江 櫻 ，王志強(qiáng) ，梅 峰 ，駱偉藝

（1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司信息通信分公司浙江杭州310007；2.國(guó)網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司福建福州350003）

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司信息化工作的深入推進(jìn)，國(guó)網(wǎng)電力公司（“以下簡(jiǎn)稱電力”）的信息化建設(shè)取得了顯著的成效，在數(shù)據(jù)資源方面，各業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)逐漸豐富，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的集中管理及應(yīng)用，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、海量/準(zhǔn)實(shí)時(shí)、電網(wǎng)GIS4類(lèi)數(shù)據(jù)中心。然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，數(shù)據(jù)已被業(yè)界公認(rèn)為企業(yè)最寶貴的資產(chǎn)之一，如何管好數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值已成為當(dāng)前公司加快業(yè)務(wù)創(chuàng)新、提高精細(xì)化管理和科學(xué)決策水平的重要基礎(chǔ)工作之一。目前國(guó)內(nèi)、外大多數(shù)企業(yè)都在數(shù)據(jù)管理方面從不同角度開(kāi)展相關(guān)工作，內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量提升等工作，并有效地利用數(shù)據(jù)管理手段，達(dá)到提升業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)水平和滿足內(nèi)部管理需求等目的。

在多類(lèi)型數(shù)據(jù)資源融合管理方面，電力結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、海量/準(zhǔn)實(shí)時(shí)、電網(wǎng)GIS 4類(lèi)數(shù)據(jù)中心獨(dú)立管理、獨(dú)立應(yīng)用，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一，數(shù)據(jù)資源缺乏統(tǒng)一管理，沒(méi)有形成深度融合，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多類(lèi)型數(shù)據(jù)融合支撐大數(shù)據(jù)分析等業(yè)務(wù)應(yīng)用的要求，因此有必要研究多類(lèi)型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型研究，并進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)對(duì)多類(lèi)型數(shù)據(jù)資源的綜合利用。

文中主要研究非結(jié)構(gòu)化與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)計(jì)形成關(guān)聯(lián)模型，有利于更多種數(shù)據(jù)資源的資產(chǎn)化管理及應(yīng)用，為了提高模型中秘密數(shù)據(jù)的安全性，提出了一種PKI的簽密算法。通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用，驗(yàn)證了本文模型的實(shí)用性。

1 公共模型介紹

1.1 IEC CIM

公共信息模型（Common Information Model，CIM）標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際電工委員會(huì)負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)控制及其通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的第57技術(shù)委員會(huì)（IEC TC57）提出并發(fā)布，建立在XML、UML等成熟技術(shù)基礎(chǔ)之上，結(jié)合電力企業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的封裝而成[1]，公共信息模型是整個(gè)EMS-API（IEC61970國(guó)際電工協(xié)會(huì)）[2]框架的一部分，是一個(gè)抽象模型，它提供一種標(biāo)準(zhǔn)化方法，把電力系統(tǒng)資源描繪為對(duì)象類(lèi)、屬性以及它們之間的關(guān)系，為各個(gè)應(yīng)用提供了與平臺(tái)無(wú)關(guān)的統(tǒng)一的電力系統(tǒng)邏輯描述，尤其是在EMS系統(tǒng)領(lǐng)域。CIM模型中的對(duì)象可以應(yīng)用在各個(gè)系統(tǒng)中。CIM模型有助于不同供應(yīng)商開(kāi)發(fā)的EMS系統(tǒng)的集成，有助于EMS系統(tǒng)和其他涉及到電力系統(tǒng)運(yùn)行操作不同領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)的集成，如SCADA系統(tǒng)、電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)的集成。

1.2 SG-CIM

為了統(tǒng)一企業(yè)數(shù)據(jù)視圖，國(guó)家電網(wǎng)公司通過(guò)研究、參考國(guó)際IEC 61968/61970 CIM標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[3]，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司實(shí)際共享交換業(yè)務(wù)需求，對(duì)IEC CIM進(jìn)行重新組織，并加以擴(kuò)展和完善，形成了一套符合公司需求，用于指導(dǎo)公司各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成的公共信息模型（SGCIM）[3]。

