CN108270640B - 一种智能营配信息集成***信息互操作一致性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能营配信息集成***信息互操作一致性测试方法,搭建智能营配信息集成***信息互操作体系,基于IEC61968/61970标准分析智能配电网各接入***的互操作需求,制定满足互操作需求符合IEC61968标准的XML消息规范、信息总线功能规范、功能测试规范、***接入测试规范及一致性测试工具,研制相应的功能模块,集成实现一体化一致性测试平台,最终获得一体的互操作一致性测试方法。解决智能配电信息***数据源不唯一、信息共享困难等问题,满足智能配电服务共享和业务流转的需求,从而促进配电领域各类业务的发展。
Description
技术领域
本发明涉及配电技术领域,尤其是涉及一种智能营配信息集成***信息互 操作一致性测试方法。
背景技术
目前,营配调贯通工作在功能上按照业务要求实现了数据贯通,但在信息 上缺乏标准的营配调融合模型和互操作方法,在业务实践中,还没有一套适用 于现场作业的快速稳定的长效化动态营配调建模方法。因此在技术上不能全面 把握整个营配调贯通功能的脉络,针对配网基础数据不完整、信息化支撑薄弱、 营配协同机制不畅等问题,随着营配调贯通的深化应用和业务功能复杂度增加, 有必要制定行之有效的措施,从全局模型的角度研究基于国际标准的互操作应 用架构、模型驱动数据共享接口规范以及适用于营配业务末端融合的智能建模 技术,加强营配调贯通数据更新工作,建立数据更新协同机制,从而可以降低 信息共享复杂度,确保数据一致性和正确性,为智能配电网的深化发展提供坚实基础。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,所要解决的技术问题是提供一种智能营配信 息集成***信息互操作一致性测试方法,解决智能配电信息***数据源不唯一、 信息共享困难等问题,满足智能配电服务共享和业务流转的需求,从而促进配 电领域各类业务的发展。
本发明是通过以下技术方案使上述技术问题得以解决。
一种智能营配信息集成***信息互操作一致性测试方法,搭建智能营配信 息集成***信息互操作体系,基于IEC61968/61970标准分析智能配电网各接入 ***的互操作需求,制定满足互操作需求符合IEC61968标准的XML消息规范、 信息总线功能规范、功能测试规范、***接入测试规范及一致性测试工具,研 制相应的功能模块,集成实现一体化一致性测试平台,最终获得一体的互操作 一致性测试方法。
作为优选,接入***包括生产管理***、配电网GIS***、配电自动化系 统、调度自动化***和营销信息管理***。
作为优选,互操作一致性评估方法包括配电网模型/拓扑一致性评判方法、 配电网消息一致性评判方法、业务场景层子集与全集公共信息模型(CIM)一致性 评判方法、中间件适配器和应用组件适配器一致性评判方法、接口一致性评判 方法。
作为优选,研究支持IEC 61968-1-1和IEC 61968-1-2消息接口的消息中间 解析器,以验证中间消息的合规性。
作为优选,从适用条件、安全性要求、接口功能、模型校验功能、消息处 理功能、服务代理功能、事件处理功能以及性能要求方面制定信息总线功能规 范,提出满足总线功能测试要求的测试环境,搭建总线功能测试***,甄选生 成测试用例,对消息总线进行测试,根据总线符合度评判标准分析测试结果, 从而形成功能测试规范。
作为优选,信息交互总线测试方法为测试环境搭建、***性能测试、模拟 测试、功能测试、接口测试和72小时连续运行测试。
作为优选,面向***级即插即用与无缝接入的配网***接入测试规范:研 究插即用接口适配器的所需要满足的技术条件,建立可对不同通信方式,不同 消息格式,不同业务内容的仿真工具,与接口适配器共同构成测试环境;按照 功能需求,选择和设计测试用例,利用仿真器进行仿真测试,最终给出测试结 果。
