CN107809348A - 面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法 - Google Patents

面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电力行业中电力变压器设备状态监测及故障诊断的研究、应用技术领域，特别涉及面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法，本发明通过电力监控系统获取当前接入输变电设备状态监测主站平台的监测终端主机的IP、MAC地址、通信端口等信息，检测监测终端主机的特征与既定的规则库是否相匹配，进而还可以提供网络安全、数据链路和数据通道可用性检查服务，本发明可以有效避免发生通过分布式监测终端主机攻击电力监控系统的网络安全事件，提升了系统安全稳定运行水平；创造性地实现了依据IP地址、MAC地址、通信端口排查监测终端主机状态的简便方法，克服了人工排查监测终端主机手续繁琐的被动局面，具备大范围工程应用价值。

Description

面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法
技术领域
本发明属于电力行业中电力变压器设备状态监测及故障诊断的研究、应用技术领域，特别涉及面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法。
背景技术
大数据可以通俗地理解为无法在一定时间内用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合。鉴于大数据潜在的巨大影响，很多国家都将大数据视作战略资源，并将大数据研究提升为国家战略，涉及金融、电信、网络、零售、制造、医疗及科技领域。大数据在能源电力领域的应用属于起步阶段。2013年，中国电机工程学会发布了《中国电力大数据发展白皮书》，白皮书第一次提出了电力大数据的定义，并指出重塑电力核心价值和转变电力发展方式是中国电力大数据的两条核心主线。大数据的应用流程一般可分为数据获取和集成、数据解释和分析（数据解析）、分析结果展示等环节。其中，数据获取和集成是重要环节。
鉴于大数据分析的作用，电网企业在建设状态监测评价中心亦充分考虑研发电网大数据的分析工具。如电网企业明确提出了，各级状态监测评价中心的输变电设备状态监测主站平台需按照统一的标准，实现设备在线监测信息、设备台账信息（含基本信息、技术参数、价值信息、运维资料、大修技改、缺陷记录、绩效评价等七个维度），以及系统运行信息、气象环境信息、视频监视信息等数据的归集和全面融合。分布式的监测终端主机是状态监测评价中心输变电设备状态监测主站平台的主要延伸和重要组成，所接入的监测数据也是开展电力大数据分析重要内容。但是因网络维护、主机维修、非人为错误等因素，还是会发生终端死机、不慎接入染毒优盘等情况，导致存在网络安全隐患。因此，针对监测终端主机存在的网络安全隐患，非常有必要通过一定的技术手段加以监控、排查。
鉴于此，亟待在保障输变电设备状态监测评价输变电设备状态监测主站平台数据交互功能的前提下，实现面向电网大数据分布式系统的数据流量监控，确保有效的数据归集和全面融合，为实现全网设备的状态预警、评价提供技术支撑。
发明内容
本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法，通过电力监控系统获取当前接入输变电设备状态监测主站平台的监测终端主机的IP地址、MAC地址、通信端口等信息，检测监测终端主机的特征与既定的规则库是否相匹配，进而还可以提供网络安全、数据链路和数据通道可用性检查服务，为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法包括以下步骤：
（1）建立监测终端主机IP地址集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机IP地址，并建立已登记的监测终端主机IP地址集合X IP ；
（2）建立监测终端主机MAC地址集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机MAC地址，并建立已登记的监测终端主机MAC地址X MAC ；
（3）建立监测终端主机通信端口集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机通信端口，并建立已登记的监测终端主机通信端口集合X Port ；
（4）判断当前连接至输变电设备状态监测主站平台的监测终端主机状态：先后由IP地址、MAC地址、通信端口三个维度判断监测终端主机的状态。
进一步，所述步骤（4）中由IP地址判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
1）检索当前所有的监测终端主机IP地址并建立检索到的监测终端主机IP地址集合Y IP ；
2）判断检索到的监测终端主机IP地址集合Y IP 与已登记的监测终端主机IP地址集合X IP 的关系即可判断监测终端主机是否在线，具体为：
设在线的监测终端主机IP地址集合为Z IP ，则：