SG-CIM遵循IEC 61968/61970 CIM設(shè)計(jì)，在公司信息模型標(biāo)準(zhǔn)體系中，作為企業(yè)統(tǒng)一的公共信息模型標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公司范圍內(nèi)公共數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理及各業(yè)務(wù)條線的數(shù)據(jù)共享交換。SG-CIM與業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型相互獨(dú)立，SG-CIM定義了業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的共享交換部分的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。SG-CIM包含12個(gè)一級(jí)主題域，65個(gè)二級(jí)主題域、947個(gè)實(shí)體、9 929 個(gè)屬性[4，5]，一級(jí)主題域分別是：客戶、產(chǎn)品、市場(chǎng)、設(shè)備、電網(wǎng)、財(cái)務(wù)、資產(chǎn)、人員、物資、項(xiàng)目、安全、綜合[6-8]。一級(jí)主題域和二級(jí)主題域是包含關(guān)系，如一級(jí)主題域中的人員包括二級(jí)主題域中的組織、員工、用工、培訓(xùn)、績(jī)效和薪酬。實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)系組成了二級(jí)主題域[9]。SG-CIM模型是進(jìn)行數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循的規(guī)范，這樣才能保證全網(wǎng)范圍主要模型的一致性，有利于各系統(tǒng)之間信息的交流。

2 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)原則

1）非結(jié)構(gòu)化關(guān)鍵業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)及模型研究厘清業(yè)務(wù)系統(tǒng)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源及與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源之間的勾稽關(guān)系，明確非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理的關(guān)鍵元素及之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確保關(guān)聯(lián)模型的合理性及可用型性。

2）非結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型研究遵循公司SG-CIM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在充分梳理業(yè)務(wù)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，遵從SG-CIM進(jìn)行擴(kuò)充完善，保證模型的標(biāo)準(zhǔn)、一致。

2.2 設(shè)計(jì)的目標(biāo)

1）非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系元素研究

開(kāi)展結(jié)構(gòu)化關(guān)鍵業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)研究，通過(guò)梳理業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提煉形成非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系元素，形成非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)信息。

①業(yè)務(wù)系統(tǒng)梳理。對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與源業(yè)務(wù)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行梳理，確定來(lái)源業(yè)務(wù)系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)源表、關(guān)聯(lián)字段信息、關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的取數(shù)邏輯、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)所屬主題域（SG-CIM模型12個(gè)主題域）等信息，并遵循CWM規(guī)范和SGCIM規(guī)范，制定關(guān)聯(lián)關(guān)系描述規(guī)范。

②非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)平臺(tái)梳理。對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)平臺(tái)已接入的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，確定非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理范圍，初步形成非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)關(guān)鍵元素。

2）非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型研究

基于SG-CIM，結(jié)合非結(jié)構(gòu)化關(guān)鍵業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)形成結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化的關(guān)聯(lián)模型。

非結(jié)構(gòu)化與結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型設(shè)計(jì)。根據(jù)梳理的非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)關(guān)鍵元素，結(jié)合非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的基本元數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)性元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，參考CWM數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)元數(shù)據(jù)模型[10-12]，遵循SG-CIM模型規(guī)范，設(shè)計(jì)非結(jié)構(gòu)化與結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型。

2.3 設(shè)計(jì)的思路

1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀和分析

為保障非結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型的實(shí)用性和科學(xué)性，在研究之初需要充分調(diào)研、分析電力業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀，重點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源管理現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，同時(shí)開(kāi)展結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)共享情況分析，為非結(jié)構(gòu)化與結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)關(guān)系元素分析提供基礎(chǔ)。

2）非結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)關(guān)系元素研究

從描述型、結(jié)構(gòu)型及管理型等方面，分析業(yè)務(wù)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)中心已有的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源，同時(shí)結(jié)合國(guó)際CWM等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提煉非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)規(guī)范化管理及應(yīng)用的關(guān)鍵元素，如非結(jié)構(gòu)化的文檔、視頻、圖像等，為建立標(biāo)準(zhǔn)非結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型及管理功能奠定基礎(chǔ)。

