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# 电能质量 13 张表批量补数设计说明
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## 1. 背景
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`tools/add-data` 当前只有模块骨架和历史 SQL 文件 [DATA_FLICKER.sql](D:/Work/SourceCode/CN_Tool/tools/add-data/DATA_FLICKER.sql)，尚未提供真实业务接口。
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本次需求是在 `add-data` 模块中补齐一套“按时间区间批量生成电能质量数据并写入数据库”的能力，满足以下业务目标：
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- 支持按时间区间补数，例如一天、一月。
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- 支持时间戳步长选择：`1`、`3`、`5`、`10` 分钟。
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- 支持单监测点和多监测点，前端可选择监测点 ID，默认单监测点。
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- 支持批量写入，优先保证大区间补数时的效率。
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- 同一主键数据已存在时跳过，不覆盖、不删除。
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- 同步提供前端页面交互方案与参数展示规则。
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## 2. 范围确认
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根据当前 [DATA_FLICKER.sql](D:/Work/SourceCode/CN_Tool/tools/add-data/DATA_FLICKER.sql) 内容，本次补数范围按 13 张表处理，而不是 14 张表：
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1. `data_flicker`
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2. `data_fluc`
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3. `data_harmphasic_i`
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4. `data_harmphasic_v`
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5. `data_harmpower_p`
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6. `data_harmpower_q`
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7. `data_harmpower_s`
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8. `data_harmrate_i`
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9. `data_harmrate_v`
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10. `data_i`
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11. `data_inharm_i`
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12. `data_plt`
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13. `data_v`
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## 3. 已确认需求
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本次设计基于以下已确认结论：
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- 写入方式是“按时间戳步长生成整段数据”，不是定时常驻写库。
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- 重复补数时采用“跳过已存在数据”策略。
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- 前端方案需要和后端接口一起设计。
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- 分表时间轴规则已确认：
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- `data_flicker` 固定每 `10` 分钟写一组
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- `data_fluc` 固定每 `10` 分钟写一组
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- `data_plt` 固定每 `2` 小时写一组
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- 其余 `10` 张表按前端选择的 `1`、`3`、`5`、`10` 分钟步长写入
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- 所有时间点都按自然时间槽对齐，采用整点整分方式生成，不按传入开始时间顺延
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- 展示字段需要覆盖：
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- `电能质量参数名称`
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- `相别`
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- `是否合格`
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- `最大值`
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- `最小值`
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- `平均值`
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- `95%概率大值`
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- `数据展示（保留小数）`
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- 数值展示默认保留 `2` 位小数。
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- 相别参照用户提供图片中的“相别”列。
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## 4. 关键约束
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### 4.1 主键约束
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13 张表均以 `LINEID + TIMEID + PHASIC_TYPE` 作为主键，重复写入时必须避免主键冲突导致整批失败。
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### 4.2 相别字段长度约束
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`PHASIC_TYPE` 字段长度为 `varchar(2)`。因此前端展示中的相别值和数据库实际落库值不能简单等同：
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- 页面展示可使用 `T`、`ABC`、`AB/BC/CA`
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- 落库时必须拆分为真实可存储的 `PHASIC_TYPE`
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### 4.3 数据量约束
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当时间区间为“一月”、步长为“1 分钟”、监测点为“多选”时，补数规模会非常大，不能采用单条插入或一次性全量加载入内存的方式。
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### 4.4 现有仓库约束
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- 当前仓库是后端工程，没有现成前端代码，本次只输出前端交互方案和接口契约。
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- 默认不执行 `mvn` 编译、打包、测试。
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- 修改范围应尽量收敛在 `tools/add-data` 模块内。
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## 5. 方案选择
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本次比较三种实现路径：
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### 方案 A：同步接口直接写库
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特点：
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- 控制器接收参数后直接在请求线程中完成全部写库。
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- 实现最简单。
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问题：
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- 大区间、多监测点时容易超时。
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- 任务执行中断后难以定位进度。
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- 前端体验差，无法明确看到当前执行状态。
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结论：
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不采用。
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### 方案 B：异步任务 + JDBC 批量写入
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特点：
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- 请求只负责创建任务，后台异步执行。
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- 任务状态可轮询。
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- 批量写入时可按表、按批次提交。
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优势：
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- 更适合月级、多监测点补数。
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- 可以精细控制批次大小。
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- 当前数据源连接串已开启 `rewriteBatchedStatements=true`，适合批处理。
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结论：
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采用该方案。
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### 方案 C：只生成 SQL 文件，人工执行
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特点：
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- 后端只生成 SQL 脚本，不直接写库。
