一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法，包括的主要步驟有：（1）將擴(kuò)展標(biāo)識語言模式表述的公共信息模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)本體語言結(jié)構(gòu)表述；（2）建立全集模型規(guī)范；（3）使用全集模型規(guī)范作為校驗(yàn)基準(zhǔn)，對參與交互的外部系統(tǒng)的子集信息模型進(jìn)行一致性測試（4）對外部系統(tǒng)的子集信息模型與全集模型的一致性校驗(yàn)步驟完畢，將校驗(yàn)生成的一致性測試結(jié)果反饋給外部系統(tǒng)。本發(fā)明在各個電力公司現(xiàn)場可以在不重啟總線服務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行熱部署，不影響原有服務(wù)的運(yùn)行狀況，有效地解決了電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)互操作的數(shù)據(jù)有效性問題，具有部署簡單，即插即用，靈活方便，校驗(yàn)準(zhǔn)確等特點(diǎn)。
【專利說明】一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)80年代以來，我國電力企業(yè)在信息化建設(shè)方面花費(fèi)了大量人力物力，建立了類型和數(shù)量眾多的管理信息系統(tǒng)，起到了一定的作用。但大多數(shù)僅僅面向某一部門的需要，往往導(dǎo)致數(shù)據(jù)共享性差，系統(tǒng)集成度不高以至出現(xiàn)多個信息“孤島”，給信息共享帶來困難，同時引起重復(fù)建設(shè)，浪費(fèi)資金。為了解決這個難題，上世紀(jì)九十年代中期，IEC (國際電工技術(shù)委員會)開始進(jìn)行了相關(guān)信息融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，IEC61970系列標(biāo)準(zhǔn)制定了電力行業(yè)的公共信息模型(Common Information Model, CIM)。IEC61968系列標(biāo)準(zhǔn)制定了電力管理系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)之間的接口規(guī)范。然而在數(shù)據(jù)集成過程中，信息模型與消息規(guī)范是否在各個廠家的系統(tǒng)中得到很好的執(zhí)行，需要進(jìn)行語法，語意等多方面的檢驗(yàn)。電網(wǎng)信息化發(fā)展到現(xiàn)在，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的集成已經(jīng)形成了以電力企業(yè)信息總線(ESB)為中間件的面向服務(wù)架構(gòu)(Service Oriented Architecture)如圖1所示,業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間通過信息總線與其他系統(tǒng)進(jìn)行互操作，總線技術(shù)的普遍應(yīng)用，無疑將給消息模型規(guī)范的一致性校驗(yàn)帶來極大的便利。
[0003]目前，在電力系統(tǒng)中外部系統(tǒng)在向信息交互總線要求接入服務(wù)時，往往會附帶服務(wù)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(yīng)的屬性以及屬性約束，但是各元素之間的層次關(guān)系、類的屬性以及屬性約束的語義關(guān)系卻非常的不清晰，晦澀難懂，且是機(jī)器本身不能自行理解的，這就給外部系統(tǒng)的子集消息模型規(guī)范(XSD)的校驗(yàn)帶來很大的困難。
[0004]OffL (Web Ontology Language)是W3C組織推薦的網(wǎng)絡(luò)本體語言，網(wǎng)絡(luò)本體語言具有非常強(qiáng)的表述能力，能夠?qū)⒃啬Ｐ偷恼Z義及語義關(guān)系以計(jì)算機(jī)可以理解的方式顯式的表現(xiàn)出來，如果能將現(xiàn)在的擴(kuò)展標(biāo)記語言模式表述的消息模型規(guī)范轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)本體語言表述，無疑將給消息模型規(guī)范的一致性校驗(yàn)帶來極大的便利。
[0005]正如我們前面所述，擴(kuò)展標(biāo)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)和復(fù)雜類型(complexTypes)中的基擴(kuò)展/基約束(extension/restriction base)就暗含了層次關(guān)系語義。所以擴(kuò)展標(biāo)記語言模式(XML Schemas)映射到網(wǎng)絡(luò)本體語言(OWL)的主要目地就是將模式中語義準(zhǔn)確地顯式表述出來。擴(kuò)展標(biāo)記語言模式(XML Schemas)中的語義主要隱含在模式結(jié)構(gòu)的組合當(dāng)中，映射的作用就是將這些結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)本體語言的語法結(jié)構(gòu)，從而使機(jī)器能更好的理解這些語義，比如在擴(kuò)展標(biāo)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復(fù)雜類型(complexType)，轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)本體語言結(jié)構(gòu)后表述為owl:ClaSS，擴(kuò)展標(biāo)識語言模式定義派生關(guān)系的xs:extension base轉(zhuǎn)換為rdfs: subClassOf,這樣就把原來擴(kuò)展標(biāo)識語言模式定義中暗含的層次關(guān)系以類繼承的方式清晰的表述出來；再比如說擴(kuò)展標(biāo)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<xs:element name=〃isDC〃type=〃xs:boolean〃minOccurs=〃l〃maxOccurs=〃l〃sawsdl:modelReference=//http: //iec.ch/TC57/CIM-generic#BaseVoltage.1sDC〃>,表達(dá)的是名為isDC的屬性，取值類型為布爾類型，是一個必須出現(xiàn)且只能出現(xiàn)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(jī)器無法理解，就是人也很難清晰的理解。