CN104750477B - 一种基于标准中间过程文件的scd版本比对方法 - Google Patents
一种基于标准中间过程文件的scd版本比对方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，基于四层图形的智能变电站虚回路可视化比对方法，该方法从装置、链路、通讯参数和虚回路四个层面，以图形化方式较为高效的自顶向下逐步实现虚回路的比较。最大限度的保证虚回路配置信息的安全性、完整性、一致性，改变依靠人力来保证虚回路配置正确性的低效而脆弱的现状，从而保障和提升智能变电站安全运行水平，缩短系统投运时间、减轻系统投运压力，降低智能变电站全寿命周期内的维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站的SCD版本管理领域，尤其涉及一种基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法。
背景技术
在智能变电站中，系统配置描述(SCD)文件代替了大量的二次回路图纸设计，SCD文件包含了所有设备的运行信息，包括站内各IED(智能电子设备)的数据信息、数据类型、通信参数、控制块参数、装置间的回路关系尤其是跳合闸、采样等关键的连接关系。在变电站的建设、调试、运维、检修、改造和扩建过程中需要针对SCD文件信息内容反复得进行修改验证，从而会形成较多的SCD版本，工程管理中需要了解SCD的变化信息，更希望能通过方便快捷的比较方式直观获得各个版本变化差异。
SCD文件是由SCL语言描述文本文件，无法直观体现虚回路配置信息，通过文本比对的方式非常抽象并不利于管理，因此以图形化方式展示SCD文件各个版本中的差异，变的非常迫切。SCD文件包含全站IED的数据信息、数据类型、通信参数、控制块参数等，文件大小可能达到几百兆字节。若单个IED的虚端子图形化信息完全从SCD文件中提取，不仅展示的速度有限，还要耗费大量的CPU资源和内存资源。将单个IED的本侧输出虚端子、本侧输入虚端子、虚端子连接关系、本侧通信参数、本侧GOOSE或者SV控制块，对侧输出虚端子、对侧输入虚端子、对侧通信参数、对侧GOOSE或者SV控制块等关键信息提取到一个独立的XML文件(称此XML文件为中间过程文件)，基于此中间过程文件展示IED的虚回路图形化，将大大提高图形化展示速度，降低内存和CPU主频的要求。
标准中间过程文件的具体格式见GDW1396-2012，是通过SCD提取出的过程层虚端子配置XML文件，每个IED都有各自的XML文件。
现有技术中，系统配置的版本差异比对仅仅比对SCD文件中变电站节点下定义的变电站结构信息，根据IED的名称和描述，对电压等级、间隔进行比对，例如，专利CN104240142公开了一种智能变电站二次系统配置的版本差异的高可视化展示方法，本发明利用智能处理算法及新颖的展示手段，提取SCD版本间的差异，并基于对二次装置自动划分电压等级及间隔的结果，对SCD版本间差异按电压等级、间隔进行高可视化、高互动性的展示。直观展示围绕二次装置的数据发送、接收配置发生的变化，从而可以对SCD文件进行简单、有效的版本管理，提高智能变电站的管理水平。但是基于SCD文件的比对效率不够高，SCD文件包含了全站IED的数据信息、数据类型、通信参数、控制块参数等，文件大小可能达到几百兆字节。若单个IED的图形化信息完全从SCD文件中提取，不仅展示的速度有限，还要耗费大量的CPU资源和内存资源。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，目的在于提供一种基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，基于四层图形的智能变电站虚回路可视化比对方法，从装置、链路、通讯参数和虚回路四个层面，以图形化方式高效的自顶向下逐步实现虚回路的比较。最大限度的保证虚回路配置信息的安全性、完整性、一致性，改变依靠人力来保证虚回路配置正确性的低效而脆弱的现状，从而保障和提升智能变电站安全运行水平，缩短系统投运时间、减轻系统投运压力，降低智能变电站全寿命周期内的维护成本。
本发明技术方案如下：
一种基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，包括以下步骤，
S1，按照IED(智能电子设备)的序列顺序逐个从第一SCD(SubstationConfiguration Description变电站配置描述/系统配置描述)版本文件中提取第一SCD版本的中间过程文件；
S2，一个IED对应一个中间过程文件，获得第一SCD版本的中间过程文件集合；
S3，按照IED的序列顺序逐个从第二SCD版本文件中提取第二SCD版本的中间过程文件；
S4，获得第二SCD版本的中间过程文件集合；
S5，进行CRC比对(第一层比对)，包括以下步骤：
501)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行CRC计算，获得第一SCD版本的CRC数值列表；
502)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行CRC计算，获得第二SCD版本的CRC数值列表；
503)，采用CRC比对法定位IED的差异，获取存在差异的IED列表；
