DQZHAN訊：基于SOA架構(gòu)的電力信息一體化平臺(tái)開發(fā)研究
引言
隨著科技的迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力能源的需求越來(lái)越大。導(dǎo)致電力系統(tǒng)企業(yè)不斷擴(kuò)充，部門不斷增加。伴隨著信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展。而且為了更好地滿足電力客戶需求并提高供電企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力，電力企業(yè)越來(lái)越依賴于信息系統(tǒng)。然而，信息系統(tǒng)自身也面臨著很大的壓力，即異構(gòu)和需求在不斷地發(fā)生改變的問題。當(dāng)前大多數(shù)企業(yè)都有各種各樣的系統(tǒng)和應(yīng)用，包含不同時(shí)期和不同技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，難以集成來(lái)自多個(gè)廠商跨不同平臺(tái)的產(chǎn)品，基礎(chǔ)架構(gòu)的變更和應(yīng)用程序升級(jí)工作量很大。這樣就需要建立一體化信息平臺(tái)，用來(lái)解決上面提到的問題。而這個(gè)平臺(tái)的核心架構(gòu)就是面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)。它能夠很好地解決一體化信息平臺(tái)中各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和大大簡(jiǎn)化提高平臺(tái)通用性。
1 SOA架構(gòu)介紹
1.1 SOA意義
面向服務(wù)架構(gòu)(Service Oriented Architecture，SOA)的作用是將滿足眾多IT提供商和諸多企業(yè)的多層次復(fù)用，以及隨需而變的能力，這是劃時(shí)代的里程碑。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，SOA的架構(gòu)逐步應(yīng)用到企業(yè)中。而在SOA架構(gòu)風(fēng)格中，服務(wù)是核心的抽象手段，業(yè)務(wù)被劃分(組件化)為一系列粗粒度的業(yè)務(wù)服務(wù)和業(yè)務(wù)流程。業(yè)務(wù)服務(wù)相對(duì)獨(dú)立、自包含、可重用。由一個(gè)或者多個(gè)分布的系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)，而業(yè)務(wù)流程由服務(wù)組裝而來(lái)。這樣的架構(gòu)能夠從根本上解決企業(yè)部門之間信息互通的問題，避免了企業(yè)出現(xiàn)信息孤島的局面，受到很多企業(yè)的青睞和支持。
1.2 SOA框架流程
Web服務(wù)作為實(shí)現(xiàn)SOA中服務(wù)的*主要手段。Web服務(wù)*基本的協(xié)議包括UDDI。WSDL和SOAP(Simple Obiect Acess Protocol，簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議)，通過它們，可以提供直接而又簡(jiǎn)單的Web Service支持，如圖1所示。
服務(wù)注冊(cè)中心是連接服務(wù)使用者和提供者的紐帶和橋梁，服務(wù)使用者可以通過注冊(cè)中心查詢和發(fā)現(xiàn)所提供的服務(wù)信息，服務(wù)提供者可以向注冊(cè)中心提供相關(guān)的服務(wù)，也就是說(shuō)它包括一個(gè)種類很多的可用服務(wù)存儲(chǔ)庫(kù)，并且為相關(guān)的服務(wù)使用者提供接口服務(wù)。
服務(wù)使用者指一個(gè)請(qǐng)求的程序、模塊或者一個(gè)需求的服務(wù)，它通過在服務(wù)注冊(cè)中按照UDDI進(jìn)行服務(wù)查找，然后，根據(jù)相應(yīng)接口信息的說(shuō)明并且按照具體協(xié)議而執(zhí)行的相應(yīng)服務(wù)功能。
服務(wù)提供者是指一個(gè)可以尋址的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，它首先將自己的接口和服務(wù)契約發(fā)布到服務(wù)注冊(cè)中心，可以使使用者能夠發(fā)現(xiàn)和使用服務(wù)，*后在等待使用者的請(qǐng)求。
2 電力信息一體化平臺(tái)框架分析
這里介紹的是電力系統(tǒng)中的信息一體化平臺(tái)，根據(jù)集機(jī)構(gòu)多年研究的電力企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、繼電保護(hù)和電力檢修信息化經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了電力公司各個(gè)系統(tǒng)的公共應(yīng)用底層部分，可以研究出基于SOA的信息一體化平臺(tái)。
2.1 信息一體化平臺(tái)意義
對(duì)整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，一體化信息平臺(tái)能夠有效解決行業(yè)崗不斷增減信息系統(tǒng)數(shù)量而產(chǎn)生的變化。同時(shí)，能夠很好地對(duì)行業(yè)中各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢測(cè)，大大提升了企業(yè)信息系統(tǒng)的便捷性和可重復(fù)性，它能夠針對(duì)各種企業(yè)復(fù)雜多變的需求，敏捷地創(chuàng)建和維護(hù)業(yè)務(wù)模型。并為個(gè)性化應(yīng)用的開發(fā)提供完備的基礎(chǔ)設(shè)施，自動(dòng)或輔助應(yīng)用系統(tǒng)的生成，*大限度地降低信息系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜度，并提高項(xiàng)目實(shí)施的效率。