而轉(zhuǎn)換成OWL結(jié)構(gòu)表述這樣的結(jié)構(gòu)條理清晰，語義信息一目了然，非常方便機(jī)器處理的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法，包括步驟如下:
[0009](I)將擴(kuò)展標(biāo)識語言模式表述的公共信息模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)本體語言結(jié)構(gòu)表述，具體方法為:
[0010]①建立擴(kuò)展標(biāo)識語言模式與網(wǎng)絡(luò)本體語言之間的共享語義信息的關(guān)鍵詞的映射關(guān)系;
[0011]②以共享語義關(guān)鍵詞為基準(zhǔn)，將擴(kuò)展標(biāo)識語言模式語義結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)本體語言結(jié)構(gòu)；
[0012](2)建立全集模型規(guī)范；具體步驟為:
[0013]①運(yùn)用統(tǒng)一建模語言，在國際IEC公共信息模型的基礎(chǔ)上，建立全集公共信息模型圖；
[0014]②在生命周期軟件設(shè)計(jì)方案中導(dǎo)出全集公共信息模型；
[0015]③生成等價網(wǎng)絡(luò)本體語言本體；
[0016](3)使用全集模型規(guī)范作為校驗(yàn)基準(zhǔn)，對參與交互的外部系統(tǒng)的子集信息模型進(jìn)行一致性測試，具體方法為:
[0017]①將需要校驗(yàn)的擴(kuò)展標(biāo)識語言模式表述的子集公共模型轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)語言本體；
[0018]②以網(wǎng)絡(luò)本體中類的前綴為關(guān)鍵詞分離出子集公共模型中每個類，并根據(jù)關(guān)鍵詞找出每個類的所有父類，并將附帶父類名的父類中的屬性，屬性約束復(fù)制到此類中，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(guān)鍵詞，在全集模型中查找同名類并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(guān)系得到的);
[0020]④在②步和③步的基礎(chǔ)上，以類名為單位，做子集模型和全集模型中模型兼容校驗(yàn);
[0021](4)對外部系統(tǒng)的子集信息模型與全集模型的一致性校驗(yàn)步驟完畢，將校驗(yàn)生成一致性測試結(jié)果反饋給外部系統(tǒng)。
[0022]而且所述步驟(3)中的③以子集公共模型中的類名為關(guān)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，并將父類中的屬性，屬性約束復(fù)制到此類中，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(yàn)具體包括步驟為:
[0026]I，如果子集模型中某類下出現(xiàn)全集模型中此類下沒有的屬性，報(bào)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(shù)約束為1，子集模型中此類下沒有這個屬性，報(bào)告關(guān)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(shù)約束為1，子集模型中此類下這個屬性的最小基數(shù)約束為0，報(bào)告關(guān)鍵屬性最小基數(shù)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(shù)約束小于子集模型中此類下這個屬性的最大基數(shù)約束，報(bào)告關(guān)鍵屬性最大基數(shù)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范圍與全集模型中此類的這個屬性的取值范圍不同，報(bào)告取值范圍不一致錯誤。
[0031 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
[0032]1、本發(fā)明的校驗(yàn)?zāi)K是數(shù)據(jù)總線的一個組成插件，在各個電力公司現(xiàn)場可以在不重啟總線服務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行熱部署，不影響原有服務(wù)的運(yùn)行狀況。
[0033]2、本發(fā)明的校驗(yàn)?zāi)K配置靈活方便，可以根據(jù)電力公司數(shù)據(jù)的具體狀況對校驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行無縫裁減，滿足各種電力系統(tǒng)模型的檢驗(yàn)需求。
[0034]3、本發(fā)明的校驗(yàn)?zāi)K的校驗(yàn)基礎(chǔ)是IEC61970/IEC61968規(guī)范，符合國際電力標(biāo)準(zhǔn)。
