（电力系统及其自动化专业论文）基于多智能体电力企业信息融合及知识管理研究.pdf

a b s t r a c t p o w e re n t e r p r i s e sa p p l i c a t i o n sc o m et of o r mah i g h l yd i s t r i b u t e da n di s o m e r o u si n f o r m a t i o n e n v i r o n m e n t i ti sag r e a tc h a l l e n g et ob u i l dt h em e c h a n i s mt os h a r ea n di n t e r o p e r a t et h er e s o u r c e o ft h e m i nt h ed e r e g u l a t e dp o w e rm a r k e te n v i r o n m e n t ，t h ei n f o r m a t i o na n dk n o w l e d g eo fp o w e r e n t e r p r i s e sg r a d u a l l yb e c o m et h em o s tv a l u a b l er e s o u r c e ，t h e s ef a c t o r sb r i n gf o r t ha l lu r g e n tn e e d f o rt h ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t e dp l a t f o r m ，w h i c hc a nd e a lw i t hg r e a tq u a n t i t yo fd a t ar a p i d l ya n d e f f e c t i v e l y b a s e do nt h ei n t e g r a t e dp l a t f o r m ，e f f i c i e n ti n f o r m a t i o nf u s i o na n dk n o w l e d g e m a n a g e m e n ts y s t e mc a nb ee s t a b l i s h e d ， a i m i n ga tt h ec u r r e n ts t a t u so fp o w e re n t e r p r i s et h a tt h e r e i sn oe f f e c t i v ei n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o np l a t f o r m ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r da no p e n i n gi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o na r c h i t e c t u r e ，a n d s t u d i e si t si m p l e m e n t a t i o nm e t h o d ，b a s e do nm u l t i - a g e n ts y s t e mt e c h n o l o g ya n du pt od a t e i n f o r m a t i o ns t a n d a r d t h ea r c h i t e c t u r ec a nm a k et h ei n t e g r a t i o no ft h ei s o l a t e da p p l i c a t i o ns y s t e m o fp o w e re n t e r p r i s e a n ds h a r i n gt h ei n f o r m a t i o no fa l ls y s t e m t h i sp a p e rp r o v i d e sad e s c r i p t i o n o f t h er e q u i r e m e n ta n ds t r a t e g yo fm u l t i l e v e le l e c t r i cp o w e rc o n t r o i - c e n t e ri n t e r c o m m u n i c a t i o n s y s t e m ，a n dp u t sf o r w a r dan e wm u l t i - l e v e le l e c t r i cp o w e rc o n t r o l c e n t e ri n t e r c o m m u n i c a t i o n p l a t f o r ma d o p t i n gt a s e 2b a s e do nm o b i l e - a g e n li t sa r c h i t e c t u r ea n dc h a