中间件在电力信息化中的作用

    电力信息化是指电子信息技术在电力工业应用中全过程的统称，而计算机信息网络是电力工业信息化的基础。通过多年努力，各级电力企业在发电厂计算机控制、变电站自动化、电网调度自动化、电力负荷管理、管理信息系统、计算机辅助设计、计算机仿真、科研试验等领域有了一定的应用，并在发电厂计算机控制、电网调度自动化方面取得了较高的水平。

    随着电力工业的飞速发展，对电力信息资源的开发提出了更高的要求，信息系统必须利用各种现代化手段为电力工业从规划、建设、生产、交换到消费等全过程的经营活动提供必须的技术基础，为电力工业的科学决策提供服务。

    目前，信息技术的发展已经到了一个崭新的阶段，特别是网络技术的突飞猛进为电力信息化建设提供了强有力的技术保证，各种电力自动化及管理信息系统因为网络技术的支撑而达到了更高的水平。随着各种网络基础设施的完善，建立各种大型分布式处理应用系统的时机已经成熟。此类系统将以其对信息资源的高度共享，高效率、结构灵活、便以扩展等诸多优点更好的满足电力信息化的要求。

    从现有的电力系统的典型应用来看，虽然许多专注于提供电力信息化解决方案的集成商已经将其开发的软件产品移至网络结构下，实现了分布式处理。但目前采用的大都是两层的客户/服务器结构，在中间层采用的是数据库厂家提供的分布式解决方案或自己编写的通信程序。随着对各种老应用的不断扩充和新应用的不断增加，各种电力应用系统面临的问题将越来越多，诸如跨过不同厂家的计算机、不同的网络环境、不同的数据库之间互操作、新旧系统并存、系统效率过低，传输不可靠、数据需要加密、各种应用模式、开发周期过长等等问题，这些问题只靠传统的计算机系统软件或工具软件提供的功能已经不能满足要求。这些问题大多是因为网络化或者分布式处理所带来的问题，换句话说，构成网络系统的基础厂商如通信厂家，网络厂家、计算机厂家、数据库厂家等都没能提供一种统一的支持平台，能把不同厂家的各种硬软件资源整合在一起，为电力应用系统的开发提供支持。就象人们在购物时，面临的是名目繁多的小商店而不是一个超市。这么多的问题的确让给开发大型的分布式应用带来了极大的难度。诸如此类的问题使人们发明的中间件。中间件可以很好的解决这些问题。

    既然许多问题是由各种不同的厂商的产品并存所引起的，又不能靠传统的系统软件（如操作系统和数据库等）、工具软件（如各种编程语言等）解决，人们便想用一种另类的软件来解决。顾名思义，你可以把中间件理解成是处在应用软件和系统软件之间的一类软件，或者是独立于硬件或数据库厂商（处在他们中间，实现他们的互连）的一类软件，亦或是客户、服务方之间的连接件，或者是需要进行二次开发的中间产品。实际上，中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通讯。

    那么，中间件究竟解决什么问题呢？首先，应用的互连和互操作是中间件首先要解决的问题，一个好的中间件产品要能解决应用互连带来的各种问题，如：在通讯上：要支持各种通讯协议、各种通讯服务模式、传输各种数据内容、数据格式翻译、流量控制、数据加密、数据压缩等等。在中间件核心：要解决名字服务、安全控制、并发控制、可靠性保证、效率保证等。在开发上：要能提供基于不同平台的丰富的开发接口、支持流行的开发工具、支持流行的异构互连接口标准等；在管理上：解决对中间件本身配置、监控、调谐，为系统的易用易管理提供保证。其次，针对不同的应用领域，对中间件又有各种不同的要求。因此中间件是一类软件而非一个软件。

    目前流行的中间件有以下几种：

1、面向消息的中间件

    消息中间件是一种基于消息传递的通信软件，基于TCP/IP或其他网络协议，在一个分布式网络环境中，提供各种端到端的数据通信服务。包括实时数据传输（同步、异步）、可靠队列、事件服务、消息生命周期等各种功能。适应各种网络结构和通信媒介。

    消息中间件适用于需要进行数据交换的各种网络应用系统当中。

2、交易管理中间件

    交易管理中间件是一个分布式应用系统开发、部署和管理的支撑平台，在一个分布式联机事务处理系统中，对业务处理流程、系统资源、应用程序进行有效的管理，从而保证数据一致性，提高系统效率和可靠性，使应用系统便以扩展，并缩短开发周期。