2.2 信息一體化平臺(tái)架構(gòu)
這里重點(diǎn)研究的是電力信息一體化信息平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)的架構(gòu)是基于SOA架構(gòu)原理設(shè)計(jì)，其中以ESB(企業(yè)服務(wù)總線)作為業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互操作、交互數(shù)據(jù)和交互傳輸?shù)暮诵穆肪€，支持ESB下的一層是基礎(chǔ)平臺(tái)，基礎(chǔ)平臺(tái)包括工作流，日志服務(wù)和文件服務(wù)等功能模塊，這里的每個(gè)模塊同樣看作一個(gè)服務(wù)。該平臺(tái)的具體架構(gòu)組成如圖2所示。
圖2所涉及的專業(yè)應(yīng)用和基礎(chǔ)軟件平臺(tái)中的各個(gè)模塊均是按照SOA的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的服務(wù)單元，企業(yè)服務(wù)總線(ESB)是連接各個(gè)系統(tǒng)服務(wù)單元的公共通道。以J2EE為平臺(tái)，首先運(yùn)用SSH(Struts+Spring+Hibernate)框架實(shí)現(xiàn)具體的模塊功能，然后運(yùn)用SOA標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)action進(jìn)行參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，*后進(jìn)行模塊系統(tǒng)組成。
通過調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)就能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能，而且服務(wù)的不同組合就能形成不同的業(yè)務(wù)功能模塊?；赟OA的一體化信息平臺(tái)調(diào)用服務(wù)的步驟如圖3所示。
圖3中1～9編碼的步驟含義如下：1.執(zhí)行邏輯;2.用指定協(xié)議(Web或JMS)調(diào)用服務(wù);3.獲取總線地址和服務(wù)訪問參數(shù);4.調(diào)用總線服務(wù);5.接口通信處理;6.服務(wù)路由;7.訪問控制;8.消息格式轉(zhuǎn)換(如需要);9.調(diào)用業(yè)務(wù)服務(wù)功能提供模塊(應(yīng)用系統(tǒng))。它們對(duì)應(yīng)的詳細(xì)服務(wù)調(diào)用步驟如下：
(1)業(yè)務(wù)客戶端通過調(diào)用公共服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能，這時(shí)的業(yè)務(wù)客戶模塊根據(jù)實(shí)際企業(yè)的需要可以是門戶、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等。它的實(shí)現(xiàn)可以獨(dú)立于一體化平臺(tái)。
(2)業(yè)務(wù)客戶通過相應(yīng)的協(xié)議，使用客戶端的服務(wù)調(diào)用API來(lái)調(diào)用服務(wù)。
(3)客戶端服務(wù)調(diào)用工具包可以根據(jù)服務(wù)調(diào)用的請(qǐng)求來(lái)獲取相應(yīng)配置的參數(shù)。
(4)工具包根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)和配置調(diào)用服務(wù)。
(5)服務(wù)總線(ESB)通過接口框架來(lái)完成通信協(xié)議和消息接收。
(6)服務(wù)總線(ESB)根據(jù)內(nèi)部的路由設(shè)置規(guī)則，找到相應(yīng)服務(wù)的提供者。
(7)服務(wù)總線通過身份驗(yàn)證確定調(diào)用者的合法性，然后檢查調(diào)用者是否有權(quán)調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)。
(8)對(duì)于需要消息調(diào)用格式轉(zhuǎn)化的情況。可以根據(jù)服務(wù)的配置，ESB對(duì)消息進(jìn)行XQuery或者XSLT方式轉(zhuǎn)化。
(9)服務(wù)總線根據(jù)服務(wù)提供者提供的信息和路由結(jié)果，調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)模塊。
一體化信息平臺(tái)基礎(chǔ)平臺(tái)架構(gòu)在與電力、非電力模型應(yīng)用以及電力**應(yīng)用相應(yīng)的模型劃分上存在對(duì)應(yīng)的關(guān)系如圖4所示。

圖4 基于SOA的信息一體化平臺(tái)架構(gòu)與模型對(duì)應(yīng)關(guān)系
3 電力信息一體化平臺(tái)功能體系分析
一體化平臺(tái)功能體系分為兩部分。一部分是基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，它是為系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)和集成提供一組通用的公共服務(wù)，這些服務(wù)為系統(tǒng)提供了公共的文件、消息、數(shù)據(jù)傳輸功能及通用的管理功能。公共服務(wù)包括：定位服務(wù)、模型服務(wù)、文件服務(wù)、工作流服務(wù)、報(bào)表服務(wù)、消息服務(wù)、任務(wù)調(diào)度服務(wù)等。它具體包括的服務(wù)功能如圖5所示。
