中間件在電力信息化中的應用

2013-12-13 10:22:30 電力信息化　點擊量：評論 (0)

『摘要』本文重點講述中間件這一新技術的原理、所能解決的問題，以及目前在國際上經(jīng)常使用的幾種中間件，最后本文給出中間件在電力行業(yè)的具體應用『關鍵字』中間件電力信息化應用鹽城供電公司電力信息

『摘要』 本文重點講述中間件這一新技術的原理、所能解決的問題，以及目前在國際上經(jīng)常使用的幾種中間件，最后本文給出中間件在電力行業(yè)的具體應用

『關鍵字』中間件電力信息化應用

    鹽城供電公司電力信息化建設得比較早，目前已經(jīng)形成涉及日常生產(chǎn)、管理各方面得應用子系統(tǒng)。所謂電力信息化是指計算機技術在供電生產(chǎn)全過程的統(tǒng)稱，而計算機信息網(wǎng)絡是電力信息化的基礎。通過多年發(fā)展，鹽城供電公司在變電站自動化、電網(wǎng)調(diào)度自動化、電力負荷管理、管理信息系統(tǒng)、計算機輔助設計、計算機仿真培訓、辦公自動化等領域有了一定的應用。
    隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，對電力信息資源的開發(fā)提出了更高的要求，信息系統(tǒng)必須利用各種現(xiàn)代化手段為電力工業(yè)從規(guī)劃、建設、生產(chǎn)、交換到消費等全過程的經(jīng)營活動提供必須的技術基礎，為電力工業(yè)的科學決策提供服務。
    目前，信息技術的發(fā)展已經(jīng)到了一個嶄新的階段，特別是網(wǎng)絡技術的突飛猛進為電力信息化建設提供了強有力的技術保證，各種電力自動化及管理信息系統(tǒng)因為網(wǎng)絡技術的支撐而達到了更高的水平。隨著各種網(wǎng)絡基礎設施的完善，建立各種大型分布式處理應用系統(tǒng)的時機已經(jīng)成熟。此類系統(tǒng)將以其對信息資源的高度共享，高效率、結構靈活、便以擴展等諸多優(yōu)點更好的滿足電力信息化的要求。

從鹽城供電公司現(xiàn)有的應用系統(tǒng)的典型應用來看，雖然許多專注于提供電力信息化解決方案的集成商已經(jīng)將其開發(fā)的軟件產(chǎn)品移至網(wǎng)絡結構下，實現(xiàn)了分布式處理。但目前采用的大都是兩層的客戶/服務器結構，在中間層采用的是數(shù)據(jù)庫廠家提供的分布式解決方案或自己編寫的通信程序。隨著對各種老應用的不斷擴充和新應用的不斷增加，各種電力應用系統(tǒng)面臨的問題將越來越多，諸如跨過不同廠家的計算機、不同的網(wǎng)絡環(huán)境、不同的數(shù)據(jù)庫之間互操作、新舊系統(tǒng)并存、系統(tǒng)效率過低，傳輸不可靠、數(shù)據(jù)需要加密、各種應用模式、開發(fā)周期過長等等問題，這些問題只靠傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)軟件或工具軟件提供的功能已經(jīng)不能滿足要求。這些問題大多是因為網(wǎng)絡化或者分布式處理所帶來的問題，換句話說，構成網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎廠商如通信廠家，網(wǎng)絡廠家、計算機廠家、數(shù)據(jù)庫廠家等都沒能提供一種統(tǒng)一的支持平臺，能把不同廠家的各種硬軟件資源整合在一起，為電力應用系統(tǒng)的開發(fā)提供支持。就象人們在購物時，面臨的是名目繁多的小商店而不是一個超市。這么多的問題的確讓給開發(fā)大型的分布式應用帶來了極大的難度。諸如此類的問題使人們發(fā)明的中間件。中間件可以很好的解決這些問題。

