CN103927385A - 数据模型的统一方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据模型的统一方法及装置，本发明首先对CIM/XML文档进行一致性校验，将校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图，再将单线图上拓扑正确的设备，进行全模型导出，从而生成标准的CIM/SVG文件。本发明中由于在导入之前对CIM/XML文档进行了一致性校验，删除了部分有误数据，并进行全模型的导入导出，生成标准的CIM/SVG文件，从而完成由CIM/XML文档至标准的CIM/SVG文件的转换。该方法解决了不同应用对CIM的不同扩展以及CIM的版本更换频繁所带来的语义上的不一致问题，实现了配网数据在各异构系统之间的迁移，实现了智能电网信息的高度集成与共享。

Description

数据模型的统一方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统的数据迁移领域，具体涉及一种数据模型的统一方法及装置。

背景技术

电力系统由不同的业务部门主导开发了各类信息系统，各个系统的设计思想和模型有很大差别，因此异构系统之间的信息共享和数据融合难以实现，系统之间的数据清洗、迁移无法顺利实施。目前国家电网公司正在全公司范围内大力推广面向资产精益化管理的生产管理系统(PMS)，在推广期间，必然要实现对原有异构系统的数据迁移合并工作，采用传统的数据库之间的数据互导，在没有统一的电力系统数据模型基础上，在数据迁移过程中，势必要造成数据导入的错误，最终使得系统之间的数据迁移失败。

因此现在需要一种方法能够统一电力系统的数据模型，以便能够准确的实现数据迁移。

发明内容

本发明提供了一种数据模型的统一方法及装置，本发明能够准确的实现异构数据之间的数据迁移。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种数据迁移方法，包括：

将CIM/XML文档利用XSD进行一致性校验；

将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图；

将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型导出，生成标准的CIM/SVG文件。

优选的，将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图包括：

根据所述CIM/XML文档中每个类的Location属性定位到图形坐标；

对所述图形坐标进行偏移或缩放操作，使平面坐标与屏幕坐标融合。

优选的，对所述图形坐标进行偏移或缩放操作包括：

将馈线设备的平面坐标做平移处理；

将站内设备的屏幕坐标通过与馈线设备相连的超链接点，进行缩放与平移处理。

优选的，将CIM/XML文档利用扩展子集进行一致性校验包括：

对所述CIM/XML文档和所述扩展子集进行解析，获得两者的数据模型；

依据所述数据模型制定一致性规则；

通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验。

优选的，通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验包括：

验证所述CIM/XML文档中元素节点、所有属性、元素的量词和属性限制是否符合所述一致性规则。

优选的，将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件包括：

分析全模型的OWL文件对所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出；

生成标准的CIM/SVG文件。

优选的，还包括：

对标准的CIM/SVG文件的设备数量、具体属性和位置拓扑关系进行闭环校验。

一种数据迁移装置，包括：

校验单元，用于将CIM/XML文档利用XSD进行一致性校验；

导入单元，用于将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图；

导出单元，用于将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件。

优选的，导入单元包括：

定位单元，用于根据所述CIM/XML文档中每个类的Location属性定位到图形坐标；

处理单元，用于对所述图形坐标进行偏移或缩放操作，使所平面坐标与屏幕坐标融合。

优选的，校验单元包括：

获取单元，用于对所述CIM/XML文档和所述扩展子集进行解析，获得两者的数据模型；

制定单元，用于依据所述数据模型制定一致性规则；

校验处理单元，用于通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验。

本发明提供了一种数据模型的统一方法，本发明首先对CIM/XML文档进行一致性校验，将校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图，再将单线图上拓扑正确的设备，进行全模型导出，从而生成标准的CIM/SVG文件。本发明中由于在导入之前对CIM/XML文档进行了一致性校验，删除了部分有误数据，并进行全模型的导入导出，生成标准的CIM/SVG文件，从而完成由CIM/XML文档至标准的CIM/SVG文件的转换。该方法解决了不同应用对CIM的不同扩展以及CIM的版本更换频繁所带来的语义上的不一致问题，实现了配网数据在各异构系统之间的迁移，实现了智能电网信息的高度集成与共享。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的数据模型的统一方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的IECTC57工作组定义的分层参考架构；