；
如果，z1n表示在线的监测终端主机IP地址，为在线的监测终端主机IP地址集合Z IP 的元素，则在线的监测终端主机IP地址z1n对应的监测终端主机在线；
若，x1n表示已登记的监测终端主机IP地址，则已登记的监测终端主机IP地址x1n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但不在线，则输出告警信息；
若，y1n表示检索到的监测终端主机IP地址，则检索到的监测终端主机IP地址y1n对应的监测终端主机属于未在输变电设备状态监测主站平台登记且在线的监测终端主机，则输出提示信息。
进一步，所述步骤（4）中由MAC地址判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
1）检索当前所有的监测终端主机MAC地址并建立检索到的监测终端主机MAC地址集合Y MAC ；
2）判断检索到的监测终端主机MAC地址集合Y MAC 与已登记的监测终端主机MAC地址集合X MAC 的关系即可判断监测终端主机是否被替换，具体为：
设未被替换的监测终端主机MAC地址集合为Z MaC ，则：
；
如果，z2n表示未被替换的监测终端主机MAC地址，为未被替换的监测终端主机MAC地址集合Z MAC 的元素，则未被替换的监测终端主机MAC地址z2n对应的监测终端主机未被替换；
若，x2n表示已登记的监测终端主机MAC地址，则已登记的监测终端主机MAC地址x2n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但已被替换，则输出告警信息；
若，y2n表示检索到的监测终端主机MAC地址，则检索到的监测终端主机MAC地址y2n对应的监测终端主机属于未在输变电设备状态监测主站平台登记的新增监测终端主机，则输出提示信息。
进一步，所述步骤（4）中由通信端口判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
1）检索当前所有的监测终端主机通信端口并建立检索到的监测终端主机通信端口集合Y Port ；
2）判断检索到的监测终端主机通信端口集合Y Port 与已登记的监测终端主机通信端口集合X Port 的关系即可判断监测终端主机的通信端口是否被篡改，具体为：
设未被篡改的监测终端主机通信端口集合为Z Port ，则：
；
如果，z3n表示未被篡改的监测终端主机通信端口，为未被篡改的监测终端主机通信端口集合为Z Port 的元素，则未被篡改的监测终端主机通信端口z3n对应的监测终端主机的通信端口未被篡改；
若，x3n表示已登记的监测终端主机通信端口，则已登记的监测终端主机通信端口x3n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但其通信端口已被篡改，则输出告警信息；
若，y3n表示检索到的监测终端主机通信端口，则检索到的监测终端主机通信端口y3n对应的监测终端主机属于未在输变电设备状态监测主站平台登记的新增监测终端主机，则输出提示信息。
本发明的有益效果为：本发明提供了面向设备监测分布式系统主站的终端状态监控方法，可以有效避免发生通过分布式监测终端主机攻击电力监控系统的网络安全事件，提升了系统安全稳定运行水平。
创造性地实现了依据IP地址、MAC地址、通信端口排查监测终端主机状态的简便方法，克服了人工排查监测终端主机手续繁琐的被动局面，具备大范围工程应用价值。
创新了分布式监测终端主机的运维管理方法，弥补了缺少辅助人工识别监测终端主机的不足与疏漏，一举达到了电力监控系统网络安全精益管理中风险、效能和成本的综合最优。
附图说明
图1为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：输变电设备状态监测主站平台接入分布式的油中溶解气体监测终端主机、局部放电监测终端主机、套管绝缘监测终端主机等。
S2：建立监测终端主机IP地址集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机IP地址，并建立已登记的监测终端主机IP地址集合X IP 。
S3：建立监测终端主机MAC地址集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机MAC地址，并建立已登记的监测终端主机MAC地址X MAC 。
S4：建立监测终端主机通信端口集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机通信端口，并建立已登记的监测终端主机通信端口集合X Port 。
S5：判断当前连接至输变电设备状态监测主站平台的监测终端主机状态：先后由IP地址、MAC地址、通信端口三个维度判断监测终端主机的状态。
S51：由IP地址判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
S511：检索当前所有的监测终端主机IP地址并建立检索到的监测终端主机IP地址集合Y IP ；
S512判断检索到的监测终端主机IP地址集合Y IP 与已登记的监测终端主机IP地址集合X IP 的关系即可判断监测终端主机是否在线，具体为：