既然許多問題是由各種不同的廠商的產(chǎn)品并存所引起的，又不能靠傳統(tǒng)的系統(tǒng)軟件（如操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等）、工具軟件（如各種編程語言等）解決，人們便想用一種另類的軟件來解決。顧名思義，你可以把中間件理解成是處在應用軟件和系統(tǒng)軟件之間的一類軟件，或者是獨立于硬件或數(shù)據(jù)庫廠商（處在他們中間，實現(xiàn)他們的互連）的一類軟件，亦或是客戶、服務方之間的連接件，或者是需要進行二次開發(fā)的中間產(chǎn)品。實際上，中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源，中間件位于客戶機服務器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網(wǎng)絡通訊。
    那么，中間件究竟解決什么問題呢？首先，應用的互連和互操作是中間件首先要解決的問題，一個好的中間件產(chǎn)品要能解決應用互連帶來的各種問題，如：在通訊上：要支持各種通訊協(xié)議、各種通訊服務模式、傳輸各種數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)格式翻譯、流量控制、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮等等。在中間件核心：要解決名字服務、安全控制、并發(fā)控制、可靠性保證、效率保證等。在開發(fā)上：要能提供基于不同平臺的豐富的開發(fā)接口、支持流行的開發(fā)工具、支持流行的異構互連接口標準等；在管理上：解決對中間件本身配置、監(jiān)控、調(diào)諧，為系統(tǒng)的易用易管理提供保證。其次，針對不同的應用領域，對中間件又有各種不同的要求。因此中間件是一類軟件而非一個軟件。

目前流行的中間件有以下幾種：
1、面向消息的中間件
    消息中間件是一種基于消息傳遞的通信軟件，基于TCP/IP或其他網(wǎng)絡協(xié)議，在一個分布式網(wǎng)絡環(huán)境中，提供各種端到端的數(shù)據(jù)通信服務。包括實時數(shù)據(jù)傳輸（同步、異步）、可靠隊列、事件服務、消息生命周期等各種功能。適應各種網(wǎng)絡結構和通信媒介。
消息中間件適用于需要進行數(shù)據(jù)交換的各種網(wǎng)絡應用系統(tǒng)當中。
2、交易管理中間件
    交易管理中間件是一個分布式應用系統(tǒng)開發(fā)、部署和管理的支撐平臺，在一個分布式聯(lián)機事務處理系統(tǒng)中，對業(yè)務處理流程、系統(tǒng)資源、應用程序進行有效的管理，從而保證數(shù)據(jù)一致性，提高系統(tǒng)效率和可靠性，使應用系統(tǒng)便以擴展，并縮短開發(fā)周期。交易管理中間件是開發(fā)三層結構應用系統(tǒng)的基礎支撐平臺。適用于各種并發(fā)處理大量業(yè)務系統(tǒng)中。
3、對象中間件
    對象中間件是一種基于面向?qū)ο蠹夹g實現(xiàn)的中間件，同時支持各種分布式對象的應用開發(fā)。主要用于解決面向?qū)ο蟆⑿阅堋?shù)據(jù)一致性、應用集成等關鍵任務需求。對象中間件將面向?qū)ο蠹夹g與分布式計算結合起來，用戶可以方便地在復雜的分布式環(huán)境中建立自己的面向?qū)ο髴谩ο笾虚g件適合應用在各種分布式對象處理系統(tǒng)中。
4、應用服務器（web 中間件）
    應用服務器是為了滿足目前日益增長的Internet應用的需要。Internet應用，尤其是以Internet為基礎的電子商務應用，要求實現(xiàn)信息的采集、管理、發(fā)布、交換、處理等。傳統(tǒng)的Internet技術不能很好的滿足要求，需要一個支撐平臺完成對Internet應用的開發(fā)、管理和部署。大型的Web應用都需要基于應用服務器進行開發(fā)。
    那么，各種中間件如何應用在電力系統(tǒng)當中呢？下面分析幾種典型的電力應用系統(tǒng)加以說明。
    目前，電力信息化重點工程主要有幾類，既發(fā)電廠、變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力負荷管理系統(tǒng)、電力CAD系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、電力通信網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)等，各種系統(tǒng)都已具備了一定的應用基礎，許多系統(tǒng)已經(jīng)形成了比較成熟的產(chǎn)品，如果能將中間件技術引入其中，必將使電力信息技術的發(fā)展如虎添翼。
1、電力通信網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)
    在電力通信網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡的監(jiān)控管理需要實時采集遍布全國的各種網(wǎng)源設備的管理數(shù)據(jù)，因此消息中間件將大有用武之地。同時，如果未來的網(wǎng)絡管理走向TMN的話，因為TMN體系結構是以面向?qū)ο蠹夹g為基礎的，因此基于對象中間件來開發(fā)將最為合適。
2、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)（SCADA/EMS/DMS）
    許多新的SCADA系統(tǒng)已經(jīng)開始采用基于網(wǎng)絡的分層結構實現(xiàn)，并獨立出來數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，系統(tǒng)將在一個廣域網(wǎng)環(huán)境中實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度的集中安全監(jiān)控和管理，因此如果新的SCADA系統(tǒng)能夠基于交易中間件實現(xiàn)成三層結構的應用模式，將會在系統(tǒng)的開發(fā)周期，效率、安全、可靠性、擴展性方面得到很大的提高。并會對以此為基礎的EMS和DMS系統(tǒng)提供更好的支撐。
3、變電站自動化監(jiān)控
    對于變電站的自動化監(jiān)控，許多系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了分層處理，許多系統(tǒng)已經(jīng)把電站與間隔層之間的通信放到以太網(wǎng)上，盡管變電站的自動化監(jiān)控系統(tǒng)是在一個局域網(wǎng)內(nèi)，但由于網(wǎng)絡上的信息流量較大，業(yè)務處理復雜，仍然可以基于交易中間件實現(xiàn)為三層結構。

