也是n:1；一個項目只能測試一臺UUT，而一臺UUT可以有多個測試項目，即項目和UUT也是n:1；一個項目只能對應(yīng)一個項目測試信息，所以它們是1:1的關(guān)系；一個測試項目信息只有一種測試狀態(tài)，而一種測試狀態(tài)可以屬于多個測試項目信息，所以測試項目信息和測試狀態(tài)是n:1的關(guān)系；一個測試項目信息只能包含一個測試對象，而一個測試對象可以在多個測試信息里，因此測試項目信息和測試對象也是n:1的關(guān)系；一個項目測試信息只能有一個測試站，而一個測試站可以有多個項目測試信息，所以測試項目信息和測試站的關(guān)系是n:1。（4）UUT信息UUT信息的E－R圖如圖5所示。一臺UUT只可選擇一種通信類型，而一種通信類型可以給多臺UUT，因此UUT和UUT的通信類型是n:1的關(guān)系。（5）測試地點和設(shè)備信息測試地點和設(shè)備信息的E－R圖如圖6所示。一個測試地點可以有多個測試站，而一個測試站只能在一個測試地點，因此測試地點和測試站的關(guān)系是1:n；一個測試站包含多個測試裝置，而一個測試裝置只屬于一個測試站，即測試站和測試裝置的關(guān)系是1:n；一個測試站對應(yīng)著一個實時的測試站狀態(tài)，即兩者關(guān)系為1:1；一個測試站有多個提供電壓電流等輸入輸出的測試設(shè)備，而這些設(shè)備都只能在一個測試站，因此測試站與測試設(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。一個用戶可以有多項權(quán)限，而一個權(quán)限只能給一個用戶，因此用戶和權(quán)限之間的關(guān)系是1:n；一個權(quán)限只能有一個級別，而一個級別可以給多個權(quán)限，因此權(quán)限和級別的關(guān)系是n:1。

2數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

根據(jù)上述的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計完各個表的屬性，便可根據(jù)所選數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行物理設(shè)計。本設(shè)計在SQLServer2008［7］進(jìn)行物理設(shè)計與實現(xiàn)。（1）測試用例此表包括測試用例信息和測試表集群中的表的鏈接，是用于創(chuàng)建測試的主表，當(dāng)將新行添加到表中時，就創(chuàng)建一個新的測試。具體字段信息如表1所示。TO即TestObject，xxx表示測試對象的具體名稱。（2）測試對象本部分中主要存儲測試對象的信息，表2中主要存儲測試對象的總體信息，此表中的一行即是測試系統(tǒng)中的一個測試對象。（3）測試項目表3所示的是測試項目的主表，主要存儲項目的信息，表中的一行即一個測試項目。（4）UUT信息表UUT的字段信息如表4所示，一行代表著測試系統(tǒng)中的一個新的UUT。（5）測試站信息表本部分主要是存儲測試站的信息，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，包括開發(fā)權(quán)限和測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

本文介紹了繼電保護(hù)功能自動測試系統(tǒng)的一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程，并且在SQLServer2008上實現(xiàn)了該數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。在正式投入運行后的實際應(yīng)用中，可根據(jù)需要進(jìn)行增刪，同時可以創(chuàng)建存儲過程，如依據(jù)所要進(jìn)行的測試內(nèi)容添加測試信息等，以提高數(shù)據(jù)庫的性能。

參考文獻(xiàn)

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［7］劉志勇，劉徑舟．SQLServer2008寶典［M］．2版．北京：電子工業(yè)出版社，2011

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