CN103078920A - 一种基于iec61968企业服务总线的消息在线校验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统,包括客户端和服务端,服务端基于Web Services技术部署在企业服务总线上,用于接收企业服务总线发来的用于做校验的XML消息,并抽取XML消息体中装载的数据,为企业服务总线提供消息规范的一致性在线校验,以及验证结果的反馈;客户端包括CIM/RDF的导入与解析模块,RDF的管理维护模块,RDF查询模块,自定义Schema的验证模块,验证结果输出显示模块,CIM Schema显示模块,以及本地监视与远程监视验证服务模块。本发明用于解决目前电力企业服务总线ESB在消息规范上存在的缺陷,提出一种总线校验机制。

Description

一种基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统
技术领域
本发明属于电力系统信息集成技术领域,特别地涉及一种基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统。
背景技术
为应对全球能源危机,电力企业和研究机构提出了未来电力行业的发展方向——智能电网。2009年国家电网公司正式对外公布了“坚强智能电网”计划,“坚强智能电网”计划的启动将带动电网生产运行、经营管理、客户服务以及社会能源利用模式的重大变革。信息化作为智能电网“四化”特征的突破口,其发展趋势、建设方向都将成为电网企业以及IT业界共同关注的问题。智能电网下,无论从电能流的方向还是从企业业务链递进方向,每个环节都伴随有大量数据生成、被采集、处理,供分析应用,并最终以不同的形态展示在用户面前。信息化的理念和技术将在这些环节实现智能化目标的过程中充分发挥作用。另外随着国家电网公司“SG186”工程的成功推广,电力企业的信息化水平大幅提高,应用的分布性也越来越高,根据各部门的业务需要,已开发并上线运行了大量应用系统,如数据采集与监控DSCADA/DMS、地理信息系统(GIS)、生产管理系统(PMS)、故障信息采集、电力交易、营销管理系统(CMS)、负荷控制等。这些信息化工作的开展为电力系统的安全、经济、稳定运行以及电力企业的经营管理提供了先进、灵活、可靠的指挥、管理和控制手段,极大促进了电力企业的生产调度自动化和经营管理现代化。
随着应用需求的不断增加,应用系统间存在大量的信息交换,然而各部门开发的应用系统大多按照各自需求建立,缺少统一的接口规范,导致数据共享性差,系统集成度不高以致出现“信息孤岛”。如何建立公用的信息和通用的方法实现多个异构系统以及不同信息源之间的信息集成与互操作,消除“信息孤岛”,已成为当前信息技术发展中的热点问题。
国际电工技术委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)针对电力企业应用集成的需求,制定了电网管理的系统接口标准IEC61968。该标准有利于实现电力企业配电网管理的多种分布式应用系统间的信息集成,为电力企业已建成或新建的、不同软件提供商的系统间集成提供标准接口。IEC61968采用基于公共信息(Common Information Model,CIM)的消息交换机制,对配电企业中的信息进行扩展,包括资产、用户、工作、文档等部分,制定资产管理系统、工作管理系统、施工管理、配电网管理、停电管理等业务功能的接口消息规范XSD(XML Schema Definition),在消息总线上通过标准消息的传递,实现了各业务功能系统间的数据交互。
在智能配电网的信息集成建设中,公共信息CIM与统一消息规范XSD是实现其他智能化功能的基础环节,电力运营方可以根据自身业务需求的变化对IEC 61970/61968定义的CIM做私有扩展,并根据业务场景订制消息规范XSD,已实现对各厂家开发的应用系统在数据消息格式上的规范。然而在实际信息集成实践中,经常会遇到以下问题:
(1)CIM随着应用需求的不断提升,版本更新频繁,各厂家的产品在版本上不易保持同步,造成语义上的差异。
(2)不同应用或不同企业之间可能需要根据内部需求,对CIM做相应的扩展,那么私有扩展可能导致应用间的语义难以辨识。
(3)信息总线上传递的XML消息可能未按照统一消息规范XSD来封装,导致消息无法正确解析,业务数据难以获取。
上述三点会直接造成信息交互失败,因此为实现消息的正确获取以及一致性解析,需要研究基于IEC 61968标准的信息及消息类型的维护与验证系统,以利于多厂家、多系统间的信息集成与交互。
国际上已经对IEC 61970/61968系列标准进行了多次互操作试验,目前每年仍在开展基于这些标准的CIM/XML的消息交互试验,以满足不断增长的电网和业务需求。国内一些自动化厂家和电网企业正在进行基于IEC 61968标准的信息集成试点,但目前的应用实践主要集中在信息交互总线的开发以及自动化软件的升级改造上,尚未涉及到IEC 61968配网信息集成的验证技术。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统,用于解决目前电力企业服务总线ESB在消息规范上存在的缺陷,提出一种总线校验机制。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种基于IEC 61968企业服务总线的消息在线校验系统,包括客户端和服务端,
