一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法
2023-10-25 17:28:32 1
一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法，包括的主要步驟有：（1）將擴展標識語言模式表述的公共信息模型轉換為網絡本體語言結構表述；（2）建立全集模型規範；（3）使用全集模型規範作為校驗基準，對參與交互的外部系統的子集信息模型進行一致性測試（4）對外部系統的子集信息模型與全集模型的一致性校驗步驟完畢，將校驗生成的一致性測試結果反饋給外部系統。本發明在各個電力公司現場可以在不重啟總線服務的基礎上進行熱部署，不影響原有服務的運行狀況，有效地解決了電力系統中數據互操作的數據有效性問題，具有部署簡單，即插即用，靈活方便，校驗準確等特點。
【專利說明】一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力系統數據管理【技術領域】，特別是一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法。
【背景技術】
[0002]自20世紀80年代以來，我國電力企業在信息化建設方面花費了大量人力物力，建立了類型和數量眾多的管理信息系統，起到了一定的作用。但大多數僅僅面向某一部門的需要，往往導致數據共享性差，系統集成度不高以至出現多個信息「孤島」，給信息共享帶來困難，同時引起重複建設，浪費資金。為了解決這個難題，上世紀九十年代中期，IEC (國際電工技術委員會)開始進行了相關信息融合技術標準的研究，IEC61970系列標準制定了電力行業的公共信息模型(Common Information Model, CIM)。IEC61968系列標準制定了電力管理系統中各個子系統之間的接口規範。然而在數據集成過程中，信息模型與消息規範是否在各個廠家的系統中得到很好的執行，需要進行語法，語意等多方面的檢驗。電網信息化發展到現在，業務系統之間的集成已經形成了以電力企業信息總線(ESB)為中間件的面向服務架構(Service Oriented Architecture)如圖1所示,業務系統之間通過信息總線與其他系統進行互操作，總線技術的普遍應用，無疑將給消息模型規範的一致性校驗帶來極大的便利。
[0003]目前，在電力系統中外部系統在向信息交互總線要求接入服務時，往往會附帶服務的模式定義(XSD—XML Schemas Definition)，這個XSD是一個子集公共模型的模式定義(Schema)。模式定義了公共信息模型的元素類型、相應的屬性以及屬性約束，但是各元素之間的層次關係、類的屬性以及屬性約束的語義關係卻非常的不清晰，晦澀難懂，且是機器本身不能自行理解的，這就給外部系統的子集消息模型規範(XSD)的校驗帶來很大的困難。
[0004]OffL (Web Ontology Language)是W3C組織推薦的網絡本體語言，網絡本體語言具有非常強的表述能力，能夠將元素模型的語義及語義關係以計算機可以理解的方式顯式的表現出來，如果能將現在的擴展標記語言模式表述的消息模型規範轉換成網絡本體語言表述，無疑將給消息模型規範的一致性校驗帶來極大的便利。
[0005]正如我們前面所述，擴展標記語言模式晦澀的暗含了很多的語義信息，比如元素(elements)之間的可替代元素組(substitutionGroup)和複雜類型(complexTypes)中的基擴展/基約束(extension/restriction base)就暗含了層次關係語義。所以擴展標記語言模式(XML Schemas)映射到網絡本體語言(OWL)的主要目地就是將模式中語義準確地顯式表述出來。擴展標記語言模式(XML Schemas)中的語義主要隱含在模式結構的組合當中，映射的作用就是將這些結構轉換為網絡本體語言的語法結構，從而使機器能更好的理解這些語義，比如在擴展標識語言模式定義的IEC CM_61968_61970文檔中，單個的公共信息模型元素的類型是複雜類型(complexType)，轉換成網絡本體語言結構後表述為owl:ClaSS，擴展標識語言模式定義派生關係的xs:extension base轉換為rdfs: subClassOf,這樣就把原來擴展標識語言模式定義中暗含的層次關係以類繼承的方式清晰的表述出來；再比如說擴展標識語言模式中對單個的公共信息模型的某個屬性約束的表述可能是這樣的,表達的是名為isDC的屬性，取值類型為布爾類型，是一個必須出現且只能出現一次的屬性。