作者:謝善益,梁曉兵,高新華
1 系統(tǒng)開發(fā)背景
隨著無人值守變電站管理模式的推廣和變電站自動化系統(tǒng)技術改造的不斷深入,傳統(tǒng)的“四遙”功能(遙測、遙信、遙控、遙調)已不能滿足變電站運行管理和設備維護的需要;變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的實時圖像信息是對“四遙”的進一步補充,即提供了“遙視”信息。圖像監(jiān)控系統(tǒng)能生動地通過圖像信息和聲音信息監(jiān)視并記錄變電站設備的運行情況和安全狀態(tài),可及時發(fā)現設備運行故障和意外情況,有助于提高變電站運行、維護的安全性和可靠性,同時它還具有防火、防盜等功能。遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)已經成為電網運行監(jiān)控及管理的重要的輔助技術手段,為逐步實現電網的可視化監(jiān)控和調度提供了技術基礎。
在結構上,電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)是以一定數量的可相對獨立的變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)為基礎,采用逐級匯接的樹型網絡拓撲結構的多等級的圖像監(jiān)控系統(tǒng)。各子系統(tǒng)常采用不同廠商生產的設備。由于沒有圖像監(jiān)控方面的標準,各廠商生產的圖像監(jiān)控系統(tǒng)一般不能互連,這不僅提高了圖像監(jiān)控系統(tǒng)的建設費用,給設備維護帶來很大不便,而且不能實現信息的共享,限制了系統(tǒng)作用的發(fā)揮。
目前,電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)已經成為電網自動化系統(tǒng)的一部分。為規(guī)范廣東省廣電集團有限公司(簡稱廣電集團)所轄的電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設,保證設備間的兼容性,廣電集團運行部委托廣東省電力試驗研究所于2002年制定并發(fā)布了企業(yè)標準《廣電集團電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)技術標準(試行本)》(簡稱技術標準)。該技術標準為廣電集團遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的建設提供了技術依據,確保了電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設的健康發(fā)展。
該標準在對電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)做出規(guī)范定義的基礎上,首次對電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的建設目標、建設規(guī)模、網絡通信、系統(tǒng)功能、視音頻圖像技術、系統(tǒng)結構、設備配置、設備技術、系統(tǒng)軟件、抗干擾措施及施工技術、系統(tǒng)性能指標等提出了詳細的技術要求。標準創(chuàng)造性地提出了圖像系統(tǒng)音視頻網絡傳輸數據包的格式定義和系統(tǒng)遠程傳輸規(guī)范化的通信協(xié)議,為電力圖像監(jiān)控系統(tǒng)的標準化和規(guī)范化及不同廠家系統(tǒng)的互連互通奠定了堅實的技術基礎。標準也創(chuàng)造性地提出了視頻處理單元(remote video unit,RVU)的概念,并作了規(guī)范的定義。
該標準在前言中規(guī)定:“廣東省廣電集團所屬的新建及改造的遠程電力圖像監(jiān)控中心系統(tǒng)及變電站端圖像監(jiān)控系統(tǒng)應遵循本標準;系統(tǒng)驗收時由廣東省廣電集團指定的專業(yè)測試機構將依據本標準對系統(tǒng)的開放性、互聯性進行專業(yè)測試,以達到系統(tǒng)標準化的目的?!?/p>
因此,為加強廣電集團的圖像監(jiān)控系統(tǒng)的質量控制,保證各層次及各廠家之間的系統(tǒng)互連互通,應根據該技術標準開發(fā)完備的專用測試分析系統(tǒng)(以下簡稱測試系統(tǒng)),對各廠商提供的電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)在功能、性能、編解碼方式和通信控制協(xié)議等各方面進行全面的標準符合性測試。為此,廣東省電力試驗研究所于2003年立項進行測試系統(tǒng)的開發(fā),本文所闡述的就是該測試系統(tǒng)的基本原理和實現方式。
2 測試系統(tǒng)基本原理
遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)以IP網絡方式組網,從組織結構上可分為監(jiān)控中心系統(tǒng)(簡稱監(jiān)控中心)及變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)(簡稱變電站端系統(tǒng))。監(jiān)控中心由服務器和監(jiān)控終端構成;變電站端系統(tǒng)主要由站端視頻處理單元、外圍監(jiān)控設備及附屬設備組成。
依據技術標準的具體要求,對上述系統(tǒng)的測試主要集中在功能和性能測試、編解碼方式(包括視頻編解碼方式和音頻壓縮方式)和通信控制協(xié)議的測試兩個關鍵方面。因此,測試系統(tǒng)應著重于遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)數據包(包括視頻數據包、音頻數據包、協(xié)議數據包、報警數據包及級連數據包)和功能的測試分析,將技術標準中有關上述部分內容的技術要求,按分類的方式制定一套完整的測試用例,測試用例分為兩類:數據包測試用例和功能測試用例。測試系統(tǒng)根據測試用例對遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)進行測試分析,記錄測試結果,測試用例和測試結果均保存在測試所配備的數據庫中。