所述服务端基于Web Services技术部署在企业服务总线Enterprise ServiceBus,ESB上,用于接收企业服务总线发来的用于做校验的可扩展标记语言Extensible Markup Language,XML消息,并抽取所述XML消息体中装载的数据,为企业服务总线提供消息规范的一致性在线校验,以及验证结果的反馈;
所述客户端包括CIM/RDF的导入与解析模块,RDF的管理维护模块,RDF查询模块,自定义Schema的验证模块,验证结果输出显示模块,CIM Schema显示模块,以及本地监视与远程监视验证服务模块,
所述CIM/RDF的导入与解析模块用于实现电网的分层显示,将解析出的电网以树状图加表格的方式显示,树状图显示了实例数据所属CIM类的层次关系,通过点击树状图上的类的列表,可以在表格中显示所包含的实例资源的ID,以及其他属性,从而实现了从XML文本转化为图形化显示;
所述RDF的管理维护模块用于维护管理不同应用系统所提供的RDF文件,可以以树状图的形式管理不同的RDF模型文件;
所述RDF查询模块用于查询RDF模型实例文件中的实例对象,并在表格中定位该实例对象;
所述验证结果输出显示模块用于将验证结果以报表的形式在工具界面中显示,并支持输出Excel报表;所述自定义Schema的验证模块用于选择导入特定版本的CIM或者子集Profile完成对RDF进行验证;
所述CIM Schema显示模块用于将Schema文件中的模型数据以对象类为单位进行分层显示;
所述本地监视与远程监视验证服务模块用于实时统计远程验证服务器接收总线消息以及验证过程的完成情况,并可以选择将某一时刻的消息及验证结果传送到本地显示,另外用于支持对远程服务器端消息及验证结果的清理,从而实现对远程服务端的实时监视与控制。
与现有技术相比,本发明采用统一的企业服务总线消息校验机制,为不同应用提供统一消息解析,有利于不同应用或不同企业之间基于CIM61968的服务的互通,避免信息孤岛的产生。
附图说明
图1为本发明实施例的基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统的结构框图;
图2为本发明实施例的基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统的客户端结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
相反,本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本发明有更好的了解,在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
参考图1与图2,图1所示为本发明实施例结构框图,一种基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统,包括客户端20和服务端10,服务端10基于Web Services技术部署在企业服务总线(Enterprise Service Bus,ESB)上,用于ESB发来的用于做校验的可扩展标记语言(Extensible Markup Language,XML)消息,并抽取所述XML消息体中装载的数据,为企业服务总线提供消息规范的一致性在线校验,以及验证结果的反馈。ESB上运行了大量应用系统,如数据采集与监控DSCADA/DMS、地理信息系统(GIS)、生产管理系统(PMS)、故障信息采集、电力交易、营销信息系统(CIS)、负荷控制等。参见图2,客户端20包括CIM/RDF的导入与解析模块201,资源描述框架(ResourceDescription Framework,RDF)的管理维护模块202,RDF查询模块203,自定义Schema的验证模块204,验证结果输出显示模块205,CIM Schema显示模块206,以及本地监视与远程监视验证服务模块207,CIM/RDF的导入与解析模块201用于实现电网的分层显示,将解析出的电网以树状图加表格的方式显示,树状图显示了实例数据所属CIM类的层次关系,通过点击树状图上的类的列表,可以在表格中显示所包含的实例资源的ID以及其他属性,从而实现了从XML文本转化为图形化显示;RDF的管理维护模块202用于维护管理不同应用系统所提供的RDF文件,可以以树状图的形式管理不同的RDF模型文件;RDF查询模块203用于查询RDF模型实例文件中的实例对象,并在表格中定位该实例对象;验证结果输出显示模块204用于将验证结果以报表的形式在工具界面中显示,并支持输出Excel报表;自定义Schema的验证模块205用于选择导入特定版本的CIM或者子集Profile完成对RDF进行验证;CIM Schema显示模块206用于将Schema文件中的模型数据以对象类为单位进行分层显示;本地监视与远程监视验证服务模块207用于实时统计远程验证服务器接收总线消息以及验证过程的完成情况,并可以选择将某一时刻的消息及验证结果传送到本地显示,另外用于支持对远程服务器端消息及验证结果的清理,从而实现对远程服务端的实时监视与控制。
