CN107104855B - 一种用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法，通过分析捕获的采集终端通信数据包获得在线时长、在线率数据，具有不依赖于采集主站的优点，解决在某些情况下不能使用或无法获得采集主站数据的问题；通过分析捕获的采集终端通信数据包，获得每一终端的上、下线时间，推倒得出每一时刻的在线终端数，并进一步得到终端在线率曲线。具有可根据需要回溯任意时刻任意终端的在线情况的优点。解决因程序缺陷、系统性能、系统功能等原因造成的主站在线率曲线不准确、曲线精度不足、统计维度不足的问题。解决统计单台终端在线时长的问题。
Description
技术领域
本发明属于电力系统用电信息采集领域，具体涉及一种用电信息采集系统通信性能监测技术。
背景技术
用电信息采集系统运行过程中，需要对远程通信信道运行质量进行监测与管理，主要是终端在线率的分析及监视。
目前，用电信息采集终端的在线率都是由采集主站自身统计的。采集主站的一项基本功能就是记录每一台终端的在线状态及通信通道信息，以便在主站进行数据召测、指令下发时使用相对应的通道进行通信。终端的在线状态、通信通道信息的更新一般是在采集主站接收到终端的登录请求后，主站根据登录请求所包含的终端识别信息将终端（区划码+终端地址）与通信通道（终端登录IP+端口）的关系进行绑定，并更新终端的在线状态。当终端主动下线或TCP连接关闭或重置时，主站解除终端与通信通道的绑定关系，并更新终端的在线状态。主站按15分钟（30分钟、60分钟）周期定时统计各种维度的终端在线率（当前终端在线率=当前在线终端总数/运行终端总数），并形成终端在线率曲线。
但在某些情况下不能使用或无法获得采集主站的在线率数据。例如国网统一部署的主站性能在线监测系统不能使用各网省主站的在线率统计数据。各主站厂商对终端在线的判断规则不同，不同主站的数据无法直接进行对比。主站在运行过程中可能受程序缺陷、系统性能、系统故障等方面影响，在线率数据可能不准确，或不能及时更新。又例如现场环境使用的采集终端通信监测设备无法获得主站的数据。所有的监测数据都只能通过分析在线捕获的采集终端通信数据包得到。
采集主站自身统计在线率数据还在存在某些不足。目前主站的终端在线率曲线的每一点数据都是统计当前终端状态生成的，无法对过去时刻的终端在线率进行重新统计。主站数据库在某些时段非常繁忙，数据更新延时较大，终端在线状态不能及时更新，所统计的当前终端在线率可能出现偏差。受系统性能制约，终端在线率曲线的统计周期一般都在10分钟及以上，若分析或管理需要采样点更密的在线率曲线时，主站难以提供。若分析或管理需要增加在线率统计维度，比如主站正常情况下只按供电单位、设备类型、信道类型、运营商等维度统计终端在线率，如果要增加按终端制造厂商维度统计终端在线率时，只能等主站程序修改后解决，不能对程序修改之前记录的在线率曲线进行重新统计。另外，当分析与评价具体某一台终端的远程信道质量时，需要的是单台终端的在线时长，而不是全局的终端在线率曲线。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用电信息采集系统通信性能监测技术，通过分析捕获的用电信息采集终端通信数据包，统计用电信息采集终端的通信在线时长、在线率。
本发明采用以下技术方案：一种用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法，其特征在于,步骤如下：S1：捕获用电信息采集终端通信数据包；S2：对目标数据进行TCP会话重组；S3：提取TCP会话首帧上行Q/GDW376报文中的区划码、终端地址，以确定每一TCP会话所属采集终端；S4：统计每一TCP会话采集终端的有效在线时间段；S5：统计每一台终端的上线时间、下线时间及在线时长；S6：按时间周期统计在线终端数量，得到终端在线率曲线。
在本发明一实施例中，S1中对捕获用电信息采集终端通信数据包根据需要，短期或长期保存捕获的数据包；根据数据量大小，将捕获的数据分区保存，每一次分析一个或若干个分区的数据。
在本发明一实施例中，S4包括以下具体步骤：S41:如果TCP会话的建立在监测开始之后，则以该会话首帧上行Q/GDW376数据包时间作为采集终端在线开始时间；如果TCP会话的建立在监测开始之前，且会话中存在正常的Q/GDW376数据包，且监测开始时的终端状态无法获得的，则以监测开始时间作为终端在线开始时间；S42:如果TCP会话中存在终端主动下线请求的，以终端主动下线请求数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话无终端主动下线请求，但终端主动发送RST、FIN结束TCP会话的，以终端发送的RST、FIN数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话无终端主动下线请求，但主站主动发送RST结束TCP会话的，以主站发送RST之前终端最后一次发送的数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话在监测时间段内没有终端主动下线请求，且无主站或采集终端任何一方发起 RST、FIN结束TCP会话请求的，根据监测需求，以终端最后一次发送的数据包时间或监测结束时间作为采集终端在线结束时间。
