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基于CIM模型的信息交换平台的设计与实现
发布时间:2018-08-14 点击: 发布:
摘 要: 分析了传统数据传输模式的不足,提出了基于CIM(Common Information Module)模型的信息交换平台的设计与实现。这种信息交换平台具有接口规范,适应性广,易于维护,传输效率高等优点。满足CIM模型的数据均可通过该平台进行传输,从而可以实现异构数据库之间的数据传输,数据同步,具有广泛的应用前景。文章还对平台的结构和实现进行了简要说明。
关键词: 通用信息模型,数据传输,数据同步
中图分类号:TP393 文献标识码:A

 

1 引言

随着改革的发展和企业信息化的不断深入,企业不仅需要内部各部门、各系统之间信息顺畅沟通,而且还需要企业之间的信息交互,以实现业务的高效协作及商务智能; 因此开发可实现互操作的、可扩展的信息交换平台,成为许多企业面对的问题[1][2]
国际电工技术委员会IEC 定义的两个系列标准IEC61968 和IEC61970 分别描述了配电管理系统和能量管理系统的应用程序接口,共同定义了一种电力系统通用信息模型CIM 和组件接口规范CIS(Component Interface Specification)[3][4]。通用信息模型对其他领域,也具有重要的指导作用,本文就是讨论如何基于公共信息模型的技术,建立信息交换平台的设计与实现。

2 传统数据交换方式特点

传统的数据交换传输模式,一般主要三种:
文件传输:先将要传输的内容按照一定格式生成文件,但文件传输难于实现数据的实时访问和存取要求。
利用数据库管理系统提供的相关技术实现数据的传输和同步,比如Oracle中的物化视图。这种交换方式,使数据交换和数据库耦合过于紧密,对数据库的性能影响较大。数据的交换过程往往需要访问对方的数据库服务器,独立性、安全性差。
编写专门的数据交换服务程序:根据要进行交换的数据双方或多方定义相关的交换格式,通过传递相关数据包来进行交换。这种数据交换方式缺乏开放性。

3 基于CIM的交换信息模型的建立

交换的信息,按照公共信息模型(CIM)的方式进行建模,公共信息模型(CIM)是一个抽象模型,它是采用面向对象的方式来描述要交换的所有对象。通过提供一种用对象类和属性及他们之间的关系来表示要交换信息的标准方法。

3.1 CIM的建模表示法

CIM 用面向对象的建模技术定义。具体地说,CIM规范使用统一建模语言(UML)表达方法,它将CIM定义成一组包。CIM中的每一个包包含一个或多个类图,用图形方式展示该包中的所有类及它们的关系。

3.2 逻辑结构

交换信息的公共信息模型(CIM)描述了要交换信息的全面的逻辑视图。这一定义包括了公用的类和属性,以及它们之间的关系(如图1)
 
图1 -CIM模式各元素之间的关系
每个类包含的模式信息列出的次序为:
n 类的固有属性
n 类的继承属性
n 类的固有关联
n 类继承的关联。
根据参与关联的各个类的作用对关联进行描述。关联可以有附加的关联类来具体定义特定关联的性质。
依照UML规范,CIM把类组织到包(package)中。包可能根据其包含类的多少再分成子包。

4 信息实时交换的几个关键技术

4.1 CORBA

CORBA 是一种开放的分布式对象计算结构,是异构计算环境互操作的标准。通过CORBA,应用程序之间能相互通讯,而不管它们的位置、编程语言及操作系统和硬件平台。CORBA 定义了分布式计算所需的高层次功能,其目标是构造一个真正开放的基础构架,实现在应用之间进行透明通信,而无需了解系统软硬件服务对象的位置、状态和方式[5]

4.2 资源描述框架(RDF-Resource Description Framework)

CIM模型的描述采用由W3C建议的资源描述框架(RDF)进行描述。它涉及到以下几个概念:
资源:一个资源是具有一个明确无误的身份的任何东西,一般地说,一个统一资源标识符(URI)加上一个可选片断标识符,如RFC2396 中所定义,可以标识任何一个资源。但是,在信息交换中任何要交换的对象,类型,记录等都要用资源ID统一标识。
性质:一个性质是一个资源可被描述的某个方面。例如,客户有客户编号、名称、地址等性质。注意,性质本身也是一个资源,因此也需要定义为一个资源ID。
性质值:在资源描述框架中,值是一个基本的数据单位,它可以是象字符串或整数那样的文本,或是资源的引用。

4.3 数据访问接口(GDA—Generic Data Access)