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问题：
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- 需要人工执行，流程割裂。
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- 不符合“前端选择后直接补数”的目标。
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结论：
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不采用。
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## 6. 总体设计
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### 6.1 设计目标
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在 `tools/add-data` 中新增一套“批量补数任务”能力，支持：
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- 前端提交补数参数
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- 后端预估本次写入规模
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- 后端异步生成数据并按表批量写入
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- 前端轮询任务状态
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- 前端获取参数展示规则
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### 6.2 模块边界
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本次能力只落在 `tools/add-data`，不向 `system`、`user`、`detection` 扩散业务逻辑。
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如需监测点列表，首版不假设存在基础监测点表，也不新增点位管理能力，直接由前端传入选中的 `lineIds`。
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### 6.3 接口拆分
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建议把“任务管理”和“参数模板展示”分成两类接口：
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- 补数任务接口：负责预估、创建、状态查询
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- 模板展示接口：负责返回图片对应的参数展示规则
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## 7. 数据模型与相别规则
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### 7.1 展示相别与落库相别分离
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前端展示相别来自用户图片中的“相别”列，但落库时需要展开成真正的 `PHASIC_TYPE` 值。
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建议在模板中同时维护：
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- `phaseDisplay`：前端展示值
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- `phaseCodes`：落库使用的真实相别集合
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### 7.2 相别展开规则
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建议默认规则如下：
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- `T` -> `["T"]`
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- `ABC` -> `["A", "B", "C"]`
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- `AB/BC/CA` -> `["AB", "BC", "CA"]`
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这套规则同时用于：
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- 决定每个参数需要展开多少条写库数据
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- 决定前端参数表如何显示相别列
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### 7.3 参数模板职责
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参数模板不直接等于数据库表结构，而是承担以下职责：
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- 描述前端展示行
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- 绑定该参数对应的数据表
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- 描述展示相别和落库相别
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- 约定是否展示“是否合格”
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- 约定最大值、最小值、平均值、95%概率大值的展示逻辑
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- 约定保留小数位数，默认 `2`
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## 8. 后端接口设计
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### 8.1 预估接口
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接口：
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- `POST /addData/task/preview`
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作用：
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- 根据 `lineIds`、时间区间、时间戳步长，返回本次补数的预估规模
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入参：
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- `lineIds`：监测点 ID 列表
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- `startTime`：开始时间
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- `endTime`：结束时间
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- `intervalMinutes`：`1`、`3`、`5`、`10`
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返回内容：
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- 时间点数量
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- 监测点数量
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- 每张表预估写入条数
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- 总预估条数
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说明：
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- 预估逻辑必须按分表时间轴分别计算。
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- `intervalMinutes` 只影响 `data_harmphasic_i`、`data_harmphasic_v`、`data_harmpower_p`、`data_harmpower_q`、`data_harmpower_s`、`data_harmrate_i`、`data_harmrate_v`、`data_i`、`data_inharm_i`、`data_v` 这 `10` 张表。
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- `data_flicker`、`data_fluc` 固定按 `10` 分钟时间槽计算。
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- `data_plt` 固定按 `2` 小时时间槽计算。
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### 8.2 创建任务接口
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接口：
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- `POST /addData/task/create`
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作用：
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- 创建一个批量补数任务，并立即进入后台执行
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入参：
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- `lineIds`
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- `startTime`
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- `endTime`
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- `intervalMinutes`
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返回内容：
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- `taskId`
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- 初始状态
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说明：
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- 前端默认提交单个 `lineId`
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- 多监测点时前端直接提交多个 `lineIds`
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- 不单独拆分“单点接口”和“多点接口”
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- `intervalMinutes` 仅作为 `10` 张基础实时类表的生成步长
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- 固定频率表仍按各自时间轴生成，不跟随 `intervalMinutes`
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### 8.3 任务状态接口
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接口：
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- `GET /addData/task/status/{taskId}`
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作用：
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- 供前端轮询当前任务执行状态
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返回内容：
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- 任务状态：`WAITING`、`RUNNING`、`SUCCESS`、`FAILED`