[0035]4、本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，有效地解決了當(dāng)前存在的電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)互操作的數(shù)據(jù)有效性問題，具有部署簡單，即插即用，靈活方便，校驗(yàn)準(zhǔn)確等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是數(shù)據(jù)總線交互示意圖；
[0037]圖2是擴(kuò)展標(biāo)識語言模式到網(wǎng)絡(luò)本體的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0038]圖3是網(wǎng)絡(luò)本體分離類信息示意圖；
[0039]圖4是外部系統(tǒng)的公共信息模型一致性測試示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041]一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法，包括步驟如下:
[0042](I)將擴(kuò)展標(biāo)識語言模式(XML Schemas)表述的公共信息模型(CM)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)本體語言(OWL)結(jié)構(gòu)表述，轉(zhuǎn)換方法命名為XSD20WL，如圖2所示，具體方法為:
[0043]①建立擴(kuò)展標(biāo)識語言模式與網(wǎng)絡(luò)本體語言之間的共享語義信息的關(guān)鍵詞的映射關(guān)系，如下表:
[0044]表I擴(kuò)展標(biāo)識語言模式與本體網(wǎng)絡(luò)語言共享語義關(guān)鍵詞映射
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法，其特征在于包括步驟如下: (1)將擴(kuò)展標(biāo)識語言模式表述的公共信息模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)本體語言結(jié)構(gòu)表述，具體方法為: ①建立擴(kuò)展標(biāo)識語言模式與網(wǎng)絡(luò)本體語言之間的共享語義信息的關(guān)鍵詞的映射關(guān)系; ②以共享語義關(guān)鍵詞為基準(zhǔn)，將擴(kuò)展標(biāo)識語言模式語義結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)本體語言結(jié)構(gòu)； (2)建立全集模型規(guī)范；具體步驟為: ①運(yùn)用統(tǒng)一建模語言，在國際IEC公共信息模型的基礎(chǔ)上，建立全集公共信息模型圖； ②在生命周期軟件設(shè)計(jì)方案中導(dǎo)出全集公共信息模型； ③生成等價網(wǎng)絡(luò)本體語言本體； (3)使用全集模型規(guī)范作為校驗(yàn)基準(zhǔn)，對參與交互的外部系統(tǒng)的子集信息模型進(jìn)行一致性測試，具體方法為: ①將需要校驗(yàn)的擴(kuò)展標(biāo)識語言模式表述的子集公共模型轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)語言本體； ②以網(wǎng)絡(luò)本體中類的前綴為關(guān)鍵詞分離出子集公共模型中每個類，并根據(jù)關(guān)鍵詞找出每個類的所有父類，并將附帶父類名的父類中的屬性，屬性約束復(fù)制到此類中，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(guān)鍵詞，在全集模型中查找同名類并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(chǔ)上，以類名為單位，做子集模型和全集模型中模型兼容校驗(yàn)； (4)對外部系統(tǒng)的子集信息模型與全集模型的一致性校驗(yàn)步驟完畢，將校驗(yàn)生成一致性測試結(jié)果反饋給外部系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法，其特征在于:所述步驟(3)中的③以子集公共模型中的類名為關(guān)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，并將父類中的屬性，屬性約束復(fù)制到此類中，從而得到全集模型中此類的全部模型信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于本體技術(shù)的電力營配模型校驗(yàn)方法，其特征在于:所述步驟(4)中第④步的模型兼容校驗(yàn)具體包括步驟為: I，如果子集模型中某類下出現(xiàn)全集模型中此類下沒有的屬性，報(bào)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(shù)約束為1，子集模型中此類下沒有這個屬性，報(bào)告關(guān)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(shù)約束為1，子集模型中此類下這個屬性的最小基數(shù)約束為O，報(bào)告關(guān)鍵屬性最小基數(shù)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(shù)約束小于子集模型中此類下這個屬性的最大基數(shù)約束，報(bào)告關(guān)鍵屬性最大基數(shù)約束不兼容錯誤； V，如果子集模型中某類的某屬性的取值范圍與全集模型中此類的這個屬性的取值范圍不同，報(bào)告取值范圍不一致錯誤。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】米娜, 齊昕, 周仁, 李武興, 周亞楠, 李玉進(jìn), 祁麟, 劉瑩, 宋迎 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司