总而言之,本发明的智能营配信息集成***信息互操作一致性评估方法, 结合消息规范与业务需求,分析智能配网信息交互总线的功能规范,提出智能 配网信息交互总线软硬件的测试方法,以保证智能配网相关业务***之间的信 息交互准确、及时、标准。在消息规范和总线功能规范的基础上,研究面向系 统级即插即用与无缝接入的配网***接入测试规范,完成对***接入的测试; 提出集全模型测试、消息测试、信息总线功能符合度测试和***无缝接入测试 等功能于一体的互操作一致性测试方法,形成智能配电***信息互操作一致性 测试规范。解决智能配电信息***数据源不唯一、信息共享困难等问题,满足 智能配电服务共享和业务流转的需求,从而促进配电领域各类业务的发展。
具体实施方式
通过研究智能配电***相关业务需求,基于IEC61968/61970标准和国内配 电网领域各信息***的综合分析,开展满足国内配电网各***信息互操作需求 的消息规范、信息总线功能规范和功能测试规范、***接入测试规范及一致性 测试工具的研究,研制相应的功能模块,集成实现一体化一致性测试平台,最 终获得一体的互操作一致性测试方法。
满足智能配电网各***信息互操作需求的消息规范及一致性测试工具技术 路线。分析配电网领域信息***如生产管理***(PMIS)、配电网GIS***、 配电自动化***(DAS)、调度自动化***和营销信息管理***等的互操作需求, 在此基础制定满足智能配电网各***互操作需求符合IEC61968标准的XML消 息规范,研究支持IEC 61968-1-1和IEC61968-1-2消息接口的消息中间解析器, 以验证中间消息的合规性。
从适用条件、安全性要求、接口功能、模型校验功能、消息处理功能、服务 代理功能、事件处理功能以及性能要求方面制定配电网信息总线功能规范,提 出满足总线功能测试要求的测试环境,搭建总线功能测试***,甄选生成测试 用例,对消息总线进行测试,根据总线符合度评判标准分析测试结果,从而形 成功能测试规范。
配电网信息总线功能规范与功能测试规范
1、功能架构
信息交换总线从逻辑上可以划分为中间件和适配器两部分。
中间件基本功能包括流程编排、消息传输、消息路由、消息转换、跨安全区 服务代理、模型校验、***管理、主题管理、日志与统计、状态监测与信息安 全;
适配器基本功能包括服务接口适配、数据转换、消息封装等功能。
2、消息传输功能
(1)基本交换模式
信息交换总线应提供基于主题的消息传输功能,包括请求应答和发布订阅两 类信息交换模式,各应用***通过总线中间件实现位置透明的松耦合消息交换。
请求/应答
信息交换总线应提供请求/应答模式的信息交换,并且支持同步/异步两种机 制;应答消息中的动词标签应统一采用Reply。在缺乏AsyncReplyFlag标记的 情况下,默认为异步调用。中间件在收到请求消息后,应生成并填写消息信封 中的CorrelationID,并将消息转发给应答方;应答方向中间件返回结果时,应 将CorrelationID一并返回;中间件依据CorrelationID将应答结果返回给调用者。
(a)同步请求/应答
信息交换总线中间件应提供基于同步机制的请求/应答功能,请求方应设置 消息信封中的AsyncReplyFlag为FALSE。
(b)异步请求/应答
信息交换总线中间件应提供基于异步机制的请求/应答功能,请求方应设置 消息信封中的AsyncReplyFlag为TRUE。在异步机制下,中间件应先后返回确 认信息和结果信息。
消息发布
信息交换总线中间件应提供基于事件推送机制的消息发布功能,中间件依据 消息主题将其分发给相关订阅者。
优先级传输
信息交换总线中间件应支持优先级传输功能,依据消息主题所配置的优先级 实现高优先级消息的优先传输。
(2)跨区传输
正反向传输
配电网信息交换总线应具备控制1区与管理3区的穿透能力,能够通过正 /反向物理隔离装置实现跨安全区的信息交换。
透明传输
配电网信息交换总线的跨区传输功能及服务接口对应用***或适配器完全 透明,应用***或适配器无需调用跨区功能及服务接口。
负载均衡
信息交换总线的跨区传输功能应支持多隔离装置及负载均衡功能,能够通过 多个正向隔离装置或多个反向装置实现多通道并发传输。
(3)流程编排
信息交换总线应提供基于人机交互模式及图形化的流程编排,且能对已有的 业务流程进行异常分析和告警。
请求授权
(a)信息交换总线应基于主题机制统一管理各应用***或适配器的请求权 限。
(b)对于某个应用***或适配器,只有经过授权的请求消息才能被响应并 传输。
应答授权
(a)信息交换总线应基于主题机制统一管理各应用***或适配器的应答权 限。