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- 当前执行表名
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- 当前批次信息
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- 已写入条数
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- 已跳过条数
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- 失败条数
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- 失败原因
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- 开始时间、结束时间
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### 8.4 参数模板接口
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接口：
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- `GET /addData/template/list`
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作用：
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- 返回前端页面参数规则表所需的静态配置
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返回内容：
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- 电能质量参数名称
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- 相别展示值
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- 是否展示“是否合格”
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- 最大值规则
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- 最小值规则
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- 平均值规则
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- 95%概率大值规则
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- 保留小数位数
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## 9. 后端分层设计
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### 9.1 Controller 层
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建议新增两个控制器：
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- `AddDataTaskController`
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- 补数任务相关接口
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- `AddDataTemplateController`
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- 参数模板查询接口
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### 9.2 Service 层
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建议拆分为：
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- `AddDataTaskService`
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- 创建任务
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- 状态查询
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- 预估规模
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- `AddDataTemplateService`
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- 返回前端参数模板
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### 9.3 Component 层
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建议新增以下组件：
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- `AddDataTaskExecutor`
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- 负责异步执行任务
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- `AddDataBatchWriter`
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- 负责按表批量写入
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- `AddDataValueGenerator`
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- 负责根据模板生成每条记录的值
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- `AddDataTaskStatusHolder`
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- 首版用内存保存任务状态
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- `AddDataTemplateRegistry`
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- 持有参数模板与相别映射
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### 9.4 数据访问层
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本次不建议为 13 张表分别创建超长 MyBatis XML 批量插入语句。
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原因如下：
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- 宽表字段极多，XML 可维护性差。
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- 13 张表结构差异大，重复代码很多。
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- 本次更偏工具型批处理写数，不适合以业务实体方式逐表建模。
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建议采用：
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- `JdbcTemplate`
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- `PreparedStatement`
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- `batchUpdate`
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在写入 SQL 上统一使用：
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- `INSERT IGNORE`
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以满足“跳过已存在数据”的业务要求。
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## 10. 批量写入策略
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### 10.1 总体原则
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批量写入必须满足以下原则：
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- 不先查存在再插入
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- 不整段数据一次性全部放入内存
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- 按表、按批次逐步提交
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- 主键冲突自动跳过
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### 10.2 跳过已存在数据
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采用 `INSERT IGNORE` 而不是以下策略：
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- 不采用“先查后写”，避免额外查询放大数据库压力
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- 不采用“覆盖更新”，与已确认需求不符
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- 不采用“先删后写”，避免误删
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### 10.3 流式生成
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建议按如下顺序流式生成：
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1. 先遍历时间点
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2. 再遍历监测点
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3. 再按模板展开相别
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4. 最后路由到对应表的批缓存
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达到批次阈值后立即落库并清空当前缓存。
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### 10.4 分批阈值
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建议根据表宽度分层设置批次大小：
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- 窄表：`500 ~ 1000` 行/批
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- 宽表：`100 ~ 200` 行/批
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其中以下表建议视为宽表：
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- `data_harmphasic_i`
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- `data_harmphasic_v`
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- `data_harmpower_p`
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- `data_harmpower_q`
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- `data_harmpower_s`
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- `data_harmrate_i`
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- `data_harmrate_v`
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- `data_i`
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- `data_inharm_i`
