基于SOA的电网GIS应用研究

摘　要：

摘　要：笔者分析了SOA技术在GIS系统中应用的现状，结合电力内部信息系统，给出了基于SOA技术的全Web Service化的GIS系统的建设方案。

关键词：

关键词：面向服务的软件架构　地理信息系统　信息系统建设

      随着计算机技术的进步，电网GIS系统的概念也得到了广泛的普及。在过去，电网GIS系统主要是由专供调度工作人员定位电网电力设备的计算机软件系统构成的。然而，随着时代的发展，电网GIS系统的架构技术在软件架构技术和电网GSI技术的支撑下得到了长足的发展，于是便应运而生了基于SOA框架方法的电网GIS系统架构，该架构的出现直接改变了电网GIS用户群以及应用范围。尽管如此，基于SOA的电网GIS系统架构依然暴露出了许多问题，尤其是在设计和部署实施这两个方面。首先，如果该架构的用户是普通一线职工的话，那么系统应该提供一些个性化的服务，如类似WEB service这样简单易懂的服务接口；其次，如果该架构的用户是专家的话，那么就应该充分满足其分析电网运行的需求，如电网实时运行建模等，要求电网GIS系统能够共享和重用各种电网GIS专业Web Service服务、这样便可准确、高效的电网电力设备GIS的信息计算要求进行执行。综上所述，在设计和部署电网GIS系统时，一定要从软件架构、实施工控数据抽取运算展现以及数据共享等这几个方面入手，为确保设计的科学性，引入SOA思想是相当有必要的，这个成熟的企业软件架构思想完全可以帮助人们设计出理想的电网GIS系统。

     1　SOA技术在电网GIS系统中的应用

     如前所述，电网GIS系统必然会随着其应用范围的扩大而走向开放化以及网络化，更重要的是，人们已掌握了在不同计算存储节点上部署电网GIS系统不同电力设备、不同模块以及数据的技术。为了设计出更加符合电力行业特征的电网GIS系统，引入SOA这种先进的企业界软件系统方法学和思想是十分有必要的。

     1.1　SOA对于电网GIS系统架构改进的作用

     一是使用规范的接口和调用方式对其它系统提供电网GIS系统中的各种功能服务，即实现模块的封装性，又保证接口的开放性；二是以符合电网电力设备实时运行数据分析应用功能的要求灵活搭建各模块在之间的逻辑架构。简单来说，就是把在不影响模块独立性的前提下将不同的模块组合在一起。

     1.1.1　基于SOA的电网GIS系统模块的封装性

     经过规范化Web Service封装的电网GIS应用模块能够灵活的调用不同的编程语言，而且还实现了跨平台运行，为了方便模块重用，该模块还专门对外提供了规范的接口。SOA中的WEB service接口具体体现在可以完成特定功能模块实例的服务实体上，在使用以WSDL描述的特定格式的XML文档服务接口将模块封装成服务时，服务接口会对服务的参数、方法、地址进行定义，服务消费者依靠这些信息通过接口向服务提供者发出消息调用服务。至于服务者采用的是什么样的平台，网络环境如何以及该平台采用的是何种编程语言等问题则不在服务消费者的考虑范围内。

     1.1.2　基于SOA的电网GIS系统服务的组合性

     1.1.2.1　基于电力实时运行意义的服务组合

     不少电力设备信息以及用户信息在电网GIS系统中都是以密切关联或是配网的形式存在的，举个例子，在浏览地图的时候必须计算电力电力设备杆、线、塔、变等的实际地理位置，基于台站查询用户时，需要包括临近用户查询、变压器用户查询、台站变压器相关用户用电量计算等功能，这些功能彼此间无任何关联，其关联性只体现在地理信息上。可以用不同的方法和算法来实现这些功能，所以，要真正将这些既相互关联，但却有彼此异构的功能和模块组合成一个能对外提供服务的整体的话，就必须采用接口适配器的服务组合方法。不仅如此，基于接口适配器的服务组合方法不但具有支持服务集成以及异构模型的能力，而且在处理基于各种形式实现的不同地理服务资源时，接口适配器的服务组合方法可以轻松地将在将其组合成为一个完整的模型之余还专门对外提供了规范的接口。