定位服務(wù)：使用企業(yè)服務(wù)總線對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各類服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，為業(yè)務(wù)應(yīng)用調(diào)用服務(wù)提供服務(wù)地址的功能。
模型服務(wù)：它提供應(yīng)用業(yè)務(wù)對(duì)象模型化，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)模塊化等面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)功能，支持業(yè)務(wù)對(duì)象之間關(guān)系調(diào)整、業(yè)務(wù)對(duì)象管理等功能。
文件服務(wù)：它是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各類文件進(jìn)行統(tǒng)一管理的公用服務(wù)，提供遠(yuǎn)程訪問目錄和文件的功能，包括文件傳輸、文件管理、目錄管理和文件加鎖，可進(jìn)行文件的創(chuàng)建、更新、刪除、打開、關(guān)閉、讀寫等操作。
工作流服務(wù)：它是以組件的方式運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒ㄌ峁I(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)功能，能夠快速分析、建立、部署、執(zhí)行和監(jiān)控復(fù)雜的業(yè)務(wù)工作流程并將流程集成到應(yīng)用系統(tǒng)中。

圖5 基礎(chǔ)軟件平臺(tái)功能系統(tǒng)架構(gòu)
報(bào)表服務(wù)：它通過簡(jiǎn)單的配置，支持各種專業(yè)報(bào)表的制作，提供靈活的查詢分析功能及**分析功能。
消息服務(wù)：它提供創(chuàng)建、發(fā)送、接收、讀取消息的服務(wù)，定義了一組公共應(yīng)用接口和相應(yīng)語(yǔ)法，使得系統(tǒng)能夠和其他消息組件進(jìn)行通信。如短信平臺(tái)、郵件系統(tǒng)等。
另一部分是信息管理應(yīng)用。它主要包括生產(chǎn)管理系統(tǒng)、電力應(yīng)用分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)、項(xiàng)目管理、狀態(tài)檢修等。它的具體功能模塊如圖6所示。
圖6中提到的標(biāo)準(zhǔn)管理、設(shè)備管理、運(yùn)行管理等6個(gè)管理系統(tǒng)都是基于SOA架構(gòu)，它們的數(shù)據(jù)可以相互共享并且以服務(wù)的形式進(jìn)行相互調(diào)用。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著電力行業(yè)信息化加速發(fā)展，企業(yè)內(nèi)部越來(lái)越多的信息系統(tǒng)需要統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行整合與管理。從而使信息一體化平臺(tái)的研究與開發(fā)變得越來(lái)越緊迫，怎樣才能夠構(gòu)建出符合企業(yè)信息化快速發(fā)展的一體化基礎(chǔ)平臺(tái)，是現(xiàn)在電力行業(yè)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
文章提出了把SOA架構(gòu)運(yùn)用到電力信息一體化平臺(tái)中，把核心業(yè)務(wù)模塊數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化封裝成一個(gè)個(gè)服務(wù)，然后根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)用，詳細(xì)列出了一體化信息平臺(tái)基于SOA的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。服務(wù)調(diào)用過程、架構(gòu)各層與模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系和詳細(xì)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)框架部進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)劃分和介紹。基于SOA架構(gòu)的電力信息一體化平臺(tái)已按照上上述設(shè)計(jì)在張家口火電廠得到相當(dāng)成功的應(yīng)用。通過實(shí)踐過程，該一體化信息平臺(tái)成功解決了電廠不同功能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、相互操作和異構(gòu)同化的問題，大大提高了電廠信息管理水平。同時(shí)，也為該一體化平臺(tái)運(yùn)用到電力企業(yè)信息化系統(tǒng)其他業(yè)務(wù)方面提供了很好的實(shí)際參考。

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基于SOA架構(gòu)的電力信息一體化平臺(tái)開發(fā)研究

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