專利名稱：一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型到cim模型的映射方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，具體涉及一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型到CIM模型的映射方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，電力行業(yè)信息化發(fā)展迅猛，電力 企業(yè)內(nèi)部大量應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交互與共享越來越頻繁，然而在應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計時，電力系統(tǒng)模型的描述不盡相同，如何描述電力系統(tǒng)通常取決于各個不同的應(yīng)用。這些應(yīng)用系統(tǒng)往往由不同廠家設(shè)計研發(fā)，基于不同的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)、信息格式互不兼容，由此而形成的“信息孤島”現(xiàn)象使得企業(yè)資源不能得以充分利用，造成信息共享和系統(tǒng)間互操作困難。為了解決電力系統(tǒng)信息共享問題，建立一個標(biāo)準(zhǔn)的、開放的電力系統(tǒng)信息模型，國際電工委員會通過IEC 61970和IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)共同定義了電力系統(tǒng)公共信息模型CIM作為電力系統(tǒng)間的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，其提出了以公共信息模型CIM (CommonInformation Model,公共信息模型)作為 EMS (Energy management system,能量管理系統(tǒng))/DMS (distribution management system,配電管理系統(tǒng))各應(yīng)用系統(tǒng)間信息交互的語義基礎(chǔ)，避免了不同系統(tǒng)信息模型之間直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明針對異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)、信息格式不統(tǒng)一的問題，提出了將各應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為基于CIM模型的方法。本發(fā)明采用將應(yīng)用系統(tǒng)私有模型文件映射為IEC 61970/61968規(guī)定的CIM模型文件的方法，以CIM模型作為公共信息交互模型不但符合電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，同時可以滿足現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的集成需求，在現(xiàn)階段具有廣泛的適用性和前瞻性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型到CIM模型的映射方法及系統(tǒng)，旨在解決配用電領(lǐng)域內(nèi)各應(yīng)用系統(tǒng)間的模型異構(gòu)問題，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)各異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互和共享，為系統(tǒng)信息集成與互操作提供技術(shù)支撐。本發(fā)明提供的一種映射方法，將應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型映射到CIM模型；其改進(jìn)之處在于，所述映射方法包括如下步驟(I)配置模型映射規(guī)則并讀取應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件；(2)對所述應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件進(jìn)行校驗，校驗合格則調(diào)用文件解析算法進(jìn)行解析，獲取模型文件中的所有信息數(shù)據(jù)；(3)映射規(guī)則庫判斷是否已加載所述模型映射規(guī)則文件；若加載則進(jìn)行下一步；否則在映射模塊配置界面建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型和CIM模型的映射規(guī)則；(4)映射單元依據(jù)所述映射規(guī)則，將應(yīng)用系統(tǒng)私有信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIM模型數(shù)據(jù)并存入CIM關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表格中；(5)遍歷所述CIM關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息，按照資源描述框架組織數(shù)據(jù)，導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)的CIM/XML文件，以供其他組件或服務(wù)調(diào)用。