    對于電廠的自動化系統(tǒng)，一般可以包含廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)和廠級管理信息系統(tǒng)(MIS)、輔助車間監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡站監(jiān)控系統(tǒng)等組成，這些系統(tǒng)分布在一個發(fā)電廠范圍內(nèi)的網(wǎng)絡中，對外與電網(wǎng)運營系統(tǒng)，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，電力集團的MIS系統(tǒng)互連，系統(tǒng)存在大量的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)集中處理，因此系統(tǒng)可以采用消息中間件和交易中間件來構建三層結構的應用。
4、電力信息管理系統(tǒng)
    電力信息管理系統(tǒng)應包括電網(wǎng)實時、辦公自動化、計劃、統(tǒng)計、生產(chǎn)、燃料、經(jīng)濟活動分析（以部頒關鍵指標體系為基礎）、設備物資、人事、用電營業(yè)、綜合服務等子系統(tǒng)。MIS系統(tǒng)功能繁多，結構復雜，并需要針對不同的電力企業(yè)開發(fā)不同的MIS系統(tǒng)，根據(jù)不同的業(yè)務范圍開發(fā)出各種局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的應用。隨著WEB技術的逐漸成熟，企業(yè)管理也將逐漸建立起基于Internet/Intrnet的應用，因此，消息中間件、交易管理中間件、應用服務器都會在電力企業(yè)的MIS系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。目前鹽城供電公司已經(jīng)成功運用IBM的中間件來實現(xiàn)營銷和財務的集成，做到營銷數(shù)據(jù)與財務數(shù)據(jù)的實時同步。
    綜上所述，電力企業(yè)的各種信息化系統(tǒng)隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展將會更加成熟，而中間件作為支持網(wǎng)絡化應用的基礎支撐平臺將對各種分布式應用系統(tǒng)的開發(fā)、管理和部署帶來巨大好處，在不久的將來，中間件將會成為象操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫一樣，成為開發(fā)各種電力應用系統(tǒng)的必選基礎軟件。