     1.1.2.2　基于地理过程的服务组合

     基于地理信息的电力电力设备实时运行展示过程描述了一个计算地理信息功能和电力运行信息功能的过程，在电网GIS系统中，这种过程并不罕见，比如在查询母线路实际信息前必须要根据用户编号查询用户所接台变信息，在查询台变所在母线信息，最终查询这些电力电力设备的地理坐标信息，之后再在母线拓扑信息的基础上以相应的母线路回路计算法来对母线路接线状况进行计算，，进而在地图图片之上打印GIS地图，并将结果反馈给相关的用户。据了解，电网GIS计算过程中所应用到的相关功能一般都是独立的，而如此就为电网GIS服务实现更好的编排创造了条件。因此，应用在BPM基础之上的服务组合方法能够把这部分服务有机的组织起来，最终确保电网GIS功能的实现。除此之外，在流程基础上的服务组合方式所予以的服务也能够更加贴近于用户的需求，这实际上就是说电网GIS系统能够予以较为独立的一种电网GIS服务。

     1.1.2.3　基于电网事件的服务组合

     在地理模型模拟以及空间分析等和电网GIS系统密切相关的系统里面，电网事件的爆发一般都会诱发和电网GIS系统紧密相连的别的功能计算过程的展开，而且电网事件中的产生模块同消费该电网事件的模块一般都是独立开来的，可是传统的电网电网GIS系统却通常根据电网事件的联系却把这部分模块有机的划分到了一起。SOA 中的底层消息驱动模式能够给电网事件里面个模块间的组合以及协同予以方便，而这一消息驱动模式一般都是由消息传输模式以及消息传输中间件一起构成的。

     1.2　SOA在电网GIS中的应用情景

     由于 SOA 思想的不断完善以及SOA应用的不断深入，因而导致有关结合SOA 与电网GIS系统的研究变得越来越多，而当前着重体现在以下两方面。

     1.2.1　以Web Services在电网GIS中的应用展开

     这一方面的研究一般都是以 Web Service 体系结构里面的“服务供给者、服务注册中心以及服务消费者”这三角结构来对电网GIS系统怎样有效的应用 Web Services 思想来展开设计加以说明的。但是，SOA并不是Web Services。因此，从宏观的层面上来讲这类研究并没有和SOA实现有机的结合。

     1.2.2　以大型电网GIS系统的架构性设计展开

     这一方面的研究主要是应用SOA 的相关思想，比如服务总线思想以及服务划分等，来对相应的整体架构展开设计，并从宏观的层面上描述 SOA 该怎样给架构的设计予以指导。但是，因为这部分研究不注重细节方面的描述以及实现，所以其仅仅只停留在概念之上。

     2　基于SOA的电网GIS建设

     2.1 基于SOA的电网GIS相关系统集成

     随着IT技术的发展，未来的电网GIS软件将是构件的开发(Components)、应用模板的开发(Application objects)、对象包装技术的开发(Object wrapper)及系统集成。

     SOA作为一种较为特殊的企业构架，其一般都是从企业的需求入手的。经过展开相关的了解我们发现，SOA同别的企业架构方法有一定的差异，而这一差异主要表现在SOA的业务敏捷性之上。通过展开相关的了解我们发现，业务敏捷性实际上说的就是企业对于变更实施高速地、有效地响应，并通过变更来获得相应的优势。而要实现这一业务敏捷性，在开展SOA实践的时候一定要严格遵循下列原则。

     其一，以业务驱动服务。据相关的了解我们发现，业务驱动服务一般都处在业务同技术之间。所以，在展开SOA设计的时候不仅要弄清楚业务需求同可供服务间所存在的动态关系，还要弄清楚服务和予以这部分服务的底层技术间所存在的关系。

     其二，业务敏捷是基本的业务需求。SOA作为面向服务的体系结构，工作过程中需要对下一个抽象层次进行考虑，新的元需求是具备响应变化需求的能力，而并非是对部分业务的固定需求进行处理，仅就硬件系统的整体架构而言，业务敏捷是最基本的业务需求，SOA工作中不管是遇到何种难题，都会给工作环境带来一定影响，无法保证其灵活性。