图3为本发明实施例公开的子集定义的类与模式的关系；

图4为本发明实施例公开的数据模型的统一方法中一致性校验的流程图；

图5为本发明实施例公开的XSD抽象为数据对象的过程示意图；

图6为本发明实施例公开的数据模型的统一装置的结构示意图；

图7为本发明实施例公开的数据模型的统一装置中校验单元的结构示意图；

图8为本发明实施例公开的数据模型的统一装置中导入单元的结构示意图。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：

IEC61968标准：用于规范配电管理系统应用功能集成，倾向于支持企业配电网管理的多种分布式应用间的集成，提出了电力企业集成总线架构，数据模型、功能设计以及业务子系统接口，并通过抽象的中间件服务来支持电力企业各应用间的集成，涉及的是松耦合应用，企业需要利用IEC61968标准连接已建成的或新的应用，而这些应用由不同的运行环境支持。

CIM(Common Information Model，公共信息模型)：是一个抽象模型，用对象类和属性及它们之间的关系来描述电力企业的所有主要对象，特别是那些与电力运行有关的对象。

XML Schema：基于XML，也被称为XSD(XML Schema Definition，XML模式定义语言)，作为XML文档的模式定义语言，起着对XML文档规范的作用，详细描述了XML文档的结构，从而确定了文档的框架。支持一系列数据类型(int，float，Boolean，date等)。

OWL(Web Ontology Language)：是W3C开发的一种网络本体语言，用于对本体进行语义描述。通过定义类以及类的属性来形式化某个领域；定义个体并说明它们之间的属性。

SVG(Scalable Vector Graphics可伸缩矢量图形)：由W3C制定的，用矢量描述图形的XML应用标准。有着可扩充性、动态的、交互性强的优点。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种数据迁移方法，如图1所示，包括：

步骤S101：将CIM/XML文档利用XSD进行一致性校验；

IEC61968系列标准不仅定义了抽象的CIM，还制定了一套通用服务、子集Profile以及消息定义格式，如图2所示为本发明实施例公开的IECTC57工作组定义的分层参考架构。

(1)信息模型层：该层主要包括基于UML建模的公共信息模型，以及针对特定业务需求做的模型扩展。为信息交互提供了一套基于CIM的公共语义。

(2)业务场景层：CIM模型几乎涵盖了电力系统所有对象。当然在实际应用中，可能只需要其中的某些包、类或者属性，而且不同的应用可能采用不同的格式描述，导致信息交互困难。因此有必要从信息模型层中提取一组类、属性的集合，并对其进行了约束规范。IEC61968-13针对配电网建立了CDPSM子集。

(3)语法层：为子集Profile的实现提供了一套规则定义。为应用间的互操作提供了具体的实现方式。

CIM提供了一套元数据语义，模式(Schema)则用某种数据描述语言来描绘元数据与元数据之间的相互关系，子集是针对特定的业务需求从相应的模式中选择一个种类及属性的集合，并对其进行了约束规范，请参阅图3，为本发明实施例公开的子集定义的类与模式的关系。

所谓一致性校验，是指从CIM/XML文件中解析出电网模型元数据信息，并将其与统一的信息模型(CIM及其扩展)进行比对，分析语法格式的兼容性和模型语义的一致性，删除出不兼容信息，便于信息模型的管理和维护。

步骤S102：将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图；

步骤S103：将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件。

本发明提供了一种数据模型的统一方法，本发明首先对CIM/XML文档进行一致性校验，将校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图，再将单线图上拓扑正确的设备，进行全模型导出，从而生成标准的CIM/SVG文件。本发明中由于在导入之前对CIM/XML文档进行了一致性校验，删除了部分有误数据，并进行全模型的导入导出，生成标准的CIM/SVG文件，从而完成由CIM/XML文档至标准的CIM/SVG文件的转换。该方法解决了不同应用对CIM的不同扩展以及CIM的版本更换频繁所带来的语义上的不一致问题，实现了配网数据在各异构系统之间的迁移，实现了智能电网信息的高度集成与共享。

