配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及方法，该信息建模方法包括：选取标准CIM模型；对标准CIM模型进行扩展；建立统一信息模型。该信息交互系统包括：配电网生产检修平台、电力信息总线、营配子系统；配电网检修平台及营配子系统分别与电力信息总线相连。该信息交互方法包括：交互场景分析；抽取模型子集；设计消息格式；确定传递模式，进行信息交互。本发明的配电网生产检修平台的信息建模方法、交互系统及方法充分发挥了配电网检修机构的信息汇集、统筹指挥、统一调配的作用，优化了配电网的运行效果。
【专利说明】配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力工程【技术领域】，特别涉及一种配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步和科学技术的闻速发展，社会对闻质量和闻可罪性的电能供应提出了更高的要求。城市越发达承受停电干扰的能力越差，即使是短时的停电扰动，大则引起一定规模的经济影响，小则也会对居民的日常生活带来不便，长时间停电则会造成社会的不安定以及较大的经济影响。为了进一步提高城市配电网供电可靠性和优质服务水平，需要加强配网生产基础管理和信息化应用，建设配网生产抢修指挥平台，全面提升配网抢修专业化管理水平、提高供电可靠性以及提升优质服务质量，这对配电网信息集成提出了新的要求。目前IEC61970/61968制定的面向对象的CIM模型已得到越来越多的应用，而标准CIM模型中对配电生产检修所需的一些模型并未涉及，满足配电业务的信息融合和应用集成需求，有必要对配电生产检修进行CIM建模。
[0003]对配电生产检修进行的CM建模是配电业务的信息融合和应用集成需求的基础。但实际应用中还需要综合分析营配业务子系统的相关信息。如何实现配电自动化系统与多个子系统之间的数据交互，使得信息在各个子系统间能互相传递，同样是当前急需解决的问题。
[0004]国际上已经在实现智能电网的信息集成方面开展了大量不同应用层面的标准制定和工程实践。其中应用最广泛最为关键的标准是IEC61970以及IEC61968。 IEC61970标准由第13工作组(WG13)制定，主要为能量管理系统(EMS)提供标准数据模型和接口规范；IEC61968由第14工作组(WG)制定，主要为电网管理系统(DMS)提供标准的数据模型和接口规范。CIM解决了不同电力系统之间的信息交换问题，使各系统间能方便进行数据模型转换，降低系统集成成本和保护用户资源。
[0005]由于IEC61968系列标准没有完整地出齐，我国在该系列标准的跟踪和研究的进程也较为滞后，在配电网尚没有能够实现完整的公共信息模型的建模和应用，也由此造成配电系统分析功能比较薄弱，主要停留在已知信息的简单展现层面。目前的已见的模型扩展与信息集成融合并未涉及到配电生产检修这一领域，而是更多的集中在新能源、分布式发电等领域，而配电生产检修信息与之相比，有着信息量更大、信息类型更复杂等特点。故而现有的配电生产检修信息有着缺乏统一 CIM标准模型及相应扩展方法，缺乏统一的高效低耦合信息交互机制等缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及交互方法，解决了现有配电网生产检修管理的缺乏统一的CM标准模型及高效低耦合的信息交互机制的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的:
本发明提供一种配电网生产检修管理的信息建模方法，包括以下步骤:
511:选取合适的配电网生产检修管理信息的标准CIM模型；
512:对所建立的所述标准CIM模型进行接口、类及其属性的扩展；以及
513:对扩展后的CIM模型封装成包，并建立所述包之间的依赖关系，建立支持配电网生产检修业务的统一信息模型；
其中，所述步骤S12具体包括:
5121:根据配电网生产检修管理涉及的设备、用户及工作的交互内容确定建模域；
5122:根据配电生产检修平台的数据需求及其与各营配子系统信息交互的业务需求，对所述数据需求和所述业务需求进行抽象分析，抽象地表示为标准CIM模型中的类，明确建模对象；并提取出类所需的属性和属性值；
