CN102779321A - 一种基于iec61968消息类型定义的消息验证方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法及其装置。本发明方法实施例包括以下步骤，将企业内部消息体规范文档导入至IEC61968系列标准中定义的通用的消息格式中，构成一个完整的总线消息格式的消息；利用一致性校验规则对所述总线消息格式的消息进行校验，所述一致性校验规则包括元素节点有效性，属性节点有效性，元素的量词限制和属性的限制；将XML Schema中的元素、类型、属性等转换为Java对象的描述验证规则，并设置对数据类型的限制条件。本发明用于规范电力企业信息集成总线，为多厂家、多***之间的信息集成与交互提供统一的验证机制。
Description
技术领域
本发明属于电力***信息集成技术领域，特别地涉及一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法及其装置。
背景技术
国际电工委员会(International Electrotechnical Commission，IEC)针对电力企业应用集成的需求，制定了电网管理的***接口标准IEC61968标准，该标准的目的是有利于实现电力企业管理电网管理的各种分布式应用软件***的应用间的集成，为电力企业遗留的或新建的，或不同的软件提供商的***之间的信息集成提供了标准接口。IEC61968采用基于公共信息模型(CommonInformation Model，CIM)的消息交换机制，对配电企业中除电网侧之外的信息进行扩展，包括资产、用户、工作、文档等，制定资产管理***、工作管理***、施工管理、配电网管理、地理信息***(Geographic Information System，GIS)、停电管理等业务功能的接口消息规范XML结构定义(XML SchemaDefinition，XSD)，在信息总线上实现标准消息的传递，实现各业务功能***间的数据交换。
国际上已经对IEC61968系列标准进行了多次互操作试验，目前每年仍在开展基于此标准的CIM/XML的消息互换试验，以满足一端增长的电网和业务需求。国内一些自动化厂家和电网企业正在进行基于IEC61968标准的信息集成试点，但目前的应用实践主要集中在信息交互总线的开发以及自动化软件模型的升级改造上，尚未涉及到IEC61968配网信息集成的验证技术。另外，随着电力标准化工作的不断发展，以及配电网信息集成需求的不断扩大，集成的复杂度与难度越来越大，在实践中也不断产生新的问题。虽然目前CIM与消息规范已经形成，然而在信息集成项目中，其一致性并没有得到很好的执行，模型与消息制定方和各***厂商之间缺乏信息同步，容易造成信息规范存在差异，导致应用间的互操作和信息共享难以完成。
故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷，避免造成电力***信息集成时，模型与消息制定方和各***厂商之间缺乏信息同步，造成信息规范存在差异，导致应用间的互操作和信息共享难以完成。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法及其装置，用于规范电力企业信息集成总线，为多厂家、多***之间的信息集成与交互提供统一的验证机制。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法，包括以下步骤，
将企业内部消息体规范文档导入至IEC61968系列标准中定义的通用的消息格式中，构成一个完整的总线消息格式的消息，用于在企业服务总线上实现消息的收发以及消息规范的校验，所述通用的消息格式包括消息头、请求项、应答选项和消息体四部分，IEC61968中不同的业务场景下对应不同的消息体类型定义；
利用一致性校验规则对所述总线消息格式的消息进行校验，所述一致性校验规则包括元素节点有效性，属性节点有效性，元素的量词限制和属性的限制，
所述元素节点有效性具体为对于消息文档中所有元素节点，其节点名称以及节点类型都应该与相应的XSD文档中对应的元素节点一致，
所述属性节点有效性具体为消息文档中所有属性节点的名称与相应XSD文档中定义的属性名称一致，并且其属性值符合XSD文档中定义的属性值类型，
所述元素的量词限制具体为XSD文档中元素节点被实例化的次数在其定义的基数限制最小值和最大值之间，
所述属性的限制XSD文档中定义的请求项类型属性，在消息文档相应的节点下必须出现，而对于可选类型的属性则不需要必须出现；
将XML Schema中的元素、类型、属性等转换为Java对象的描述验证规则，并设置对数据类型的限制条件。
优选地，所述将企业内部消息体规范文档导入至IEC61968系列标准中定义的通用的消息格式中，构成一个完整的总线消息格式的消息具体包括以下步骤：
打开通用消息格式Message.xsd文档，进入文本编辑页面，利用XMLSchema自带的属性，在其属性命名空间namespace和路径信息schemaLocation下填充消息体Payload类型定义文档的命名空间与路径信息，可以使用绝对路径和相对路径，并且添加对所述命名空间的前缀声明；
删除原有的复杂类型PayloadType下的子元素，并***一个新元素，所述新元素的名称与消息体类型定义XSD文档中的根元素一致，元素类型引用根元素的复杂元素类型，最后设置对该元素的基数限制，生成了一套遵循某一特定子集的完整总线消息格式。
一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证装置，包括消息读取模块XMLReader、模式解析模块SchemaParser和规则验证模块Validator，其中所述消息读取模块用于消息XML文档的导入解析；所述模式解析模块负责对XSD部分的解析，同时提供相应的XML Schema类型定义给所述规则验证模块；所述规则验证模块根据Schema信息建立有效性约束规则，负责对XML文档进行有效性约束的检查，具体为，
