电力系统系统架构

0 引言

经过多年的电力信息化建设，电力企业已经建成了一系列服务于生产、营销、客户服务、企业管理、财务管理等各个领域的计算机信息系统。这些系统各自实现了相关领域的初步信息化，但也为企业信息化造成了“信息孤岛”的局面，系统之间缺乏联系，信息无法共享，成为了电力企业信息化进一步发展的显著瓶颈。基于这样的考虑，企业对电力营销管理信息系统的需求重点已经逐渐转向“开放、标准、集成”，对应用集成、跨平台、WEB技术等投入了更大的关注。而Java EE技术的成熟和SOA架构的出现，正迎合了这些特点，成为目前构建企业级应用的主流方案。

作为电力企业主要的对外业务系统，电力营销管理信息系统在企业信息化建设中的重要地位自不待言。本文从信息系统战略计划[1]、软件系统工程[2]的角度，阐述了Java EE体系结构和面向服务架构（SOA），提出了业务组件化、服务化、应用分层的设计思想，对电力营销系统涉及的关键技术、系统功能模块和特点进行了介绍。

1 系统总体架构设计

1.1 Java EE体系架构

Java EE（Java 2 Platform, Enterprise Edition）是一种利用Java 2平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构，是一个基于组件的体系结构，定义了一套标准来简化多层分布式企业应用程序的开发，它定义了一套标准化的组件，并为这些组件提供了完整的服务。

Java EE体系架构将表示逻辑、业务逻辑与数据逻辑相分离，使系统的并行操作、网络计算能力大为提高，系统的整体性能得以优化，并采用先进的软件分层设计思想，支持基于框架的开发，降低开发难度和成本，同时降低组件的耦合度，极大地增强软件的可维护性、可扩展性，满足大型管理信息系统的要求。

1.2 面向服务架构

面向服务的体系结构（SOA）是互相通信（例如从一个服务向另一个服务传递数据或协调一个或多个服务之间的活动）的服务的集合，是一个灵活的体系结构，是在计算环境下设计、开发、应用、管理分散的逻辑（服务）单元的一种规范。

将分布在网络中的软件资源看作是各种服务，旨在提供摆脱了面向技术的解决方案，而不必考虑其后台实现的具体技术、具体运行平台、具体物理位置甚至其内部的通讯协议，从而实现更好的业务灵活性，使得企业能够对变化快速和有效地做出响应。

1.3 业务组件化、服务化、应用分层的设计思想

基于Java EE规范的多层体系结构，采用面向服务的体系架构进行应用开发、系统集成，可摆脱面向技术的解决方案的束缚，集中精力于构建电力营销领域的业务模型，从而提高软件复用、加快应用软件的实施。

电力营销管理信息系统逻辑上分为客户层、Web层、业务层和资源层4层[3]。客户层主要负责人机交互； Web层封装了用来服务访问本系统的所有客户端的表示层逻辑；业务层提供业务服务，包括业务数据和业务逻辑，集中了系统大多数业务处理；资源层主要负责数据的存储和组织、数据库的分布式管理等。基于多层分布式组件模型[4]，结合面向服务的设计思想，提出如图1所示的业务组件化、服务化的应用分层体系结构。

应用分层的体系结构，将应用系统中一组类似问题的公共设计和部分实现抽象出来，以业务组件、SOA服务的形式部署运行于J2EE应用服务器上，提供的服务完全抽象了访问的细节[5]，大大提高了软件复用性和软件开发的效率，它强调的是软件设计的复用性和系统的可扩展性。因此，业务组件化、服务化的应用分层体系结构是新一代电力营销管理信息系统设计和实现的关键。

新一代电力营销管理信息系统在应用整合方面具有显著的SOA特性，在与企业内外部的应用系统的集成方面优先采用Web服务的方式。业务组件化设计在最大程度上减少了业务模块之间的耦合程度，促进了软件的重用，使得业务系统能够敏捷地适应业务规则的变化。采用Web服务进行应用系统集成则在于保证了松散耦合与跨平台的突出优势，这两个特性克服了企业应用在异构平台集成及集成安全性、灵活性方面的突出要求。

2 系统实现关键技术

2.1 Java EE技术

Java EE是开发可伸缩的、具有负载平衡能力的多层分布式跨平台企业应用的理想平台。Java EE的核心是一组规范和指南，定义了一个使用Java语言开发多层分布式企业应用系统的标准平台。Java EE体系内的EJB、Java Servlet、JSP、JDBC、JNDI、JTS/JTA、JMS等技术，为构建基于B/A/S（浏览器/应用服务

器/数据库服务器）纯三层架构的电力营销系统提供了成熟的企业级平台。Java EE有效地满足了电力行业信息化深化的需求。

2.2 XML技术

XML 是一种元标记语言。采用 XML 技术，可以自定义描述一个电力营销管理信息系统需要的标记。XML 的扩展性和灵活性允许它描述不同种类应用软件中的数据，在电力营销系统建设的应用设计开发中采用XML作为描述数据的通用标准，作为应用的数据载体和数据交换媒介，集成已有信息系统的不同来源数据，新设计开发的应用系统也采用XML，保持系统数据的开发性和易集成性。

2.3 Web应用框架

采用开放源码的应用框架（如Struts）作为电力营销系统的Web基础框架，该框架是符合模型-视图-控制（MVC）模型2及基于Java EE和XML技术的企业级Web应用框架。MVC结构是交互式应用程序广泛使用的一种体系结构，其核心就是做到多层应用的松散耦合，为基于组件驱动的 Web编程提供极好的支持，为业务组件化奠定了良好的基础。

2.4 工作流服务

基于工作流联盟（WFMC）的工作流系统参考模型实现工作流平台，由过程建模工具、组织建模工具、系统监控工具、消息服务、系统接口、工作流调度引擎组成，为电力营销管理信息系统提供流程服务。通过抽象流程管理，使得业务过程各个步骤中的资源得到更合理的分配和利用，更好地监督、控制业务的流转情况。

2.5 权限管理服务

采用通用的权限管理平台为电力营销管理信息系统提供基于角色和策略的安全访问控制。通过权限管理服务设置权限项目、角色、用户、部门及相互间关联等，以完成授权。为业务系统提供组件接口，以实现验证用户身份、查询用户权限等功能。

2.6 图库一体化服务

基于Java开发，遵循MVC模式实现的图库一体化服务，实现了图形显示与业务逻辑的分层，为电力营销管理信息系统提供图形管理服务，为用电客户建立包括电源、变压器、电表、互感器等计量装置的拓扑图，反映其直观的拓扑接线方式。

2.7 电费计算服务

通过对业务和技术的总结提升，系统在一套稳健的数据模型——电费电价模型（电价模型、电量电费模型、电费计算模型）的基础上，采用基于交易中间件