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- `data_v`
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### 10.5 任务统计
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任务执行过程中需累计以下统计值：
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- `insertedCount`
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- `skippedCount`
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- `failedCount`
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其中：
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- `insertedCount` 表示本次真正插入成功的行数
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- `skippedCount` 表示因主键重复被忽略的行数
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- `failedCount` 表示非主键冲突导致的失败数量
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## 11. 数据生成策略
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### 11.1 首版原则
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首版不引入复杂公式配置，不让前端传计算表达式。数据生成规则由后端内置。
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### 11.2 分表时间轴规则
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本次补数不采用“全部表共用同一时间轴”的方式，而是拆成三类时间轴：
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1. 固定 `10` 分钟时间轴
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2. 固定 `2` 小时时间轴
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3. 用户步长时间轴
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具体规则如下：
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- `data_flicker`
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- 固定每 `10` 分钟一组
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- 按自然时间槽对齐，例如 `10:00`、`10:10`、`10:20`
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- `data_fluc`
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- 固定每 `10` 分钟一组
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||
- 按自然时间槽对齐
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- `data_plt`
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- 固定每 `2` 小时一组
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- 按自然时间槽对齐，例如 `00:00`、`02:00`、`04:00`
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- 其余 `10` 张表
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- 按前端传入的 `intervalMinutes` 生成
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- 允许值仅为 `1`、`3`、`5`、`10`
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- 同样按自然时间槽对齐
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如果前端传入 `startTime=10:07`：
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- `10` 分钟表应从 `10:10` 开始
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- `2` 小时表应从 `12:00` 或下一个符合槽位的时刻开始
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- 用户步长表应从不小于 `startTime` 的下一个对应槽位开始
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### 11.3 统一生成方式
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建议采用“基础状态生成 + 派生字段回填 + 分表时间轴裁切”的方式：
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- 先按 `(lineId, timeId)` 生成基础电气状态
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- 再从基础状态派生电压、电流、谐波、功率、闪变
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- 最后按各表自己的时间轴决定是否落库
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统一原则如下：
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- 同一时间点的 13 张表数据必须同源，不允许各表独立随机
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- 主值字段按基准值和受控扰动生成
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- 最大值字段不小于主值
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- 最小值字段不大于主值
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- `95%概率大值` 对应 `CP95` 字段
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- 宽表中的谐波分量和派生列按统一规则回填
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- 同一输入参数应尽量生成可复现的结果，不建议使用完全无约束随机数
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### 11.4 逐表生成规律
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#### 11.4.1 基础源表
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`data_v` 作为电压源表，优先生成：
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- 先生成 `FREQ`
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- 再生成 `RMS`
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- 再派生 `RMSAB`、`RMSBC`、`RMSCA`
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- 再派生 `VU_DEV`、`VL_DEV`、`FREQ_DEV`
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- 再派生 `V_POS`、`V_NEG`、`V_ZERO`、`V_UNBALANCE`
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||
- 最后生成 `V_1 ~ V_50`
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- `V_THD` 由 `V_2 ~ V_50` 与 `V_1` 计算
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`data_i` 作为电流源表，与 `data_v` 保持同源：
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||
- 先生成 `RMS`
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- 再生成 `I_POS`、`I_NEG`、`I_ZERO`、`I_UNBALANCE`
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||
- 再生成 `I_1 ~ I_50`
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||
- `I_THD` 由 `I_2 ~ I_50` 与 `I_1` 计算
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对这两张源表：
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- `RMS_MAX`、`RMS_MIN`、`RMS_CP95`
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- `FREQ_MAX`、`FREQ_MIN`、`FREQ_CP95`
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||
- `V_THD_MAX`、`V_THD_MIN`、`V_THD_CP95`
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- `I_THD_MAX`、`I_THD_MIN`、`I_THD_CP95`
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均必须由主值派生，不单独随机。
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#### 11.4.2 谐波幅值表
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`data_harmphasic_v`：
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||
- 直接复用 `data_v` 中的 `V_1 ~ V_50`
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||
- 各次谐波的 `MAX`、`MIN`、`CP95` 与 `data_v` 同源派生
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||
`data_harmphasic_i`：
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||
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||
- 直接复用 `data_i` 中的 `I_1 ~ I_50`
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||
- 各次谐波的 `MAX`、`MIN`、`CP95` 与 `data_i` 同源派生
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||
#### 11.4.3 谐波占比表
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||
`data_harmrate_v`：
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||
- 从 `data_harmphasic_v` 派生
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- 建议按 `V_n / V_1 * 100` 计算 `V_1 ~ V_50` 对应占比值
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- `MAX`、`MIN`、`CP95` 也按同样比例换算
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`data_harmrate_i`：
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||
- 从 `data_harmphasic_i` 派生
