본 발명은 CIM-XML 파일의 유효성 검증 장치 및 그 방법(APPARATUS AND METHOD FOR VERIFYING VALIDITY OF CIM-XML FILE)에 관한 것으로, 전력시스템 SCADA에서 사용되는 CIM-XML 파일의 구성문법 및 클래스 간의 상관관계에 대한 유효성을 검증하는 CIM-XML 파일의 유효성 검증 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
스마트 그리드 기반 전력시스템이 될수록 국제표준 IEC(International Electrotechnical Commission) 적용이 더욱 필수요건이 되고 있다. 다수의 변전소들을 원격에서 감시하는 차세대 스마트 그리드 기반의 지역 급전소용 SCADA 시스템에서는 IEC 61970 표준이 채택되었으며 이러한 국제표준의 특징은 지역 급전소에서 사용되어지는 데이터를 추출하고 이것을 일반화하여 SCADA에서 공통으로 사용되는 정보모델을 국제 표준화하는 것이다.
이러한 공통의 정보모델을 IEC 61970에서는 CIM(Common Information Model)이라고 부른다. IEC 61970 기반의 지역 급전소는 타 지역의 지역 급전소들과 네트워크를 통하여 CIM 기반의 데이터 파일인 CIM-XML 파일을 상호 주고 받고 중앙 SCADA 시스템에서는 전력계통 전체의 감시 정보에 활용한다. 각 지역마다 설치된 지역 급전소 운영시스템 제작사가 서로 상이하더라도 상호간 CIM-XML 파일을 상호교환하고 운영하기 위해서는 교환되는 각각의 CIM-XML 파일 형태는 국제표준에서 제시하는 기술 요건을 반드시 만족하여야 한다.
따라서, 전력시스템인 SCADA 설비부분은 UML을 이용하여 CIM 정보모델로 변환되고 최종적으로 지역 급전소 시스템간 CIM-XML 파일을 상호교환하기 위하여 도 1과 같이 RDF(Resource Description Framework)문서언어 기반의 XML 파일 형태로 기술된다.
CIM-XML 파일은 전력설비들의 정보가 계층적으로 잘 연결되어 있는지는 설비들이 나타내는 값들이 실제 범위에서 벗어나는 것이 없는지 확인되어야 한다. CIM-XML 파일이 IEC 61970 국제표준에서 제시하는 정보모델의 구성 문법과 상관관계 규칙에 위배 되었는지를 사람이 수작업으로 확인하는 것은 파일의 크기가 너무 커서 거의 불가능하다.
따라서, CIM-XML 파일의 유효성을 검증하기 위하여 인터넷 웹브라우저의 XML 문서 유효성 검증방법을 이용하여 검증하던지 CIM-XML 전용 분석기를 사용하여 유효성을 검증하고 있다. 그러나 이들 대부분은 문법적 유효성 검증에만 제한적이고 상관관계 및 상세 값들의 유효성을 검증하기에는 매우 기능이 제한적이라는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2004-0001010호는 "외부 ＸＭＬ유효성 검증 장치를 이용하는 ＸＭＬ파싱 장치 및 방법"에 관하여 개시하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 전력시스템 SCADA에서 사용되는 CIM-XML 파일의 구성문법 유효성 검증뿐만 아니라 클래스 간의 상관관계에 대한 유효성을 검증하는 CIM-XML 파일의 유효성 검증 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CIM-XML 파일의 유효성 검증 장치는 CIM-XML 파일의 구성 문법을 정의한 RDF 스키마(Schema) 파일 및 유효성을 검증하고자 하는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일을 입력받는 입력부; 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성을 검증하기 위한 검증 규칙을 생성하는 규칙 생성부; 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일에 검증 규칙을 적용하여 유효성 검증을 수행하는 검증부; 및 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성 검증 결과를 판단하는 판단부;를 포함한다.