r a c t e r i s t i c sa r e d i s c u s s e di nd e t a i l d u et ot h ep r e s e n ts t a t u so f p o w e re n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，d a t ai s o l a t i o n ， s i m p l ef u n c t i o n s ，l o w - g r a d ei n t e l l i g e n t i z a t i o n ，i n e f f i c i e n td e c i s i o n - m a k i n g ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r d ah i e r a r c h i c a li n f o r m a t i o nf u s i o na r c h i t e c t u r eb a s e do nm a s ，b ya p p l y i n gt h ei n f o r m a t i o nf u s i o n a n dk n o w l e d g em a n a g e m e n tt e c h n o l o g yt oi n f o r m a t i o np r o c e s s ，t h e nd e v e l o p saf o u r - t i e r i n t e l l i g e n tp o w e ri n f o r m a t i o np l a t f o r m ，a n dr e p r e s e n t sa p p l i c a b l ei n f o r m a t i o nf u s i o ns t r a t e g i e sf o r p o w e ri n f o r m a t i o np r o c e s s a tl a s t ，b a s e do nt h ei n f o r m a t i o np l a t f o r m ，w ed e s i g nag l o b a lr e a c t i v e p o w e ro p t i m i z a t i o ns y s t e mo r i e n t e dt od i s t r i c tp o w e rg d d b a s e do nc o l o n i a ls e l e c t i o np r i n c i p l e ， a ni m p r o v e di m m u n ea l g o r i t h mi sp r o p o s e dt op o w e rs y s t e mr e a c t i v ep o w e ro p t i m i z a t i o np r o b l e m ， t h i sa l g o r i t h mg e n e r a t e st h en e x t p o p u l a t i o nu n d e rt h eg u i d a n c e o ft h ep r e v i o u ss u p e r i o r a n t i b o d i e si nas m a l la n dal a r g en e i g h b o r h o o dr e s p e c t i v e l y , i no r d e rt or e a l i z et h ep a r a l l e lg l o b a l a n dl o c a ls e a r c hc a p a b i l i t i e s t h r o u g ha n a l y s i so f m a r k o vc h a i n ，t h ep r o p o s e dm e t h o di sp r o v e dt o b ec o n v e r g e n to nw h o l es o l u t i o ns p a c e i no r d e rt oh a n d l ed i s c r e t ev a r i a b l e si or e a c t i v ep o w e r o p t i m i z a t i o np r o b l e m ，t h ep a p e rp r o p o s e sas i m p l e t r u n c a t i o n t e c h n o l o g y t h em e t h o di so n l y p e r f o r m e di ne v a l u a t i n gt h ef i t n e s sf u n c t i o n t h ep r o p o s e da l g o r i t h ma p p l i e df o ro p t i m a lp o w e r s y s t e mr e a c t i v ep o w e ri se v a l u a