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- 建议按 `I_n / I_1 * 100` 计算 `I_1 ~ I_50` 对应占比值
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- `MAX`、`MIN`、`CP95` 也按同样比例换算
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#### 11.4.4 间谐波电流表
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`data_inharm_i`：
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- 作为电流间谐波表生成
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- 各阶值应明显小于对应整数次谐波值
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- 建议按“整数次谐波值乘以小比例系数”生成
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- `MAX`、`MIN`、`CP95` 继续由主值派生
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#### 11.4.5 谐波功率表
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`data_harmpower_p`：
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- 从电压谐波和电流谐波联合派生
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- `P_1 ~ P_50` 建议按电压谐波、电流谐波和相位关系计算
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- `P` 为各次分量汇总
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- `PF`、`DF` 由功率关系派生
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`data_harmpower_q`：
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- 与 `data_harmpower_p` 同源
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- `Q_1 ~ Q_50` 按无功功率关系派生
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||
- `Q` 为各次分量汇总
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`data_harmpower_s`：
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||
- 与 `data_harmpower_p`、`data_harmpower_q` 同源
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- `S_1 ~ S_50` 建议由 `P_n` 与 `Q_n` 派生
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||
- `S` 为各次分量汇总
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这三张表中的 `MAX`、`MIN`、`CP95` 也必须基于对应主值派生。
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#### 11.4.6 闪变与波动表
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`data_flicker`：
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- 固定 `10` 分钟时间轴
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- 生成 `FLUC`、`PST`、`PLT`
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- `FLUC` 作为波动主值
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- `PST` 从 `FLUC` 派生
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- `PLT` 作为长时闪变指标生成，但落库节奏仍为 `10` 分钟
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`data_fluc`：
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- 固定 `10` 分钟时间轴
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- 生成 `FLUC`、`FLUCCF`
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- 与 `data_flicker` 同源
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- `FLUCCF` 作为 `FLUC` 的修正或归一化结果生成
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`data_plt`：
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- 固定 `2` 小时时间轴
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- 只写 `PLT`
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- `PLT` 来源应与 `data_flicker` 中的 `PLT` 同源
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- 但只在 `2` 小时槽位落表
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### 11.5 前端展示字段映射
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由于表结构中没有独立 `AVG` 字段，前端“平均值”首版建议直接取各参数主值字段。
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例如：
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- 电压类参数取 `RMS`、`V_THD`、`FREQ`
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- 电流类参数取 `RMS`、`I_THD`
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- 闪变类参数取 `FLUC`、`PST`、`PLT`
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- 功率类参数取 `P`、`Q`、`S`
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前端展示中的：
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- `最大值` -> 对应 `*_MAX`
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- `最小值` -> 对应 `*_MIN`
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- `95%概率大值` -> 对应 `*_CP95`
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- `平均值` -> 对应主值字段
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### 11.6 质量标识
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`QUALITYFLAG` 首版建议统一使用固定有效值，例如 `1`。
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前端“是否合格”不直接读取数据库 `QUALITYFLAG` 的原始含义，而是走模板展示规则，避免把数据生成逻辑和展示文案硬耦合。
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## 12. 前端页面交互方案
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### 12.1 页面结构
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建议页面分为两个区域：
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1. 补数任务区
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2. 参数规则展示区
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### 12.2 补数任务区
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表单项建议如下：
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- 监测点选择模式：`单点` / `多点`
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- 监测点 ID 选择框
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- 开始时间
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- 结束时间
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- 时间戳步长：`1`、`3`、`5`、`10` 分钟
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- 预计写入量按钮
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- 开始补数按钮
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交互说明：
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- 默认单监测点
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- 多监测点时切换为多选
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- 时间戳步长只影响 `10` 张基础实时类表
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- `data_flicker`、`data_fluc` 固定按 `10` 分钟槽位写入
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- `data_plt` 固定按 `2` 小时槽位写入
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- 前端先调用预估接口，展示预计写入规模
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- 用户确认后再调用创建任务接口
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### 12.3 任务状态展示
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前端创建任务后轮询状态接口，建议展示：
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- 当前状态
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- 当前表名
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- 已写入数量
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- 已跳过数量
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- 失败数量
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- 失败原因
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- 开始时间
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- 结束时间
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### 12.4 参数规则展示区
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参数规则表按用户提供图片组织，至少展示以下列：