3）非結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)關(guān)系模型研究

基于非結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)關(guān)鍵元素，遵循國(guó)家電網(wǎng)公司SG-CIM模型標(biāo)準(zhǔn)[13-15]，采用UML建模技術(shù)[16]，深入研究非結(jié)構(gòu)化與結(jié)構(gòu)化的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如非結(jié)構(gòu)化的文檔、視頻、圖像等元素之間的關(guān)系，建立非結(jié)構(gòu)化元素關(guān)系模型，及這些非結(jié)構(gòu)化的元素與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，建立非結(jié)構(gòu)化元素與結(jié)構(gòu)化元素間的關(guān)系模型。

4）非結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

非結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)功能應(yīng)基于國(guó)家電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)管理服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建。

5）數(shù)據(jù)接入驗(yàn)證

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用框架從邏輯上可以劃分為數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)緩存層、數(shù)據(jù)加載層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、前端應(yīng)用5層結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)緩存層只對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)作初步采集處理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理集中，數(shù)據(jù)模型規(guī)范、統(tǒng)一；同一內(nèi)容可以用文字、表格、圖形和圖像等多種形式呈現(xiàn)。數(shù)據(jù)接入技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

完成非結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型、數(shù)據(jù)管理及分析展現(xiàn)功能部署驗(yàn)證，驗(yàn)證方案大致可遵循如下步驟：

①分析非結(jié)構(gòu)化需求數(shù)據(jù)間關(guān)系，完善非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)模型；

②非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接入非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)模型；

③按照查詢需求，通過(guò)前端應(yīng)用展示層展示非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

④分析非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)系，通過(guò)展示層展示與結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)查詢結(jié)果。判斷查詢結(jié)果是否滿足查詢分析需求。

圖1 數(shù)據(jù)接入技術(shù)架構(gòu)圖

2.4 模型的設(shè)計(jì)

2.4.1 模型設(shè)計(jì)方法

本次模型的總體設(shè)計(jì)思路借鑒國(guó)際IEC61968/IEC61970 CIM的模型設(shè)計(jì)思路，同時(shí)參考國(guó)家電網(wǎng)公司公共信息模型（SG-CIM）的設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要采用自上而下與自下而上相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路，以國(guó)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)非結(jié)構(gòu)化平臺(tái)所接入數(shù)據(jù)為需求，梳理國(guó)網(wǎng)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，分析非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型：

自下而上設(shè)計(jì)：自下而上設(shè)計(jì)是梳理國(guó)網(wǎng)非結(jié)構(gòu)化平臺(tái)所接入的數(shù)據(jù)實(shí)體，以及數(shù)據(jù)實(shí)體之間的關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行抽象、提煉，分析數(shù)據(jù)實(shí)體所屬的數(shù)據(jù)主題域并進(jìn)行歸并，分析主題域之間關(guān)系，形成形成非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型。

自上而下設(shè)計(jì)：自上而下設(shè)計(jì)是從業(yè)務(wù)目標(biāo)向下分析、提煉，結(jié)合現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，梳理各業(yè)務(wù)條線的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求，根據(jù)業(yè)務(wù)流程，提煉關(guān)鍵實(shí)體，分析實(shí)體所屬主題域及實(shí)體之間的關(guān)系，以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)體與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型。如圖2所示。

2.4.2 模型設(shè)計(jì)內(nèi)容

非結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型主要描述非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)體與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，例如其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)部分主要描述了設(shè)備相關(guān)文檔手冊(cè)、客戶協(xié)議、合同附件等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如發(fā)票、設(shè)備使用手冊(cè)、合同附件等均繼承與文檔信息實(shí)體，同時(shí)，關(guān)聯(lián)模型中還定義了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，例如文檔與電子地址相關(guān)聯(lián)，可以得到非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置信息，同時(shí)電力變壓器實(shí)體、發(fā)電機(jī)組等繼承與設(shè)備實(shí)體，同時(shí)與設(shè)備使用手冊(cè)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備信息與設(shè)備使用手冊(cè)的關(guān)聯(lián)。