S6，进行链路层信息比对(第二层比对)：第二层的链路层信息比对包括新增链路、减少链路和链路数据变化，第三层比对通讯参数的差异，第四层对链路内通道数据的变化；链路层信息比对具体包括以下步骤：
601)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行链路比对，获得第一SCD版本的链路层图形化信息；
602)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行链路比对，获得第二SCD版本的链路层图形化信息；
603)，根据步骤S5定位的存在差异的IED，选择有CRC差异的IED对应的第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件；
604)，将步骤603选择的有CRC差异的IED对应的第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行链路比对，获得IED的链路比对信息，定位第一SCD版本和第二SCD版本的链路的差异；
S7，参数比对(第三层比对)：
701)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行参数比对，获得第一SCD版本的参数图形化信息；
702)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行参数比对，获得第二SCD版本的参数图形化信息；
703)，第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行参数比对，获得IED的全部参数比对信息；
步骤5对IED的CRC进行了比对，获取了具有差异的IED列表，步骤6基于步骤5对链路进行了比对，获取了差异链路，差异链路包括参数变化和虚回路变化差异，选择两个版本中具有差异链路的中间过程文件；
704)，基于步骤703获取的参数比对信息，定位第一SCD版本和第二SCD版本的参数差异；
S8,虚回路比对(第四层比对)，具体包括以下步骤：
801)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行虚回路比对，获得虚回路图形化信息；
802)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行虚回路比对，获得虚回路图形化信息；
803)，第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行虚回路比对，获得IED的全部虚回路比对信息
804)，基于步骤803获取的虚回路比对信息对定位虚回路的差异。
步骤S5对IED的CRC进行了比对，获取了具有差异的IED列表，步骤S6基于步骤S5对链路进行了比对，获取了差异链路，差异链路异包括通讯参数变化和虚回路变化差异，选择第一SCD版本和第二SCD版本中具有差异链路的中间过程文件。
较优地，步骤S1具体包括以下步骤：
101)提取第一SCD版本文件所对应的IED的GOOSE发送参数，将GOOSE发送参数信息填写到中间配置文件，所述GOOSE发送参数包括发送控制块信息、物理端口通信配置信息、GOOSE发送数据集信息以及GOOSE发送虚端子的类型和描述；
102)提取第一SCD版本文件所对应的IED的GOOSE接收参数，将GOOSE接收参数信息填写到中间配置文件，所述GOOSE接收参数包括对侧IED的发送控制块信息、对侧IED的物理端口通信配置信息、对侧IED的GOOSE发送数据集信息、本侧IED的GOOSE接收Reference信息、GOOSE发送虚端子的类型和描述；
103)提取第一SCD版本文件和第二SCD版本文件所对应的IED的SV的发送和接收参数，并填写到中间配置文件。
较优地，步骤S5所述CRC计算具体包括以下步骤，
根据中间过程文件，剔除元素间及属性间的空格、换行符、回车符、列表符后转换成ASCII码序列计算四字节CRC(CRC-32)校验码，所述CRC-32校验码为CRC32数值，代表SCD版本的IED的过程层信息唯一标识，中间过程文件逐个进行CRC计算获取到的CRC32数值组成列表，生成CRC数值列表；
较优地，步骤S5所述CRC比对法定位IED的差异具体包括以下步骤，以IED装置名称为匹配关键字，通过图形列表方式，并以颜色标注不同CRC校验码的IED装置，从整体上快速比较出虚回路配置信息发生了变化的装置，CRC采用数值比较，相同则为无差异，不同则为有差异，获取存在差异的IED列表。
较优地，所述链路比对的结果包括新增链路、减少链路、链路数据变化，具体图形显示为：
新增链路，通过在对应链路图形上以“+”符号标识该链路为新增链路；
减少链路，通过在对应链路图形上以“-”符号标识该链路为新增链路；
链路数据变化，为链路自身参数变化或链路内通道数据变化，可通过在对应链路图形上以“！”符号标识链路数据发生了变化。
较优地，步骤S7参数比对对链路数据有变化的链路进行通讯参数比对，所述通讯参数包括：目的MAC(组播地址)、Appid(应用标示)、GOCBRef(控制块索引)、GOID(控制块ID)、DatSet(数据集)、confRev(配置版本)、numDatSetentries(数据集数目)。