5123:根据抽象出的类，对配电网生产检修平台进行接口对接分析，确定标准CIM模型中没有的接口 ；将抽象出的类及其属性与标准CIM模型进行比对映射，确定可映射和可扩展的类及其属性；其中，可映射的类及其属性指的是标准CIM模型中有对应的类及其属性，可扩展的类及其属性指的是标准CIM模型中没有对应的类及其属性；
5124:基于CIM模型扩展原则对标准CIM模型进行类的映射和扩展以及接口的扩展，对扩展的新类及其属性进行定义和命名，形成扩展后的CIM模型，并建立差异化分析比对表；使得抽象出的类与扩展后的CIM模型中的接口一一对应，并且抽象出的类及其属性与扩展后的CIM模型中的类及其属性一一对应。
[0008]本发明的配电网生产检修管理的信息建模方法通过确定建模域、明确建模对象、差异化分析确定了对配电网生产检修业务进行模型扩展时的建模域以及可映射和可扩展的类及其属性，并通过接口对接分析保证了后续扩展模型与原有配电网生产检修平台数据的向下兼容性；然后进行模型扩展和统一配电生产信息建模，形成差异化分析对照表，实现对现有标准包的扩充，建立支持配电网生产检修业务的统一信息模型，以满足配电业务的信息融合和应用集成需求。
[0009]较佳地，S123中的将抽象出的类及其属性与标准CM模型进行比对映射，确定可映射和可扩展的类及其属性具体指的是:对抽象出的类及其属性与标准CIM模型中的类及其属性的组合标示符和结构相似性进行匹配，然后进行差异检测并形成差异集合。
[0010]较佳地，S124具体为:对于标准CM中已有的类及其属性，建立映射关系；如果数据需求在标准CIM中已有相应的类，但业务需求在标准CIM中没有相应的属性，则继承于该类建立扩展类，并增加相应的属性和属性值；如果数据需求在标准CIM中没有相应的类，则继承于标准CIM中相应的父类建立扩展类，并增加相应的属性和属性值；如果扩展的新类与原有类或其他新类相关，则建立相应的关联或组合关系，建立差异化分析比对表。
[0011]较佳地，所述扩展的新类及其属性的定义和命名均参考相关国际术语标准和文献，在扩展过程中不破坏原有模型结构，不改变原有类及其属性。
[0012]本发明还提供一种配电网生产检修管理的信息交互系统，其包括:配电网生产检修平台、电力信息总线、营配子系统，所述配电网检修平台包括统一信息模型，其中:所述配电网生产检修平台和所述营配子系统分别接入所述电力信息总线；所述配电网检修平台通过所述电力信息总线分发传递数据来实现与所述营配子系统之间的信息交互。
[0013]较佳地，所述配电网检修管理平台以及所述营配子系统的消息在所述电力信息总线上的传递采用发布-订阅或者请求-应答的模式。
[0014]较佳地，所述营配子系统包括:生产管理系统、地理信息系统、营销管理系统、调度自动化系统、配电自动化系统、用电信息米集系统以及95598系统中的一种或多种。
[0015]较佳地，所述电力信息总线是基于IEC61970/61968系列标准的电力信息总线。
[0016]本发明还提供一种配电网生产检修管理的信息交互方法，其包括以下步骤:
S91:交互场景分析，对配电网生产检修平台与各营配子系统的交互场景进行分析，确定顺序图以及交互内容；
S92:抽取模型子集，根据交互场景的分析，基于上述配电网生产检修平台的信息建模方法建立的统一信息模型，抽取所需的类、属性及类间关系，形成模型子集；
S93:设计消息格式，根据所述模型子集，对所述模型子集内对象的实例化选择、对象层次关系与引用关系作进一步的设计，形成满足XML Schema格式的消息，用于信息交互；S94:确定传递模式，进行信息交互，确定配电网生产检修平台及各所述营配子系统的消息在电力信息总线上的传递模式，根据所述传递模式实现所述配电网生产检修平台与各所述营配子系统之间的信息交互。
[0017]相较于现有技术，本发明具有以下优点:
本发明提供的配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及交互方法实现了根据配电网生产检修管理的数据需求进行统一建模，解决了异构信息模型造成的信息汇集困难，充分发挥了配电网检修机构的信息汇集、统筹指挥、统一调配的作用，优化了配电网的运行效果；利用本发明的建模方法得到的模型统一、格式统一且封装规范统一；本发明的交互系统以企业服务总线为信息交换的中心媒介，增强了系统间的互操作性，消除了信息孤岛。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明:
图1为本发明的配电网生产检修管理的信息建模方法的流程图；
图2为本发明的配电网生产检修管理的信息建模方法中的步骤S12的流程图；
图3为本发明的配电网生产检修管理的信息建模方法的示意图；
图4为本发明的差异化分析的方法流程图；
图5为本发明的配电网生产检修管理的信息交互系统的结构图；
图6为本发明的配电网生产检修管理的信息交互方法的流程图；
图7为基于本发明的信息建模方法建立的扩展模型的以“检修人员到达信息”为例的消息体结构图；
图8为基于本发明的配电生产检修管理的信息交互方法的以用户报修为例的交互过程顺序图。
【具体实施方式】
[0019]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0020]实施例1:
如图1-3所示，本实施例详细描述了本发明的配电网生产检修管理的信息建模方法，具体包括以下步骤:
511:选取合适的配电网生产检修管理信息的标准CM模型；
512:对所建立的所述标准CIM模型进行接口、类及其属性的扩展；以及
513:对扩展后的CM模型封装成包，并建立所述包之间的依赖关系，在TC 57CM下，作为现有标准包的扩充，建立支持配电网生产检修业务的统一信息模型；
其中，所述步骤S12具体包括:
S121:配电网生产检修管理的扩展与其他模型扩展不同，除涉及设备外，还涉及大量的用户、工作等交互内容，需首先对其场景进行分析，采用搜集资料、实地调研等方法，了解检修的全业务流程，根据配电网生产检修管理涉及的设备、用户及工作的交互内容确定建模域，;
S122:根据配电生产检修平台的数据需求及其与各营配子系统信息交互的业务需求，对所述数据需求和所述业务需求进行抽象分析，根据配电网生产检修业务中涉及到的设备、资产等这些事物的本质特点，抽象地表示为标准CIM模型中的类，明确建模对象；并提取出类所需的属性和属性值；
S123:根据抽象出的类，对配电网生产检修平台进行接口对接分析，确定标准CIM模型中没有的接口 ；将抽象出的类及其属性与标准CIM模型进行比对映射，确定可映射和可扩展的类及其属性；其中，可映射的类及其属性指的是标准CIM模型中有对应的类及其属性，可扩展的类及其属性指的是标准CIM模型中没有对应的类及其属性；
S124:基于CIM模型扩展原则对标准CIM模型进行类的映射和扩展以及接口的扩展，对扩展的新类及其属性进行定义和命名，形成扩展后的CIM模型，并建立差异化分析比对表；使得抽象出的类与扩展后的CIM模型中的接口一一对应，并且抽象出的类及其属性与扩展后的CIM模型中的类及其属性一一对应。
[0021]其中:S123中的将抽象出的类及其属性与标准CM模型进行比对映射，确定可映射和可扩展的类及其属性具体指的是:对抽象出的类及其属性与标准CIM模型中的类及其属性的组合标示符和结构相似性进行匹配，然后进行差异检测并形成差异集合。
[0022]如图4所示，以模型A和模型B为例举例描述了本实施例的差异化分析的具体过程，首先对两列举的模型A和B中的元素al和bl进行匹配，包括对组合标示符、结构相似性的匹配，然后对匹配后的模型元素进行差异检测，最后形成差异集合。采用此差异化分析的方法，得出的结果更准确、差异化分析的效率更高。
[0023]S124具体为:对于标准CM中已有的类及其属性，建立映射关系；如果数据需求在标准CM中已有相应的类，但根据应用场景要求增加属性和属性值，则继承于该类建立扩展类，并增加相应的属性和属性值；如果数据需求在标准CIM中没有相应的类，则继承于标准CIM中相应的父类建立扩展类，根据其功能需求确定所在的包，通过分析扩展相应的属性；如果扩展的新类与原有类或其他新类相关，则建立相应的关联或组合关系，建立差异化分析比对表。扩展的新类及其属性的定义和命名均参考相关国际术语标准和文献，在扩展过程中不破坏原有模型结构，不改变原有类及其属性。
[0024]实施例2:
如图5所示，本实施例详细描述了本发明的配电网生产检修管理的信息交互系统，其包括配电网生产检修平台1、电力信息总线2、营配子系统，配电网检修平台I包括实施例1建立的统一信息模型，其中:配电网生产检修平台I和营配子系统分别接入电力信息总线2 ;配电网检修平台I通过电力信息总线2分发传递数据来实现与营配子系统之间的信息交互。
[0025]本实施例中，电力信息总线2为基于IEC61968的电力信息总线。
[0026]本实施例的营配子系统包括:生产管理系统3、地理信息系统4以及用电信息采集系统5 ;其中:生产管理系统3的消息在电力信息总线2上的传递采用请求-应答的模式，地理信息系统4的消息在电力信息总线2上的传递采用发布-订阅的模式，用电信息采集系统5的消息在电力信息总线2上的传递采用发布-订阅的模式。配电网生产检修平台的消息在电力信息总线2上的传递采用请求-应答的模式。
[0027]不同实施例中，营配子系统可以包括上述子系统中的一种或多种，还可以包括营销管理系统、调度自动化系统、配电自动化系统以及95598系统中的一种或多种。
[0028]实施例3:
如图6所示，本实施例详细描述了本发明的配电网生产检修管理的信息交互方法，其包括以下步骤:
S91:交互场景分析，对配电网生产检修平台与各营配子系统的交互场景进行分析，采取搜集资料、实地调研等方法，了解检修的全业务流程，梳理明确配电生产检修所涉及的领域，确定顺序图以及交互内容；
S92:抽取模型子集，根据S91中的交互内容，针对不同业务需求，分析设计到的模型，抽取实施例1的信息建模方法建立的统一信息模型中的模型子集，即抽取统一信息模型中的部分类、属性及类间关系，形成XML文件；
S93:设计消息格式，基于XML Schema设计符合模型子集语义的层次化消息格式，利用CIM EA或CM Tool等标准化工具制作生成相应的满足XML Schema格式的消息，用于步骤S91中制定的信息交互；
S94:确定传递模式，进行信息交互，确定配电网生产检修平台及各所述营配子系统的消息在电力信息总线上的传递模式(如发布-订阅模式、请求-应答模式等)，设计相应的动名词来进行信息交互(应当遵循相关标准信息的定义)，根据所述相应的动名词，利用SOAP、WSDL技术来完成所述配电网生产检修平台与生产管理系统、地理信息系统、营销管理系统等多个营配子系统之间的数据交互。通常选择基于IEC61970/61968的电力企业标准信息总线来进行信息的交互传递。
[0029]如图7所示，为基于本发明的信息建模方法建立的扩展模型的以“检修人员到达信息”为例的消息体结构图。通过分析，抽取出与检修到达现场相关模型子集(如包含顾客customer,故障票 trouble ticket,故障 fault,检修工作 work 与工作地点 workLocat1n等)，再分析每个类在检修到达这一场景涉及到的属性，如工作work涉及时间、服务对象(顾客)、工作地点、任务等等。从而设计生成的有层次化的检修到达信息的XSD样式。
[0030]如图8所示，为基于本发明的配电生产检修管理的信息交互方法的以用户报修为例的交互过程顺序图。在此过程中，顾客customer通过请求-应答(Request-Reply )的模式向95598系统进行报修，报修内容以请求形式发送到95598系统，95598系统再与电力信息总线、配网网生产检修平台、检修现场PDA等系统进行交互(请求-应答)进行检修的调度、执行，最终检修结果则以发布-订阅模式从检修现场TOA向配网网生产检修平台、电力信息总线、95598系统等依次发布传递，再由95598系统反馈给客户，完成最初与客户请求-应答交互模式的应答部分，从而实现用户报修这一完整交互过程。
[0031]此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。
【权利要求】