(b)应用***或适配器,只有经过授权,才能收到中间件转发的相应主题 的请求消息,并且通过中间件将应答消息返回给请求者。
(c)对于某个主题,应答方默认能够应答所有请求动词,也可以通过定制 只针对若干动词。
订阅授权
(a)信息交换总线应统一管理各应用***或适配器的订阅权限。
(b)对于某个应用***或适配器,只有经过授权,才能收到相应主题的消 息。
发布授权
(a)信息交换总线应统一管理各应用***或适配器的发布权限。
(b)对于某个应用***或适配器,只有经过授权,才能发布相应主题的消 息。
3、适配器功能
(1)Web服务接口
适配器应提供基于Webservice的信息交换接口。
(2)数据转换
适配器应能实现应用***的私有数据格式和配电网标准消息体格式之间的 互转。
(3)消息封装
适配器应遵循IEC 61968标准定义的消息格式进行消息体封装:
包括动词(Verb)、名字(Noun)、消息源(Source)、时间戳(TimeStamp)、 消息ID(MessageID)、关联ID(CorrelationID)、异步标志(AsyncReplyFlag), 以及针对消息内容的编码与压缩信息;编码采用Base64算法;压缩采用GNU Zip算法。
消息动词
动词应遵循IEC 61968标准,动词之间的对应关系应满足以下要求:发布 消息与订阅消息采用同一事件动词,而请求消息采用请求动词,应答消息采用 唯一动词Reply。
消息名词
消息名词应符合配电网信息交互场景中的名词定义,并且与消息体中的数据 内容保持一致。
4、管理与控制功能
配电网信息交换总线应提供面向总线与适配器部署、配置、运行等方面的统 一管理与控制功能,包括***管理、主题管理、日志与统计、状态监测及信息 安全等。
(1)***管理
***注册
配电网信息交换总线应提供应用***或适配器注册功能,只有经过注册的系 统或适配器才能与总线进行连接和信息交换。
用户管理
配电网信息交换总线应提供用户管理功能,用户类型应分为浏览用户和管理 员用户两类,并且为不同的用户分配不同的口令,以实现配电网信息交换总线 的分类维护与***安全。
服务管理
信息交换总线应提供应用***服务的注册、状态查询与维护,实现对分散在 不同安全区域、异构***中服务资源的管理。
名词管理
信息交换总线应提供基于名词的主题查询与可视化功能,管理员能够查看针 对某个主题的各种动词权限分配情况,以及对应的应用***或适配器。
优先级管理
信息交换总线应提供基于主题的优先级配置功能及其人机界面,以实现基于 主题优先级的消息传输功能。
(2)日志与统计
***日志
信息交换总线应提供用户登录、操作日志、***接入、运行异常与告警等方 面的日志功能。
消息日志
信息交换总线应提供消息交换日志功能,记录消息ID、发起方、时间戳、 消息主题、交互模式、状态等信息。对于异常和出错的消息,配电网信息交换 总线应提供消息内容持久化存储功能。
统计功能
配电网信息交换总线应提供多种方式的消息交换统计,包括但不限于:
(a)总体消息交换、分区总线、适配器的消息交换数量和体积;
(b)每条总线、每个应用***或适配器的最大吞吐效率、最大并发数量;
(c)交换数量或数据体积中最大的主题、应用***;
(d)跨区传输效率及消息数量等。
报表功能
信息交换总线应提供面向日志记录和统计数据的报表输出功能,并且可以定 制各项输出内容。
(3)状态监测
信息交换总线应提供针对所属服务器的CPU、内存、硬盘、网络等硬件的 状态监测功能。
状态监视
信息交换总线应提供针对规定状态的可视化监视功能,管理员可以了解配电 网信息交换总线服务器的各种状态。
状态分析
信息交换总线应对规定状态的监测数据进行分析,及时发现信息交换总线的 各种异常及潜在异常。
异常告警
信息交换总线应对状态分析结果进行判断,基于设定阈值进行异常告警。
(4)信息安全
身份认证
配电网信息交换总线应提供面向应用***或适配器的身份认证功能。每个应 用***或适配器有各自的帐户名和密码。只有通过总线认证后,应用***或适 配器才能接入总线。
账户/口令信息需要线下传递和配置,禁止在线传输。
信息交互总线测试流程
1、测试方法
(a)测试环境搭建