其中，步驟(I)用戶根據(jù)所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型和CIM模型之間的對應(yīng)關(guān)系，在配置工具中建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型和CM模型之間的映射規(guī)則。其中，建立模型映射規(guī)則的步驟包括①建立全網(wǎng)CM模型庫；②根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)需求刪減無關(guān)的模型，減少模型冗余，使CIM模型最小化；③在配置工具中導(dǎo)入應(yīng)用系統(tǒng)模型文件及CM模型文件，配置映射規(guī)則，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)模型和CIM模型之間的映射。其中，步驟(2)所述對所述應(yīng)用系統(tǒng)模型文件的校驗步驟為判斷應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件是否符合其對應(yīng)的XML Schema規(guī)范，若是則進(jìn)行步驟(3)，否則將校驗錯誤信息返 回給應(yīng)用系統(tǒng)。本發(fā)明基于另一目的提供的一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型到CIM模型的映射系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述映射系統(tǒng)包括依次連接的文件解析模塊、映射單元和數(shù)據(jù)模型存儲單元；所述文件解析模塊用于對所述應(yīng)用系統(tǒng)模型文件進(jìn)行解析以提取信息數(shù)據(jù)；所述映射單元用于配置和存儲所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型與公共信息模型CIM之間的映射規(guī)則，并實(shí)現(xiàn)兩者之間的相互轉(zhuǎn)換；所述數(shù)據(jù)模型存儲單元用于存儲、管理、維護(hù)公共模型信息。其中，所述文件解析模塊對所述應(yīng)用系統(tǒng)傳入的模型文件進(jìn)行解析；所述文件解析模塊采用DOM和SAX解析器相互嵌套的方式提取數(shù)據(jù)信息；所述SAX解析器用于順序查找XML文件中所有指定的數(shù)據(jù)信息；所述DOM解析器用于隨機(jī)查找某個指定標(biāo)簽對應(yīng)的數(shù)據(jù)項，獲取數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行存儲處理。其中，所述映射單元包括映射規(guī)則庫、配置工具和轉(zhuǎn)換模塊；所述配置工具用于建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有模型和CIM模型之間的映射規(guī)則；所述轉(zhuǎn)換模塊讀取映射規(guī)則庫中存儲的映射信息實(shí)現(xiàn)所述應(yīng)用系統(tǒng)私有模型與CIM模型之間的轉(zhuǎn)換。其中，所述數(shù)據(jù)模型存儲單元包括包含CM模型庫、管理工具和瀏覽工具；所述CIM模型庫用于存儲公共模型信息；所述管理工具和所述瀏覽工具提供公共模型信息的導(dǎo)A /導(dǎo)出、瀏覽、查詢、修改、更新的功能操作。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為I、本發(fā)明采用公共信息模型CIM作為標(biāo)準(zhǔn)模型，避免了不同系統(tǒng)信息模型之間直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換，具有良好的擴(kuò)展性、開放性和維護(hù)性，能有效降低系統(tǒng)升級過程中的集成開發(fā)成本。2、本發(fā)明采用CIM模型庫存儲標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，能夠確保模型數(shù)據(jù)的唯一性和標(biāo)準(zhǔn)性，相對于文件直接傳輸?shù)姆绞?，具有?shù)據(jù)容量大、轉(zhuǎn)換效率高、易于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。3、本發(fā)明提出了一種將電力應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型與公共信息模型CIM模型之間相互轉(zhuǎn)換的映射方法，對于那些尚未在IEC61970/61968標(biāo)準(zhǔn)中定義的、但實(shí)際應(yīng)用需要的信息，用戶可通過數(shù)據(jù)模型存儲單元進(jìn)行模型擴(kuò)展，，模型映射完成后，可直接導(dǎo)出CIM/XML模型文件供第三方使用。