這樣的表述完全是一種文本的形式，其中暗含的語義信息量很大，但卻是非常的雜亂無章，不要說機器無法理解，就是人也很難清晰的理解。而轉換成OWL結構表述這樣的結構條理清晰，語義信息一目了然，非常方便機器處理的。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法。
[0007]本發明解決其技術問題是採取以下技術方案實現的:
[0008]一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法，包括步驟如下:
[0009](I)將擴展標識語言模式表述的公共信息模型轉換為網絡本體語言結構表述，具體方法為:
[0010]①建立擴展標識語言模式與網絡本體語言之間的共享語義信息的關鍵詞的映射關係;
[0011]②以共享語義關鍵詞為基準，將擴展標識語言模式語義結構轉換為網絡本體語言結構；
[0012](2)建立全集模型規範；具體步驟為:
[0013]①運用統一建模語言，在國際IEC公共信息模型的基礎上，建立全集公共信息模型圖；
[0014]②在生命周期軟體設計方案中導出全集公共信息模型；
[0015]③生成等價網絡本體語言本體；
[0016](3)使用全集模型規範作為校驗基準，對參與交互的外部系統的子集信息模型進行一致性測試，具體方法為:
[0017]①將需要校驗的擴展標識語言模式表述的子集公共模型轉為網絡語言本體；
[0018]②以網絡本體中類的前綴為關鍵詞分離出子集公共模型中每個類，並根據關鍵詞找出每個類的所有父類，並將附帶父類名的父類中的屬性，屬性約束複製到此類中，從而得到類的全部模型信息；
[0019]③以子集公共模型中的類名為關鍵詞，在全集模型中查找同名類並從上下文中得到此類在全集模型中的全部屬性及約束信息(包含通過繼承關係得到的);
[0020]④在②步和③步的基礎上，以類名為單位，做子集模型和全集模型中模型兼容校驗;
[0021](4)對外部系統的子集信息模型與全集模型的一致性校驗步驟完畢，將校驗生成一致性測試結果反饋給外部系統。
[0022]而且所述步驟(3)中的③以子集公共模型中的類名為關鍵詞，在全集模型中查找同名類的具體方法為:
[0023]I，如果不存在同名類，反饋類名錯誤信息；[0024]II，如果找到同名類，找出全集模型中這個類的所有父類，並將父類中的屬性，屬性約束複製到此類中，從而得到全集模型中此類的全部模型信息。
[0025]而且，所述步驟(4)中第④步的模型兼容校驗具體包括步驟為:
[0026]I，如果子集模型中某類下出現全集模型中此類下沒有的屬性，報告屬性名錯誤；
[0027]II，如果全集模型中某類下某屬性的屬性的最小基數約束為1，子集模型中此類下沒有這個屬性，報告關鍵屬性缺失錯誤；
[0028]III，如果全集模型中某類下某屬性的屬性的最小基數約束為1，子集模型中此類下這個屬性的最小基數約束為0，報告關鍵屬性最小基數約束不兼容錯誤；
[0029]IV，如果全集模型中某類下某屬性的屬性的最大基數約束小於子集模型中此類下這個屬性的最大基數約束，報告關鍵屬性最大基數約束不兼容錯誤；
[0030]V，如果子集模型中某類的某屬性的取值範圍與全集模型中此類的這個屬性的取值範圍不同，報告取值範圍不一致錯誤。
[0031 ] 本發明的優點和積極效果是
[0032]1、本發明的校驗模塊是數據總線的一個組成插件，在各個電力公司現場可以在不重啟總線服務的基礎上進行熱部署，不影響原有服務的運行狀況。
[0033]2、本發明的校驗模塊配置靈活方便，可以根據電力公司數據的具體狀況對校驗模型進行無縫裁減，滿足各種電力系統模型的檢驗需求。
[0034]3、本發明的校驗模塊的校驗基礎是IEC61970/IEC61968規範，符合國際電力標準。