在本发明一实施例中，S5包括以下具体步骤：S51:将同一台终端的多个TCP会话有效在线时间段进行汇总；S52：统计每一台终端上线时间和下线时间：筛选不存在介于任何其它TCP会话在线开始时间和结束时间之间的TCP会话在线开始时间作为终端的上线时间；筛选不存在介于任何其它TCP会话在线开始时间和结束时间之间的TCP会话在线结束时间作为终端有效在线结束时间；S53：终端的在线时长等于多次终端下线时间与上线时间的差值累加。
在本发明一实施例中，S6包括以下具体步骤：S61：将所有终端的上、下线时间按照时间周期进行汇总，每一个时间周期内的在线终端数变化量等于终端上线数量减去终端下线数量；S62：对监测开始前就已在线的终端，S4步骤已将监测开始时间作为终端上线时间，故第一个周期的在线终端数变化量即为监测初始的在线终端数，之后每一个周期的在线终端数等于前一个周期的在线终端数加上当前周期的在线终端数变化量；S63:每一个周期的终端在线率等于当前在线终端数/运行终端总数。
与现有技术相比，本发明具有以下优点；通过分析捕获的采集终端通信数据包获得在线时长、在线率数据，具有不依赖于采集主站的优点，解决在某些情况下不能使用或无法获得采集主站数据的问题；通过分析捕获的采集终端通信数据包，获得每一终端的上、下线时间，推倒得出每一时刻的在线终端数，并进一步得到终端在线率曲线。具有可根据需要回溯任意时刻任意终端的在线情况的优点。解决因程序缺陷、系统性能、系统功能等原因造成的主站在线率曲线不准确、曲线精度不足、统计维度不足的问题。解决统计单台终端在线时长的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步解释说明。
本发明提供一种用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法，通过分析捕获的采集终端通信数据包获得在线时长、在线率数据，区别于主站根据自身维护的终端状态统计终端在线率。通过分析捕获的采集终端通信数据包，获得每一终端的上、下线时间，推倒得出每一时刻的在线终端数，并进行一步得到终端在线率曲线。区别于主站根据当前终端在线状态周期性地统计终端在线率。
一种用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法，其特征在于,步骤如下：S1：捕获用电信息采集终端通信数据包；S2：对目标数据进行TCP会话重组；S3：提取TCP会话首帧上行Q/GDW376报文中的区划码、终端地址，以确定每一TCP会话所属采集终端；S4：统计每一TCP会话采集终端的有效在线时间段；S5：统计每一台终端的上线时间、下线时间及在线时长；S6：按时间周期统计在线终端数量，得到终端在线率曲线。
在本发明一实施例中，S1中对捕获用电信息采集终端通信数据包根据需要，短期或长期保存捕获的数据包；考虑到计算复杂度及计算性能，可根据数据量大小，将捕获的数据分区保存（比如按IP地址散列分区），每一次分析一个或若干个分区的数据。可根据需要，每一次分析一个时间段内（比如某一天0点至24点）的数据。
在本发明一实施例中，S4包括以下具体步骤：S41:如果TCP会话的建立在监测开始之后，则以该会话首帧上行Q/GDW376数据包时间作为采集终端在线开始时间；如果TCP会话的建立在监测开始之前，且会话中存在正常的Q/GDW376数据包，且监测开始时的终端状态无法获得的，则以监测开始时间作为终端在线开始时间；S42:如果TCP会话中存在终端主动下线请求（Q/GDW376协议AFN=02H，F2功能）的，以终端主动下线请求数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话无终端主动下线请求，但终端主动发送RST、FIN结束TCP会话的，以终端发送的RST、FIN数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话无终端主动下线请求，但主站主动发送RST结束TCP会话的，以主站发送RST之前终端最后一次发送的数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话在监测时间段内没有终端主动下线请求，且无主站或采集终端任何一方发起 RST、FIN结束TCP会话请求的，根据监测需求，以终端最后一次发送的数据包时间或监测结束时间作为采集终端在线结束时间。