t e do na ni e e e3 0 - b u sp o w e rs y s t e ma n dap r a c t i c a l1 18 - b u s p o w e rs y s t e m s i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ei i am e t h o di sm o r ee f f i c i e n tt h a i qs o m ee a r l i e r r e p o r t e da p p r o a c h e s ，a n di t c a l lo f f e rh i g h e rq u a l i t ys o l u t i o n st or e a c t i v ep o w e ro p t i m i z a t i o n p r o b l e mw i t h i nr e a s o n a b l ec o m p u t i n gt i m e a tl a s t ，a l lo v e r a l la n t i m a l o p e r a t i o ns t r a t e g yo fw o r k o r d e rf o r m a t i o nb a s e do nm a si sp r o p o s e di nt h i sp a p e r ，b yf u l l yu t i l i z i n ga b u n d a n te x p e r i e n c eo f t h es e n i o rp o w e rg r i do p e r a t o r sa n ds t a t i s t i ca n a l y z i n gt e n so f c o n n e c t i v i t ym o d eo f p o w e rg r i di n o u rc o u n t r y i te n t i r e l ym e e t sw i t ht h er e q u i r e m e n to ff o r m i n gr e a l t i m ew o r ko r d e r s ae x p e r t s y s t e mo ff o r m i n gr e a l t i m ew o r ko r d e r si si m p l e m e n t e d ，i te m p h a s i z e so nt h ec h a r a c t e r i s t i co f i n t e l l i g e n c e a n d g e n e r a l i z a t i o n ， a n dr e s u l t si t s a d v a n t a g e o f r e l i a b i l i t y , m a i n t a i n a b i l i t y ，p r a c t i c a b i l i t ya n df r i e n d s h i pj n t e r f a c e k e y w o r d s ：p o w e re n t e r p r i s e ，o p e na r c h i t e c t u r e ，a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，m u l t i - a g e n t ，i n f o r m a t i o n f u s i o n ，k n o w l e d g em a n a g e m e n t 博士后研究报告 第一章绪论 摘要：本章详细论述了当前电力企业信息化中存在的一些问题，针对这些问题提出了 搭建电力集成信息平台的思路以及意义，介绍了信息系统从数据库模式到数据仓库模式的转 变趋势，同时对m a s 理论及其相关应用进行较为详细的描述，最后提出了电力信息化的研 究方向和前景，及博士后研究工作的主要内容。 0问题的提出与研究意义 半个多世纪以来，信息科学得到了很大的发展，人们开始采用崭新的信息科学方法论来 研究高级事物的复杂行为，以物质和能量为中心的传统科学就逐渐让位于以物质、能量和信 息为中心的现代科学。信息理论是信息科学的基础理论，它从概率论出发，通过科学的定量 的研究，阐明信息获取、传递、处理、再生、施效、优化和认知等各过程的机制和基本规律。 目前，信息理论已经突破了最初的通讯范畴而成为- - f 基础科学，为各学科领域的高级智能 信息过程的研究提供普遍性的方法和理论指导，并已经在生命科学、分析化学、机械学、物 理学、医学、经济学等学科中得到广泛应用，取得了丰硕的研究成果。 随着信息科学的崛起和信息技术的快速发展，电力系统也逐渐被信息化。8 0 年代初， 我国电力企业陆续开始计算机的单机应用；8 0 年代中期，相继进行单一业务范围的联机( 网) 专业应用和导读自动化系统开发；在9 0 年代。主要着手建设覆盖范围较大的管理信息系统 ( m i s ) 、调度自动化实用化、电能计量计费系统、变电站综合自动化、用电营销管理自动 化、客户服务中心和配电自动化等多种应用系统，出现了如故障信息采集、电力交易、负荷 控制、气象、雷电监测、运行方式等信息系统。