较优地，虚回路比对包括新增通道、减少通道、通道数据变化。通过以单个链路为视角，以图形化表格方式展示该虚回路的变化，并通过图形化的符号标注两个版本虚回路变化信息，具体方法如下：
新增通道，表现为IED装置与外装置的通信链路新增了通道，此时，可通过在对应通道图形上以“+”符号标识该通道为新增通道；
减少通道，表现为IED装置与外装置的通信链路删除了通道，此时，可通过在对应通道图形上以“-”符号标识该通道为减少通道；
通道数据变化，表现为两个版本中的通道数据发生了变化，具体变化为通道对应的收发虚端子的数据属性发生了变化，此时，可通过在对应通道图形上以“！”符号标识该通道数据发生了变化。
与现有技术相比，本发明包括以下有益效果：
相比于直接采用SCD文件的比较方式，本发明采用了基于标准中间过程文件的比较方式，避免了反复对几百兆SCD文件的反复读取，提高了图形化展示速度，降低了对内存和CPU主频的要求。
进一步地，本发明将单个IED的本侧输出虚端子、本侧输入虚端子、虚端子连接关系、本侧通信参数、本侧GOOSE或者SV控制块，对侧输出虚端子、对侧输入虚端子、对侧通信参数、对侧GOOSE或者SV控制块等关键信息提取到一个独立的XML文件(称此XML文件为中间过程文件)，基于此中间过程文件展示IED的虚回路图形化，将大大提高图形化展示速度，降低内存和CPU主频的要求。
进一步地，本发明从CRC(装置)、链路、通讯参数和虚回路四个层面，以图形化方式高效的自顶向下逐步实现虚回路的比较。最大限度的保证虚回路配置信息的安全性、完整性、一致性，改变依靠人力来保证虚回路配置正确性的低效而脆弱的现状，从而保障和提升智能变电站安全运行水平，缩短系统投运时间、减轻系统投运压力，降低智能变电站全寿命周期内的维护成本。
附图说明
图1为基于标准中间过程文件的SCD版本比对示意图；
图2为本发明中间过程文件提取流程图；
图3为基于装置虚回路CRC校验码的第一层比对示意图；
图4为基于装置链路信息的第二层比对示意图；
图5为基于参数信息的第三层比对示意图；
图6为基于虚回路图形化信息的第四层比对示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，包括以下步骤，
S1，按照IED(智能电子设备)的序列顺序逐个从第一SCD(SubstationConfiguration Description变电站配置描述)版本文件中提取第一SCD版本的中间过程文件；如图2所示，具体包括以下步骤：
101)提取第一SCD版本文件所对应的IED的GOOSE发送参数，包括发送控制块信息、物理端口通信配置信息、GOOSE发送数据集信息以及GOOSE发送虚端子的类型和描述，将上述信息填写到中间配置文件。
102)提取第一SCD版本文件所对应的IED的GOOSE接收参数，包括对侧IED的发送控制块信息、对侧IED的物理端口通信配置信息、对侧IED的GOOSE发送数据集信息、本侧IED的GOOSE接收Reference信息、GOOSE发送虚端子的类型和描述等，将上述信息填写到中间配置文件。
103)提取第一SCD版本文件所对应的IED的SV的发送和接收参数，并填写到中间配置文件。
S2，一个IED对应一个中间过程文件，获得第一SCD版本的中间过程文件集合。
S3，按照IED的序列顺序逐个从第二SCD版本文件中提取第二SCD版本的中间过程文件。
S4，获得第二SCD版本的中间过程文件集合。
S5，进行CRC比对(第一层比对)，包括以下步骤：
501)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行CRC计算，获得第一SCD版本的CRC数值列表
如图3所示，CRC计算具体包括以下步骤，
根据中间过程文件，剔除元素间及属性间的空格、换行符、回车符、列表符后转换成ASCII码序列计算四字节CRC-32校验码，所述CRC-32校验码为CRC32数值，代表SCD版本的IED的过程层信息唯一标识，中间过程文件逐个进行CRC计算获取到的CRC32数值组成列表，生成CRC数值列表；
CRC比特数Width:32；
生成项Poly:04C11DB7；
初始化值Init:FFFFFFFF；
待测数据是否颠倒RefIn:True；
计算值是否颠倒RefOut:True；
输出数据异或项XorOut:FFFFFFFF；
字串“123456789”的校验结果Check:CBF43926。
502)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行CRC计算，获得第二SCD版本的CRC数值列表；
503)，采用CRC比对法定位IED的差异，获取存在差异的IED列表，具体包括以下步骤，以IED装置名称为匹配关键字，通过图形列表方式，并以颜色标注不同CRC校验码的IED装置，从整体上快速比较出虚回路配置信息发生了变化的装置，CRC采用数值比较，相同则为无差异，不同则为有差异，获取存在差异的IED列表。
S6，进行链路层信息比对(第二层比对)，具体包括以下步骤，如图4所示：
601)，第一SCD版本的中间过程文件逐个输入到链路比对模块，进行链路比对，获得第一SCD版本的链路层图形化信息；
链路比对模块通过链路信息显示参数设置控制输出数据，当链路信息显示参数为0时输出本IED的链路图形信息，当参数为1时，输出两个IED间的链路比对数据信息，链路信息显示参数用于控制输出为图形信息或者数据信息。