根据被验收产品特性,利用压力测试软件、操作***监控软件软件、及各种 辅助设备,搭建功能测试平台。
(b)***性能测试
在模拟的环境下,运用专用测试软件,验证被测***的性能是否满足需求规 格要求。
(c)模拟测试
在模拟的环境下,运用专用测试软件,验证被测硬件是否满足需求规格要求。 目的是通过与***的需求相比较,发现所构建的***与合同需求不符或矛盾的 地方,检验***硬件构成是否符合预期结果。
(d)功能测试
在模拟的环境下,根据合同确认的技术要求及功能和测试用例,按先期规划 的测试方案逐项测试,检查产品是否达到用户要求的功能。通过负载测试,确 定终端在工作负载下***的性能正确化。
(e)接口测试
利用模拟测试平台,通过电缆连接主站与信息总线接口,通过功能测试验证 主站接口通道的输入、输出的正确性。
(f)72小时连续运行测试
主站***连续运行72小时,检验***在连续时间内的运行状况是否正常。
2、测试内容
按照表A1、A2、A3对总线性能及功能进行评价,对评价中发现的每一项缺 陷和偏进行详细记录。
表A1信息交换总线硬件测试表
表A2信息交换总线功能测试表
表A3信息交换总线功能性能表
研究信息交互总线功能符合度评估方法
在总线功能层次上有两类评估技术:询问和度量。
(1)询问技术
生成一个体系结构将要问到的质量问题,可适用于任何质量属性,并可用于 对开发中任何状态的任何部分进行调查。询问技术包括场景、调查表、检查列 表。调查表是通用的、可运用于所有软件体系结构的一组问题;而检查列表则 是对同属一个领域的多个***进行评估,积累了大量经验后所得出的一组详细 的问题。两种技术都是事先准备好的,由评估人员用于搞清软件开发中反复出 现的问题。而场景比起上述两种技术,能更具体地描述问题。
(2)度量技术
采用某种工具对体系结构进行度量。它主要用于解答具体质量属性的具体 问题,并限于特定的软件体系结构,因此与询问技术的广泛适用有所不同。另 外,度量技术还要求所评估的软件体系结构已经有了设计或实现的产品,这也与 询问技术不同。
面向***级即插即用与无缝接入的配网***接入测试规范技术路线,研究 插即用接口适配器的所需要满足的技术条件,建立可对不同通信方式,不同消 息格式,不同业务内容的仿真工具,与接口适配器共同构成测试环境;按照功 能需求,选择和设计测试用例,利用仿真器进行仿真测试,最终给出测试结果。
测试规范
1、接入方式一致性测试
客户端与服务端的接口符合标准的信息交互规范,则接口与信息交换平台 直接进行交互,其中应用***可通过应用组件适配器实现接口标准化工作。
客户端与服务端的接口符合信息交互规范,但客户端与服务端使用不同的 传输机制,总线通过中间件适配器进行协议转换。如WS客户端与JMS服务端 之间的转换,或者WS服务端与JMS客户端之间的转换。
服务端是数据库、文件***等无法实现标准化接口工作的应用***,总线 适配器应完成应用组件适配器及中间件适配器的功能。
2、场景一致性测试
根据业务场景,交互数据大致分为消息、电网模型。消息的描述语言是 XML(eXtensive Markup Language),电网模型的描述语言是RDF(Resource DescriptionFramework),在CIM三层参考架构语法层(执行层),对应的包含了两 种语法格式:RDFSchema和XML Schema。因为RDF Schema提供了设备之间 拓扑连接关系和资源之间层次关系的表示方法,RDF Schema通常被用作表示和 交换电力***模型数据(参见IEC61968-13和IEC61970-452标准)。而XML Schema有非常丰富数据类型,通过资源之间灵活的层次嵌套,方便地在不同数 据类型之间转换,所以在IEC 61968系列标准中,XML Schema被用作消息模式。 综上,实例数据与场景子集之间的一致性校验分为消息与消息模式一致性验证、电力***模型数据与模型模式一致性验证。
3、模型一致性测试