创建一个XMLReader实例，该实例包含一个Validator对象；
XMLReader提供的解析器解析文档，若遇到XSD文档，SchemaParser调用Validator检查其是否符合有效性约束，主要检查是否只存在一个根节点，XML Schema中只允许有一个全局元素能够被实例化成根节点，其他全局元素必须被引用；模式定义是否完整，是否存在元素或者属性没有声明相应的数据类型；递归引用是否有效，有些递归引用会造成模式不可实例化，即造成死锁。
若XSD文档是有效的，Validator则根据该模式文档Schema建立起对应的验证规则，即创建一个SchemaRules对象，否则输出错误信息。
根据建立的Schema规则，Validator提供接口接收解析得到的XML数据，并从XML文档的起始标记或根元素开始进入一致性规则的校验，包括元素节点、属性节点名称类型等有效性规则验证，以及元素与属性节点的量词限制规则验证。
返回验证的出错信息。
与现有技术采用相比，本发明提供的一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法为企业服务总线上的应用组件提供完整的消息规范，以用于各组件按照该模式Schema实例化XML消息，另外本发明提供的一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证装置，能够自动分析总线消息XML是否符合预定义的文档结构规范XSD，并输出差异化的验证结果，从而便于自动化软件厂商进行消息的管理与维护，并在一定程度上严格限制了企业信息总线上传输的消息，使得电力企业信息总线更加规范化。
附图说明
图1为本发明实施例的基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法的流程图；
图2为本发明实施例的基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法中步骤S10的具体流程图；
图3为本发明实施例的基于IEC61968消息类型定义的消息验证装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
IEC 61968系列标准第3～10部分定义了应用间的消息交换，涵盖了接口参考模型(Interface Reference Model，IRM)中确定的抽象业务功能，其中使用了用例图和活动图来说明接口的信息交换。并针对信息交换需求设计了特定消息类型，如配网数据集消息类型NetworkDataSet Message Type，一个消息类型是基于公共信息模型(Common Information Model，CIM)的规范数据模型，并使用XML模式(XML Schema Definition，XSD)定义。松耦合架构下消息交互的典型场景可以是请求-应答式(Request-Reply)或者发布-订阅式(Publish-Subscribe)：
对于请求-应答式来说，客户应用程序发布一个获取(Get)或者创建(Create)消息类型，然后接收到一个显示(Show)或者已创建(Created)消息类型作为应答。
而对于发布-订阅式来说，客户端主动发布一个订阅(Subscribe)消息类型，然后异步收到一个或者多个相关的显示(Show)，已创建(Created)或者已改变(Changed)消息类型。
消息一般包括消息头(Header)、请求选项(Request)、应答选项(Reply)和消息体(Payload)，这四部分在Message.xsd文档中都有明确定义。其中请求选项是在发送请求消息时使用的，用于描述具体请求的参数，而应答选项只用来表示响应消息的成功、失败(包括具体的错误码和错误信息)的状态。消息头包含动词Verb(描述定义消息的目的)、名词Noun(描述消息体的数据类型)、版本号Revision和时间戳TimeDate等，消息体装载的是消息头中动词和名词所要求的数据信息。所有的消息必须要有消息头，消息体可根据具体应用的需要选择有无。
目前IEC 61968系列标准正在不断更新中，已经正式出版的包括IEC61968-1(接口体系与总体要求)、IEC 61968-2(术语)、IEC 61968-3(电网管理接口)、IEC 61968-4(台账与资产管理接口)、IEC 61968-9(抄表与控制接口)和IEC 61968-13(配电CIM/RDF模型交换格式)，其他未出版的部分还在讨论表决中，已经出版的部分(包括消息类型定义XSD)将根据CIM模型的发展不断更新。目前已发布的XSD包括NetworkDataSet、MeterReadings、EndDeviceEvents、EndDeviceControl。这些XSD文档主要用来描述消息体中传输数据的内容和框架，即定义消息类型规范。其中对于配网数据集消息类型NetworkDataSet，根据其生成的实例消息可以包含配网为操作或扩展计划典型场景选出任何部分数据。消息内容可以是一条馈线、其中的一部分或更多馈线，数据可以是在建网络或计划网络。NetworkDataSet消息可以包含如TypeAssetCatalogue或AssetCatalogue静态参考数据的参考，也包括对PowerSystemResources关联类型的执行角色的Assets。而对于其它的“叶节点”元素如Organisations、Locations、和Measurements同样为真。
有了标准的通用消息格式(Message.xsd)和消息体类型定义XSD之后，一个明确的消息定义框架已经形成，但是这两部分是分离的，因此要实现基于IEC 61968标准消息的生成以及消息的有效性校验。
参考图1与图2，一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法，包括以下步骤：
S10，将企业内部消息体规范文档导入至IEC61968系列标准中定义的通用的消息格式中，构成一个完整的总线消息格式的消息，用于在企业服务总线上实现消息的收发以及消息规范的校验。所述通用的消息格式包括消息头、请求项、应答选项和消息体四部分，IEC61968中不同的业务场景下对应不同的消息体类型定义；