这些信息系统都已经在为电网的安全、优质 和经济服务。 由于各电力企业领导重视程度不同、专业管理人员技术及业务素质不同、开发厂商及技 术路线选择的不同，不同电力企业间信息技术应用的成效也有很大的不同。总的来说，信息 化的开发和应用在实现输配电网的实时监视、控制和调节、经济合理的潮流分布、负荷与电 量的合理分配、线损的分压分片统计分析、远方抄表、反窃电和计量装置监视、供电质量和 可靠性的提高、电费处理、帐务处理和各种财务核算、降低电网建设和运营成本、网上办公 等许多方面都发挥了重要的、不可替代的作用，为电力企业自身的经济利益和社会效益的提 高作出了重要贡献。同时还使计算机及信息技术知识得到了普及；各级领导和职工群众运用 信息技术与企业生产管理的理念普遍得到了提高；培养锻炼了一批既懂电力专业管理又懂信 息技术的人才和信息技术专门人才。 0 1 现有电力企业信息化中存在的问题 1 ) 电力企业缺乏有效的整合信息平台，信息集成度差 目前，电力企业中各业务部门为满足特定的需要，已安装和开发了不同的应用系统，如 实现电网实时监控和运行调度自动化的s c a d a e m s 系统、d m s 系统，实现自动绘图存储 电力系统结构进行电力设备管理的a m f m g i s ，实现电能自动计量计费系统( t m r ) ，辅 助资源管理和经营管理决策的e r p 系统等等。然而，这些应用系统关心电力对象的不同方 面、对电力对象有自己专门的建模方法，相互之间很少设计成能够进行自由的数据交换，使 得各个应用系统在信息上成为相对孤立的“自动化孤岛”，不易与其他功能区域交换数据或在 博士后研究报告 企业范围内实现集成；此外，电力应用系统深受计算机工业发展状况的影响，由于各应用系 统开发时间不同、建设模式也不同，使得目前电力企业网中可能有大型主机、工作站、p c 机，而且可能采用不同的操作系统和通讯协议，因此电力企业中的应用系统具有显著的分布 性和异构性特点。如何在这个分布、异构的环境中实现遵循“开放系统”要求的应用系统将是 研究的焦点。 电力行业在线运行和离线管理的不可分性，必然导致在线运行和离线管理有关信息的相 互支持和共享。早期我国许多在线的电网调度自动化系统( s c a d a e m s d m s ) 和离线的 管理信息系统( m i s ) 就己通过网关进行互连，实现管理职能部门能检索电网在线运行的实 时信息，而用于离线输电、变电、配电、用电管理的g i s 地理信息，能提供在线服务等。 随着电力市场的开展，由于电力产品发供用同步完成的特点这种在线离线的交互更加强化 了，电力市场技术支持系统所需的开放访问即时信息系统( o a s i s ) ，就离不开电网在线运 行的所提供的电网运行信息、计量信息、以及线路可输容量数据等；而电网运行至关重要的 发电计划和供电安全，又和电力市场的竟价上网和营销信息息息相关。 但是，上述在线离线的信息交互，仅限于信息共享范畴，并未达到基于知识系统的综合 决策水平。因为电网运行中还包括有其他一些有关的信息和知识。如天气预报、雷电观测、 历史事件、专家知识、以及电网运行规程和调度员经验等。遗憾的是，连同s c a d a e m s d t s 在内的这些信息和知识，来自不同的系统和介质，极不规范一致，很难同时掌握和协调应用。 如何把有关电网运行的信息和知识组成一个规范统一、界面友好、使用方便的综合知识管理 系统，用以提高电网的运行和管理水平，这正是电网运行信息化所面临的一个挑战。 仅以信息系统中的能量管理系统( e m s ) 为例，虽然近年来e m s 在我国电力系统调度管 理部门迅速普及，但在建设和使用e m s 的过程中就存在着面临着一些信息系统孤岛林立所 造成的困难： ( 1 ) 属于e m s 的s c a d a 系统与p a s 系统经常是由不同的厂家提供，有大量的接口 工作耍做，e m s 与其他系统进行集成时也有类似情况。 ( 2 ) 随着我国电网规模的扩大和电网运营市场化的深入开展，不同地区的电力部门间 需要交换的数据，在种类和内容上都将越来越多。但交换数据的方法和格式不统一。 ( 3 ) 随着电力系统软件生产厂家所开发的软件产品种类越来越多，规模越来越大，同 一厂家的不同产品间的配合和集成也会越来越困难。实际上目前的e m s 不是真正意义上的 开放式系统，计算机平台开放了，e m s 支撑平台开放了，但不能达到应用程序级的开放， 信息共享、异种系统集成和二次开发困难，应用程序方面没有国际标准可遵循。 2 ) 信息缺乏整体规划存在多信息源及信息缺失问题 现有的应用系统即使在传统的m 1 s 下已经进行了数据简单汇总，由于开发厂商和开发 时间的不同，又多是在没有整体规划下分系统各自开发建设，使用了不同的软硬件系统平台、 应用系统平台、开发工具、数据结构，存在着事实上的大大小小多个f 占息孤岛”，因而存在 同一信息或数据对象来自不同的应用系统；另外为了满足电力系统对自动化和保护设备的高 可靠性要求，电力系统中很多地方的自动化和保护设备，以及数据测控设备都采用了冗余配 置，因而存在多传感器、多数据源和多信息源的问题。信息不唯一，给电力系统的监控、电 力企业的管理和决策造成许多不必要的混乱和麻烦。 数据质量差。