IEC CIM的建模和发布都是基于UML,UML是一种图示化的建模语言,非 常方便人类理解和修改,但却不便于机器识别和处理,为了实现自动化的一致 性校验工具,需要将基于UML描述的CIM映射为机器可识别语言,IEC 61970-501标准给出了将UML描述CIM映射为RDF Schema描述CIM的方法, 因为RDF Schema语言本身存在描述能力的不足,IEC61970-501标准在RDF Schema语言的基础上对语言进行了扩展,这些扩展增强了一定的描述能力,但 并没有完全解决RDF Schema语言描述能力不足的问题,所以本文引入 OWL[5](Web Ontology Language)作为CIM和子集在知识层的形式化描述语言。
众所周知,UML是统一建模语言,XMI(XML Metadata Interchange language) 是可以在UML工具中编辑的结果模型描述语言,绝大部分的UML编辑工具都 支持将UML模型保存为XMI描述的模型,OWL是W3C推荐的网络本体语言, 有强大的模型描述能力。
UML和OWL接近相似[6],尤其作为根本概念的类和关系(OWL中称为属 性),而且CIM/UML是用UML描述抽象实体-关系概念,与UML描述程序或 软件相比,CIM/UML与本体模型描述语言OWL能够有非常好的映射。美国电 力科学研究院(EPRI)推荐使用CIMTool实现CIM/XMI映射CIM/OWL。
在描述CIM时,OWL的基本概念是类(Class)和属性(Property),类是实体的 抽象描述,属性是实体特征的抽象描述,属性又分为数据类型属性(DataType Property)和对象属性(Object Property),数据类型属性是实体与数据值之间关系的 抽象描述,对象属性是实体与实体之间关系的抽象描述。为了最大限度的减小 本体规模,OWL采用类之间继承的方式(subClassOf)消除属性冗余,属性约束 (OnProperty)包含值域(rdfs:range)和基数(Cardinality)两个部分,值域是属性取值 类型的约束,表达值域的语义要素有allValuesFrom(全部取值)、 someValuesFrom(部分取值)、one of(枚举),基数是属性出现次数的约束,语义要 素:minCardinality(最小基数)、maxCardinality(最大基数)。
根据OWL描述模型和模型本身的特点,将CIM全模型与子集之间的一致性 校验转化为类之间的一致性校验。验证引擎基于OWL语义词汇的检索和语义分 析实现。
校验规则:
(1)子集所有的类名在CIM全模型中有定义
(2)子集所有的类的名字空间前缀、URI、词汇信息与CIM全模型中同名类 相同
(3)子集中类的属性(包含继承的属性)在CIM全模型中同名类中有定义
(4)子集中类与CIM全模型中同名类有相同的关键属性(包含继承的属性),关 键属性指最小基数大于0的属性。
(5)子集中属性和CIM全模型中属性的值域相同
(6)子集中属性的基数和CIM全模型中该属性基数范围内。
4、消息一致性测试
消息验证,参照XML文档的合法性验证,是将XML文档的结构与内容与 其模式(XSDs)进行比较,如果成功通过了元素(elements),属性(attributes),和基 数(cardinalities)的验证,那么则是一个合法的XML文档。根据XML与XML Schema[7]之间的映射模型,第一步是将XSDs转换为Java对象(验证规则的描 述),然后通过增加函数设置特定数据类型的约束。消息验证应用程序主要包含 四个模块:XML阅读器、模式分析器、验证引擎和错误处理器。模式分析器 负责分析XSDs,然后创建约束类,约束类被验证引擎用作验证XML文档的规 则,XML读取器的作用是读取分析XML文档,将每一个元素或类型(简单类型、 复杂类型)传递给验证引擎,由验证引擎根据规则进行校验,错误处理器负责捕 获校验过程中的错误信息。
一致性校验规则:
假设I代表实例文档中所有元素节点的集合,S代表对应模式文档中所有元 素组件的集合。Iattrs代表实例文档中所有属性节点的集合,Sattrs代表对应模式 文档中所有属性组件的集合。
(1)元素节点:
i.type=s.type i.name=s.name
(2)属性节点:
a.name=as.name
a.value=as.ref_type/*XML文档实例取值符合模式规定的类型*/
as.ref_use="required"
as.ref_use="Optional"
x.name≠as.name/*校验在节点下不出现相同的属性*/
(3)元素节点量化约束:
minOccurs≤|subElem|≤maxOccurs/*每一个元素类型的子元素出现次数都在合法范围内*/
(4)属性节点约束:
如果属性约束设置为required,那么对应的实例文档中必须出现该属性;如 果属性约束设置为Optional,那么对应实例文档中该属性可以出现,也可以不出 现。
5、仿真测试实例
通过上述检验方法,可以为配网***接入配电网模型等应用提供校验服务。 以OWL描述的模型规范为语法校验配置,以Jena rule描述的电力***规则为拓 扑校验配置。当应用***(如配电自动化***)通过总线接入配电网模型/拓扑时, 根据配置对配电网模型/拓扑进行校验,如果没有发现冲突,配电网模型/拓扑直 接接入到配电自动化***;如果发现冲突,反馈冲突信息给地理信息***,同 时告知配电***。
在线模拟配电自动化***通过信息交互总线接入配电网模型信息,在模型信 息中设置错误,测试校验效果。测试结果表明,快速的检测到相关错误,并给 出准备的错误信息。
互操作一致性测试方法
依据IEC61968标准,采用建模研究成果,对配电网各***的私有模型进行 标准化扩展,形成适合智能配电网的全模型规范。根据配用电复杂应用架构需 求,建立测试软硬件部署体系,并对信息总线进行总线功能符合度测试;基于 自动回路技术研究集成于信息总线的测试仿真器适配器,灵活生成并组织测试 用例,对各类接入***进行无缝接入测试、消息测试和全模型测试。
基于模型子集的自适应扩展***的工作原理所示,它描述了模型由 CIM/XML到标准的CIM、SVG的转换过程,以及利用扩展子集(XSD)对CIM 模型进行的规范性验证。
***的工作流程分为3个步骤:
校验过程:用于在导入前筛选出元数据在语义上与基准CIM及其扩展的 全模型不兼容的信息,输出验证结果;
导入过程:用于导入大馈线模型中馈线上设备与站内设备,输出单线图; 导出过程:用于将单线图上所有拓扑分析正确的设备导出为CIM、SVG 文件,提交给其它应用***使用,完成了数据迁移的同时,对比导入前 与导出后的模型,闭环校验数据的正确性,包括设备数量,具体属性和 位置拓扑关系等。
一致性测试原则
以配用电信息模型版本为基准进行信息模型一致性测试;以标准消息封装规 范对交互的消息进行统一封装测试。以配用电信息交互场景中定制的标准消息 子集(XSD)为基准对交互信息进行消息格式测试。信息模型和消息格式的一 致性测试涵盖对交互信息的语义和语法验证。应对同时交互的图形和数据进行 非完备性的一致性校验测试。电网静态拓扑数据及其电网元件基本参数可采用 CIM/RDF格式,交互场景中的消息应采用CIM/XSD格式,图形文件应采用 CIM/SVG格式,可支持对CIM/E、CIM/G格式的消息封装。
配网***交互一致性测试包括信息模型一致性测试、消息格式一致性测试、 应用数据校验测试;信息模型一致性测试在模型层验证,从消息体解析出电网 模型元数据信息,并将其与统一发布的配电、统信息模进行差异性比对,反映 出不兼容信息,从信息源上保证数据解释的一致性;消息格式一致性测试在数 据层验证,测试消息格式的合法性,对基于配网***交互场景的消息子集(XSD) 对数据边界定义和约束进行比对,得出不一致部分;消息封装一致性测试在数 据层根据IEC61968的标准消息信封格式和消息头的动、名词枚举和配对约定, 进行消息一应答协议的一致性测试;数据质量测试在应用层进行验证,主要解 决图形和数据模型的匹配、电网静态拓扑数据和电网元件基本属性数据的正确性、以及满足基本应用要求等问题。
一致性测试内容
信息模型一致性测试,采用基于本体OWL的信息模型验证方法,基于公 理来描述类和属性的特征及相互关系,通过推理机制来实现一致性测试;项目 应包括类定义测试、类属性测试、类之间关系测试和基数测试;类定义测试: 从实例中抽取出元数据,测试其定义的类是否在统一信息模型或其子集中定义; 类属性测试:从实例中抽取出元数据,测试其定义的类属性是否在统一信息模 型或其子集中定义,应验证属性名称、属性类型等项目;类之间关系测试:从 实例中抽取出元数据,测试其定义的类之间的关系是否在统一信息模型或其子 集中定义;基数测试:从实例中抽取出元数据,验证其定义的类之间关系和类 属性的基数是否与模型定义一致。