S20，利用一致性校验规则对所述总线消息格式的消息进行校验，所述一致性校验规则包括元素节点有效性，属性节点有效性，元素的量词限制和属性的限制，
元素节点有效性具体为对于消息文档中所有元素节点，其节点名称(name)以及节点类型(type)都应该与相应的XSD文档中对应的元素节点一致；所述属性节点有效性具体为消息文档中所有属性节点的名称(name)与相应XSD文档中定义的属性名称一致，并且其属性值(value)符合XSD文档中定义的属性值类型；所述元素的量词限制具体为XSD文档中元素节点被实例化的次数在其定义的基数限制最小值minOccurs和最大值maxOccurs之间；所述属性的限制XSD文档中定义的请求项required类型属性，在消息文档相应的节点下必须出现，而对于可选Optional类型的属性则不需要必须出现。
S30，将XML Schema中的元素、类型、属性等转换为Java对象的描述验证规则，并设置对数据类型的限制条件。
具体的应用实例中，完成步骤S10的：
S101，首先打开通用消息格式Message.xsd文档，进入文本编辑页面，利用XML Schema自带的属性(import)，在其属性namespace和schemaLocation下填充消息体Payload类型定义文档(后缀名为.XSD)的命名空间与路径信息，可以使用绝对路径和相对路径，并且添加对该命名空间的前缀声明，如<xs:import namespace＝″http://iec.ch/TC57/2007/profile#″schemaLocation＝″cim1415.xsd″/>；
S102，然后删除原有的复杂类型PayloadType下的子元素，并***一个新元素，其名称与消息体类型定义XSD文档中的根元素一致，元素类型引用根元素的复杂元素类型，最后设置对该元素的基数限制(minOccurs和maxOccurs)，这样就生成了一套遵循某一特定子集(profile)的完整总线消息格式。
通过XML Schema规则的约定，明确了消息语义的一致性理解，按照一定的标准规范了异构***在信息交换，大大提高的信息集成的效率。
以下描述与基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法对应的装置实施例，参见图3，本发明实施例的基于IEC61968消息类型定义的消息验证装置，包含三个模块：消息的读取(XMLReader)模块301、模式Schema解析模块(SchemaParser)302和规则验证(Validator)模块303；其中XMLReader模块301实现对于消息XML文档的导入解析、SchemaParser模块302用于对XSD部分的解析，同时提供相应的XML Schema类型定义给Validator模块303；Validator模块303根据Schema信息建立有效性约束规则，负责对XML文档进行有效性约束的检查。具体包括以下步骤：
创建一个XMLReader实例，该实例包含一个Validator对象；
XMLReader提供的解析器解析文档，若遇到XSD文档，SchemaParser调用Validator检查其是否符合有效性约束，主要检查是否只存在一个根节点，XML Schema中只允许有一个全局元素能够被实例化成根节点，其他全局元素必须被引用；模式定义是否完整，是否存在元素或者属性没有声明相应的数据类型；递归引用是否有效，有些递归引用会造成模式不可实例化，即造成死锁；
若XSD文档是有效的，Validator则根据该模式文档Schema建立起对应的验证规则，否则输出错误信息；
根据建立的Schema规则，从XML文档的起始标记(或根元素)开始进入一致性规则的校验，包括元素节点、属性节点名称类型等有效性规则验证，以及元素与属性节点的量词限制规则验证；
返回验证的出错信息。
通过加载标准的消息Schema，可以标准化校验不同异构***提供的XML消息的实例数据，确保了消息交换的语义语法的一致性，大大降低的不同信息***之间的信息交换和集成。
本发明实施例提供了基于IEC 61968消息类型规范XSD文档与基于企业服务总线(Enterprise Service Bus，ESB)的标准消息格式(Message.xsd)的合并，从而为总线上的应用组件提供完整的消息规范，以用于各组件按照该模式Schema实例化消息(XML)。并且本发明实施例提供了基于IEC61968消息类型定义的消息验证装置，能够自动分析总线消息(XML)是否符合预定义的文档结构规范(XSD)，并输出差异化的验证结果，从而便于自动化软件厂商进行消息的管理与维护，并在一定程度上严格限制了企业信息总线上传输的消息，使得电力企业信息总线更加规范化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法，其特征在于，包括以下步骤，
将企业内部消息体规范文档导入至IEC61968系列标准中定义的通用的消息格式中，构成一个完整的总线消息格式的消息，用于在企业服务总线上实现消息的收发以及消息规范的校验，所述通用的消息格式包括消息头、请求项、应答选项和消息体四部分，IEC61968中不同的业务场景下对应不同的消息体类型定义；
利用一致性校验规则对所述总线消息格式的消息进行校验，所述一致性校验规则包括元素节点有效性，属性节点有效性，元素的量词限制和属性的限制，
所述元素节点有效性具体为对于消息文档中所有元素节点，其节点名称以及节点类型都应该与相应的XSD文档中对应的元素节点一致，
所述属性节点有效性具体为消息文档中所有属性节点的名称与相应XSD文档中定义的属性名称一致，并且其属性值符合XSD文档中定义的属性值类型，
所述元素的量词限制具体为XSD文档中元素节点被实例化的次数在其定义的基数限制最小值和最大值之间，
所述属性的限制XSD文档中定义的请求项类型属性，在消息文档相应的节点下必须出现，而对于可选类型的属性则不需要必须出现；