602)，第二SCD版本的中间过程文件逐个输入链路比对模块，进行链路比对，获得第二SCD版本的链路层图形化信息；
603)，根据步骤S5定位的存在差异的IED，选择有CRC差异的IED对应的第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件；选择CRC不同的中间过程文件进行比对，CRC相同就不需要比对；
604)，将步骤603选择的有CRC差异的IED对应的第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行链路比对，获得IED的链路比对信息，定位第一SCD版本和第二SCD版本的链路的差异；
装置链路信息反映了装置间通过GOOSE及SV交换的信息，通过上述第一层比对后，对于中间文件CRC校验码有差异的IED装置，可明确该IED装置的过程层信息发生了变化，通过对该特定装置的链路信息进行进一步比对，可从装置交互的角度进一步确定过程层信息的变化情况。
链路的比对结果主要反映在以下三个方面：新增链路、减少链路、链路数据变化，通过以单个IED装置为视角，以图形化方式展示该IED装置与外装置的链路关系，并通过图形化的符号标注两个版本装置的链路变化信息，具体方法如下：
A、新增链路，表现为IED装置与外装置间新增了通信链路，此时，通过在对应链路图形上以“+”符号标识该链路为新增链路；
B、减少链路，表现为IED装置与外装置间删除了通信链路，此时，通过在对应链路图形上以“-”符号标识该链路为新增链路；
C、链路数据变化，表现为两个版本中的链路数据发生了变化，具体变化为链路自身参数变化或链路内通道数据变化，此时，可通过在对应链路图形上以“！”符号标识该链路数据发生了变化。
S7，参数比对(第三层比对)，具体包括以下步骤，如图5所示：
701)，第一SCD版本的中间过程文件逐个输入到参数比对模块，进行参数比对，获得第一SCD版本的参数图形化信息；
702)，第二SCD版本的中间过程文件逐个输入到参数比对模块，进行参数比对，获得第二SCD版本的参数图形化信息；
703)，第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行参数比对，获得IED的全部参数比对信息；
步骤S7参数比对对链路数据有变化的链路进行通讯参数比对，通讯参数包括：目的MAC(组播地址)、Appid(应用标示)、GOCBRef(控制块索引)、GOID(控制块ID)、DatSet(数据集)、confRev(配置版本)、numDatSetentries(数据集数目)。
步骤5对IED的CRC进行了比对，获取了具有差异的IED列表，步骤6基于步骤5对链路进行了比对，获取了差异链路，差异链路包括参数变化和虚回路变化差异，选择两个版本中具有差异链路的中间过程文件；
704)，基于步骤703获取的参数比对信息，定位第一SCD版本和第二SCD版本的参数差异；
过上述第二层比对后，对于数据发生变化的链路(以“！”符号标识)，通过对虚回路进行进一步比对，可从装置虚端子交互的角度进一步确定链路的变化情况。
虚回路的比对结果主要反映在以下三个方面：新增通道、减少通道、通道数据变化，通过以单个链路为视角，以图形化表格方式展示该虚回路的变化，并通过图形化的符号标注两个版本虚回路变化信息，具体方法如下：
D、新增通道，表现为IED装置与外装置的通信链路新增了通道，通过在对应通道图形上以“+”符号标识该通道为新增通道；
E、减少通道，表现为IED装置与外装置的通信链路删除了通道，通过在对应通道图形上以“-”符号标识该通道为减少通道；
F、通道数据变化，表现为两个版本中的通道数据发生了变化，具体变化为通道对应的收发虚端子的数据属性发生了变化，通过在对应通道图形上以“！”符号标识该通道数据发生了变化。
S8,虚回路比对(第四层比对)，具体包括以下步骤，如图6所示：
801)，第一SCD版本的中间过程文件逐个输入虚回路比对模块，进行虚回路比对，获得虚回路图形化信息；
802)，第二SCD版本的中间过程文件逐个输入虚回路比对模块，进行虚回路比对，获得虚回路图形化信息；
803)，第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行虚回路比对，获得IED的全部虚回路比对信息
804)，基于步骤803获取的虚回路比对信息对定位虚回路的差异。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1，按照IED的序列顺序逐个从第一SCD版本文件中提取第一SCD版本的中间过程文件；
S2，一个IED对应一个中间过程文件，获得第一SCD版本的中间过程文件集合；
S3，按照IED的序列顺序逐个从第二SCD版本文件中提取第二SCD版本的中间过程文件；
S4，获得第二SCD版本的中间过程文件集合；
S5，进行CRC比对，包括以下步骤：
501)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行CRC计算，获得第一SCD版本的CRC数值列表；
502)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行CRC计算，获得第二SCD版本的CRC数值列表；