圖I為本發(fā)明提供的應(yīng)用系統(tǒng)私有模型到CIM模型映射組織結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)模型文件轉(zhuǎn)換流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明采用公共信息模型CIM作為系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，從應(yīng)用系統(tǒng)的私有數(shù)據(jù)模型XML文件中解析出信息數(shù)據(jù)，根據(jù)映射規(guī)則轉(zhuǎn)換為符合CIM語義和語法結(jié)構(gòu)的模型數(shù)據(jù)文件。本發(fā)明基于此所采用的一種映射系 統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖如圖I所示，主要包含文件解析模塊、映射單元和數(shù)據(jù)模型存儲單元，其中文件解析模塊用于實(shí)現(xiàn)文件數(shù)據(jù)信息的提??；映射單元允許用戶根據(jù)自身系統(tǒng)不同應(yīng)用而配置模型映射規(guī)則并通過映射規(guī)則實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型與公共信息模型CIM之間的轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)模型存儲單元主要用于存儲、管理、維護(hù)公共模型信息。具體的(一)文件解析模塊文件解析模塊是整個映射方法輸入信息的來源，完成應(yīng)用系統(tǒng)信息的解析和提取，為映射規(guī)則提供了轉(zhuǎn)換對象。文件解析模塊對傳入的XML文件進(jìn)行解析，為提高大文件的解析效率，綜合分析現(xiàn)有XML文件解析器的特點(diǎn),采用DOM (Document Object Mode)和SAX (Simple API for XML)解析器相互嵌套的方式提取數(shù)據(jù)信息，SAX位于解析算法外層，用于順序查找XML文件中所有指定的數(shù)據(jù)信息，觸發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)；D0M位于解析算法內(nèi)層，用于隨機(jī)查找某個指定標(biāo)簽對應(yīng)的數(shù)據(jù)項，獲取數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲處理。(二)映射單元映射單元是整個轉(zhuǎn)換方法的核心部分，完成應(yīng)用系統(tǒng)私有模型到CIM模型的相互轉(zhuǎn)換，它提供映射規(guī)則的配置、讀取、存儲及解析等功能。映射單元包括映射規(guī)則庫、配置工具和轉(zhuǎn)換模塊。其中配置工具主要對私有模型和CM模型之間配置建立模型映射規(guī)則，形成模型映射規(guī)則文件；轉(zhuǎn)換模塊結(jié)合映射規(guī)則實(shí)現(xiàn)文件解析模塊解析出的私有模型數(shù)據(jù)信息與CIM數(shù)據(jù)庫信息的相互轉(zhuǎn)換；映射規(guī)則庫用于存儲用戶配置的映射信息并提供查詢、修改等維護(hù)操作。映射單元作為實(shí)現(xiàn)私有模型與CM模型之間映射的主要組成單元，建立模型映射規(guī)則文件，其建立的步驟主要包括①建立全網(wǎng)CIM模型庫根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)需求刪減無關(guān)的模型，減少模型冗余，使CIM模型最小化；③在配置工具中導(dǎo)入應(yīng)用系統(tǒng)模型文件及CIM模型文件，配置映射規(guī)則，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)模型和CIM模型之間的映射。映射單元接收文件解析信息，通過查詢映射規(guī)則庫獲取預(yù)先配置的模型映射規(guī)則，轉(zhuǎn)換模塊按照映射規(guī)則將指定的模型信息轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的CIM模型信息并導(dǎo)入CIM模型存儲庫。其中配置工具分別以樹形結(jié)構(gòu)展示出應(yīng)用系統(tǒng)模型信息和CIM模型信息，用戶可以根據(jù)模型信息之間的對應(yīng)關(guān)系采用手工拖拽的方式建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有模型和CIM模型之間的映射規(guī)則，形成的映射信息導(dǎo)入映射規(guī)則庫存儲。(三)數(shù)據(jù)模型存儲單元數(shù)據(jù)模型存儲模塊包含模型的存儲、管理、瀏覽、導(dǎo)入、導(dǎo)出等功能，其核心模塊是一個用于存儲公共模型信息的CIM關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)模型存儲單元提供模型描述文件的導(dǎo)入、CM/XML文件的導(dǎo)出、數(shù)據(jù)管理與維護(hù)等操作，其中模型描述文件的導(dǎo)入即對模型描述文件進(jìn)行解析處理將獲得的模型數(shù)據(jù)對應(yīng)插入數(shù)據(jù)庫中；CIM/XML文件的導(dǎo)出是一個按照CIM數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)遍歷數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)信息，組裝成CM對象并轉(zhuǎn)給“XML生成程序”，生成標(biāo)準(zhǔn)的CIM/XML實(shí)例文件供相關(guān)組件/服務(wù)進(jìn)行調(diào)用的過程，實(shí)現(xiàn)了從CIM關(guān)系數(shù)據(jù)庫抽取數(shù)據(jù)生成標(biāo)準(zhǔn)模型文件；瀏覽單元提供CIM模型的瀏覽與修改操作，在瀏覽界面中用戶不僅可以查看模型信息，還可以對模型信息進(jìn)行修改、更新等維護(hù)操作。