基于Web Services的水库调度自动化系统设计

基于Web Services的水库调度自动化系统设计

李崇浩1，纪昌明2，李文武1

（1武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉，430072）

（2 华北电力大学(北京)动力工程系，北京，102206）

[摘要] 在阐述水库调度自动化系统主要应用功能以及介绍Web Services技术的基础上，本文结合Web Services的原理及实现机制提出了面向网络服务的水库调度自动化系统设计方案。文中介绍了该系统地实现思路、总体结构及技术特征，并给出了应用实现样例，为水库调度自动化系统的研制与开发提供了一个新型、可靠的解决方案。

[关键字] 水库调度；自动化系统；Web Services

1 引言

电网水调自动化系统（HDAS）是电网调度自动化的一个重要组成部分，在电网的安全经济运行工作中具有重大的作用。系统的建立实现了水电厂日常水调工作的自动化，不仅为水电厂安全渡汛提供了及时准确的水情信息，而且提供包括防洪、发电等综合利用的优化调度决策支持，具有显著的经济效益和良好的社会效益[1]。在当前随着我国电力市场改革的深入，积极开展水调自动化系统应用软件的研究，加快电网水调自动化系统的建设发展，使其在防洪、水库优化调度和资源优化配置方面发挥更大的作用，不仅是进行科学水库调度的需要，同时也是适应当前电力市场发展要求、适应电网现代化管理的需要。

目前，电网水调自动化系统主要采用的传统C/S结构[2]，或者以C/S为主，结合部分的B/S方式（如Web信息发布）；系统以水调数据库为核心，在其基础上实现其各个子应用系统，包括数据查询/编辑子系统、业务报表子系统以及高级专业应用子系统等。

近年来随着计算机网络技术的进步、大规模系统软件开发技术以及分布式计算领域的快速发展，迫切需要能够方便地实现Internet/Intranet上跨平台、语言独立、松散耦合的异构应用的交互和集成。Web Services作为新一代的Internet 应用技术，提出了面向服务的分布式计算模式[3，4]。目前，Web Services已成为计算机领域的一个研究热点，学术界和业界技术厂商如IBM，Sun，Microsoft等都对其表示了密切的关注，纷纷加入到Web Services的研究和开发中。本文在分析水库调度应用需求的基础上，结合Web Services技术的原理及实现机制，提出了基于面向Web服务的新型水调自动化系统设计方案。

2HDAS系统主要功能

电网水调自动化系统是一项充分利用现代计算机技术和数据通讯技术，进行与水电厂水库运行相关的监视、预报、调度及管理的多学科综合系统工程。系统的主要功能如下。（1）数据处理

对采集的各种数据进行处理、计算、存储。HDAS涉及到的数据种类繁多且信息量大，包括水情测报系统采集的流域水雨情数据、EMS数据、气象信息数据等等。

（2）流域监视

实时动态地监视全流域水情变化，既包括各单元流域和水系，各雨量站点和水位站点以及大坝各种特征水位、蓄水量和流量值。以流域动态画面实时反映全流域任一时刻的水位和降雨变化，以雨强图和等雨量线图分析当前流域雨情雨势。对异常数据，实时进行报警。（3）信息查询

根据给定的检索条件通过图、表方式显示和打印各流域或水系实时水情信息、水文特征值、实时洪水预报、水库调度结果等，亦可进行各种历史数据浏览。

（4）业务报表

完成常规的水务计算及各类生产日、旬、月、年报表的生成、存档、打印等。

（5）径流预报

属于系统的核心高级应用之一。包括实时洪水预报以及中长期径流预报。根据采集的水雨情数据或其他数据，应用各种科学的水文预报模型（短期和中长期）进行来水预报，以供预报调度和决策。

（6）发电调度

应用径流调节计算和水库优化调度理论和方法，以实现最大经济效益为目标，根据电站入流、系统负荷以及机组特性等情况，进行短期和中长期的发电调度计算，生成相应的优化调度结果和方案，为生产和运行提高决策支持。

（7）系统管理

进行系统各类参数设置、界面方案设置、用户管理、文件管理、历史数据的修改、备份以及实现与其他系统（如MIS）接口的相关设置等。

3 Web Services 技术

Web Services技术是一项基于Web的分布式计算和处理的新技术，也可以说它是建立可互操作的分布式应用程序的新平台。从功能角度讲，Web Services是一种新型的web应用程序，具有自包含、自描述以及模块化的特点，可以通过web发布、查找和调用[3]。其实现的功能可以是响应客户端一个简单的请求，也可以是完成一个复杂的商务流程。Web Services 具备以下特征：完好的封装性；面向服务，松散耦合；使用标准协议规范；高度可集成能力[5]。近年来成为软件界的热点之一，受到了广泛的关注和应用。

Web Services涉及的核心技术规范包括XML，WSDL，SOAP和UDDI。WSDL是程序员描述Web Services的编程接口；Web Services可以通过UDDI来注册自己的特性，其他应用程序可以通过UDDI找到需要的web服务。SOAP则提供了应用程序和web服务之间的通信手段。而WSDL，SOAP和UDDI都建立在XML基础之上。

（1）XML。可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）使用标记来界定内容，允许用户定义任意复杂度的结构，具有良好的扩展性；它具有自描述性，适合数据交换和共享；XML另一个优点是无关性，独立于具体的平台和厂商，确保了结构化数据的统一。目前XML已成为开放环境下描述数据信息的标准技术，也是Web Services中信息描述和交换的标准手段。

（2）WSDL。Web Services采用WSDL（Web Service Scrimption Language）来描述其服务接口。WSDL采用XML schema定义，能够对各种语言实现的服务接口进行描述，具有语言无关性。WSDL将Web Services定义为网络端点的集合，使用类型、消息、端口等元素来