圖2 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)思路

2.4.3 模型關(guān)聯(lián)方式

非結(jié)構(gòu)化模型與結(jié)構(gòu)化模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心的表中添加非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)體的編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以PMS設(shè)備為例，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心的設(shè)備實(shí)體存放設(shè)備的相關(guān)信息，同時(shí)添加存放在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的相關(guān)文檔的編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如設(shè)備的相關(guān)操作手冊(cè)、合同、發(fā)票等非結(jié)構(gòu)化實(shí)體的編碼，通過(guò)設(shè)備編碼與文檔編碼的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的融合。

圖3 模型關(guān)聯(lián)方式

①業(yè)務(wù)應(yīng)用調(diào)用公共數(shù)據(jù)資源池對(duì)外提供的服務(wù)，向結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心發(fā)送請(qǐng)求，查詢相關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)信息及合同文檔ID，如：斷路器ID、名稱、合同文檔ID等；

②結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的請(qǐng)求，將斷路器相關(guān)信息及合同文檔ID返回至業(yè)務(wù)應(yīng)用；

③業(yè)務(wù)應(yīng)用根據(jù)斷路器對(duì)應(yīng)的合同文檔ID，向非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理平臺(tái)發(fā)送請(qǐng)求，查詢斷路器相關(guān)合同文檔信息。

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理平臺(tái)根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的請(qǐng)求，通過(guò)合同文檔ID獲取相關(guān)文檔，并返回給業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.5 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的主要應(yīng)用是按照設(shè)計(jì)的模型建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表，為元數(shù)據(jù)的管理設(shè)計(jì)合理的管理方案。元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠使用與處理的格式存在的、與內(nèi)容相關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求，設(shè)置相應(yīng)的元數(shù)據(jù)，在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型上建立元數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，方便了統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)分布如圖4所示。

根據(jù)梳理的非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)關(guān)鍵元素，結(jié)合非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的基本元數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)性元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，參考CWM數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)元數(shù)據(jù)模型規(guī)范，遵循SG-CIM模型規(guī)范設(shè)計(jì)非結(jié)構(gòu)化與結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)模型，實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)管理工具的研發(fā)，元數(shù)據(jù)管理工具的流程如圖5所示，系統(tǒng)分為5個(gè)部分：訪問(wèn)層、元數(shù)據(jù)功能層、存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)源層和元數(shù)據(jù)獲取。訪問(wèn)層為業(yè)務(wù)人員和技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的查詢和訪問(wèn)；元數(shù)據(jù)功能層對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析并建立元數(shù)據(jù)模型，方便系統(tǒng)管理；存儲(chǔ)層保存相關(guān)的元數(shù)據(jù)及其模型，與元數(shù)據(jù)功能層的元數(shù)據(jù)管理模型和元數(shù)據(jù)管理建立相關(guān)的關(guān)系，更好的進(jìn)行元數(shù)據(jù)的管理；數(shù)據(jù)源層是根據(jù)實(shí)際情況調(diào)查和分析，建立元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，元數(shù)據(jù)可以通過(guò)文本的形式保存或手工輸入，方便數(shù)據(jù)庫(kù)的建立；元數(shù)據(jù)獲取是存儲(chǔ)層和數(shù)據(jù)源層進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換的紐帶，為元數(shù)據(jù)的傳輸提供保障，加快了公司數(shù)據(jù)的交流。系統(tǒng)框圖如圖6所示。

3 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)加密

在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型中存在大量的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的復(fù)雜性很高，為了保護(hù)模型中數(shù)據(jù)的安全，本文提出了一種基于PKI簽密算法，PKI的簽密算法有3個(gè)過(guò)程：密鑰生成、簽密和解密，密鑰是生成發(fā)送和接受的密鑰對(duì)；簽密是將明文轉(zhuǎn)化為密文；解密是還原原文信息。整個(gè)過(guò)程由3個(gè)階段組成：系統(tǒng)初始化階段、簽密階段、簽密消息驗(yàn)證恢復(fù)階段。它由可信中心CA、簽密者A和解密者B來(lái)實(shí)施。

圖4 電力系統(tǒng)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分布現(xiàn)狀

圖5 元數(shù)據(jù)管理工具設(shè)計(jì)流程圖

圖6 元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)框架圖

系統(tǒng)初始化階段：

1）可信中心CA選取有限域Pt上一條安全的橢圓曲線F(Pt)，保證該橢圓曲線的離散對(duì)數(shù)問(wèn)題是難解的。在F(Pt)上選一基點(diǎn)G，G的階數(shù)為n（n為一個(gè)大素?cái)?shù)）。

簽密者A和接受者B為兩用戶，A和B分別選取dA∈{1,2,…,n-1} 和dB∈{1,2,…,n-1}作為私鑰，計(jì)算YA=dA?G∈F(Pt)和YB=dB?G∈F(Pt)作為公鑰，并發(fā)給CA.