在电力系统中，采集到的数据中包括着诸如噪声、数据缺失等不确定因素。 当前正值e m s 在国内大力推广应用和电力工业市场化改造之际，电力市场的开放使电力系 统面i 临更大的安全性威胁，并对作为其核心技术支持的e m s 的依赖性更强，要求更高。但 国内基础自动化条件不好，存在着例如遥信信息不完整和错误率较高等实际问题，使得e m s 的可靠性和实际应用效果较差。我国开放的电力市场迫切需要提高e m s 的可靠性、智能水 2 博士后研究报告 平和实用性，e m s 中传统的理论和方法面临巨大挑战，需要进一步地给予改造。系统地研 究和解决当前e m s 应用所面临的需要迫切解决的问题，支持我国开放的电力市场，具有着 重要的现实意义。 3 ) 数据多信息少，缺乏基于统一信息平台的知识管理 对于电力系统这样一个典型大系统，随着各类计算机监控设备、地理信息系统和管理信 息系统的日益发展，电力系统数据库中的数据呈爆炸性增长。总的来说，存在数据多信息少 的特征。数据是我们每时每刻感觉到的大量的没有经过解释的信号，而信息是具有意义的数 据。电力系统对数据的要求高。当系统处于紧急状态，甚至瓦解状态时，必须制定实时在线 快速决策，使系统重新回到正常状态。电力系统是一个标准的混杂系统，其上层( 调度中心) 给出的调度决策主要是逻辑性的操作指令，而下层控制( 如发电机的励磁与调速控制) 主要 是连续性的，数据种类混杂，为了达到电力系统的多目标优化控制的目的，应将不同性质的 上层和下层控制有机的对合起来。另外，整个电力系统是用大规模的非线性微分方程组和非 线性代数方程组来描述的。二者联合就组成了大规模奇异非线性动态大系统。在对其进行特 征描述时往往涉及到上千个状态变量。在电力企业中，数据主要分为日常管理收集的数据、 各种装置实时采集的现场数据、由调度中心系统收集的数据以及管理信息系统( m i s ) 、地 理信息系统( g i s ) 等在使用过程中产生的大量数据数据的来源多。 知识是数据和信息集合的整体，人们为了完成任务和刨造新的信息要在时间中运用知 识。由于没有统一的信息平台，电力企业的信息不能共享或不能方便充分共享，网络资源和 硬件资源利用率不高、重复投资、管理成本过高，管理系统不能或不便于跨应用系统的生产 业务流程管理，不能构造有效的知识管理系统不能或不便于管理层和决策层的综合分析和 辅助决策支持。要解决这些问题，我们必须认真地从全局一体化这个角度去研究，全局范围 内的信息充分共享与唯一性、资源最大程度的公用、灵活方便的综合分析与辅助决策支持、 企业生产业务流程的管理与控制、系统维护的方便性等，都是现代化供电企业信息化建设必 须解决的问题。 0 2 开展电力企业信息融合及知识管理研究的意义 电力企业的信息化的上述特征使得它迫切需要一种能够有效地、快速地、充分地处理海 量数据的一体化化信息平台、有效的信息融合技术以及建立在此基础之上的有效的知识管 理。电力系统信息论的研究对象是电力信息，主要研究电力信息的模型、测度和运动规律， 重点研究信息论在电力系统分析决策中的应用原理和方法，提高电力信息的可靠性和电力系 统分析决策的智能性，进一步提高电力系统的安全、优质和经济运行水平。传统的电力系统 的研究主要局限在确定型模型和方法上，但是如前文所述，电力信息运动的一个本质特征是 不确定性，存在大量的随机信息，如：遥信、遥测中存在信道的随机噪声，保护和开关有拒 误动的概率，各种安全事故的发生具有不同的概率等等。另外，近些年来电力企业的信息化 技术有了长足的发展，在系统历史数据库中保存了海量的电力系统的运行数据。这些数据是 我们电力系统的宝贵财富，其中不但有我们常用的信息，更隐含了大量的非常有价值的潜在 信息。因此研究和利用好电力系统中的海量和随机信息，进行科学的决策分析，是非常必要 的。这样一方面可以火大提高信息化的应用水平( 提高信息的利用水平) ，另一方面，也对 有效提高电网的安全运行水平具有重要的现实意义，这也将是现代调度自动化技术发展的必 然趋势。通过建设知识管理系统，可以使电力系统运行人员更便捷地获得电力系统真实的运 动状态和本质性的规律。 当前电力企业解除管制的商业环境以及更加多变的电力市场使得信息和知识成为电力 博士后研究报告 公司最有价值的资源。在充满竞争的市场中，实时能量信息帮助公司最大程度发挥系统运行 潜力、提高人员生产力、降低损耗、为系统可能的变化保持必要的灵活性。另外，“开放通 道”使得目前输电系统运行接近极限，系统的可靠性要求也进一步提高；电力公司需要与其 他电力公司或控制中心交换信息以建立更为详细的网络模型及监视系统状态。因此电力工业 的解除管制将使信息量和交换数据大大增加。这就要求有一个集成框架使商业部分与电力系 统控制功能有效结合起来以获得信息的高度共享和实时获取，建立有效的知识管理系统，以 此作为电力企业计划、生产、规划等的决策依据。 c i m s 的实质和核心在于企业的集成优化，在于使企业内人、技术和经营管理等各种组 成要素集成为可优化的整体，从而有力地支持产品开发的全生命周期，人人增强企业的竞争 能力【1 】。信息集成是实现企业和领域集成的关键技术，它需要解决企业经营活动所覆盖区域 内的复杂的、分布的、异构的信息资源的交换、转换、集成与共享。 基于多数据库集成系统的信息集成框架是信息集成的有效手段之一。