面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)在電力行業(yè)中的應(yīng)用

[摘要]本文針對(duì)當(dāng)前電力行業(yè)的發(fā)展形勢(shì)、發(fā)展歷程及信息化應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹了面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)的基本內(nèi)涵、特點(diǎn)以及其在電力行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和現(xiàn)狀，闡述了SOA在電力行業(yè)的主要研究內(nèi)容，并對(duì)SOA在領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望和估計(jì)。

[關(guān)鍵詞]電力行業(yè) 信息化 面向服務(wù)架構(gòu)

電力企業(yè)的信息化工作經(jīng)過幾年的發(fā)展，已經(jīng)初具規(guī)模，營銷信息系統(tǒng)、生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、物資系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)等等各個(gè)專業(yè)的管理軟件都在不斷地開發(fā)應(yīng)用，企業(yè)在信息化建設(shè)上面的投資也在不斷加大。但是，電力企業(yè)的信息化工作仍然停留在不斷開發(fā)、不斷淘汰的狀態(tài)，各類應(yīng)用大都停留在本專業(yè)范圍內(nèi)，各個(gè)地區(qū)的信息系統(tǒng)開發(fā)不均衡，各個(gè)專業(yè)不協(xié)調(diào)，沒有真正發(fā)揮決策輔助作用，仍然存在諸多問題。

一、SOA與電力行業(yè)的發(fā)展形勢(shì)

1. 電力行業(yè)發(fā)展形勢(shì)

電力企業(yè)信息化經(jīng)過幾十年的發(fā)展，產(chǎn)品已經(jīng)涉及電網(wǎng)調(diào)度、能量管理、配電自動(dòng)化、企業(yè)管理、營銷管理等多個(gè)方面。雖然電力系統(tǒng)的信息化建設(shè)已經(jīng)有了一定的規(guī)模，但是由于這些信息系統(tǒng)是在不同時(shí)期、不同軟件開發(fā)商分別完成的、又歸不同電力企業(yè)或業(yè)務(wù)部門使用，導(dǎo)致各部門網(wǎng)絡(luò)資源無法充分共用，形成大量分散異構(gòu)的“信息孤島”， 很大程度上限制了電力行業(yè)信息化的應(yīng)用和電力事業(yè)的發(fā)展。

電力企業(yè)信息集成的實(shí)現(xiàn)技術(shù)在業(yè)務(wù)需求與技術(shù)的雙重驅(qū)動(dòng)下經(jīng)歷了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的集成模式、企業(yè)消息總線或中間件集成(即EAI)模式、基于分布式通訊技術(shù)的企業(yè)應(yīng)用集成模式三個(gè)階段的演變。應(yīng)用系統(tǒng)之間的互操作通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的函數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)只有少量系統(tǒng)需要集成時(shí)可以快速實(shí)現(xiàn)，但如果一個(gè)EIS發(fā)生改變就會(huì)打破與它有關(guān)的應(yīng)用集成，而且每個(gè)EIS都要求有足夠多的整合點(diǎn)來支持更多的系統(tǒng)集成，即有n個(gè)互相集成的EIS，就需要n(n一1)/2個(gè)不同的整合點(diǎn) 。通過面向消息的中間件(MOM)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互操作，成為一個(gè)集中業(yè)務(wù)處理的平臺(tái)，稱為EAI(企業(yè)應(yīng)用集成)，它基于消息總線/代理或者中間件。基于CORBA、DCOM 和RMI等分布式通訊技術(shù)的企業(yè)應(yīng)用集成，雖則可以實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的應(yīng)用集成，也取得了較大的收益，但在Web環(huán)境中，它們的體系架構(gòu)并不適合擴(kuò)展到Web上，由于傳輸、數(shù)據(jù)定義、訪問模型等機(jī)制均不一樣，各自的應(yīng)用不是很容易互連互通，同時(shí)缺乏一種普遍的方法進(jìn)行描述和定位，故直接集成的難度較大，因此整體上還存在一定的局限性。

2. SOA的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

據(jù)最新調(diào)查顯示，目前IBM占全球SOA市場(chǎng)份額的64%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他提供商。從整體上分析，主流廠商所提出的SOA實(shí)施方法及應(yīng)用案例多集中在金融、銀行、醫(yī)療、衛(wèi)生等領(lǐng)域。國際上SOA標(biāo)準(zhǔn)整體上缺乏統(tǒng)一，這些規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)僅在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)或企業(yè)內(nèi)形成初步的體系，而且不同組織發(fā)布的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)間存在重復(fù)甚至沖突的現(xiàn)象。國際上統(tǒng)一的SOA標(biāo)準(zhǔn)體系短時(shí)間內(nèi)還沒有成型。