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方法對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I是應(yīng)用系統(tǒng)私有模型到CM模型映射組織結(jié)構(gòu)圖，展示了模型映射方法所包含的主要模塊單元，包括文件解析模塊和映射單元、數(shù)據(jù)模型存儲單元等。用戶可以在映射單元中通過瀏覽、查詢用戶數(shù)據(jù)模型和CIM模型之間的對應(yīng)關(guān)系，采用拖拽、選擇或手工 錄入等方式建立兩種模型的映射規(guī)則，形成模型映射規(guī)則文件；文件解析模塊讀取、校驗和解析來自應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件獲取模型數(shù)據(jù)；映射單元加載模型映射規(guī)則文件并通過映射算法程序?qū)⒛Ｐ蛿?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIM模型數(shù)據(jù)并存入CIM數(shù)據(jù)庫中；采用數(shù)據(jù)模型存儲單元的文件導(dǎo)出功能遍歷CIM關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息，按照資源描述框架文件生成標(biāo)準(zhǔn)的CIM/XML實(shí)例文件以供相關(guān)組件/服務(wù)調(diào)用。本發(fā)明根據(jù)上述系統(tǒng)提供的應(yīng)用系統(tǒng)私有模型與CIM模型的映射方法，流程圖如圖2所示，具體實(shí)施方法為在映射單元的配置工具中導(dǎo)入所述應(yīng)用系統(tǒng)模型文件及CIM模型文件，配置界面中將以樹形結(jié)構(gòu)顯示出應(yīng)用系統(tǒng)模型和CIM模型，用戶可以建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有模型和CIM模型之間的映射關(guān)系；同時在文件解析模塊中，所述私有模型文件從應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫讀取后首先校驗其是否符合其對應(yīng)的XML Schema規(guī)范，若滿足校驗則利用解析算法對所述私有數(shù)據(jù)模型文件信息數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，否則向應(yīng)用系統(tǒng)返回校驗錯誤信息；獲取的信息數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行映射存儲前，映射規(guī)則庫需要判斷是否已加載映射規(guī)貝U，若加載，轉(zhuǎn)換模塊則依據(jù)映射規(guī)則將獲取的信息數(shù)據(jù)逐一轉(zhuǎn)換為CIM模型數(shù)據(jù)并存入CIM關(guān)系數(shù)據(jù)庫表格中，否則則返回提示信息要求重新加載映射規(guī)則。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型到CIM模型的映射方法，其特征在于，所述映射方法包括如下步驟 (1)配置模型映射規(guī)則并讀取應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件； (2)對所述應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件進(jìn)行校驗，校驗合格則調(diào)用文件解析算法進(jìn)行解析，獲取模型文件中的所有信息數(shù)據(jù)； (3)映射規(guī)則庫判斷是否已加載所述模型映射規(guī)則文件；若加載則進(jìn)行下一步；否則在映射模塊配置界面建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型和CIM模型的映射規(guī)則； (4)映射單元依據(jù)所述映射規(guī)則，將應(yīng)用系統(tǒng)私有信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIM模型數(shù)據(jù)并存A CIM關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表格中； (5)遍歷所述CIM關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息，按照資源描述框架組織數(shù)據(jù)，導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)的CIM/XML文件，以供其他組件或服務(wù)調(diào)用。