     其三，一个成功的SOA总在变化之中。实质上，SOA工作场景时常发生改变，它并非是固定不变的静态框架，注重SOA的构架设计，由起初的静态框架设计或者是相对静态框架设计向动态框架设计进行转变。企业要意识到建立SOA体系的重要性与必要性，主要涉及到以下几个部分，即反向过程、正向过程，正向过程其实也就是从上至下的构架分析与设计，而反向过程则是指从下到上的实施过程，将有关资源全部组织起来。对于企业而言，SOA体系在实施期间需要对以下几个问题引起重视：对SOA体系建设的相关策略进行分析；企业要结合自身情况绘制整体服务模型图；绘制软件资源接口模型图；企业资源与有关信息的XML化；从传统企业架构转换成SOA体系的稳定性进行分析；选择SOA技术平台。

     2.2　信息资源整合

　　SOA在资源与信息整合过程中得以有效运用，其关键在于SOA具备可组装、可操作、规范化等特点，专门提供有弹性、可通用的行业规范架构，可实现互操作，基于软件架构建立商业模型，所提供的服务能够重复使用，这些服务是多种组件组合而成，涉及到多种应用系统，依据商业流程的改变而做出调整。

　　SOA作为面向服务的体系结构，在资源和信息整合等方面发挥重要作用，企业通过采用资源和信息整合方案，在最短时间里共享遗留系统，将遗留系统进行封装，服务是能够重新组合、重复使用的，可实现共享，按照统一要求开发的一系列服务能够与该系统之前所涉及到的服务互相配合，将所有的资源信息进行整合。

     实质上，“整合”是逐步实现的，这是一个循序渐进的过程，分成若干个阶段，企业若将整个经营活动视为多项服务，整合则就是把企业提供的外部服务和内部服务进行结合。首要工作是建立单独的服务；其次是创建服务，把业务功能输入SOA；再次是把IT设施向SOA模型进行转换；最后是完成业务模型的转换工作，确保该模型能够适应需求变化。

　　明确整合对象，依次进入建模、装配、部署、管理阶段，实现资源信息整合。建模阶段需要对业务流程或者是业务模型、SOA模型、软件模型进行定义，建立新的服务，该服务跟已经发布的通用接口能够重复使用；开发人员在部署阶段提取已经建立的服务，将其置于可管理、可执行的环境；使用阶段主要是基于软件模型对应用程序进行装配，对软件的功能性与模型质量进行测试，例如可伸缩性等；管理阶段所耗费的时间较长，该阶段的主要任务是对应用软件的使用情况进行监控，对其安全性进行管理；与此同时，还要将其跟SOA制定的服务级协定对应的部分进行对比，通过在业务中不断的扩散与整合，形成企业的IT转型，通过资源信息整合实现能够适应各种需求变化的企业IT架构。

     3　总结与展望

     本文通过阐述电网GIS在一体化联合作战中的地位和作用，发展趋势，研究未来电网GIS建设需求，试图将SOA这种架构模型应用到电网GIS建设中，解决电网GIS建设过程中存在的各种问题。

     电网GIS系统在概念、功能、技术和应用等方面在不断演变和发展，在信息化战争中有着十分广泛的应用。基于网络的电网GIS系统基础软件（面向二次开发）、应用软件（领域），不同层次的电网GIS系统，仍是当前和今后要集中研究的问题。从SOA概念的提出，到近年来SOA相关规范与技术的日趋成熟，市场对SOA的需求日渐旺盛，SOA逐渐成为软件产业的主流方向。SOA已经从一个虚无飘渺的概念，演变为业界追捧的技术和企业未来的投资重点。但是， SOA既不是一种语言，也不是一种具体的技术，更不是一种产品，而是一种方法，不仅是设计方法，还是涉及到服务的整个生命周期——服务的设计、部署、维护和最后的停止使用的方法，它尝试给出在特定环境下指导人们采用一种新的软件系统架构模型。

　　总之,随着SOA的逐步实现和使用．将会发现它所真正适用和不适用的场合，会使它的所有瑕疵和不足变得愈加明显，也使它的优势和长处变得更加突出。通过优劣特性的比较，可以更好地理解和使用SOA，促进SOA的发展。