我國SOA起步比國際晚，但發(fā)展迅速。各個(gè)行業(yè)用戶經(jīng)歷了近幾年的概念宣貫，部分CIO已經(jīng)能較準(zhǔn)確地理解SOA的內(nèi)涵，并開始著手實(shí)施。從2005年至今，SOA已經(jīng)逐漸成為影響中國IT系統(tǒng)構(gòu)建的主導(dǎo)思想，眾多國內(nèi)基礎(chǔ)平臺(tái)廠商、應(yīng)用軟件廠商及系統(tǒng)集成商紛紛推出了基于SOA的軟件產(chǎn)品及行業(yè)解決方案。2006年，基于SOA的產(chǎn)品及建設(shè)方法已逐步在我國金融、電信、煙草、鋼鐵制造、電子政務(wù)、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事等行業(yè)或領(lǐng)域的信息化建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，成為解決當(dāng)前各行業(yè)信息化中普遍面臨的信息資源共享難、信息孤島嚴(yán)重、IT系統(tǒng)之間難以協(xié)作等難題的有效途徑 。

二、SOA基本內(nèi)涵

1. SOA 定義

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)是指為了解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下業(yè)務(wù)集成的需要，通過連接能夠完成特定任務(wù)的獨(dú)立功能實(shí)體的一種系統(tǒng)架構(gòu)。它是一個(gè)組件模型，將應(yīng)用系統(tǒng)的不同功能實(shí)體(稱為服務(wù))通過定義聯(lián)系起來，從而使得開發(fā)人員能夠調(diào)用服務(wù)的功能來快速便捷地構(gòu)造企業(yè)所需業(yè)務(wù)系統(tǒng)。從S0A的定義中，我們看到兩點(diǎn):SOA不是一種語言，也不是一種具體的技術(shù)，更不是一種產(chǎn)品，而是一種軟件系統(tǒng)架構(gòu);服務(wù)是整個(gè)SOA實(shí)現(xiàn)的核心。

2. SOA的核心和特點(diǎn)

(1)服務(wù)的重用。服務(wù)的可重用性顯著地降低了企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的成本。為了實(shí)現(xiàn)可重用性，服務(wù)只工作在特定處理過程的上下文中，獨(dú)立于底層實(shí)現(xiàn)和客戶需求的變更。

(2)服務(wù)的互操作。在SOA中，通過服務(wù)之間既定的通信協(xié)議進(jìn)行互操作。主要有同步和異步兩種通信機(jī)制。SOA提供服務(wù)的互操作特性更利于其在多個(gè)場(chǎng)合被重用。

(3)服務(wù)是自治的功能實(shí)體。服務(wù)是由組件組成的組合模塊，是自包含和模塊化的。SOA非常強(qiáng)調(diào)架構(gòu)中提供服務(wù)的功能實(shí)體的完全獨(dú)立自主的能力。SOA架構(gòu)中非常強(qiáng)調(diào)功能實(shí)體自我管理和恢復(fù)能力。常見的用來進(jìn)行自我恢復(fù)的技術(shù)，比如事務(wù)處理，消息隊(duì)列，冗余部署和集群系統(tǒng)在SOA中都起到至關(guān)重要的作用。

(4)服務(wù)之間的松耦合。在基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中，具體應(yīng)用系統(tǒng)的功能是由一些松耦合并且具有中立接口定義的服務(wù)組合構(gòu)建起來的。松耦合系統(tǒng)的好處有兩點(diǎn)，一點(diǎn)是它的靈活性;另一點(diǎn)是，當(dāng)組成整個(gè)應(yīng)用程序的每個(gè)服務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)逐漸地發(fā)生改變時(shí)，它能夠繼續(xù)存在。

(5)服務(wù)是位置透明的。服務(wù)是針對(duì)業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)的，要想真正實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與服務(wù)的分離，就必須使得服務(wù)的設(shè)計(jì)和部署對(duì)用戶來說是完全透明的。也就是說，用戶完全不必知道響應(yīng)自己需求的服務(wù)的位置，甚至不必知道具體是哪個(gè)服務(wù)參與了響應(yīng)。

