三層模型在電力綜合信息系統(tǒng)中的應用

　　隨著Interntet／Intranet技術的飛速發(fā)展和普及，電力系統(tǒng)已得到廣泛的使用，與傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)模式相比，基于Interntet／Intranet的信息系統(tǒng)，在技術上和應用（服務）方式上，都有著明顯的優(yōu)勢，能很好地適應分布式應用的開發(fā)，分布和管理，易于將不同的業(yè)務應用集成在一起，更有效地綜合利用信息資源擴大信息范圍的，為電力系統(tǒng)的信息化提供了一種新模式。漢川電力綜合管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和使用在這一方面進行了有益的嘗試。

　　電力綜合管理信息系統(tǒng)包括www信息查詢子系統(tǒng)、輸變電GIS管理子系統(tǒng)和SCADA信息子系統(tǒng)三個部分，全部采用先進的B／S（瀏覽器／服務器）模式進行開發(fā)，瀏覽器將這三部分集成起來，使各級領導可以很方便地了解和掌握各種生產、管理信息和數(shù)據，為提高電力企業(yè)生產管理水平提供了有效手段。

　　其中，www信息查詢子系統(tǒng)提供包括生產指標、供電指標、安全指標和財務指標等在內的各種管理信息的查詢服務。本系統(tǒng)采用最先進的ASP（動態(tài)服務器頁面）技術，將原有的單機環(huán)境下的綜合管理系統(tǒng)移植到wEB瀏覽器中，根據綜合管理的數(shù)據字典生成全動態(tài)的網絡查詢和管理頁面，即實現(xiàn)了數(shù)據的統(tǒng)一性、安全性，又保證了將來系統(tǒng)擴展的適應性，屆時只需修改數(shù)據字典即可做到系統(tǒng)擴展。

　　輸變電GIS管理子系統(tǒng)提供了與地理信息有關的變電站、線路、桿塔等電力設備的各種信息查詢服務。本系統(tǒng)將桌面地理信息系統(tǒng)Maplnfo與Activex復合文檔結合在一起，在瀏覽器中實現(xiàn)所有的GIS地理信息的查詢和管理工作。

　　SCADA信息子系統(tǒng)可以將SCADA系統(tǒng)的各種遙測遙信的實時和歷史數(shù)據以表格、一次接線圖和曲線等形式發(fā)布到管理網上，方便有關領導和管理人員了解和掌握有關生產信息，加強了生產管理。SCADA子系統(tǒng)采用當今最先進的分布式網絡計算模型——CORBA（通用對象請求代理體系結構）——進行開發(fā)，將SCADA系統(tǒng)與管理網結合起來，可以直接在瀏覽器中查詢SCADA系統(tǒng)的有關數(shù)據。

2　系統(tǒng)主要任務及特點

　　電力綜合信息系統(tǒng)建設的主要任務，就是合理利用現(xiàn)有的計算機信息資源，并結合供電局的生產管理實際情況，面向各級領導，各業(yè)務部門工作人員，提供各種面向生產的實時、歷史數(shù)據查詢，各種生產地理信息，各種辦公信息，和各種管理統(tǒng)計信息的快速準確的查詢手段，以提高的生產管理和信息管理水平。

　　本系統(tǒng)有以下主要特點：

　　（1）信息查詢統(tǒng)一以wEB查詢方式，在濟覽器上進行。所有的操作均與平時上Internet的操作相同或近似，用戶無需進行更多的計算機操作知識的培訓即可使用。

　　（2）除了需要查詢地理信息的用戶以外，用于信息查詢的客戶端計算機上只需要安裝操作系統(tǒng)（如WIN95或WIN98）和網絡瀏覽器（如Internet Explorer），即可上網查詢，無須安裝其他應用程序，對客戶端計算機的要求不高，有利于保護在計算機硬件上的現(xiàn)有投資。對于需要查詢地理信息的用戶，其計算機上也只需要安裝一套用于地圖操作的軟件即可。

　　（3）本系統(tǒng)的所有程序均可以安裝在一臺wEB服務器上，即可為內部網（Intranet）乃至整個因特網（Int6rnet）上的用戶提供查詢服務。系統(tǒng)的維護工作集中在一臺計算機上進行，工作量及復雜程度均大大降低。

　　（4）本系統(tǒng)能將來自SCADA系統(tǒng)的實時數(shù)據在wEB網站上實時發(fā)布，還能將含有地理信息、的生產數(shù)據征路子地圖上表示出來，豐富了生產管理的手段，有助于提高生產管理水平。

　　（5）本系統(tǒng)提供了異質數(shù)據庫之間的接口平臺，可以將原有的各種類型的數(shù)據（如綜合管理的DBF庫文件，SCA—DA系統(tǒng)的DB庫文件等）方便快捷地轉換到SQIJ SERVER網絡數(shù)據庫上，保護了原有的信息資料，方便了生產管理中的各種需要的查詢。