在本发明一实施例中，S5包括以下具体步骤：S51:将同一台终端的多个TCP会话有效在线时间段进行汇总；S52：统计每一台终端上线时间和下线时间：筛选不存在介于任何其它TCP会话在线开始时间和结束时间之间的TCP会话在线开始时间作为终端的上线时间；筛选不存在介于任何其它TCP会话在线开始时间和结束时间之间的TCP会话在线结束时间作为终端有效在线结束时间；S53：终端的在线时长等于多次终端下线时间与上线时间的差值累加。
在本发明一实施例中，S6包括以下具体步骤：S61：将所有终端的上、下线时间按照时间周期进行汇总，每一个时间周期内的在线终端数变化量等于终端上线数量（上线时间在该周期内）减去终端下线数量（下线时间在该周期内）；S62：对监测开始前就已在线的终端，S4步骤已将监测开始时间作为终端上线时间，故第一个周期的在线终端数变化量即为监测初始的在线终端数，之后每一个周期的在线终端数等于前一个周期的在线终端数加上当前周期的在线终端数变化量；S63:每一个周期的终端在线率等于当前在线终端数/运行终端总数。
采用本发明的技术方案满足国家电网《用电信息采集系统主站软件标准化设计（2014年修订版）》用电信息采集系统主站软件功能设计说明书（统计查询分册），采集主站应具备终端在线率统计功能。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法，其特征在于,步骤如下：
S1：捕获用电信息采集终端通信数据包；
S2：对目标数据进行TCP会话重组；
S3：提取TCP会话首帧上行Q/GDW376报文中的区划码、终端地址，以确定每一TCP会话所属采集终端；
S4：统计每一TCP会话采集终端的有效在线时间段；
S5：统计每一台终端的上线时间、下线时间及在线时长；
S6：按时间周期统计在线终端数量，得到终端在线率曲线；
S1中对捕获用电信息采集终端通信数据包根据需要，短期或长期保存捕获的数据包；根据数据量大小，将捕获的数据分区保存，每一次分析一个或若干个分区的数据；
S4包括以下具体步骤：
S41:如果TCP会话的建立在监测开始之后，则以该会话首帧上行Q/GDW376数据包时间作为采集终端在线开始时间；如果TCP会话的建立在监测开始之前，且会话中存在正常的Q/GDW376数据包，且监测开始时的终端状态无法获得的，则以监测开始时间作为终端在线开始时间；
S42:如果TCP会话中存在终端主动下线请求的，以终端主动下线请求数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话无终端主动下线请求，但终端主动发送RST、FIN结束TCP会话的，以终端发送的RST、FIN数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话无终端主动下线请求，但主站主动发送RST结束TCP会话的，以主站发送RST之前终端最后一次发送的数据包时间作为采集终端在线结束时间；如果TCP会话在监测时间段内没有终端主动下线请求，且无主站或采集终端任何一方发起 RST、FIN结束TCP会话请求的，根据监测需求，以终端最后一次发送的数据包时间或监测结束时间作为采集终端在线结束时间。
2.根据权利要求1所述的用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法，其特征在于:S5包括以下具体步骤：
S51:将同一台终端的多个TCP会话有效在线时间段进行汇总；
S52：统计每一台终端上线时间和下线时间：筛选不存在介于任何其它TCP会话在线开始时间和结束时间之间的TCP会话在线开始时间作为终端的上线时间；筛选不存在介于任何其它TCP会话在线开始时间和结束时间之间的TCP会话在线结束时间作为终端有效在线结束时间；
S53：终端的在线时长等于多次终端下线时间与上线时间的差值累加。
3.根据权利要求1所述的用电信息采集终端在线时长、在线率的统计方法，其特征在于:S6包括以下具体步骤：
S61：将所有终端的上、下线时间按照时间周期进行汇总，每一个时间周期内的在线终端数变化量等于终端上线数量减去终端下线数量；
S62：对监测开始前就已在线的终端，S4步骤已将监测开始时间作为终端上线时间，故第一个周期的在线终端数变化量即为监测初始的在线终端数，之后每一个周期的在线终端数等于前一个周期的在线终端数加上当前周期的在线终端数变化量；
S63:每一个周期的终端在线率等于当前在线终端数/运行终端总数。
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