3. SOA的優(yōu)勢(shì)

電力企業(yè)信息化中的“信息孤島”問題，迫切需要一種有效的、新的集成方法來克服傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)集成的缺點(diǎn)。而SOA的特點(diǎn)剛好滿足此方面的需要。

SOA不同于現(xiàn)有的分布式技術(shù)之處在于大多數(shù)軟件商接受它并有可以實(shí)現(xiàn)SOA的平臺(tái)或應(yīng)用程序 。SOA伴隨著無處不在的標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)的現(xiàn)有資產(chǎn)或投資帶來了更好的重用性。它能夠在最新的和現(xiàn)有的應(yīng)用之上創(chuàng)建應(yīng)用，能夠使客戶或服務(wù)消費(fèi)者免予服務(wù)實(shí)現(xiàn)的改變所帶來的影響，能夠升級(jí)單個(gè)服務(wù)或服務(wù)消費(fèi)者而無須重寫整個(gè)應(yīng)用，也無須保留已經(jīng)不再適用于新需求的現(xiàn)有系統(tǒng)。總而言之，SOA以借助現(xiàn)有的應(yīng)用來組合產(chǎn)生新服務(wù)的敏捷方式，提供給企業(yè)更好的靈活性來構(gòu)建應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)流程，如圖1所示。

SOA業(yè)務(wù)流程是由一系列業(yè)務(wù)服務(wù)組成的，可以更輕松地創(chuàng)建、修改和管理它來滿足不同時(shí)期的需要，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:

(1)利用現(xiàn)有的資產(chǎn);

(2)更易于集成和管理復(fù)雜性;

(3)更快地整合現(xiàn)實(shí);

(4)減少成本和增加重用。

三、SOA在電力行業(yè)的研究與應(yīng)用

采用SOA架構(gòu)進(jìn)行電力系統(tǒng)間現(xiàn)有信息系統(tǒng)集成應(yīng)按照以下步驟執(zhí)行(如圖2所示):提取各個(gè)應(yīng)用信息系統(tǒng)中需要對(duì)外暴露的功能模塊(這些功能模塊通常都是一些能夠清晰完整地表現(xiàn)其業(yè)務(wù)價(jià)值的軟件實(shí)體)，將這些功能模塊表現(xiàn)為服務(wù)組件的形式，定義服務(wù)的描述信息、服務(wù)的接口以及調(diào)用服務(wù)所需要的定位信息等;將軟件實(shí)體的概念模型轉(zhuǎn)換成實(shí)際的服務(wù)模型;將已實(shí)現(xiàn)的服務(wù)發(fā)布到服務(wù)注冊(cè)中心，供其他服務(wù)消費(fèi)者進(jìn)行查找和綁定;綁定和調(diào)用服務(wù)，將各個(gè)應(yīng)用信息系統(tǒng)集成起來，實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用在功能層面的集成。

從電力行業(yè)自身來說，早在上世紀(jì)90年代初，美國EPRI就開始研究CCAPI(控制中心應(yīng)用程序接口)，試圖解決EMS系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用的可插拔問題，項(xiàng)目的研究成果成為后來IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的原型。而IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)則是IEC 61970在配網(wǎng)與管理信息系統(tǒng)領(lǐng)域的擴(kuò)展。IEC系列標(biāo)準(zhǔn)的制訂可以看作電力行業(yè)在推進(jìn)信息共享和應(yīng)用軟件共享上所作的努力，與SOA的理念不謀而合。IEC61970標(biāo)準(zhǔn)旨在通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和統(tǒng)一的接口規(guī)范將不同的開發(fā)商，不同的系統(tǒng)、不同的應(yīng)用整合在一起，實(shí)現(xiàn)EMS應(yīng)用的“即插即拔”。IEC61970標(biāo)準(zhǔn)所針對(duì)的是EMS系統(tǒng)間的組件標(biāo)準(zhǔn)化，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流等應(yīng)用與電網(wǎng)參數(shù)，電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ汀?shí)時(shí)數(shù)據(jù)之間的松耦合。