消息格式一致性息格式一致性测试以DL/T 1080-1标准为依据,并且满足 W3C定义的基本要求;7.2DL/T 1080-1定义的消息格式,整个消息由消息信封 和消息体组成,消息信封由消息头、请求组件和应答组件组成。通用消息类型 有四种,包括RequestMessage、ResponseMessage、EventMessage、FaultMessage。 RequestMessage包括消息头、请求组件和消息体;ResponseMessage包括消息头、 应答组件和消息体(可选);EventMessage包括消息头和消息体;FaultMessage包 括应答组件。通用消息类型在消息信封最前面位于消息头之前定义,所以消息 格式一致性测试包括消息信封头定义、消息头部分测试、请求组件部分测试、 消息体部分测试;消息信封头测试包括信封头中命名空间定义测试、通用消息 类型定义测试。
命名空间定义测试。验证消息头中是否定义命名空间,若没有扩展CIM及 其子集,命名空间应定义为ns0;若扩展了CIM,也应有不为ns0的命名空间定 义;
通用消息类型定义测试。验证消息信封头中定义的通用消息类型是否是RequestMessage、ResponseMessage、EventMessage、FaultMessage其中之一;
验证整个消息结构是否与消息类型相符,FaultMessage只应包括应答组件;EventMessage只应包括消息头和消息体。
应用数据校验测试在应用层进行,目的是发现交互信息中对配电***正常运 行影响较大的常见错误,应用数据校验测试包括图形测试、数据一致性测试和 拓扑关系测试。图形测试包含图模匹配、图元(Symbol)定义完整性检测、连 接线与电力设备连接关系检测。数据一致性测试包含类型检测、值域检测、基 数检测、空值检测、ID规则检测、对象重复检测、引用无效检测。拓扑关系测 试包括引用无效检测、合环测试、孤岛测试、跨电压等级连接测试。
一致性测试评估
配网***入网测试应针对信息模型和消息格式进行一致性验证;在线信息 交互测试应针对信息模型、消息格式和应用数据质量进行一致性验证;信息模 型和消息格式一致性测试的所有测试项目应百分之百通过;数据质量测试可作 为配电用电***验收细则的补充;通过一致性测试的数据文件可加入测试对应 的信息模型版本号、消息格式版本号及时间标签。
互操作一致性评估方法
在配电网全网模型条件下,很难给出一个完整的数据断面,以便进行基于 数值类方法的模型校验,制定一种适用于配网互操作结果的评判方法是该项目 的关键。
1)配电网模型/拓扑一致性评判方法
配电网模型/拓扑在电力生产调度中有非常重要的应用,如辅助转供电方案 分析、业扩辅助报装、拓扑拼接等,保持配电网模型/拓扑在多***间语义的一 致性和可理解是配电互操作的重要内容,因此研究配电网模型/拓扑一致性评判 方法是本项目的关键。
本项目在调研当前已有评判方法的缺陷,并充分研究配电网模型/拓扑形式 化描述方法和本体推理技术的基础上,建立了一种基于本体推理机的配电网模 型/拓扑一致性评判方法,并制定了一致性校验的规则,实现了语法校验、拓扑 校验和***导入等三个层面的评判。
2)配电网消息一致性评判方法
与配电网模型/拓扑不同,消息中没有很多强关联关系,因而配电网消息的 形式化描述语言是XML(可扩展标记语言),而和配电网模型/拓扑一样,消息一 致性是多***间的信息互通、业务的高效协作与商务智能的重要基础,因此研 究配电网消息一致性评判方法是项目的关键。
本项目在充分研究配电网消息及其形式化描述方法的基础上,参照XML文 档的合法性验证,将XML文档的结构与内容与其模式(XSDs)验证,建立了配电 网消息一致性评判方法,并建立了一致性校验规则和流程。
3)业务场景层子集与全集公共信息模型(CIM)一致性评判方法
业务场景子集是根据应用需求,从全集公共信息模型中抽取的类、属性,并 加入特定的约束规范,从而形成的子集公共信息模型,公共信息模型是配电系 统之间语义理解的基础,子集是业务场景相关***语义理解的基础,子集同时 是配电网模型/拓扑、消息等实例数据应该遵循的语法规范,而由于版本更新和 私有扩展的问题,会导致子集与所参照的全集公共信息模型不一致,因此,研 究子集与全集信息模型的一致性评判方法是本项目的关键。