优选的，如图4所示，将CIM/XML文档利用扩展子集进行一致性校验包括：

步骤S201：对所述CIM/XML文档和所述扩展子集进行解析，获得两者的数据模型；

步骤S202：依据所述数据模型制定一致性规则；

步骤S203：通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验。

优选的，通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验包括：验证所述CIM/XML文档中元素节点、所有属性、元素的量词和属性限制是否符合所述一致性规则。

步骤S101中的关键在于，如何从XSD文件建立起信息模型。

本发明采用了遍历XSD文件，将元素与属性分别映射为模型定义对象与属性对象，并建立相应的管理对象，校验时通过比对，输出模型校验结果。如图5所示，为本发明实施例公开的XSD抽象为数据对象的过程示意图。其中，一个模型定义对象可以有很多个属性对象，一个属性对象只归属于一个模型定义对象。用基类来表示模型定义对象间的继承关系。最后创建一个模型定义管理对象m_CIMModelManager，包含了所有的本体模型信息，作为比对的模板依据。

下表显示了由XSD抽象为类的具体内容。

在将XML Schema抽象出数据模型的基础上，继续导入CIM/XML，将其抽象为数据模型，分析相应元素和属性的映射关系，通过制定一致性规则实现了XML文档的一致性检查。XML文档中的每一个元素节点都有唯一确定的类型，且每个元素节点都是其相关联的XML Schema中某个唯一确定的组件节点的一个实例。为保证XML文档和相关的XML Schema文档保持一致，需要给出一些规则来定义其模式的有效性。假设定义XML文档所有元素节点集合为N，相应的模式(XML Schema)文档中所有元素组件节点集合为S，那么主要规则如下：

(1)元素节点有效性规则

对于 $\∀n\∈N,\∃c\∈S$ 有：

n.type＝c.e_type,n.name＝c.e_name

(2)属性节点有效性规则

对于 $\∀a\∈\mathrm{attrs}\∃\mathrm{ad}\∈\mathrm{refAttr}\_\mathrm{Defs}$ 有：

a.attr_name＝aD.a_name a.attr_value＝aD.refA_type

aD.refA_use＝“required”或aD.refA_use＝“Optional”

这条可以保证该属性节点是有效属性。

对于有x.attr_name≠aD.refA_name。即防止同一节点下统一属性重复出现。

(3)元素的量词限制规则

保证实例节点n的子节点最多和最少的出现次数在r中的minOccurs和maxOccurs之间。即满足：

r.minOccurs≤|SubEles_i|≤r.maxOccurs

(4)属性限制规则

若aD.refA_use的值为required，则对应的实例n必须要出现这个属性；若aD.refA_use的值为Optional，则这个属性可以出现，也可以不出现。

即若有使得typeofA(a)＝ad，也就是有：

a.attr_name＝ad.a_name,a.attr_value＝ad.refA_type。

反之，对于aD.refA_use＝“Optional”可能会出现

优选的，将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图包括：根据所述CIM/XML文档中每个类的Location属性定位到图形坐标；对所述图形坐标进行偏移或缩放操作，使平面坐标与屏幕坐标融合。

优选的，对所述图形坐标进行偏移或缩放操作包括：将馈线设备的平面坐标做平移处理；将站内设备的屏幕坐标通过与馈线设备相连的超链接点，进行缩放与平移处理。

不同于标准的CIM/SVG文件的模型，大馈线方式下对模型做导入处理时，只提供单条馈线的CIM文件，设备的图形坐标信息体现在属性PowerSystem Resource.Location里。对于厂站线路和线路上设备，模型中提供的是GIS平面坐标，标注了馈线主干的走径，在导入过程中只需要检索出最大坐标位置，生成SVG设备时需要做设备坐标相对最大坐标的平移操作。