将XML Schema中的元素、类型、属性等转换为Java对象的描述验证规则，并设置对数据类型的限制条件。
2.根据权利要求1所述的基于IEC61968消息类型定义的消息验证方法，其特征在于，所述将企业内部消息体规范文档导入至IEC61968系列标准中定义的通用的消息格式中，构成一个完整的总线消息格式的消息具体包括以下步骤：
打开通用消息格式Message.xsd文档，进入文本编辑页面，利用XMLSchema自带的属性，在其属性命名空间namespace和路径信息schemaLocation下填充消息体Payload类型定义文档的命名空间与路径信息，可以使用绝对路径和相对路径，并且添加对所述命名空间的前缀声明；
删除原有的复杂类型PayloadType下的子元素，并***一个新元素，所述新元素的名称与消息体类型定义XSD文档中的根元素一致，元素类型引用根元素的复杂元素类型，最后设置对该元素的基数限制，生成了一套遵循某一特定子集的完整总线消息格式。
3.一种基于IEC61968消息类型定义的消息验证装置，其特征在于，包括消息读取模块XMLReader、模式解析模块SchemaParser和规则验证模块Validator，其中所述消息读取模块用于消息XML文档的导入解析；所述模式解析模块负责对XSD部分的解析，同时提供相应的XML Schema类型定义给所述规则验证模块；所述规则验证模块根据Schema信息建立有效性约束规则，负责对XML文档进行有效性约束的检查，具体为，
创建一个XMLReader实例，该实例包含一个Validator对象；
XMLReader提供的解析器解析文档，若遇到XSD文档，SchemaParser调用Validator检查其是否符合有效性约束，主要检查是否只存在一个根节点，XML Schema中只允许有一个全局元素能够被实例化成根节点，其他全局元素必须被引用；模式定义是否完整，是否存在元素或者属性没有声明相应的数据类型；递归引用是否有效，有些递归引用会造成模式不可实例化，即造成死锁。
若XSD文档是有效的，Validator则根据该模式文档Schema建立起对应的验证规则，即创建一个SchemaRules对象，否则输出错误信息。
根据建立的Schema规则，Validator提供接口接收解析得到的XML数据，并从XML文档的起始标记或根元素开始进入一致性规则的校验，包括元素节点、属性节点名称类型等有效性规则验证，以及元素与属性节点的量词限制规则验证。
返回验证的出错信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Free format text: FORMER OWNER: HANGZHOU POWER SUPPLY COMPANY,STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER COMPANY Effective date: 20150107 Owner name: HANGZHOU POWER SUPPLY COMPANY,STATE GRID ZHEJIANG Effective date: 20150107 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 310009 No. 219, Jianguo Middle Road, Hangzhou, Zhejiang Applicant after: HANGZHOU POWER SUPPLY COMPANY OF STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER Co. Address before: 310009 No. 219, Jianguo Middle Road, Hangzhou, Zhejiang Applicant before: Hangzhou Electric Power Bureau |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: HANGZHOU ELECTRIC POWER BUREAU TO: HANGZHOU POWER SUPPLY COMPANY,STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER COMPANY Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 310009 HANGZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 100031 XICHENG, BEIJING |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20150107 Address after: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Applicant after: State Grid Corporation of China Applicant after: HANGZHOU POWER SUPPLY COMPANY OF STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER Co. Address before: 310009 No. 219, Jianguo Middle Road, Hangzhou, Zhejiang Applicant before: HANGZHOU POWER SUPPLY COMPANY OF STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER Co. |
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20121114 |