503)，采用CRC比对法定位IED的差异，获取存在差异的IED列表；
S6，进行链路层信息比对，具体包括以下步骤：
601)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行链路比对，获得第一SCD版本的链路层图形化信息；
602)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行链路比对，获得第二SCD版本的链路层图形化信息；
603)，根据步骤S5定位的存在差异的IED，选择有CRC差异的IED对应的第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件；
604)，将步骤603选择的有CRC差异的IED对应的第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行链路比对，获得IED的链路比对信息，定位第一SCD版本和第二SCD版本的链路的差异；
S7，参数比对：
701)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行参数比对，获得第一SCD版本的参数图形化信息；
702)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行参数比对，获得第二SCD版本的参数图形化信息；
703)，第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行参数比对，获得IED的全部参数比对信息；
704)，基于步骤703获取的参数比对信息，定位第一SCD版本和第二SCD版本的参数差异；
S8,虚回路比对，具体包括以下步骤：
801)，第一SCD版本的中间过程文件逐个进行虚回路比对，获得虚回路图形化信息；
802)，第二SCD版本的中间过程文件逐个进行虚回路比对，获得虚回路图形化信息；
803)，第一SCD版本和第二SCD版本的中间过程文件进行虚回路比对，获得IED的全部虚回路比对信息；
804)，基于步骤803获取的虚回路比对信息对定位虚回路的差异。
2.根据权利要求1所述的基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：
101)提取第一SCD版本文件所对应的IED的GOOSE发送参数，将GOOSE发送参数信息填写到中间配置文件，所述GOOSE发送参数包括发送控制块信息、物理端口通信配置信息、GOOSE发送数据集信息以及GOOSE发送虚端子的类型和描述；
102)提取第一SCD版本文件所对应的IED的GOOSE接收参数，将GOOSE接收参数信息填写到中间配置文件，所述GOOSE接收参数包括对侧IED的发送控制块信息、对侧IED的物理端口通信配置信息、对侧IED的GOOSE发送数据集信息、本侧IED的GOOSE接收Reference信息、GOOSE发送虚端子的类型和描述；
103)提取第一SCD版本文件和第二SCD版本文件所对应的IED的SV的发送和接收参数，并填写到中间配置文件。
3.根据权利要求1所述的基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，其特征在于，步骤S5所述CRC计算具体包括以下步骤，
根据中间过程文件，剔除元素间及属性间的空格、换行符、回车符、列表符后转换成ASCII码序列计算四字节CRC校验码，所述CRC校验码为CRC32数值，代表SCD版本的IED的过程层信息唯一标识，中间过程文件逐个进行CRC计算获取到的CRC32数值组成列表，生成CRC数值列表。
4.根据权利要求1所述的基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，其特征在于，步骤S5所述CRC比对法定位IED的差异具体包括以下步骤，以IED装置名称为匹配关键字，通过图形列表方式，并以颜色标注不同CRC校验码的IED装置，从整体上快速比较出虚回路配置信息发生了变化的装置，CRC采用数值比较，相同则为无差异，不同则为有差异，获取存在差异的IED列表。
5.根据权利要求1所述的基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，其特征在于，所述链路比对的结果包括新增链路、减少链路、链路数据变化，具体图形显示为：
新增链路，通过在对应链路图形上以“+”符号标识该链路为新增链路；
减少链路，通过在对应链路图形上以“-”符号标识该链路为新增链路；
链路数据变化，为链路自身参数变化或链路内通道数据变化，通过在对应链路图形上以“！”符号标识链路数据发生了变化。
6.根据权利要求1所述的基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，其特征在于，所述步骤S7参数比对对链路数据有变化的链路进行通讯参数比对，所述通讯参数包括：目的MAC、应用标示、控制块索引、控制块ID、数据集、配置版本、数据集数目。
7.根据权利要求1所述的基于标准中间过程文件的SCD版本比对方法，其特征在于，所述虚回路比对包括新增通道、减少通道、通道数据变化。
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