    交易管理中间件是开发三层结构应用系统的基础支撑平台。适用于各种并发处理大量业务系统中。

3、对象中间件

    对象中间件是一种基于面向对象技术实现的中间件，同时支持各种分布式对象的应用开发。主要用于解决面向对象、性能、数据一致性、应用集成等关键任务需求。对象中间件将面向对象技术与分布式计算结合起来，用户可以方便地在复杂的分布式环境中建立自己的面向对象应用。

对象中间件适合应用在各种分布式对象处理系统中。

4、应用服务器（web 中间件）

    应用服务器是为了满足目前日益增长的Internet应用的需要。Internet应用，尤其是以Internet为基础的电子商务应用，要求实现信息的采集、管理、发布、交换、处理等。传统的Internet技术不能很好的满足要求，需要一个支撑平台完成对Internet应用的开发、管理和部署。

    大型的Web应用都需要基于应用服务器进行开发。

    那么，各种中间件如何应用在电力系统当中呢？下面分析几种典型的电力应用系统加以说明。

    目前，电力信息化重点工程主要有几类，既发电厂、变电站自动化监控系统、电网调度自动化系统、电力负荷管理系统、电力CAD系统、管理信息系统、电力通信网络监控系统等，各种系统都已具备了一定的应用基础，许多系统已经形成了比较成熟的产品，如果能将中间件技术引入其中，必将使电力信息技术的发展如虎添翼。

1、电力通信网络监控系统

    在电力通信网络监控系统中，由于网络的监控管理需要实时采集遍布全国的各种网源设备的管理数据，因此消息中间件将大有用武之地。同时，如果未来的网络管理走向TMN的话，因为TMN体系结构是以面向对象技术为基础的，因此基于对象中间件来开发将最为合适。

2、电网调度自动化系统（SCADA/EMS/DMS）

    许多新的SCADA系统已经开始采用基于网络的分层结构实现，并独立出来数据采集系统和数据处理系统，系统将在一个广域网环境中实现对电网调度的集中安全监控和管理，因此如果新的SCADA系统能够基于交易中间件实现成三层结构的应用模式，将会在系统的开发周期，效率、安全、可靠性、扩展性方面得到很大的提高。并会对以此为基础的EMS和DMS系统提供更好的支撑。

3、发电厂、变电站自动化监控

    对于变电站的自动化监控，许多系统已经实现了分层处理，许多系统已经把电站与间隔层之间的通信放到以太网上，尽管变电站的自动化监控系统是在一个局域网内，但由于网络上的信息流量较大，业务处理复杂，仍然可以基于交易中间件实现为三层结构。

    对于电厂的自动化系统，一般可以包含厂级监控信息系统(SIS)和厂级管理信息系统(MIS)、辅助车间监控系统、网络站监控系统等组成，这些系统分布在一个发电厂范围内的网络中，对外与电网运营系统，电网调度系统，电力集团的MIS系统互连，系统存在大量的数据传输和数据集中处理，因此系统可以采用消息中间件和交易中间件来构建三层结构的应用。

4、电力信息管理系统

    电力信息管理系统应包括电网实时、办公自动化、计划、统计、生产、燃料、经济活动分析（以部颁关键指标体系为基础）、设备物资、人事、用电营业、综合服务等子系统。MIS系统功能繁多，结构复杂，并需要针对不同的电力企业开发不同的MIS系统，根据不同的业务范围开发出各种局域网、城域网、广域网的应用。随着WEB技术的逐渐成熟，企业管理也将逐渐建立起基于Internet/Intrnet的应用，因此，消息中间件、交易管理中间件、应用服务器都会在电力企业的MIS系统中发挥重要作用。

    综上所述，电力企业的各种信息化系统随着网络技术的发展将会更加成熟，而中间件作为支持网络化应用的基础支撑平台将对各种分布式应用系统的开发、管理和部署带来巨大好处，在不久的将来，中间件将会成为象操作系统和数据库一样，成为开发各种电力应用系统的必选基础软件。

参考文件：
。<电力工业信息化的建设与发展> 中国电力信息中心
。东方电子网站
。<中国火电场自动化的发展趋势与对策> 侯子良
。<电力企业管理信息系统的建设探讨> 董　昕