SOA架構(gòu)下的服務(wù)組合及其在電力領(lǐng)域的應(yīng)用研究.pdf

1、產(chǎn)品生產(chǎn)消費(fèi)同步完成的電力行業(yè)，市場化發(fā)展要求其資源整合同時(shí)具有可擴(kuò)展、可重用、敏捷可靠且實(shí)時(shí)性好等特征。然而，現(xiàn)有集成技術(shù)缺乏工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持，集成局限于異步互操作、耦合緊密，且組件研發(fā)工作量巨大。SOA（Service Oriented Architecture）以流程管理服務(wù)，服務(wù)基于廣泛接受的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，能重用大量現(xiàn)有電力組件，具有解決電力信息集成瓶頸問題的潛質(zhì)。SOA架構(gòu)得以應(yīng)用推廣的直接原因在于其允許重用和組合實(shí)現(xiàn)服務(wù)增值。

2、但服務(wù)組合，尤其是動態(tài)服務(wù)組合問題一直沒有得到解決。本文結(jié)合使用UML、Petri網(wǎng)理論和BPEL(Business Process Execution Language)語言實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)對齊的服務(wù)組合建模、分析和自動執(zhí)行，并對服務(wù)進(jìn)行分類梳理，從組合的基礎(chǔ)著手研究，促進(jìn)服務(wù)組合向動態(tài)化、自動化發(fā)展。
　　 (1)從SOA的工程實(shí)際和理論研究出發(fā)，發(fā)現(xiàn)阻礙服務(wù)動態(tài)組合和自動執(zhí)行的關(guān)鍵因素在于服務(wù)的無序性、難以組織性和不規(guī)則性。針對

3、此問題，通過明確和統(tǒng)一 SOA相關(guān)概念，在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地構(gòu)建了一個(gè)系統(tǒng)的分類服務(wù)體系，將服務(wù)劃分為數(shù)據(jù)服務(wù)、功能服務(wù)、流程服務(wù)、系統(tǒng)服務(wù)和交互服務(wù)五類。同時(shí)，為分類服務(wù)建立服務(wù)本體，嘗試將服務(wù)分類的研究成果應(yīng)用于改善SOA架構(gòu)在運(yùn)行中的服務(wù)組合特性，并設(shè)計(jì)了動態(tài)面向服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用于電力信息集成的架構(gòu)模式和概念層次。進(jìn)一步地，將分類服務(wù)應(yīng)用于電廠競價(jià)業(yè)務(wù)的構(gòu)建。結(jié)果表明，分類服務(wù)在實(shí)現(xiàn)SOA應(yīng)用時(shí)，層次清晰，維護(hù)簡便，能為SOA

4、架構(gòu)、研發(fā)和管理人員提供一種公共交流語言，有利于服務(wù)的快速重用、標(biāo)準(zhǔn)化、推動其參與動態(tài)組合。
　　 (2)論文對服務(wù)組合有色Petri網(wǎng)建模和模型分析進(jìn)行了深入研究。建立了Web服務(wù)和有色Petri網(wǎng)的映射規(guī)則，討論了服務(wù)組合四種完備的基本運(yùn)算模式及其形式化表達(dá)，描述了組合建模的過程和簡化原則。運(yùn)用線性代數(shù)和形式數(shù)學(xué)理論知識，基于狀態(tài)方程和關(guān)聯(lián)矩陣分析組合模型的活性和有界性。詳細(xì)闡述了基于算法和可達(dá)圖的模型結(jié)構(gòu)正確性分析。通過仿

5、真工具CPN Tools模擬組合服務(wù)的執(zhí)行過程，進(jìn)而獲知服務(wù)組合的正確性。對各種方法進(jìn)行了對比驗(yàn)證。該方法應(yīng)用于年度競價(jià)服務(wù)組合的分析，分析過程從理論模型分析和仿真兩方面進(jìn)行。結(jié)果表明，論文建立的組合建模方法準(zhǔn)確、合理。
　　 (3)為了保障分類服務(wù)組合的有效性，論文還首次運(yùn)用有色Petri網(wǎng)對分類服務(wù)組合模型進(jìn)行了分析與驗(yàn)證。以服務(wù)目標(biāo)、服務(wù)數(shù)據(jù)、服務(wù)資源、服務(wù)狀態(tài)為四要素，為每類服務(wù)建立有色Petri網(wǎng)模型。采用token顏

6、色描述服務(wù)組合的語義、控制流及數(shù)據(jù)流，利用資源庫所模擬運(yùn)行中的資源發(fā)現(xiàn)和在線升級、容錯等功能，基于控制庫所模擬外因事件對運(yùn)行的影響。建立了分類服務(wù)組合算法，對組合模型進(jìn)行簡化和分析。并將組合建模的算法和分析方法應(yīng)用于電網(wǎng)故障診斷業(yè)務(wù)，結(jié)果表明CPN能準(zhǔn)確分析服務(wù)組合模型的合理性。同時(shí)，與建模和執(zhí)行階段類似，為基本分類服務(wù)建立標(biāo)準(zhǔn)Petri網(wǎng)模型，將促進(jìn)服務(wù)重用和規(guī)范化，改善運(yùn)行環(huán)境下服務(wù)組合的效率和精確性。
　　 (4)建立了一

7、整套方法指導(dǎo)電力行業(yè)應(yīng)用SOA的集成實(shí)踐。對將抽象SOA的設(shè)計(jì)模式移用到電力領(lǐng)域出現(xiàn)的具體問題，如SOA架構(gòu)的性能優(yōu)化、集成協(xié)議基礎(chǔ)，服務(wù)鑒別、新服務(wù)設(shè)計(jì)、遺留資產(chǎn)和研發(fā)平臺的重用、服務(wù)注冊管理、服務(wù)組合模式選取、SOA實(shí)施切入等，進(jìn)行分析和選擇。將業(yè)務(wù)流程管理作為突破點(diǎn)，選擇性地結(jié)合ESB（Enterprise Service Bus）進(jìn)行部署，建立了電力企業(yè)應(yīng)用SOA的總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　 (5)在上述研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建電力

8、市場競價(jià)系統(tǒng)原型。根據(jù)電力行業(yè)構(gòu)建SOA應(yīng)用的方法學(xué)，針對不同的業(yè)務(wù)背景，選取不同的實(shí)現(xiàn)模式。詳細(xì)分析了與電廠日前競價(jià)相關(guān)的服務(wù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，及競價(jià)流程基于Active產(chǎn)品的部署。將通過Petri網(wǎng)驗(yàn)證的年度競價(jià)組合服務(wù)部署到IBM WebSphereWPS(WebSphere Process Server)中進(jìn)行實(shí)施。將分類服務(wù)按照其集成邏輯，“即插即用”式實(shí)現(xiàn)電廠競價(jià)業(yè)務(wù)。原型系統(tǒng)表明：BPEL在將服務(wù)組合模型轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行IT系統(tǒng)的