1.一种配电网生产检修管理的信息建模方法，其特征在于，包括以下步骤: 511:选取配电网生产检修管理信息的标准CM模型； 512:对所建立的所述标准CIM模型进行接口、类及其属性的扩展；以及 513:对扩展后的CIM模型封装成包，并建立所述包之间的依赖关系，建立支持配电网生产检修业务的统一信息模型； 其中，所述步骤S12具体包括: 5121:根据配电网生产检修管理涉及的设备、用户及工作的交互内容确定建模域； 5122:根据配电生产检修平台的数据需求及其与各营配子系统信息交互的业务需求，对所述数据需求和所述业务需求进行抽象分析，抽象地表示为标准CIM模型中的类，明确建模对象；并提取出类所需的属性和属性值； 5123:根据抽象出的类，对配电网生产检修平台进行接口对接分析，确定标准CIM模型中没有的接口 ；将抽象出的类及其属性与标准CIM模型进行比对映射，确定可映射和可扩展的类及其属性；其中，可映射的类及其属性指的是标准CIM模型中有对应的类及其属性，可扩展的类及其属性指的是标准CIM模型中没有对应的类及其属性； 5124:基于CIM模型扩展原则对标准CIM模型进行类的映射和扩展以及接口的扩展，对扩展的新类及其属性进行定义和命名，形成扩展后的CIM模型，并建立差异化分析比对表；使得抽象出的类与扩展后的CIM模型中的接口一一对应，并且抽象出的类及其属性与扩展后的CIM模型中的类及其属性一一对应。
2.根据权利要求1所述的配电网生产检修管理的信息建模方法，其特征在于，S123中的将抽象出的类及其属性与标准CIM模型进行比对映射，确定可映射和可扩展的类及其属性具体指的是:对抽象出的类及其属性与标准CIM模型中的类及其属性的组合标示符和结构相似性进行匹配，然后进行差异检测并形成差异集合。
3.根据权利要求1所述的配电网生产检修管理的信息建模方法，其特征在于，S124具体为:对于标准CM中已有的类及其属性，建立映射关系； 如果数据需求在标准CM中已有相应的类，但业务需求在标准CIM中没有相应的属性，则继承于该类建立扩展类，并增加相应的属性和属性值； 如果数据需求在标准CIM中没有相应的类，则继承于标准CIM中相应的父类建立扩展类，并增加相应的属性和属性值； 如果扩展的新类与原有类或其他新类相关，则建立相应的关联或组合关系，建立差异化分析比对表。
4.根据权利要求3所述的配电网生产检修管理的信息建模方法，其特征在于，所述扩展的新类及其属性的定义和命名均参考相关国际术语标准和文献，在扩展过程中不破坏原有模型结构，不改变原有类及其属性。
5.一种配电网生产检修管理的信息交互系统，其特征在于，包括: 配电网生产检修平台、电力信息总线、营配子系统，所述配电网检修平台包括如权利要求I建立的统一信息模型，其中: 所述配电网生产检修平台和所述营配子系统分别接入所述电力信息总线； 所述配电网检修平台通过所述电力信息总线分发传递数据来实现与所述营配子系统之间的信息交互。
6.根据权利要求5所述的配电网生产检修管理的信息交互系统，其特征在于，所述配电网检修管理平台以及所述营配子系统的消息在所述电力信息总线上的传递采用发布-订阅或者请求-应答的模式。
7.根据权利要求5所述的配电网生产检修管理的信息交互系统，其特征在于，所述营配子系统包括:生产管理系统、地理信息系统、营销管理系统、调度自动化系统、配电自动化系统、用电信息米集系统以及95598系统中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的配电网生产检修管理的信息交互系统，其特征在于，所述电力信息总线是基于IEC61970/61968系列标准的电力信息总线。
9.一种配电网生产检修管理的信息交互方法，其特征在于，包括以下步骤: 591:交互场景分析，对配电网生产检修平台与各营配子系统的交互场景进行分析，确定顺序图以及交互内容； 592:抽取模型子集,根据交互场景的分析,基于权利要求1的建模方法建立的统一信息模型，抽取所需的类、属性及类间关系，形成模型子集； 593:设计消息格式，根据所述模型子集，对所述模型子集内对象的实例化选择、对象层次关系与引用关系作进一步的设计，形成满足XML Schema格式的消息，用于信息交互； S94:确定传递模式，进行信息交互，确定配电网生产检修平台及各所述营配子系统的消息在电力信息总线上的传递模式，根据所述传递模式实现所述配电网生产检修平台与各所述营配子系统之间的信息交互。
【文档编号】G06Q10/06GK104361457SQ201410661412
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】刘 东, 杜哲, 谭勇桂, 张弘, 谢婧, 周炜, 许泰峰, 黄玉辉 申请人:国家电网公司, 上海交通大学, 国电南瑞科技股份有限公司, 江苏省电力公司