隨著越來越多的電網(wǎng)企業(yè)選擇實(shí)施ERP進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)，ERP產(chǎn)品的提供商為電網(wǎng)企業(yè)提供了包含數(shù)據(jù)集成、流程集成、門戶集成等手段的整體解決方案。這些解決方案將IT行業(yè)的最新技術(shù)與理念融合在一起，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)企業(yè)ERP應(yīng)用的集成。但是僅僅實(shí)現(xiàn)ERP應(yīng)用的集成，或者僅僅是實(shí)現(xiàn)EMS/DMS組件化已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)企業(yè)信息化發(fā)展的需求。ERP系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)作為同一對(duì)象不同維度的管理者，兩系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)與流程集成的需求將越來越高。建立一個(gè)基于SOA理念的企業(yè)級(jí)集成服務(wù)總線，建設(shè)一個(gè)容納多種技術(shù)層次，多種應(yīng)用層次，貫通EMS與ERP應(yīng)用的集成平臺(tái)成為電網(wǎng)企業(yè)IT發(fā)展的必然趨勢(shì)。

四、SOA在電力領(lǐng)域的前景展望

基于SOA的電力信息化實(shí)踐的關(guān)鍵任務(wù)是電網(wǎng)企業(yè)的公共服務(wù)構(gòu)建。例如，開發(fā)并部署統(tǒng)一編碼服務(wù)，開發(fā)并部署統(tǒng)一模型服務(wù)，開發(fā)并部署數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，開發(fā)并部署可視化展示服務(wù)，等等。此外，還包括對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的SOA服務(wù)封裝，例如，對(duì)ERP系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)封裝，對(duì)EMS提供的數(shù)據(jù)和服務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步的封裝[14]。

SOA并不只是一種技術(shù)，還是一個(gè)業(yè)務(wù)概念，尤其是對(duì)集約化多部門的大企業(yè)而言，SOA強(qiáng)調(diào)的是應(yīng)用的可重復(fù)利用，強(qiáng)調(diào)的是業(yè)務(wù)的橫向融合，這需要整體的企業(yè)文化與之相適配。實(shí)現(xiàn)SOA技術(shù)架構(gòu)的道路同時(shí)是實(shí)現(xiàn)管理扁平化的道路。對(duì)電網(wǎng)企業(yè)來講，SOA所能給予的不僅是一個(gè)整合后的實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，一個(gè)集實(shí)時(shí)應(yīng)用、資產(chǎn)管理、電網(wǎng)規(guī)劃為一體的系統(tǒng)，更是一個(gè)將投資、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)等業(yè)務(wù)有機(jī)融合的體系。這個(gè)融合體系所體現(xiàn)的效率是我們推行SOA架構(gòu)的源泉?jiǎng)恿ΑＲ虼耍墒钦f，SOA在電力行業(yè)以及其他眾多行業(yè)前景必將擁有極好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn):

[1]陳志新賈正源:電力信息化建設(shè)存在的問題[J].國高新技術(shù)企業(yè)，2008年第22期

[2]張勛友:基于SOA的電力系統(tǒng)信息集成平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].煤礦機(jī)電，2008年第2期

[3]盧敏:解密SOA架構(gòu)[J].軟件世界，2009年第6期

[4]宋傳寧:事件驅(qū)動(dòng)SOA-S0A發(fā)展的新趨勢(shì).軟件世界，2008年4月

[5]常政:SOA中國企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查.2007年6月

[6]謝騰翔何鳳梅謝浩:SOA標(biāo)準(zhǔn)選型研究[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2009年第5期

[7]丁敏英羅立紅:淺析面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)SOA[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2009年第9期

[8]袁媛馬楠等:國內(nèi)SOA標(biāo)準(zhǔn)化研究成果[J].信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，2009年第3期

[9]周曉紅:SOA的動(dòng)力是什么[J].軟件世界，2009年6月

[10]劉松:SOA實(shí)施路徑[J].軟件世界，2009年第4期

[11]許衛(wèi)兵孫佐 陳繼軍:面向服務(wù)架構(gòu)(S0A)的電力系統(tǒng)信息集成研究[J].技術(shù)探討，2007年第6期

[12]陳琰李燦:SOA在電力信息化集成中的應(yīng)用前景分析[J].華東電力，2008年6月

[13]吳欣陽:基于SOA的電力系統(tǒng)IT運(yùn)維的新思路[J].電力電子，2008年第6期

[14]陳春霖:電網(wǎng)企業(yè)信息化建設(shè)的深化探索與創(chuàng)新[J].華東電力，2008年10月