国外从8 0 年代后 期开始了这方面的研究和开发。如i b m 公司的信息集成使能器c d f 系统、d e c 公司的f b e 框架。我国8 6 3 c i m s 主题专家组也于1 9 9 5 年制定出了8 6 3 c i m s 集成框架体系结构和目标。 同时，信息集成平台所依赖的多数据库集成技术也取得了一定的进展。如美国p u r d u e 大学 研制的i n t e r b a s d 2 、h p 公司开发的p e g a s u s 3 以及我国东北大学开发的p o l y b a s e 4 1 和 s u p e r b a s e 。但基于多数据库集成系统的信息集成平台也存在一些明显缺陷：1 ) 数据集成的 实现是面向系统的而不是面向用户的；2 ) 集成模型和语言缺乏统一的标准；3 ) 对面向对象 的特征支持不够；4 ) 缺乏集成“遗产”信息资源的有效手段。 世界各国企业信息化建设几乎都经历了由各应用系统的迅速扩展到整合集成再到一体 化这个过程( 除非新建或现有应用很少的企业) 。为了最大程度地保护现有的应用系统资源， 不少著名的软件开发厂商和国际信息标准化组织都在致力于有关企业信息整合集成( e a i ) 、 信息共享、综合分析和流程管理技术的研究以及标准的制定，如公共信息模型c i m 、组件 接e l 规范c i s 、企业综合集成总线u i b 、c o r b a 、d c o m 以及可扩展标记语言x m l r d f 、 互联网i n t e m e t i n t r a n e t 等等、为企业现有应用系统的整合集成、信息共享提供了技术支撑； 而数据仓库技术d w 、在线分析技术o l a p 、数据库挖掘技术d m 又给企业高层管理的综合 分析和辅助决策提供了支持：基于c o r b a 技术的工作流平台则可实现跨业务应用、跨软件 系统、跨操作平台的全过程的流程管理与监控，且可灵活地扩展以适应企业管理流程的变化、 应用软件的升级、硬件设各多样性的需要等。这都为我们实施信息一体化创造了技术条件。 对于现有的电力企业信息系统进行深入的研究，找出现有电力企业系统信息化中己存在 的问题和需要进一解决的问题充分利用最新的计算机软硬件技术、国际信息集成标准的晟 新技术、数据仓库技术d w 、在线分析技术o l a p 以及数据库挖掘技术d m ，建立知识管理 系统，将会对电力企业的安全性、经济性、稳定性提高产生出相当大的推动力。 以上分析可知，如何建立有效的信息整合一体化平台，如何进行多信息源的信息融合， 如何基于一体化整合平台及信息融合构造有效的知识管理系统是电力企业信息化进程中非 常值得研究的一个课题。 0 3 开展多智能体研究的意义 从9 0 年代中期开始，现代供应链管理概念得到学术界和t 业界的广泛重视。所谓供应 链是通过价值增值过程和分销渠道控制从供应商的供应商到用户的用户的整个过程，它始于 供应的源点，终于消费的终点。企业为了有效地管理好供应链，使整体性能达到最佳，供应 链中的各功能单元的活动必须以高度集成的方式协调一致地进行。现代供应链管理的兴起对 企业信息集成技术提出了更高的要求。信息集成手段和技术至少应体现以_ f 几方面的特征： 4 博士后研究报告 1 ) 高度的通用性和适应性。 在以前的电力系统应用建模中，如何描述电力系统取决于将开发的特殊应用，当要求发 展时，所设计的数据结构可能要做频繁的更改，而一些基础的修改可能会扩散到所有开发的 模块，导致了系统随应用发展的可拓性较差、应用系统与支撑平台的相容性较差、系统的网 络互联应用接口开放性较差以及人机一体化g u i 友好交互性较差等等【5 】。对于大型软件系 统，这种建模方法往往会导致灾难性的后果系统变得难以管理和维护，甚至必须重新设计。 因而应保证在电力企业组织机构、业务流程发生调整时，信息集成平台不能因此而被废弃； 2 ) 强调“以人为中心”的管理，达到人与系统的高度融合。 人在企业系统的地位越来越受到重视 6 7 8 】，相应地，出现了用丁描述人与企业系统集 成的模型以及集成人与企业的方法。b r a n d t 等人认为现代企业是人与技术交互作用的集成系 统，即社会技术系统( s o c i o t e c h n i c a ls y s t e m s ) ，将基于工作过程的建模方法和计算机兼容建 模方法进行结合提出了面向人的建模方法，该方法对于当前热门的企业流程变更活动具有一 定的意义【9 】。g e r a m 是在继承p u r d u e 企业参考体系结构p e r a 基础上完成的，它提供了 独特的描述人与企业之间关系的方法1 1 0 l 。c r o w d e r 等人提出了应用开放超媒体技术集成制造 信息的方法 i h ，该方法允许用户以一种比较简单的方法控制其所需的信息资源。 3 ) 集成异质信息资源的能力。 由于以前各个应用系统采用独立的设计模式，不同的供应商有自己一套专门的数据模型 和专用的平台，极大地限制了应用系统的更新和扩展。电力工业的发展要求自动化系统与信 息系统作为企业的有机组成部分进行互联和集成并加以优化运行，如图o 1 3 所示，由于缺 少有效的集成标准和集成技术，用户只好投入大量的人力、物力来实现基于专用平台的应用 系统的集成。