CIM及CIS简介

CIM简介王康元浙江大学电力系统自动化研究所2004.11.24CIM概念用什么来建模他怎么样定义对软件开发的冲击如何来用他用什么来建模公共信息模型(CIM)提供了一个公共的电力系统模型，使得可以在任何领域作集成模型包括公共的类，他们的属性和他们之间的关系•可以作为逻辑数据计划的启示(例如：可操作的数据存储)•为集成总线定义一种公共数据语言,即“信息交换模型”(IEM)但需要指出的是•CIM不是数据库，而仅仅是数据模型(元数据)。•遵从CIM意味着公用接口的数据表示符合CIM三方面的要求：语义－命名和数据的意义，词法－数据类型，关系－根据与CIM其他部分的关系，可以找到与此相关的数据。•遵从CIM并不意味着数据库的结构与CIM的类图完全一致，也不意味着支持CIM的所有方面。5发电厂负荷交流线路发电公司控制区域Operates拥有供电公司供给能源母线连接到连接到连接到提供传输控制对象含义标准的作用最小化互联的费用语义语法服务只需要一次转换而不是多次，当需要互联时61970所定义的CIM主要的包61968扩展的包ClassDiagram:61968/61968从原理上来划分LCTPT测制与保护模型（61850）L电气模型（操作模型）工程模型（资产）CTPTBreakerTransformerSpareTransformerCourtesyofPsycorInternational,Inc.如何来用它OutageManagementInterfaceAdapterDistWiresModelEMSTransWiresModelDACInterfaceAdapterCustomerInfo.SystemVRUEventHistoryHumanResourcesDistributionAutomationDataWarehousePlanningSystemsInterfaceAdapterIEC61968CompliantMiddlewareServicesInformationExchangeModelWorkManagement...=IEC61968InterfaceGISFinancial最终目标：企业总线近期应用新上应用的数据分析和设计对外接口的数据标准化系统间的移植类图CIM详述类图类图技术已成为面向对象方法中真正的主要技术,事实上,每种方法都含有这种技术的变形情形.类图表述了系统中各个对象的类型和其间存在的各种静态关系.类图类是具有若干对象共性的对象，是“一类对象”的抽象描述。如：“计算机”类是各种各样具体计算机的抽象表示。类图的单元可以表示类的属性与行为。类图单元之间的连线可以表示类间关系。类间关系包括：泛化关系(即继承关系)、依赖关系(即组成关系)、关联关系(即使用关系)1.一般与具体的关系超类相对于子类来说更具一般性、普遍性；子类则是对超类的逐步具体化。子类可通过继承重用超类的属性与方法。PowerSystemResource(fromCore)Company(fromCore)ControlHouseEquipment(fromCore)Equipment(fromCore)EquipmentContainer(fromCore)+Operates_PSRs0..n+OperatedBy_Companies0..n0..n0..n+Contains_Equipments0..n+MemberOf_EquipmentContainer0..10..10..n2、聚合关系超类是子类的聚合；子类则是超类的分解。相对来说，超类称为聚合对象，可视为子类的“容器”；子类称为组成对象，可视为超类的“内含”。聚合对象(超类)可重用组成对象子类的方法。SubControlArea(fromCore)Substation(fromCore)VoltageLevel(fromCore)Bay(fromCore)0..11..n0..11..n0..110..n10..n0..10..n0..n0..10..n0..10..n3.关联关系类间可通过“消息”传递方式来引用。PowerSystemResource(fromCore)Company(fromCore)ControlHouseEquipment(fromCore)Equipment(fromCore)EquipmentContainer(fromCore)+Operates_PSRs0..n+OperatedBy_Companies0..n0..n0..n+Contains_Equipments0..n+MemberOf_EquipmentContainer0..10..10..ni.类与对象用矩形框表示。矩形框中第一栏为类名。如变压器；矩形框中第二栏为类的属性名；如“容量”矩形框中第三栏为类的行为；如“得到名称”ii.类间的关系用相应的连线表示。用法可视化图符名称描述类这个图符表示一个类，其中第一栏是类的名，第二栏是类的属性，第三栏是类的操作。包包是一种分组机制，表示一个类图集合。关联关联用于表示类的对象间的关系。其特殊形式有组成关联(Composition)和聚集关联(Aggregation)聚集关联聚集关联用于表示类的对象之间的关系是整体与部分的关系ClassAttributesOperationsPackageUML类图中的元语组成关联组成关联用于表示类的对象之间的关系：整体拥有各部分，部分与整体共存，如整体不存在了，部分也随之消失。泛化关系泛化关系(也称继承关系)定义了类和包间的一般元素和特殊元素之间的分类关系依赖关系有两个类或包元素X、Y，修改元素X的定义可能会引起对另一个元素Y的定义的修改，则称元素Y依赖于元素X。对象对象是类的一个实例。ObjectValues链接链接用于表示对象间的关联关系的一个实例。