本项目在充分研究公共信息模型建模与子集抽取及其相互关系的基础上,建 立业务场景层子集与全集公共信息模型(CIM)一致性规则,提出一种基于网络本 体语言(OWL)的子集与全集公共信息模型的一致性评判方法。
4)中间件适配器和应用组件适配器一致性评判方法
应用组件适配器的功能是将本***的数据模型映射到以公共信息模型(CIM) 为基础的抽象组件上,而中间件适配器的功能是根据IEC 61968系列标准定义的 消息格式封装经过应用组件适配器转换的数据。标准化的应用组件适配器是互 操作一致性的重要基础,因此研究中间件适配器和应用组件适配器功能与IEC 61968中相关标准的一致性评判方法是本项目的关键。
本项目在充分研究IEC 61968中关于中间件适配器和应用组件适配器的相关 标准的基础上,分别提出了针对应用组件适配器中模型转换逻辑和中间件组件 适配器消息封装的评判方法。
5)接口一致性评判方法
互操作的核心之一是接口,只有接口与数据相结合,才能完成***之间的数 据交换,标准化的接口是实现互操作的关键。
本项目在充分研究OPC UA和IEC 61968-100的基础上,提出了适合国内配 电领域的接口一致性评判规范,并基于此规范提出了一致性评判的方法。
本发明所使用的若干技术术语仅仅是为了便于描述,并不构成对本发明的 限制,本发明不局限于以上所述的较佳的实施方式,基于本技术领域的技术人 员所能够获知的公知技术或者采用现有技术中所能够等效替换的各种变形及更 改的实施方式,凡是基于本发明的精神或者技术构思,均应包含在本发明的保 护范围之内。
Claims (1)
1.一种智能营配信息集成***信息互操作一致性测试方法,其特征是:搭建智能营配信息集成***信息互操作体系,基于IEC61968/61970标准分析智能配电网各接入***的互操作需求,制定满足互操作需求符合IEC61968标准的XML消息规范、信息总线功能规范、功能测试规范、***接入测试规范及一致性测试工具,研制相应的功能模块,集成实现一体化一致性测试平台,最终获得一体的互操作一致性测试方法,接入***包括生产管理***、配电网GIS***、配电自动化***、调度自动化***和营销信息管理***;互操作一致性评估方法包括配电网模型/拓扑一致性评判方法、配电网消息一致性评判方法、业务场景层子集与全集公共信息模型(CIM)一致性评判方法、中间件适配器和应用组件适配器一致性评判方法、接口一致性评判方法;研究支持IEC 61968-1-1和IEC 61968-1-2消息接口的消息中间解析器,以验证中间消息的合规性;从适用条件、安全性要求、接口功能、模型校验功能、消息处理功能、服务代理功能、事件处理功能以及性能要求方面制定信息总线功能规范,提出满足总线功能测试要求的测试环境,搭建总线功能测试***,甄选生成测试用例,对消息总线进行测试,根据总线符合度评判标准分析测试结果,从而形成功能测试规范;信息交互总线测试方法为测试环境搭建、***性能测试、模拟测试、功能测试、接口测试和72小时连续运行测试;面向***级即插即用与无缝接入的配网***接入测试规范:在总线功能层次上有两类评估技术:询问和度量:(1)询问技术:生成一个体系结构将要问到的质量问题,可适用于任何质量属性,并可用于对开发中任何状态的任何部分进行调查,询问技术包括场景、调查表、检查列表;调查表是通用的、可运用于所有软件体系结构的一组问题;而检查列表则是对同属一个领域的多个***进行评估,积累了大量经验后所得出的一组详细的问题;两种技术都是事先准备好的,由评估人员用于搞清软件开发中反复出现的问题,而场景比起上述两种技术,能更具体地描述问题;
(2)度量技术
采用某种工具对体系结构进行度量,它主要用于解答具体质量属性的具体问题,并限于特定的软件体系结构,因此与询问技术的广泛适用有所不同,另外,度量技术还要求所评估的软件体系结构已经有了设计或实现的产品,这也与询问技术不同;
面向***级即插即用与无缝接入的配网***接入测试规范技术路线,研究插即用接口适配器的所需要满足的技术条件,建立可对不同通信方式,不同消息格式,不同业务内容的仿真工具,与接口适配器共同构成测试环境;按照功能需求,选择和设计测试用例,利用仿真器进行仿真测试,最终给出测试结果。
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