對變電站端系統(tǒng)的測試(主要是對RVU的測試),通過對通用測試用例的選擇和配置,制定相應的測試用例進行主動測試。
對監(jiān)控中心的測試,則是截取IP網上監(jiān)控中心發(fā)出的數據包,通過對數據包的分析進行被動方式的測試。
2.1 系統(tǒng)設計原則
測試系統(tǒng)的基本設計原則如下:
a)軟件系統(tǒng)設計應實現對象化和模塊化;
b)系統(tǒng)設計應能方便地支持《廣電集團電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)技術標準》的擴充和修改,各重要測試單元應以動態(tài)連接庫或標準控件的方式設計;
c)測試和分析應實現自動化、直觀化和可視化。
2.2 測試系統(tǒng)組成
測試系統(tǒng)由1臺帶標準多媒體設備的高性能筆記本電腦和測試分析軟件系統(tǒng)(包括數據庫)組成。
測試系統(tǒng)的測試對象為監(jiān)控中心及變電站端視頻處理單元,但不能同時進行測試。測試系統(tǒng)具有網絡通信配置功能,可在不更改被測系統(tǒng)網絡布局的情況下,直接接入被測系統(tǒng)的網絡進行測試。測試方式如圖1所示。
3 測試系統(tǒng)軟件結構
根據測試系統(tǒng)的設計原則,測試系統(tǒng)的軟件結構(見圖2)應為不同功能和用途的模塊的有機組合。不同軟件模塊具有相對獨立性,各模塊通過標準的軟件接口進行關聯和交互。
a)接收數據模塊
通過網絡接口(socket)接收消息包,并將收到的消息包提交給分析處理模塊。
b)發(fā)送數據模塊
通過socket發(fā)送測試用例的數據,將數據發(fā)給被測系統(tǒng)。
c)分析處理模塊
對接收的數據包類型進行分析,判斷是否為視頻數據包、音頻數據包、協(xié)議數據包、報警數據包或級連數據包,完成后提交給數據顯示模塊。
d)人工測試模塊
系統(tǒng)自動打印應進行人工驗收測試的測試項目明細,然后測試人員在被測試系統(tǒng)中分析、測試這些明細,并將測試結果反饋到軟件中。本模塊只打印數據庫中的人工測試用例。
e)測試模塊
測試模塊可自動按照數據庫中的測試用例順序執(zhí)行測試,測試人員通過觀察測試結果后,在結果明細單上標記對應的測試用例通過與否。測試完成后,將測試結果返回。
f)配置模塊
配置模塊可進行網絡設置、測試用例的設置、五個類型的數據包格式的設置與修改、測試報告格式設置、要級連的監(jiān)控中心的IP地址與優(yōu)先等級設置。
g)評價模塊
利用數據庫中的測試用例的測試結果和每個測試用例的重要等級,自動生成測試報告(將報告按格式生成Word文檔)。
h)數據顯示模塊
在數據觀察窗口中,顯示數據包的代碼,同時解析和顯示(或播放)該數據包的內容。
i)UI模塊
用戶操作界面(標準風格的Windows界面)。
j)數據庫
用于保存用戶的數據配置,包括測試用例以及測試用例的測試結果。
4 測試系統(tǒng)的自動化測試機理和測試流程設計
4.1 自動化測試機理
為提高測試系統(tǒng)的測試效率和測試的公正性、標準化,測試系統(tǒng)采用自動化測試的設計概念。自動化測試是針對數據包測試分析而言,要測試分析的數據包有以下幾類:視頻數據包、音頻數據包、協(xié)議數據包、報警數據包和級連數據包。
4.1.1 自動化測試基礎
自動化測試的基礎是標準數據包的配置。在數據庫中配置上述需測試的各類標準數據包。由此,接收到的數據包就可以按標準格式進行解析,判斷是否是正確的數據包;選擇這些標準的數據包發(fā)送,就可以分析和判斷被測系統(tǒng)的各類數據包設計是否嚴格遵照技術標準的規(guī)定。
4.1.2 自動化測試分類
自動化測試分成被動測試和主動測試兩類:
a)被動測試。測試系統(tǒng)運行后,不發(fā)送測試用例,只捕獲網絡上的各類數據包,并對數據包進行解析、記錄,可自動生成測試報告。
b)主動測試。運行測試系統(tǒng),顯示所有測試用例,按需進行選擇;啟動所選擇的測試用例,然后根據測試的結果,判斷測試是否通過,自動記錄并可更改測試用例的測試結果。
4.1.3 自動生成測試報告
根據配置的標準數據包測試用例和功能測試用例,自動統(tǒng)計測試用例總數目。根據通過的測試用例和未通過的測試用例的條目數量和權重,根據數據庫中配置的測試用例評分標準,就可以分析統(tǒng)計測試結果。將測試統(tǒng)計結果按標準的測試報告模板自動生成Word文
檔。
4.2 測試系統(tǒng)的測試流程設計
測試系統(tǒng)的整個測試流程設計為:初始化配置—測試—分析—顯示—評估、生成報告。
5 結束語
測試系統(tǒng)嚴格按照《廣電集團電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)技術標準(試行本)》的各項具體規(guī)定開發(fā),目前系統(tǒng)已開發(fā)測試完畢,并已在圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設中試用,取得了較好效果。測試系統(tǒng)的設計參照了標準軟件測試系統(tǒng)的設計概念。
測試系統(tǒng)的成功開發(fā)將有力地促進《廣電集團電力遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)技術標準(試行本)》的推廣和實施,為逐步實現廣電集團電力遠程圖像系統(tǒng)建設的標準化和規(guī)范化,提供了有力的技術支持手段。
責任編輯:gt
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