3　系統(tǒng)設計原理和方法

　　3．1　基于組件對象的開發(fā)模型

　　在傳統(tǒng)的C／S開發(fā)模型中，應用程序實現(xiàn)的業(yè)務規(guī)則在客戶端實現(xiàn)，或在后端DBMS中以存儲過程或觸發(fā)器的形式實現(xiàn)。在早期，這種開發(fā)模式曾大幅度地提高了應用程序的開發(fā)效率和運行效率。但隨著分布式網絡的發(fā)展，C／S模式漸斯暴露出一些不足之處：客戶端需要大量的維護工作，用戶界面與應用模塊實現(xiàn)的業(yè)務邏輯放在一起，無法封裝業(yè)務規(guī)則，隨著客戶需求的變化帶來大量的版本更新問題，不便于管理；因為面向業(yè)務處理的計算主要在客戶端進行，對于需要進行諸如統(tǒng)計之類的計算，不得不從數(shù)據庫中反復查詢后將查詢結果傳回客戶端完成計算功能，從而加重了網絡負擔。為了解決這種問題，可以將系統(tǒng)服務對應為功能組件的實現(xiàn)，從而實現(xiàn)業(yè)務規(guī)則的封裝。組件技術的發(fā)展，使我們可以利用組件技術來組建分布式網絡數(shù)據。這樣就能夠以最小的代價開發(fā)盡可能多的、高質量的應用程序。這也有助于實現(xiàn)應用程序之間的高度一致性、兼容性和業(yè)務完整性。應用，利用組件來封裝業(yè)務規(guī)則，劃分組件功能，合理部署組件位置，從而獲得更優(yōu)的應用性能。

　　3．2　基于組件實現(xiàn)的三層開發(fā)模式

　　在對電力系統(tǒng)的web數(shù)據庫集成系統(tǒng)的服務需求進行分析后，我們從邏輯上將系統(tǒng)分割為提供用戶界面的客戶端瀏覽器頁面，提供業(yè)務服務的遠程業(yè)務服務對象和提供遠程數(shù)據服務的數(shù)據服務對象和數(shù)據庫系統(tǒng)等幾部分，通過網絡將這幾部分連接起來。系統(tǒng)體系結構就將應用程序的實際編程任務劃分為組件的實現(xiàn)和集成組件的軟件集成實現(xiàn)兩類任務：一類任務是開發(fā)可重用的核心組件（如業(yè)務組件，數(shù)據庫存儲過程等），另一類任務是集成這些核心組件提供的服務。我們可以設計良好的對象模型以確定對象內部類結構和需要向外展示的接口，然后通過組件組裝的方式構造特定的解決方案。從提供服務的觀點來看，要將系統(tǒng)服務需求分割為組件對象服務，我們可以使用圖1所示的三層開發(fā)模式層次來劃分對象功能。

　　用戶服務、業(yè)務服務和數(shù)據服務都包含在彼此獨立的對象中，對象之間具有互操作性。

　　（1）用戶服務層。用戶服務層提供一個可視化接口，用來向用戶顯示信息和收集用戶數(shù)據。用戶服務層本身不進行業(yè)務數(shù)據處理，只負責向業(yè)務服務層發(fā)出請求。

　　（2）業(yè)務服務層。業(yè)務服務層是聯(lián)系用戶和數(shù)據服務的橋梁。業(yè)務服務組件對象響應用戶發(fā)來的請求，執(zhí)行某種業(yè)務任務。業(yè)務任務是由應用系統(tǒng)的需求定義的一種操作，業(yè)務規(guī)則則是控制業(yè)務任務工作流程的策略。與業(yè)務任務相比，業(yè)務規(guī)則更容易發(fā)生改變。為了達到更好的靈活性，在具體實現(xiàn)時應該將業(yè)務規(guī)則封裝在單獨的構件中，在業(yè)務規(guī)則改變后，只需要修改業(yè)務規(guī)則部分，同時保持該組件的對外接口不變，所有請求該業(yè)務規(guī)則的對象都將使用已修改的業(yè)務規(guī)則對象得到新的結果。

　　（3）數(shù)據服務層。數(shù)據服務包括數(shù)據的定義、維護、訪問和更新，以及管理并響應業(yè)務服務層的數(shù)據請求。數(shù)據服務層實現(xiàn)所有的典型數(shù)據處理活動，包括數(shù)據的獲取、修改、更新以及數(shù)據相關服務等。

　　三層開發(fā)模式應用系統(tǒng)實現(xiàn)了對角戶界面、業(yè)務邏輯規(guī)則、數(shù)據服務的邏輯分離和獨立封裝，符合分布式模型應用的要求。存在于三層開發(fā)模式中的各種服務強調的是概念意義上的邏輯結構，而不是組件部署位置上的物理結構，允許提供服務的組件在物理位置上駐留在網絡的任何地方，任何服務對象都可以根據特定的功能需求激活其它的服務對象，服務對象可以根據它們在三層開發(fā)模式中的對應位置確定其對象應具有的服務功能。三層結構也并不意味著在實際應用中只存在這三個相互作用的提供服務的對象，相反，有可能系統(tǒng)中多個對象的相互作用才意味著提供某一層的服務。