CIM详述核心概念：电力系统资源和资产拓展概念各种资源和资产量测拓扑关系电力系统资源和资产资产电力系统资源和资产资源PowerSystemResource（电力系统资源）(fromCore)Company（公司）(fromCore)+Operates_PSRs0...+OperatedBy_Companies0...0...0...Equipment（设备）(fromCore)EquipmentContainer（设备容器）(fromCore)+Contains_Equipments+MemberOf_EquipmentContainer0..10..n0..10..n设备容器电压等级各种资源和资产继承于电力系统资源PowerSystemResource（电力系统资源）(fromCore)Equipment（设备）(fromCore)EquipmentContainer（设备容器）(fromCore)TapChanger（分接头）(fromWires)Line（线路）(fromWires)继承于设备Equipment（设备）(fromCore)GeneratingUnit（发电机组）(fromProduction)ConductingEquipment（传导设备）(fromCore)ProtectionEquipment（保护设备）(fromProtection)PowerTransformer（变压器）(fromWires)HeatExchanger（热交换器）(fromWires)继承于传导设备ConductingEquipment（传导设备）(fromCore)Conductor（导体）(fromWires)RegulatingCondEq（调节设备）(fromWires)Switch（开关）(fromWires)TransformerWinding（变压器线圈）(fromWires)Connector（连接器）(fromWires)EnergyConsumer（能量用户)(fromWires)ACLineSegment（交流导线）(fromWires)Breaker（断路器）(fromWires)BusbarSection（母线）(fromWires)Compensator（补偿器）(fromWires)Disconnector（刀闸）(fromWires)量测拓扑Bus/BranchModelSwitch/NodeModelTopologicalIslandConductingEquipment（传导设备）(fromCore)TopologicalNode11...+TopologicalIsland1+TopologicalNodes1...Terminal（端点类）(fromCore)0...0...+Terminals0...+ConductingEquipment0...EquipmentContainer（设备容器）(fromCore)ConnectivityNode0...0...+ConnectivityNodes0...+TopologicalNode0...0...0...+Terminals0...+ConnectivityNode0...10...+MemberOf_EquipmentContainer1+ConnectivityNodes0...命名与编码命名的目的是标识对象，用来交流和定位对象。在一个系统中对象的名字应该是唯一的，而且要便于定位，还应该具有一定的人可读性。CIM在这方面有个演进的过程，逐步明确，但是，还不够确定。实体的命名方案和实体的层次结构密切相关。命名类命名cim10_011015简化了Naming属性的说明：name：同一父对象范围内各对象的唯一名。discription：对象或实例的描述。pathName：所有容器名的串联。aliasName：对象或实例的随意文字名对于电力系统资源的命名name：实例的局部短名。容器层次结构中对象的name的范围就是它所属的结构层次，在这个范围，每一个对象有唯一的name。pathName：容器层次结构中对象有一个pathName。这个pathName是包含该对象的所有的容器的name的串联。这类似于文件的路径名。例如，节点A包含节点B，节点B又包含节点C，那么节点C的pathName象是A.B.C。当然，name之间的分隔符并没有统一的规定，属于局部实现问题。aliasName：实例的自由文字名，可以用于本地化。description：实例的自由格式描述。非静态数据的命名name：实例的主要分类。例如，对于unit类，取量测量单位的名称；对于measurementType类，取量测类型的名称。pathName：实例的二级分类，是选项。aliasName：实例的自由文字名。还可以用于本地化或缩写。description：实例的自由格式描述。基于CIM的数据库设计技术用关系数据库来存储CIM数据你想把车停在一个面向对象的车库里。把车开进车库，下车，关上车门，然后回到你的房间。当你想出去的时候，只要走进车库，钻进汽车，启动，然后开走。你想把车停在一个关系数据库的车库里。把车开进车库，下车，卸下车门，将它们放在地上；卸下所有的车轮，将它们放到地上；卸下保险杠及其它的东西。然后回到你的房间。当你想出去的时候，走进车库，先安上车门，再安上保险杠，然后是车轮等等，都安完了，钻进汽车，点火，然后开走把CIM类映射到关系数据库映射类和属性映射泛化关系映射泛化关系（1）只为超类建一张表优点：只有一张表能实现角色变化报表操作简单缺点：子类的修改会影响到整个结构数据库存在大量空值，浪费空间映射泛化关系（2）每个子类映射一张表优点：表中包含了具体子类的所有信息缺点：超类的修改会影响到所有子类表角色变化时，会造成ID的重新赋值支持多重角色时，数据完整性难以维护映射泛化关系（3）超类子类都映射成表，超类主键作为所有类的主键——1对0..1映射关联关系（1）外键放在0