또한, 상기 규칙 생성부는 IEC 61970에서 제시된 클래스 정보모델 기준과 CIM-XML 파일이 적용되는 전력계통의 클래스 속성값, 클래스 정보모델명 및 클래스 간의 상관관계를 함수를 이용하여 기준이 되는 검증 규칙을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 규칙 생성부는 발전기의 기준 전압과 기본 전압의 실제 값에 대한 유효성을 검증하는 규칙, RC의 VS와 기본 전압의 오차를 비교하여 발전기의 기준 전압이 기 설정된 범위를 벗어나는 전압 조정이 이루어졌는지에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 차단기의 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 분류기의 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 직렬 갭 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 선로 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙 및 상호 연결된 터미널 간의 동일 기준 전압 설비가 유지되는지에 대한 유효성을 검증하는 규칙 중 적어도 어느 하나를 포함하는 검증 규칙을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 검증부는, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 구성 문법에 대한 검증을 수행하는 문법 검증 수행부; 및 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 검증 규칙에 대한 검증을 수행하는 규칙 검증 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 문법 검증 수행부는 RDF 스키마(Schema) 파일을 토대로 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 구성 문법에 대한 검증을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 판단부는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 구성 문법 및 검증 규칙에 부합하면 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효한 것으로, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 구성 문법과 검증 규칙에 부합하지 않으면 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 판단된 유효성 검증 결과를 출력하는 결과 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CIM-XML 파일의 유효성 검증 방법은 입력부에 의해, CIM-XML 파일의 구성 문법을 정의한 RDF 스키마(Schema) 파일 및 유효성을 검증하고자 하는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일을 입력받는 단계; 규칙 생성부에 의해, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성을 검증하기 위한 검증 규칙을 생성하는 단계; 검증부에 의해, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일에 검증 규칙을 적용하여 유효성 검증을 수행하는 단계; 및 판단부에 의해, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성 검증 결과를 판단하는 단계;를 포함한다.
또한, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성을 검증하기 위한 검증 규칙을 생성하는 단계는, IEC 61970에서 제시된 클래스 정보모델 기준과 CIM-XML 파일이 적용되는 전력계통의 클래스 속성값, 클래스 정보모델명 및 클래스 간의 상관관계를 함수를 이용하여 기준이 되는 검증 규칙을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성을 검증하기 위한 검증 규칙을 생성하는 단계는, 발전기의 기준 전압과 기본 전압의 실제 값에 대한 유효성을 검증하는 규칙, RC의 VS와 기본 전압의 오차를 비교하여 발전기의 기준 전압이 기 설정된 범위를 벗어나는 전압 조정이 이루어졌는지에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 차단기의 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 분류기의 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 직렬 갭 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙, 선로 터미널이 유지되는지 여부에 대한 유효성을 검증하는 규칙 및 상호 연결된 터미널 간의 동일 기준 전압 설비가 유지되는지에 대한 유효성을 검증하는 규칙 중 적어도 어느 하나를 포함하는 검증 규칙을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성을 검증하기 위한 검증 규칙을 생성하는 단계는, RDF 스키마(Schema) 파일을 토대로 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 구성 문법에 대한 검증 및 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 검증 규칙에 대한 검증을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성 검증 결과를 판단하는 단계는, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 구성 문법과 검증 규칙에 부합하면 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효한 것으로, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 구성 문법과 검증 규칙에 부합하지 않으면 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
*또한, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성 검증 결과를 판단하는 단계 이후에,결과 출력부에 의해, 판단된 유효성 검증 결과를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 CIM-XML 파일의 유효성 검증 장치 및 그 방법은 전력시스템 SCADA에서 사용되는 CIM-XML 파일의 구성문법 유효성 검증뿐만 아니라 클래스 간의 상관관계에 대한 유효성을 검증함으로써, 신뢰성 있는 유효성 검증 결과를 도출할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대하여서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
입력부(110)는 CIM-XML 파일의 구성 문법을 정의한 RDF 스키마(Schema) 파일 및 유효성을 검증하고자 하는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일을 입력받는다. 이때, RDF 스키마(Schema) 파일은 인터넷과 웹 상의 메타데이터인 데이터에 대한 정의나 설명을 지원하기 위한 기반구조를 제공하기 위하여 월드 와이드 웹 컨소시엄인 W3C에 의해 개발된 규격의 파일이다.
입력부(110)는 도면에 도시된 바와 같이, RDF 스키마(Schema) 파일을 입력받는 제1 입력부(111)와 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일을 입력받는 제2 입력부(112)가 별도로 구비될 수도 있다.
규칙 생성부(120)는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성을 검증하기 위한 검증 규칙을 생성한다.
규칙 생성부(120)는 IEC 61970에서 제시된 클래스 정보모델 기준과 CIM-XML 파일이 적용되는 전력계통의 클래스 속성값, 클래스 정보모델명 및 클래스 간의 상관관계를 함수를 이용하여 기준이 되는 검증 규칙을 생성한다.
규칙 생성부(120)에서 생성된 검증 규칙은 규칙 편집부(121)에서 편집되어, 최종적으로 규칙 저장부(122)에 저장된다.
검증부(130)는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일에 검증 규칙을 적용하여 유효성 검증을 수행한다.
이를 위해, 검증부(130)는 문법 검증 수행부(131) 및 규칙 검증 수행부(132)를 포함한다.
문법 검증 수행부(131)는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 구성 문법에 대한 검증을 수행한다. 이때, 문법 검증 수행부(131)는 RDF 스키마(Schema) 파일을 토대로 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 구성 문법에 대한 검증을 수행한다.