　　3．3　基于組件對象的三層開發(fā)模式的優(yōu)點

　　與傳統(tǒng)的集中應用程序開發(fā)方法相比，基于組件對象的三層開發(fā)模式具有以下優(yōu)點：

　　（1）實現(xiàn)業(yè)務規(guī)則的封裝。可以在用戶需求變化的情況下對局部的組件對象加以改進，使需求變化對系統(tǒng)的影響比較小。

　　（2）版本管理和更新方便。在用戶需求變化和對象版本升級時，采用組件對象可以盡可能地減少版本沖突的管理和保持向下的兼容性，并可以通過網絡直接下載新版本組件對象，得到新增的功能。

　　（3）部署最優(yōu)化。因為組件對象可以部署在網絡上，從而可以取得效率、性能、安全和維護上的最優(yōu)化。可以將一個應用程序的某些組件駐留在中央數(shù)據庫服務器上，某些部署在部門性的“業(yè)務”服務器上，另外的部分駐留在對用戶最方便的服務器上，甚至就駐留在最終用戶的客戶機上。在設計功能強大、需要良好協(xié)調的若干應用程序時，開發(fā)人員可以根據網絡以及基礎設施的實際情況進行部署。組件的實際位置對最終用戶是透明的。

　　（4）可管理性。可以將大型復雜的工程細分為簡單、安全的組件工程。

　　（5）提高重用效率。組件的使用者只需要理解向他們公開的接口，而不需要知道組件的內部結構和組件使用的數(shù)據。這樣就能夠以最小的代價開發(fā)盡可能多的、高質量的應用程序。這也有助于實現(xiàn)應用程序之間的高度一致性、兼容性和業(yè)務完整性。

　　3．4　系統(tǒng)的總體結構

　　電力綜合管理信息系統(tǒng)要達到的目標是在供電局內部網中，實現(xiàn)基于瀏覽器方式的電力數(shù)據查詢和管理。本系統(tǒng)要實現(xiàn)所有應用組件對象的瀏覽器下載和控制；實現(xiàn)電力系統(tǒng)三大子系統(tǒng)——SCADA子系統(tǒng)、GIS于系統(tǒng)和電力綜合管理子系統(tǒng)——通過瀏覽器方式的集成，能對三大子系統(tǒng)的數(shù)據進行web查詢；實現(xiàn)三大子系統(tǒng)數(shù)據的wob管理（增加、刪除、修改等）；同時，要實現(xiàn)將來對系統(tǒng)的擴展方便，添加新的功能時對系統(tǒng)各部分的影響較小。

　　前面已經提到，我們將電力綜合管理系統(tǒng)從邏輯上劃分為三層：用戶服務層、業(yè)務服務層和數(shù)據服務層。其中，用戶服務層面向領導客戶、生產管理客戶、供電管理客戶、安監(jiān)管理客戶、財務管理客戶、辦公室管理客戶、其它科室客戶和系統(tǒng)管理員客戶，提供不同的用戶界面，向用戶顯示信息并收集用戶數(shù)據；業(yè)務服務層提供三大子系統(tǒng)的各項功能，包括SCADA實時及歷史數(shù)據查詢、辦公信息查詢與管理、綜合管理信息查詢與管理（包括生產指標、供電指標、安全指標和財務指標）、領導查詢、電力GIS地理數(shù)據查詢與管理和系統(tǒng)維護等功能；數(shù)據服務層定義并維護所有的數(shù)據表，并通過存儲過程、觸發(fā)器以及SQL執(zhí)行語句等手段響應三大子系統(tǒng)的數(shù)據請求。

　　3．5　對象構成

　　我們需要構造以下幾類組件對象來完成所需的對象服務：

　　（1）用戶界面類組件：提供用戶與數(shù)據的交互界面。

　　（2）業(yè)務邏輯類組件：提供電力GIS、SCADA、綜合管理及辦公室管理等各子系統(tǒng)相關業(yè)務邏輯服務，從用戶組件接收數(shù)據及業(yè)務邏輯請求，并把經過處理的數(shù)據請求傳給數(shù)據庫接口組件，最后把數(shù)據庫返回的數(shù)據與業(yè)務邏輯處理結果一起傳回用戶組件。

　　（3）通信類組件：提供客戶端用戶組件對象與在服務器端的業(yè)務邏輯類組件對象的遠程通信服務。通信類組件遵循CORBA規(guī)范和I10P協(xié)議，通過ORB對象調用遠程方法。

　　（4）數(shù)據庫接口類組件：提供對數(shù)據庫的各種操作功能，從各業(yè)務邏輯組件接收數(shù)據請求，并將數(shù)據庫返回的結果集傳回業(yè)務邏輯組件。

　　經過半年多的運行實踐表明，應用該模式開發(fā)的電力綜合管理信息系統(tǒng)具有信息共享程序高，使用簡便、運行穩(wěn)定可靠，可擴充性強等特點。具有較好的實用價值。隨著應用系統(tǒng)的不斷開發(fā)，將在應用面及應用深度上，全面提高的信息化水平。