目前的集成解决方案大致有： 图0 1 _ 3 电力企业异质信息集成 为支持长期的可拓展性和可维护性，需要改进数据交换和建模过程，这就促使我们开发 新型的电力企业应用系统( u a s ) 。电力企业应用系统可以定义为电力自动化与信息化的一体 化集成网络，它涵盖了从运行、管理到商务等各个层次的应用功能： s = 脚u 傩mu 脚wu u d s 。u f ( 1 1 ) 式中，d s 表示分布式系统，f 为公共的服务设施。虽然电力j = 业的变革将导致新型应 用模块的出现和修改，但基础平台会受到更多的影响。引入平台与应用分离的概念将有助于 实现更加开放的、非专用的系统。因此在新的集成策略中，公共服务设施由平台，即集成的 中枢提供。 多智能体系统( m a s ) 是当今国际上人工智能中的前沿学科，是分布式人上智能的一 个重要分支。它的目标是将大而复杂的系统( 软硬件系统) 建造成小的、彼此相互通讯及协 调的、易于管理的系统。它的研究涉及智能体的知识、目标、技能、规划以及如何使智能体 5 博士后研究报告 协调地采取行动解决问题等【1 3 1 。g e n e s e r e t h 她从另一个角度阐述了研究m a s 的意义u 4 ，通 过多种智能体技术将丰富的“孤岛型”信息资源集成起来，以增加软件的总体价值。通过综合 n w a n a y s l 和m i c h a e l 1 6 两人的观点，目前大多计算机系统都是在一个动态环境中实现的，在 这个环境中经常会发生负荷变化、故障以及重组等问题。此外用户对异构系统的集成需求 也越来越强烈。更深层次上的开放系统不仅要求对协议、服务、供应商是开放的，而且对知 识层上的通讯、本体论、智能体体系结构、交互与同步模型都应是开放的。采用m a s ，可 以方便地求解分布式问题，系统具有很强的伸缩性，而且允许遗留应用系统之间实现互联和 互操作。从软件工程的观点来看，m a s 已被证明为是开发大型分布系统和进行信息集成融 合和知识管理的有效方法眠j 8 19 。基于多智能体系统的企业信息集成研究的成果将在下述节 中介绍。开展m a s 研究具有如下意义： 1 ) 智能体具有独立性和自主性，能为解决给定的子问题自主地进行推理和规划并选择 恰当的策略，并影响周围的环境。 2 ) 由于m a s 是一个分布式系统，所以具有良好的模块性、易于扩展、设计简单灵活， 克服了建造一个庞大知识库所造成的知识管理和扩展的困难，能有效降低系统构造 成本。 3 ) m a s 不仅基于智能体之间的互操作和合作，而且注重“遗产”信息资源的利用。因 此，不仅可以协同解决大规模复杂问题，而且可以保护用户投资，减少开发费用。 4 ) 在m a s 的实现过程中，不追求单个、庞大、复杂的体系，而是按面向对象的方法 构造多个智能体，其结果降低了系统的复杂性，也降低了各个智能体问题求解的复 杂性。 5 ) 智能体之间相互通讯，彼此协调，并行地求解问题，因此，能有效提高问题求解效 率。 6 ) 应用范围扩大。多智能体技术打破了当前知识工程领域中仅使用一个专家系统的限 制，在m a s 中，不同领域、同一领域不同的专家系统可以协作求解单一专家无法 解决或无法很好解决的问雁。 7 ) m a s 的分布式结构使得整个系统具有很强的鲁棒性和可靠性。当系统中某一智能 体发生故障时，整个系统不会崩溃甚至不会导致性能显著下降。 1 从数据库到数据仓库 1 1 数据仓库 各企业、单位在不同的历史阶段建立了专门的信息处理系统，系统问相互隔离、结构各 异、决策者们很难得到全局的决策信息。决策者们对大量的数据进行频繁的复杂分析处理， 数据库系统负担沉重这一现状导致了数据仓库概念的产生。8 0 年代中期由i b m 公司首先 提出，后来将这一概念作为提取数据的策略，被逐渐用于实际则是从9 0 年代开始的。1 9 9 3 年，数据仓库之父w h i n m o n 根据社会需求，基于传统的关系数据库管理系统，借鉴了历 史数据库和知识发现技术，提出了数据仓库概念：是支持管理决策过程的、面向主题的、集 成的、随时间而变的、持久的数据集合。 到了9 0 年代中期，数据仓库技术已经形成潮流。在美国，数据仓库已经成为仅次丁： i n t e r n e t 之后的又一技术热点：数据库厂商纷纷推出自己的数据仓库软件，大型企业几乎都 建立了自己的数据仓库，己建立和使用的数据仓库应用系统都取得了明显的经济效益。 数据仓库存储供查询和决策分析用的集成化数据，包括个基本的功能部分：数据获取、 数据存储和管理、信息访问。数据仓库的信息来自不同地点的数据库或其它信息源，具有分 6 博士后研究报告 协调地采取行动解决问题等。g e n e s e r e t h 则从另一个角度阐述了研究m a s 的意义l ，通 过多种智能体技术将丰富的“孤岛型”信息资源集成起来，以增加软件的总体价值。通过综合 n w a n a t u , lm i e h n e g l 6 1 两人的观点，目前大多计算机系统都是在一个动态环境中实现的，在 这个环境中，经常会发生负荷变化，故障以及重组等问题。此外用户对异构系统的集成需求 也越来越强烈。更深层次上的开放系统不仅要求对协议、服务、烘应商是开放的，而且对知 识层t 的通讯、本体论、智能体体系结构、交互与同步模型都应是开放的。