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- `电能质量参数名称`
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- `相别`
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- `显示`
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- `最大值`
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- `最小值`
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- `平均值`
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- `95%概率大值`
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- `是否合格`
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- `数据展示（保留小数）`
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其中：
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- 相别列使用 `phaseDisplay`
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- 所有数值默认保留 `2` 位小数
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- 该表展示的是模板规则，不是实时数据库统计结果
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## 13. 文件结构建议
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建议在 `tools/add-data` 下按现有仓库风格扩展：
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```text
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tools/add-data/src/main/java/com/njcn/gather/tool/adddata/
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├── controller
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||
│ ├── AddDataTaskController.java
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│ └── AddDataTemplateController.java
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├── service
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||
│ ├── AddDataTaskService.java
|
||
│ ├── AddDataTemplateService.java
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||
│ └── impl
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||
│ ├── AddDataTaskServiceImpl.java
|
||
│ └── AddDataTemplateServiceImpl.java
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||
├── component
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||
│ ├── AddDataTaskExecutor.java
|
||
│ ├── AddDataBatchWriter.java
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||
│ ├── AddDataValueGenerator.java
|
||
│ ├── AddDataTaskStatusHolder.java
|
||
│ └── AddDataTemplateRegistry.java
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||
└── pojo
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||
├── param
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└── vo
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||
```
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如参数模板需落成资源文件，建议放在：
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- `tools/add-data/src/main/resources/template/add-data-parameter-template.json`
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## 14. 非目标
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本次不包含以下内容：
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- 不新增监测点基础信息管理能力
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- 不新增监测点字典表
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- 不新增数据库迁移框架
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- 不在 `system` 或 `user` 模块中扩展通用任务中心
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- 不实现真实前端页面代码
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- 不做覆盖更新或先删后写逻辑
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## 15. 风险与取舍
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### 15.1 内存态任务状态的风险
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首版如果使用内存保存任务状态：
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- 服务重启后任务状态会丢失
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- 适合当前工具型场景
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- 不适合后续演进为长期审计能力
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当前取舍：
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- 首版接受该限制
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- 如果后续需要审计与追踪，再补任务表
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### 15.2 模板与真实表字段映射的风险
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用户图片中的参数项比“13 张表名”更偏业务视角，实际落库需要一层参数模板到表结构的映射。
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当前取舍：
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- 首版把模板规则集中维护在 `AddDataTemplateRegistry`
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- 不在前端直接拼接数据库字段名
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### 15.3 大批量写入的数据库压力
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多监测点、长区间、1 分钟步长时数据库压力会很大。
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当前取舍：
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- 采用预估接口提前提示规模
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- 控制批次大小
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- 使用异步执行与 `INSERT IGNORE`
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## 16. 验证方式
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本次设计和后续实现默认不执行 `mvn`，验证方式以静态检查和链路闭合检查为主。
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### 16.1 设计验证
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确认以下设计点闭合：
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- 13 张表范围明确
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- 相别展示与落库规则明确
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- 重复数据处理策略明确
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- 前后端接口契约明确
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- 批量写入策略明确
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### 16.2 实现后验证
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后续实现时重点检查：
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- 入参校验是否覆盖时间区间、步长、监测点 ID 列表
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- 预估条数计算是否正确
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- SQL 是否统一使用 `INSERT IGNORE`
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- 批次是否按宽表和窄表区分
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- 重复补数时是否正确累加 `skippedCount`
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- 参数模板返回是否与图片字段一致
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## 17. 结论
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本次采用“异步任务 + JDBC 批量写入 + 参数模板展示接口”的实现方案，在 `tools/add-data` 模块内完成电能质量 13 张表的批量补数能力。
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该方案兼顾以下目标：
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- 支持单监测点和多监测点
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- 支持日级、月级区间
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- 支持 1/3/5/10 分钟时间戳步长
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- 支持重复补数时跳过已存在数据
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- 支持前端按图片规则展示参数和相别
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- 在当前仓库约束下把改动范围控制在最小必要集合
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