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技術文章

基于SOA架構的電力信息一體化平臺開發(fā)研究
DQZHAN訊：基于SOA架構的電力信息一體化平臺開發(fā)研究
引言
隨著科技的迅速發(fā)展，社會對電力能源的需求越來越大。導致電力系統(tǒng)企業(yè)不斷擴充，部門不斷增加。伴隨著信息化技術的迅猛發(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)自身競爭力，電力企業(yè)越來越依賴于信息系統(tǒng)。然而，信息系統(tǒng)自身也面臨著很大的壓力，即異構和需求在不斷地發(fā)生改變的問題。當前大多數企業(yè)都有各種各樣的系統(tǒng)和應用，包含不同時期和不同技術的體系結構，難以集成來自多個廠商跨不同平臺的產品，基礎架構的變更和應用程序升級工作量很大。這樣就需要建立一體化信息平臺，用來解決上面提到的問題。而這個平臺的核心架構就是面向服務架構(SOA)。它能夠很好地解決一體化信息平臺中各個系統(tǒng)之間的數據傳輸和大大簡化提高平臺通用性。
1 SOA架構介紹
1.1 SOA意義
面向服務架構(Service Oriented Architecture，SOA)的作用是將滿足眾多IT提供商和諸多企業(yè)的多層次復用，以及隨需而變的能力，這是劃時代的里程碑。隨著科學技術的快速發(fā)展，SOA的架構逐步應用到企業(yè)中。而在SOA架構風格中，服務是核心的抽象手段，業(yè)務被劃分(組件化)為一系列粗粒度的業(yè)務服務和業(yè)務流程。業(yè)務服務相對獨立、自包含、可重用。由一個或者多個分布的系統(tǒng)所實現，而業(yè)務流程由服務組裝而來。這樣的架構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服務作為實現SOA中服務的*主要手段。Web服務*基本的協(xié)議包括UDDI。WSDL和SOAP(Simple Obiect Acess Protocol，簡單對象訪問協(xié)議)，通過它們，可以提供直接而又簡單的Web Service支持，如圖1所示。
服務注冊中心是連接服務使用者和提供者的紐帶和橋梁，服務使用者可以通過注冊中心查詢和發(fā)現所提供的服務信息，服務提供者可以向注冊中心提供相關的服務，也就是說它包括一個種類很多的可用服務存儲庫，并且為相關的服務使用者提供接口服務。
服務使用者指一個請求的程序、模塊或者一個需求的服務，它通過在服務注冊中按照UDDI進行服務查找，然后，根據相應接口信息的說明并且按照具體協(xié)議而執(zhí)行的相應服務功能。
服務提供者是指一個可以尋址的網絡實體，它首先將自己的接口和服務契約發(fā)布到服務注冊中心，可以使使用者能夠發(fā)現和使用服務，*后在等待使用者的請求。
2 電力信息一體化平臺框架分析
這里介紹的是電力系統(tǒng)中的信息一體化平臺，根據集機構多年研究的電力企業(yè)生產管理系統(tǒng)、繼電保護和電力檢修信息化經驗，總結了電力公司各個系統(tǒng)的公共應用底層部分，可以研究出基于SOA的信息一體化平臺。
2.1 信息一體化平臺意義
對整個行業(yè)來說，一體化信息平臺能夠有效解決行業(yè)崗不斷增減信息系統(tǒng)數量而產生的變化。同時，能夠很好地對行業(yè)中各個系統(tǒng)進行維護和檢測，大大提升了企業(yè)信息系統(tǒng)的便捷性和可重復性，它能夠針對各種企業(yè)復雜多變的需求，敏捷地創(chuàng)建和維護業(yè)務模型。并為個性化應用的開發(fā)提供完備的基礎設施，自動或輔助應用系統(tǒng)的生成，*大限度地降低信息系統(tǒng)開發(fā)的復雜度，并提高項目實施的效率。
2.2 信息一體化平臺架構
這里重點研究的是電力信息一體化信息平臺，這個平臺的架構是基于SOA架構原理設計，其中以ESB(企業(yè)服務總線)作為業(yè)務系統(tǒng)交互操作、交互數據和交互傳輸的核心路線，支持ESB下的一層是基礎平臺，基礎平臺包括工作流，日志服務和文件服務等功能模塊，這里的每個模塊同樣看作一個服務。該平臺的具體架構組成如圖2所示。
圖2所涉及的專業(yè)應用和基礎軟件平臺中的各個模塊均是按照SOA的參數標準設計的服務單元，企業(yè)服務總線(ESB)是連接各個系統(tǒng)服務單元的公共通道。以J2EE為平臺，首先運用SSH(Struts+Spring+Hibernate)框架實現具體的模塊功能，然后運用SOA標準對每個action進行參數標準化，*后進行模塊系統(tǒng)組成。
通過調用相應的服務就能實現業(yè)務功能，而且服務的不同組合就能形成不同的業(yè)務功能模塊?；赟OA的一體化信息平臺調用服務的步驟如圖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)調用服務;3.獲取總線地址和服務訪問參數;4.調用總線服務;5.接口通信處理;6.服務路由;7.訪問控制;8.消息格式轉換(如需要);9.調用業(yè)務服務功能提供模塊(應用系統(tǒng))。它們對應的詳細服務調用步驟如下：
(1)業(yè)務客戶端通過調用公共服務來實現業(yè)務功能，這時的業(yè)務客戶模塊根據實際企業(yè)的需要可以是門戶、業(yè)務應用系統(tǒng)等。它的實現可以獨立于一體化平臺。
(2)業(yè)務客戶通過相應的協(xié)議，使用客戶端的服務調用API來調用服務。
(3)客戶端服務調用工具包可以根據服務調用的請求來獲取相應配置的參數。
(4)工具包根據相應的參數和配置調用服務。
(5)服務總線(ESB)通過接口框架來完成通信協(xié)議和消息接收。
(6)服務總線(ESB)根據內部的路由設置規(guī)則，找到相應服務的提供者。
(7)服務總線通過身份驗證確定調用者的合法性，然后檢查調用者是否有權調用相應的服務。
(8)對于需要消息調用格式轉化的情況?？梢愿鶕盏呐渲?，ESB對消息進行XQuery或者XSLT方式轉化。
(9)服務總線根據服務提供者提供的信息和路由結果，調用相應的應用系統(tǒng)模塊。
一體化信息平臺基礎平臺架構在與電力、非電力模型應用以及電力**應用相應的模型劃分上存在對應的關系如圖4所示。