一个具体应用实例中,选取两个从国内某电力局地理信息系统(GIS)数据库导出的某区域电网拓扑数据做测试,其一是未改造之前的旧版本CIM/XML,该RDF文档内部声明的CIM版本是cim14v15,首先选用CIM/RDF导入与解析模块完成该文档的导入,由于本系统的Schema库中已经包含cim14v15版本的Schema,因此直接选择“验证”,系统会自动识别RDF文档中的命名空间信息,并从Schema库中选择相同版本的Schema做校验,校验完成后出现验证错误信息,如未声明的“cim:Conductor.r”和“cim:Conductor.x”属性。经核实,发现cim14v15版本的里在Conductor这个类下面已经没有电阻r和电抗x的属性,转移到子类ACLineSegment类中,因此该验证算法在模式Schema中找不到这两个属性,报出错误信息,验证结果充分说明了该CIM/XML并不符合cim14v15版本。
第二个RDF文档包含扩展馈线类Feeder,将该实例RDF导入之后发现其中存在Feeder.RatedVoltage,Feeder.switch这两个属性,选择“自定义schema”的验证模式,导入配电网互操作试验统一制定的子集(IOPCIM14v15.owl)与之做校验,验证结果中出现未知属Feeder.RatedVoltage,Feeder.switch以及大量的基数冲突(未包含某些强制约束类和属性)等错误,后经查实发现UML中在扩展Feeder类下有RatedVoltage属性,但未导入至IOPCIM14v15这个子集中,因此出现这种矛盾。后将结果反馈给子集制定方,经过其改正之后,再次验证后顺利通过。
另一个具体应用实例中,将基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统的服务端10部署在某电力局信息交互总线(IEB2000)上,并通过其建立与其他组件或服务(如GIS系统)之间的映射(即订阅服务)。经过与总线管理方间的协商,并且按照总线验证机制的需求,消息的校验服务在消息正式发布到总线之前进行,即对于新上线的服务,或部署在总线上的应用组件每进行一次更新(元数据),在正式向总线发布消息之前,需要首先向验证服务器传送一条待发布或请求应答消息,验证服务器将验证结果返回给应用组件(专属通信通道),并同时向总线管理系统发送一条验证信息。若验证结果是不兼容的,则消息总线将禁止该组件往总线上发布消息,需要根据提供的不兼容信息做核实和修改。若验证通过,则可以向总线服务订阅方发布相应的业务消息,并且在下一次更新之前不必再向验证服务器传送消息,以免造成通信延迟及信道堵塞。从而保证了总线上传递的信息,符合相应CIM版本或是特定子集Profile要求。
本应用实例列举的是已部署在信息交互总线IEB2000上的地理信息系统GIS,向系统A发布图模消息的场景,首先系统A已订阅了该GIS的信息发布服务,GIS系统在向系统A传送图模消息之前,校验系统的服务端通过总线接收到了该消息,通过验证将验证信息返回给GIS系统,并返回给总线一条验证信息,总线接收到返回来的验证通过信息后,建立起GIS系统与系统A之间的通信通道,从而实现了图模消息的传递。在这个过程中,通过校验系统的客户端实现了对服务端的远程在线监视,并通过选择“查询”功能,将远程服务端接收到的某一时刻的消息以及对该消息的验证结果发送到本地界面中显示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统,其特征在于,包括客户端和服务端,
所述服务端基于Web Services技术部署在企业服务总线Enterprise ServiceBus,ESB上,用于接收企业服务总线发来的用于做校验的可扩展标记语言Extensible Markup Language,XML消息,并抽取所述XML消息体中装载的数据,为企业服务总线提供消息规范的一致性在线校验,以及验证结果的反馈;
所述客户端包括CIM/RDF的导入与解析模块,资源描述框架ResourceDescription Framework,RDF的管理维护模块,RDF查询模块,自定义Schema的验证模块,验证结果输出显示模块,CIM Schema显示模块,以及本地监视与远程监视验证服务模块,
所述CIM/RDF的导入与解析模块用于实现电网的分层显示,将解析出的电网以树状图加表格的方式显示,树状图显示了实例数据所属CIM类的层次关系,通过点击树状图上的类的列表,可以在表格中显示所包含的实例资源的ID,以及其他属性,从而实现了从XML文本转化为图形化显示;
所述RDF的管理维护模块用于维护管理不同应用系统所提供的RDF文件,可以以树状图的形式管理不同的RDF模型文件;
所述RDF查询模块用于查询RDF模型实例文件中的实例对象,并在表格中定位该实例对象;
所述验证结果输出显示模块用于将验证结果以报表的形式在工具界面中显示,并支持输出Excel报表;所述自定义Schema的验证模块用于选择导入特定版本的CIM或者子集Profile完成对RDF进行验证;
所述CIM Schema显示模块用于将Schema文件中的模型数据以对象类为单位进行分层显示;
所述本地监视与远程监视验证服务模块用于实时统计远程验证服务器接收总线消息以及验证过程的完成情况,并可以选择将某一时刻的消息及验证结果传送到本地显示,另外用于支持对远程服务器端消息及验证结果的清理,从而实现对远程服务端的实时监视与控制。
2.根据权利要求1所述的基于IEC61968企业服务总线的消息在线校验系统,其特征在于,所述服务端和客户端都包括信息和消息规范两种校验模式,根据接收的XML消息中消息体所采用的语法格式自动选择相应的模式进行验证,若消息体中采用RDF语法,则选择对信息校验模式进行验证;若消息体Payload中采用的是XML Schema语法,则选择消息规范校验模式进行验证。
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