而对于站内设备，模型中提供的是屏幕坐标，通过遍历站内所有设备的屏幕坐标，可以得到厂站的边界矩形大小，先将矩形缩放到一定的大小，计算出缩放的比例因子。我们将站内设备与线路的连接点称为超链接点。这样每个超链接点，分别有一个线路上的平面坐标和站内的屏幕坐标。这样在生成站内设备的SVG坐标时，需要将该设备的屏幕坐标先根据比例因子进行缩放，再根据超链接点的平面坐标进行平移操作。因为每个站的超链接点可能不止一个，而我们只是根据某个超链接点的位置进行平移，所以相对于其它的超链接点，与站内设备的相连线不再遵从横平竖直的标准，我们可以用增加虚拟线段的方法来补救，但为了减少导出时需要增加设备的不便，暂时舍弃。

将所有设备的SVG生成后，做CIM/SVG的映射，再进行例如坐标位置交换，或者拓扑相连，却无共同坐标的图形校验过程，最后生成后的单线图的全模型展示，在导出前，需要做数据检查，对于定位的环网与孤立节点的错误提示，应该及时反馈给运维，做模型修正。

优选的，将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件包括：

分析全模型的OWL文件对所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件。

优选的，还包括：对标准的CIM/SVG文件的设备数量、具体属性和位置拓扑关系进行闭环校验。

将单线图导出成标准的CIM/SVG文件时，在导出时仅将拓扑分析正确的设备进行了导出，再加上对于变电站内的设备，只导入了属于该条馈线的出线开关和母线，所以导出的设备数量和导入前由GIS提供的设备数量有可能是不一致的。这种情况下，做全模型导出时，需要分析OWL文件，根据模型类之间的相互关系，将属于设备的全模型的信息全部导出。

如图6所示，本发明还提供了一种数据迁移装置，包括：

校验单元100，用于将CIM/XML文档利用XSD进行一致性校验；

导入单元200，用于将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图；

导出单元300，用于将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件。

优选的，如图7所示，校验单元100包括：

获取单元101，用于对所述CIM/XML文档和所述扩展子集进行解析，获得两者的数据模型；

制定单元102，用于依据所述数据模型制定一致性规则；

校验处理单元103，用于通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验。

优选的，如图8所示，导入单元200包括：

定位单元201，用于根据所述CIM/XML文档中每个类的Location属性定位到图形坐标；

处理单元202，用于对所述图形坐标进行偏移或缩放操作，使平面坐标与屏幕坐标融合。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种数据迁移方法，其特征在于，包括：

将CIM/XML文档利用XSD进行一致性校验；

将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图；

将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型导出，生成标准的CIM/SVG文件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图包括：

根据所述CIM/XML文档中每个类的Location属性定位到图形坐标；

对所述图形坐标进行偏移或缩放操作，使平面坐标与屏幕坐标融合。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述图形坐标进行偏移或缩放操作包括：

将馈线设备的平面坐标做平移处理；

将站内设备的屏幕坐标通过与馈线设备相连的超链接点，进行缩放与平移处理。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将CIM/XML文档利用扩展子集进行一致性校验包括：

对所述CIM/XML文档和所述扩展子集进行解析，获得两者的数据模型；

依据所述数据模型制定一致性规则；

通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验包括：

验证所述CIM/XML文档中元素节点、所有属性、元素的量词和属性限制是否符合所述一致性规则。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件包括：

分析全模型的OWL文件对所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出；

生成标准的CIM/SVG文件。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对标准的CIM/SVG文件的设备数量、具体属性和位置拓扑关系进行闭环校验。

8.一种数据迁移装置，其特征在于，包括：

校验单元，用于将CIM/XML文档利用XSD进行一致性校验；

导入单元，用于将所述CIM/XML文档中校验正确的数据进行全模型导入并生成单线图；

导出单元，用于将所述单线图上拓扑正确的设备进行全模型的导出，生成标准的CIM/SVG文件。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，导入单元包括：

定位单元，用于根据所述CIM/XML文档中每个类的Location属性定位到图形坐标；

处理单元，用于对所述图形坐标进行偏移或缩放操作，使所平面坐标与屏幕坐标融合。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，校验单元包括：

获取单元，用于对所述CIM/XML文档和所述扩展子集进行解析，获得两者的数据模型；

制定单元，用于依据所述数据模型制定一致性规则；

校验处理单元，用于通过所述一致性规则对所述CIM/XML文档进行一致性校验。