圖4 基于SOA的信息一體化平臺架構與模型對應關系
3 電力信息一體化平臺功能體系分析
一體化平臺功能體系分為兩部分。一部分是基礎軟件平臺，它是為系統(tǒng)應用開發(fā)和集成提供一組通用的公共服務，這些服務為系統(tǒng)提供了公共的文件、消息、數據傳輸功能及通用的管理功能。公共服務包括：定位服務、模型服務、文件服務、工作流服務、報表服務、消息服務、任務調度服務等。它具體包括的服務功能如圖5所示。
定位服務：使用企業(yè)服務總線對系統(tǒng)內的各類服務進行統(tǒng)一管理，為業(yè)務應用調用服務提供服務地址的功能。
模型服務：它提供應用業(yè)務對象模型化，業(yè)務節(jié)點模塊化等面向對象設計功能，支持業(yè)務對象之間關系調整、業(yè)務對象管理等功能。
文件服務：它是對系統(tǒng)內的各類文件進行統(tǒng)一管理的公用服務，提供遠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，可進行文件的創(chuàng)建、更新、刪除、打開、關閉、讀寫等操作。
工作流服務：它是以組件的方式運用面向對象方法提供業(yè)務流程的設計功能，能夠快速分析、建立、部署、執(zhí)行和監(jiān)控復雜的業(yè)務工作流程并將流程集成到應用系統(tǒng)中。

圖5 基礎軟件平臺功能系統(tǒng)架構
報表服務：它通過簡單的配置，支持各種專業(yè)報表的制作，提供靈活的查詢分析功能及**分析功能。
消息服務：它提供創(chuàng)建、發(fā)送、接收、讀取消息的服務，定義了一組公共應用接口和相應語法，使得系統(tǒng)能夠和其他消息組件進行通信。如短信平臺、郵件系統(tǒng)等。
另一部分是信息管理應用。它主要包括生產管理系統(tǒng)、電力應用分析評價系統(tǒng)、項目管理、狀態(tài)檢修等。它的具體功能模塊如圖6所示。
圖6中提到的標準管理、設備管理、運行管理等6個管理系統(tǒng)都是基于SOA架構，它們的數據可以相互共享并且以服務的形式進行相互調用。
4 結語
隨著電力行業(yè)信息化加速發(fā)展，企業(yè)內部越來越多的信息系統(tǒng)需要統(tǒng)一的平臺進行整合與管理。從而使信息一體化平臺的研究與開發(fā)變得越來越緊迫，怎樣才能夠構建出符合企業(yè)信息化快速發(fā)展的一體化基礎平臺，是現在電力行業(yè)研究的熱點和難點。
文章提出了把SOA架構運用到電力信息一體化平臺中，把核心業(yè)務模塊數據標準化封裝成一個個服務，然后根據業(yè)務實際需求進行調用，詳細列出了一體化信息平臺基于SOA的系統(tǒng)架構設計。服務調用過程、架構各層與模型的對應關系和詳細功能架構設計，對每個設計框架部進行了詳細的結構劃分和介紹?；赟OA架構的電力信息一體化平臺已按照上上述設計在張家口火電廠得到相當成功的應用。通過實踐過程，該一體化信息平臺成功解決了電廠不同功能系統(tǒng)的數據共享、相互操作和異構同化的問題，大大提高了電廠信息管理水平。同時，也為該一體化平臺運用到電力企業(yè)信息化系統(tǒng)其他業(yè)務方面提供了很好的實際參考。

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