基于CIM模型的系统中信息交换是通过访问公共数据的通用数据访问接口GDA,数据访问接口的标准可参考TC57 IEC61970-403 Generic Data Access标准并结合要交换作息的情况进行制定。交换信息的资源描述,采用标准化的资源描述框架进行描述,GDA利用资源、性质和值来公式化查询及其结果。
GDA的意图是提供有关资源的信息,或资源描述。一个资源描述给定一个资源的若干性质的值。
数据访问接口主要提供三个方面的服务。
资源查询服务:一个查询返回的每一个资源描述包含所请求的性质子集的值。这些性质值出现的次序和传给该查询的性质的次序一样。如果识别出了一个性质,但数据提供者检测出它不是该资源类型的成员,就生成异常信息。
过滤资源查询服务:这个接口上的每一个操作执行一个单独的查询。由一个查询返回的每一个资源描述包括所请求性质子集的值。这些属性值呈现的顺序和传给查询的性质的顺序相同。
资源更新服务:资源更新服务提供操作来更新那些可以通过营销GDA读访问获取的数据。用来增加、删除和修改资源。

5 基于CIM数据交换平台的设计

基于CIM的数据交换平台的结构如图2所示:
 
图2 –交换平台结构图
要进行交换数据的双方都通过对方的CIS服务器得到相关的数据,平台应该具有的特点:
符合CIM的数据都可以通过该平台进行实时数据交换。通过该平台可以对开放的所有系统资源进行访问。该平台具有安全控制功能。
由结构图可以看出,一个基于CIM的信息交换平台包含了如下的模块:
系统配置:负责系统相关参数的设置。
数据访问适配器:用于访问相关的数据中心。
CIM模型数据封装:用于维护一个基于CIM标准的数据模型,对于模型数据封装来说,如果来自数据访问适配器的数据本身就符合信息交换的CIM标准,则该模块功能相对比较简单,否则通过对已有系统数据加装“封套(Wrapper)”将现有系统的数据适配成符合公共信息模型的对象数据,以便实现标准接口,通过接口提供符合公共信息模型的数据。
CIM模型数据校验:校验模型数据,尽量不发送不满足要求的资源数据。
CIS服务:提供标准GDA接口服务。
安全控制管理:系统的安全可靠性架构,根据访问CIS服务器的用户的特点进行分类,分别建立帐户和口令,限定其对资源的访问。
系统日志管理、系统状态管理:用来跟踪和审计平台运行情况。
为了保证网上数据传输的安全性,网上数据传输可以进行数据加密处理,防止数据传输过程中的数据泄密。

6 平台服务器的编码实现

笔者在实际当中,采用Visual C++作为开发工具,ACE/TAO作为开发CORBA的平台,进行实现。TAO是一个基于CORBA标准的中间件平台,它可以实现远程对象调用,而不用关心如何去进行对象定位,同时,它可以实现TAO的应用的跨平台、跨编程语言以及跨硬件平台和通讯协议的特性。

7 结论

文章提出的基于CIM的信息交换平台,具有开放性,实时性,安全性,对于系统与系统之间的数据交换具有实际的意义。在实践当中,不同厂家开发的CIS服务器能够提供可靠的数据交换功能。
 

 

参考文献
[1] 郭创新, 单业才, 曹一家等, 基于多智能体技术的电力企业开放信息集成体系结构研究[J]. 中国电机工程学报. 2005, 25(4):65-70
[2] 李立宏, 李浩昱, 张福恩. 消息中间件的设计与实现[J]. 计算机工程, 2000, 26(1): 46-48
[3] Draft IEC 61970: Energy Management System Application Program Interface(EMS-API)-Part 301: Common Information Model(CIM) Base[S]
[4] Draft IEC 61968: Distribution Management System Application Program Interface(DMS-API)-Part 11:Common information Model(CIM) [S]
[5] 孙卫琴,李洪成. Tomcat与Java Web开发技术详解[M]. 北京:电子工业出版社, 2004.4
 
Design and Implementation of Information Exchange Platform Based on CIM
CHE Zhongzhi1,CHU Honglong2
(1. Yantai Institute of China Agricultural University, 264670, Yantai China, 2. Yantai Institute of China Agricultural University,264670, Yantai China)
 
Abstract: By analysis features of traditional data exchange methods, A platform is presented based on CIM (Common Information Module) model for the exchange of information. This paper proposes an architecture of the integration platform and the information exchange platform has universal interfaces, wide adaptability, and is easy to maintain, and high efficiency advantages. Any information according with the CIM data model can be transferred through the platform, so that we can achieve data transfer and data synchronization among heterogeneous databases, then it has broad application prospects. The article also gives a brief description of the platform structure and implementation.
Key words: CIM (Common Information Module), Data Transmission, Data Synchronization

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