[0035]4、本發明設計合理，有效地解決了當前存在的電力系統中數據互操作的數據有效性問題，具有部署簡單，即插即用，靈活方便，校驗準確等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1是數據總線交互示意圖；
[0037]圖2是擴展標識語言模式到網絡本體的轉換示意圖；
[0038]圖3是網絡本體分離類信息示意圖；
[0039]圖4是外部系統的公共信息模型一致性測試示意圖。
【具體實施方式】
[0040]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。
[0041]一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法，包括步驟如下:
[0042](I)將擴展標識語言模式(XML Schemas)表述的公共信息模型(CM)轉換為網絡本體語言(OWL)結構表述，轉換方法命名為XSD20WL，如圖2所示，具體方法為:
[0043]①建立擴展標識語言模式與網絡本體語言之間的共享語義信息的關鍵詞的映射關係，如下表:
[0044]表I擴展標識語言模式與本體網絡語言共享語義關鍵詞映射
[0045]
【權利要求】
1.一種基於本體技術的電力營配模型校驗方法，其特徵在於包括步驟如下: (1)將擴展標識語言模式表述的公共信息模型轉換為網絡本體語言結構表述，具體方法為: ①建立擴展標識語言模式與網絡本體語言之間的共享語義信息的關鍵詞的映射關係; ②以共享語義關鍵詞為基準，將擴展標識語言模式語義結構轉換為網絡本體語言結構； (2)建立全集模型規範；具體步驟為: ①運用統一建模語言，在國際IEC公共信息模型的基礎上，建立全集公共信息模型圖； ②在生命周期軟體設計方案中導出全集公共信息模型； ③生成等價網絡本體語言本體； (3)使用全集模型規範作為校驗基準，對參與交互的外部系統的子集信息模型進行一致性測試，具體方法為: ①將需要校驗的擴展標識語言模式表述的子集公共模型轉為網絡語言本體； ②以網絡本體中類的前綴為關鍵詞分離出子集公共模型中每個類，並根據關鍵詞找出每個類的所有父類，並將附帶父類名的父類中的屬性，屬性約束複製到此類中，從而得到類的全部模型信息； ③以子集公共模型中的類名為關鍵詞，在全集模型中查找同名類並從上下文中得到此類在全集模型中的全部屬性及約束信息； ④在②步和③步的基礎上，以類名為單位，做子集模型和全集模型中模型兼容校驗； (4)對外部系統的子集信息模型與全集模型的一致性校驗步驟完畢，將校驗生成一致性測試結果反饋給外部系統。
2.根據權利要求1所述的基於本體技術的電力營配模型校驗方法，其特徵在於:所述步驟(3)中的③以子集公共模型中的類名為關鍵詞，在全集模型中查找同名類的具體方法為: I，如果不存在同名類，反饋類名錯誤信息； II，如果找到同名類，找出全集模型中這個類的所有父類，並將父類中的屬性，屬性約束複製到此類中，從而得到全集模型中此類的全部模型信息。
3.根據權利要求1所述的基於本體技術的電力營配模型校驗方法，其特徵在於:所述步驟(4)中第④步的模型兼容校驗具體包括步驟為: I，如果子集模型中某類下出現全集模型中此類下沒有的屬性，報告屬性名錯誤； II，如果全集模型中某類下某屬性的屬性的最小基數約束為1，子集模型中此類下沒有這個屬性，報告關鍵屬性缺失錯誤； III，如果全集模型中某類下某屬性的屬性的最小基數約束為1，子集模型中此類下這個屬性的最小基數約束為O，報告關鍵屬性最小基數約束不兼容錯誤； IV，如果全集模型中某類下某屬性的屬性的最大基數約束小於子集模型中此類下這個屬性的最大基數約束，報告關鍵屬性最大基數約束不兼容錯誤； V，如果子集模型中某類的某屬性的取值範圍與全集模型中此類的這個屬性的取值範圍不同，報告取值範圍不一致錯誤。
【文檔編號】G06F17/50GK103617320SQ201310611231
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】米娜, 齊昕, 周仁, 李武興, 周亞楠, 李玉進, 祁麟, 劉瑩, 宋迎 申請人:國家電網公司, 國網天津市電力公司