采用m a s ，可 l 三i 方便地求解分布式问题，系统具有根强的伸缩性，而且允许遗留应用系统之间实现互联和 互操作。从软件工程的观点来看，m a s 已被证明为足开发大型分布系统和进行信息集成融 合和知识管理的有效方法叽18 ，1 9 1 。基于多智能体系统的企业信息集成研究的成果将在下述节 中介绍。开展m a s 研究具有如下意义： 1 ) 智能体具有独立性和自主性能为解决给定的子问题自主地进行推理和规划并选择 恰当的策略，并影响周围的环境。 2 ) 由于m a s 是一个分布式系统，所以具有良好的模块性、易于扩展、设计简单灵活， 克服，建造一个庞人知识库所造成的知识管理和扩展的困难，能有效降低系统构造 成本。 3 ) m a s 不仅基于智能体之间的互操作和合作，而且注重“遗产”信息资源的利用。因 此，不仅可以协同解决人规模复杂问题，而且可蛆保护用户投资，减少开发费用。 4 ) 在m a s 的实现过程中不追求单个、庞大、复杂的体系，而是按面向对象的方法 构造多个智能体，其结果降低了系统的复杂性，也降低了各个智能体问题求解的复 杂性。 5 ) 智能体之间相互通讯彼此协调，并行地求解问题，因此能有效提高问题求解效 率。 6 ) 应用范嗣扩大。多智能体技术打破了当前知识工程领域中仅使用一个专家系统的限 制，在m a s 中，不同领域、同一领域不同的专家系统可咀协作求解单一专家无法 解决或无法很好解决的问题。 7 ) m a s 的分布式结构使得整个系统具有很强的鲁棒性和可靠性。当系统中某一智能 体发生故障时，整个系统不会崩溃甚至不会导致性能显著下降。 1 从数据库到数据仓库 1 1 数据仓库 各企业单位在不同的历史阶段建立了专门的信息处理系统，系统间相互隔离、结构各 异、决策者们很难得到全同的决策信息。抉策者们对大量的数据进行频繁的复杂分析处理， 数据库系统负担沉重，这一现状导致r 数据仓库概念的产生。8 0 年代中期由i b m 公司首先 提出，后来将这一概念作为提取数据的策略，被逐渐用于实际则是从9 0 年代开壹f ；的。1 9 9 3 年，数据仓库之父w h 1 n m o n 根据社会需求，基于传统的关系数据库管理系统，借鉴了历 史数据库和知识发现技术，提出了数据仓库概念：是支持管理决策过程的、面向主题的、集 成的、随时间而变的、持久的数据集合。 到了9 0 年代中期，数据仓库技术已经形成潮流。在美国数据仓库已经成为仅次于 i n t e m e t 之后的又一技术热点：数据库厂商纷纷推出自己的数据仓库软件，大型企业几乎都 建立了自己的数据仓库，己建立和使用的数据仓库应用系统都取得了明显的经济技益。 数据仓库存储供查询和决策分析用的集成化数据，包括个基本的功能部分：数据获取、 数据存储和管理、信息访问。数据仓库的信息来自不同地点的数据库或其它信息源，具有分 数据存储和管理、信息访问。数据仓库的信息米自不同地点的数据库或其它信息源，具有分 博士后研究报告 协调地采取行动解决问题等【1 3 1 。g e n e s e r e t h 她从另一个角度阐述了研究m a s 的意义u 4 ，通 过多种智能体技术将丰富的“孤岛型”信息资源集成起来，以增加软件的总体价值。通过综合 n w a n a y s l 和m i c h a e l 1 6 两人的观点，目前大多计算机系统都是在一个动态环境中实现的，在 这个环境中经常会发生负荷变化、故障以及重组等问题。此外用户对异构系统的集成需求 也越来越强烈。更深层次上的开放系统不仅要求对协议、服务、供应商是开放的，而且对知 识层上的通讯、本体论、智能体体系结构、交互与同步模型都应是开放的。采用m a s ，可 以方便地求解分布式问题，系统具有很强的伸缩性，而且允许遗留应用系统之间实现互联和 互操作。从软件工程的观点来看，m a s 已被证明为是开发大型分布系统和进行信息集成融 合和知识管理的有效方法眠j 8 19 。基于多智能体系统的企业信息集成研究的成果将在下述节 中介绍。开展m a s 研究具有如下意义： 1 ) 智能体具有独立性和自主性，能为解决给定的子问题自主地进行推理和规划并选择 恰当的策略，并影响周围的环境。 2 ) 由于m a s 是一个分布式系统，所以具有良好的模块性、易于扩展、设计简单灵活， 克服了建造一个庞大知识库所造成的知识管理和扩展的困难，能有效降低系统构造 成本。 3 ) m a s 不仅基于智能体之间的互操作和合作，而且注重“遗产”信息资源的利用。因 此，不仅可以协同解决大规模复杂问题，而且可以保护用户投资，减少开发费用。 4 ) 在m a s 的实现过程中，不追求单个、庞大、复杂的体系，而是按面向对象的方法 构造多个智能体，其结果降低了系统的复杂性，也降低了各个智能体问题求解的复 杂性。 5 ) 智能体之间相互通讯，彼此协调，并行地求解问题，因此，能有效提高问题求解效 率。 6 ) 应用范围扩大。多智能体技术打破了当前知识工程领域中仅使用一个专家系统的限 制，在m a s 中，不同领域、同一领域不同的专家系统可以协作求解单一专家无法 解决或无法很好解决的问雁。 7 ) m a s 的分布式结构使得整个系统具有很强的鲁棒性和可靠性。当系统中某一智能 体发生故障时，整个系统不会崩溃甚至不会导致性能显著下降。 1 从数据库到数据仓库 1 1 数据仓库 各企业、单位在不同的历史阶段建立了专门的信息