2.如權(quán)利要求I所述的映射方法，其特征在于，步驟(I)用戶根據(jù)所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型和CIM模型之間的對應(yīng)關(guān)系，在配置工具中建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型和CM模型之間的映射規(guī)則。
3.如權(quán)利要求I所述的映射方法，其特征在于，建立模型映射規(guī)則的步驟包括 ①建立全網(wǎng)CM模型庫； ②根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)需求刪減無關(guān)的模型，減少模型冗余，使CIM模型最小化； ③在配置工具中導(dǎo)入應(yīng)用系統(tǒng)模型文件及CIM模型文件，配置映射規(guī)則，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)模型和CIM模型之間的映射。
4.如權(quán)利要求I所述的映射方法，其特征在于，步驟(2)所述應(yīng)用系統(tǒng)模型文件的校驗的步驟為判斷應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件是否符合其對應(yīng)的XML Schema規(guī)范，若是則進(jìn)行步驟(3)，否則將校驗錯誤信息返回給應(yīng)用系統(tǒng)。
5.一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型到CIM模型的映射系統(tǒng)，其特征在于，所述映射系統(tǒng)包括依次連接的文件解析模塊、映射單元和數(shù)據(jù)模型存儲單元；所述文件解析模塊用于對所述應(yīng)用系統(tǒng)模型文件進(jìn)行解析以提取信息數(shù)據(jù)；所述映射單元用于配置和存儲所述應(yīng)用系統(tǒng)私有數(shù)據(jù)模型與公共信息模型CIM之間的映射規(guī)則，并實(shí)現(xiàn)兩者之間的相互轉(zhuǎn)換；所述數(shù)據(jù)模型存儲單元用于存儲、管理、維護(hù)公共模型信息。
6.如權(quán)利要求5所述的映射系統(tǒng)，其特征在于，所述文件解析模塊對所述應(yīng)用系統(tǒng)傳入的模型文件進(jìn)行解析；所述文件解析模塊采用DOM和SAX解析器相互嵌套的方式提取數(shù)據(jù)信息；所述SAX解析器用于順序查找XML文件中所有指定的數(shù)據(jù)信息；所述DOM解析器用于隨機(jī)查找某個指定標(biāo)簽對應(yīng)的數(shù)據(jù)項，獲取數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行存儲處理。
7.如權(quán)利要求5所述的映射系統(tǒng)，其特征在于，所述映射單元包括映射規(guī)則庫、配置工具和轉(zhuǎn)換模塊；所述配置工具用于建立所述應(yīng)用系統(tǒng)私有模型和CIM模型之間的映射規(guī)則；所述轉(zhuǎn)換模塊讀取映射規(guī)則庫中存儲的映射信息實(shí)現(xiàn)所述應(yīng)用系統(tǒng)私有模型與CIM模型之間的轉(zhuǎn)換。
8.如權(quán)利要求5所述的映射系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)模型存儲單元包括包含CIM模型庫、管理工具和瀏覽工具；所述CIM模型庫用于存儲公共模型信息；所述管理工具和所述瀏覽工具提供公共模型信息的導(dǎo)入/導(dǎo)出、瀏覽、查詢、修改、更新的功能操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型到CIM模型的映射方法及系統(tǒng)，其方法包括首先，進(jìn)行模型映射規(guī)則的配置并接收來自應(yīng)用系統(tǒng)的模型文件，對模型文件進(jìn)行校驗和解析以獲取應(yīng)用系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)；之后映射系統(tǒng)判斷是否已加載模型映射規(guī)則文件，若沒加載則通過模型映射規(guī)則配置工具建立私有數(shù)據(jù)模型和CIM模型之間的映射規(guī)則；再由映射單元依據(jù)映射規(guī)則應(yīng)用系統(tǒng)私有信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIM模型數(shù)據(jù)并存入CIM模型庫；最后通過遍歷整個CIM數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)獲取全部信息數(shù)據(jù)，并按照資源描述框架RDF規(guī)范組織信息數(shù)據(jù)，導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)的CIM/XML文件，以供其他應(yīng)用服務(wù)或組件進(jìn)行調(diào)用。
文檔編號G06F17/30GK102750358SQ20121019296
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者孫軍平, 時偉君, 盛萬興, 范聞博, 高媛 申請人:中國電力科學(xué)研究院