CA公開(kāi)(Pt),G,n,YA,YB。

簽密階段：

簽密者A對(duì)消息M簽密并發(fā)送給指定的接受者B，A選取隨機(jī)數(shù)K∈{1,2,…,n-1}，并 計(jì) 算V1=K?G,V2=K?YBH 和V=Fx(V1+V2)modn，這 里Fx(V1+V2)是橢圓曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)函數(shù)。最后計(jì)算簽密消息(r,s)：

r=M?V，s=k+rmodn。

A發(fā)送(V1,r,s)給B。

簽密消息的驗(yàn)證恢復(fù)階段：

接受者B接收到簽密消息(r,s)及V1后，計(jì)算：

恢復(fù)消息M=r?V-1，指定的接受者B恢復(fù)簽密消息M。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了設(shè)計(jì)一個(gè)適合電力非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資源的有效管理，以促進(jìn)數(shù)據(jù)充分共享、高效利用，滿足各個(gè)層面對(duì)數(shù)據(jù)的需求。本文基于CIM設(shè)計(jì)了一種有效的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型，同時(shí)提出了一種提高模型中秘密數(shù)據(jù)安全性的簽密算法。本文模型為數(shù)據(jù)的管理提供了基礎(chǔ)，節(jié)省了大量的工作量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王奔，馮東，黃蓉.基于SG-CIM的人力資源數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電力信息與通信技術(shù)，2012，9（4）：24-27.

[2]Y Tada，S Suenaga.Current Status of International Standards（CIM）on power systems information Exchange[J].IEEJ Transactions on Powerand Energy，2016，136（8）：685-688.

[3]王家凱，王繼業(yè).基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的電力企業(yè)公共數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)電力，2011，44（2）：87-90.

[4]韓晶，鄂海紅.基于主體行為的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2013，34（3）：904-908.

[5]王奔，馮東，黃蓉.基于SG-CIM的人力資源數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)與應(yīng)[J].電力信息化，2012，10（9）：24-27.

[6]曹寧，袁嘉博.基于IEC61970的電容器保護(hù)CIM模型研究[J].電子設(shè)計(jì)工程，2015，23（15）：184-186.

[7]周伊琳，孫建偉，黃縉華，等.基于IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的電力系統(tǒng)保護(hù)模型擴(kuò)展方案研究與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，41（14）：120-125.

[8]樊陳，倪益民，竇仁暉，等.智能變電站信息模型的討論[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（13）：15-19.

[9]李瑋瑤，王小輝.基于DS18B20的關(guān)聯(lián)型溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2015，23（15）：93-95.

[10]楊勁松，謝幸生，林韶文.電力設(shè)備狀態(tài)檢修智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2016，23（15）：57-59.

[11]L Wang.A multi-version CIM-based database platform for smart grid[J].Ieej Transactions on Electrical&Electronic Engineering，2015，10（3）：330-339.

[12]FJ Gomez，L Vanfretti，SH Ols-en.Binding CIM and modelica forco-nsistentpowersystem dynamic model exchange and simulation[C]//2015：1-5.

[13]謝善益，楊強(qiáng)，徐慶平.公共信息模型的OPCUA地址空間管理[J].電力自動(dòng)化，2016，40（14）：115-121.

[14]G Ravikumar，Y Pradeep，SA Kha-parde.Graphics model for power systems using layouts and relative coordinates in CIM framework[J].IEEE Transac?tions on Power Systems，2013，28（4）：3906-3915.

[15]林菲，張萬(wàn)軍，孫勇.一種分布式非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)副本管理模型[J].計(jì)算機(jī)工程，2013，39（4）：36-38.

[16]王宏志，李建中，高宏.一種非清潔數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型[J].軟件學(xué)報(bào)，2013，23（3）：539-549.