규칙 검증 수행부(132)는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 검증 규칙에 대한 검증을 수행한다.
판단부(140)는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일의 유효성 검증 결과를 판단한다.
판단부(140)는 검증 결과 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 구성 문법과 검증 규칙에 부합하면 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효한 것으로, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 구성 문법과 검증 규칙에 부합하지 않으면 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효하지 않은 것으로 판단한다.
결과 출력부(150)는 판단된 유효성 검증 결과를 출력한다.
결과 출력부(150)는 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효한 것으로 판단된 경우 PASS로 표시하여 출력하고, 검증 대상이 되는 CIM-XML 파일이 유효하지 않은 것으로 판단된 경우 FAIL로 표시하여 출력한다. 또한, 결과 출력부(150)는 검증결과 요약 및 분석 내용을 PDF 문서형태로 나타낸다.
데이터 그래픽 표시부(160)는 CIM-XML 파일 내부에 사용되는 정보모델 클래스와 이들의 속성을 계층적 또는 그래픽적으로 도식화하여 보여주며 검증 대상 클래스를 수정하거나 추가할 수 있다. 데이터 그래픽 표시부(160)는 시작부터 실행 전체 과정을 그래픽 기반의 데이터 뷰를 통하여 CIM-XML 파일의 구체적 검색, 상관관계, 그래픽 뷰, FAIL 부분의 검색을 가능하게 한다.
입력부는 도면에 도시된 바와 같이, CIM Project Explorer 라고 명칭 할 수 있으며, CIM-XML 디렉토리는 검증하고자 하는 CIM=XML 파일을 수록하고 있다. 그리고 확장자는 XML 파일이며 구체적 파일 형태는 XML 형태를 갖춘 RDF 구문기반의CIM-XML 파일이다. 따라서, 전력 시스템에서는 CIM 파일 또는 CIM-XML 파일 또는CIM-XML-RDF로 파일명이 사용되기도 한다. 그리고 RDFS 디렉토리에는 RDF 스키마(Schema) 파일들을 수록하고 있다. RDF 스키마(Schema) 파일들은 CIM-XML 파일을 검증하기 위한 문법 규칙 등을 포함하고 있다. 그리고 RESULT 디렉토리는 검증결과의 파일들을 열거하고 있는 디렉토리이고, Rule Script Files 디렉토리는 검증에 사용될 규칙들을 열거하고 있는 디렉토리이다.
규칙 생성부는 IEC 61970에서 제시된 클래스 정보모델 기준과 CIM-XML 파일이 적용되는 전력계통의 클래스 속성값, 클래스 정보모델명 및 클래스 간의 상관관계를 함수를 이용하여 기준이 되는 검증 규칙을 생성한다.
규칙 생성부는 도면에 도시된 바와 같이, Rule Script Editor라고 명칭 할 수 있다. 규칙 생성부의 Rule Information 부분은 사용자가 생성한 검증 규칙을 각각 구분하는 부분이고, Forward Rules 부분은 CIMXML 파일중에서 구체적으로 검증하고자 범위의 영역을 설정하는 부분이며, Backward Rules은 설정된 대상에 대해 구체적으로 클래스 속성 값, 클래스 정보모델명, 클래스 간의 상관 관계 등을 함수를 이용하여 검증 규칙을 구성하는 부분이다.
결과 출력부는 도면에 도시된 바와 같이, CIM-XML Validation으로 명칭할 수 있고, Validation Setting 부에서는 검증에 사용된 Profile과 검증 규칙(Rule)을 제시하였고 Basic Validation List부는 구성 문법에 대한 검증결과를 제시하고 Rule Script File Validation List에서는 클래스 속성 값, 클래스 정보모델명, 클래스간의 상관관계 등에 대한 검증 규칙에 대한 검증결과를 제시한다. 검증결과는 그래픽적으로 제시하여 쉽게 판독이 가능하며 적색으로 제시되면 FAIL, 녹색으로 표시되면 PASS를 나타낸다. 또한 사용자의 편의를 위하여 검증결과를 도 8과 같이 PDF, DOC 및 PPT 중 어느 하나의 문서형태로도 출력할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 CIM-XML 파일의 유효성 검증 장치 및 그 방법은 전력시스템 SCADA에서 사용되는 CIM-XML 파일의 구성문법의 유효성 검증뿐만 아니라 클래스 간의 상관관계에 대한 유효성을 검증함으로써, 신뢰성 있는 유효성 검증 결과를 도출할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
현재 개발중인 프로젝트가 아래와 비슷하여 참고하여 포스팅했습니다.