设在线的监测终端主机IP地址集合为Z IP ，则：
；
如果，z1n表示在线的监测终端主机IP地址，为在线的监测终端主机IP地址集合Z IP 的元素，则在线的监测终端主机IP地址z1n对应的监测终端主机在线；
若，x1n表示已登记的监测终端主机IP地址，则已登记的监测终端主机IP地址x1n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但不在线，则输出告警信息；
若，y1n表示检索到的监测终端主机IP地址，则检索到的监测终端主机IP地址y1n对应的监测终端主机为属于在输变电设备状态监测主站平台登记且在线的监测终端主机，则输出提示信息并将监测终端主机IP地址y1n添加至已登记的监测终端主机IP地址集合X IP 。
S52：由MAC地址判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
S521：检索当前所有的监测终端主机MAC地址并建立检索到的监测终端主机MAC地址集合Y MAC ；
S522：判断检索到的监测终端主机MAC地址集合Y MAC 与已登记的监测终端主机MAC地址集合X MAC 的关系即可判断监测终端主机是否被替换，具体为：
设未被替换的监测终端主机MAC地址集合为Z MaC ，则：
；
如果，z2n表示未被替换的监测终端主机MAC地址，为未被替换的监测终端主机MAC地址集合Z MAC 的元素，则未被替换的监测终端主机MAC地址z2n对应的监测终端主机未被替换；
若，x2n表示已登记的监测终端主机MAC地址，则已登记的监测终端主机MAC地址x2n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但已被替换，则输出告警信息；
若，y2n表示检索到的监测终端主机MAC地址，则检索到的监测终端主机MAC地址y2n对应的监测终端主机属于未在输变电设备状态监测主站平台登记的新增监测终端主机，则输出提示信息并将检索到的监测终端主机MAC地址y2n添加至已登记的监测终端主机MAC地址集合X MAC 。
S53：由通信端口判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
S531：检索当前所有的监测终端主机通信端口并建立检索到的监测终端主机通信端口集合Y Port ；
S532：判断检索到的监测终端主机通信端口集合Y Port 与已登记的监测终端主机通信端口集合X Port 的关系即可判断监测终端主机的通信端口是否被篡改，具体为：
设未被篡改的监测终端主机通信端口集合为Z Port ，则：
；
如果，z3n表示未被篡改的监测终端主机通信端口，为未被篡改的监测终端主机通信端口集合为Z Port 的元素，则未被篡改的监测终端主机通信端口z3n对应的监测终端主机的通信端口未被篡改；
若，x3n表示已登记的监测终端主机通信端口，则已登记的监测终端主机通信端口x3n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但其通信端口已被篡改，则输出告警信息；
若，y3n表示检索到的监测终端主机通信端口，则检索到的监测终端主机通信端口y3n对应的监测终端主机属于未在输变电设备状态监测主站平台登记的新增监测终端主机，则输出提示信息并将检索到的监测终端主机通信端口y3n添加至已登记的监测终端主机通信端口集合X Port 。
S6：当检索到的监测终端主机的IP地址、MAC地址、通信端口分别与已在输变电设备状态监测主站平台登记的IP地址、MAC地址、通信端口一致，则输变电设备状态监测主站平台可与所述监测终端主机通信并进行接收数据、下发指令等操作。
S7：输变电设备状态监测系统运维人员针对告警信息，及时排查处置系统的网络安全、数据链路、监测终端主机存在的问题。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）建立监测终端主机IP地址集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机IP地址，并建立已登记的监测终端主机IP地址集合X IP ；
（2）建立监测终端主机MAC地址集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机MAC地址，并建立已登记的监测终端主机MAC地址X MAC ；
（3）建立监测终端主机通信端口集合：识别系统输变电设备状态监测主站平台已登记的所有监测终端主机通信端口，并建立已登记的监测终端主机通信端口集合X Port ；
（4）判断当前连接至输变电设备状态监测主站平台的监测终端主机状态：先后由IP地址、MAC地址、通信端口三个维度判断监测终端主机的状态。
2.根据权利要求1所述的面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法，其特征在于：所述步骤（4）中由IP地址判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
1）检索当前所有的监测终端主机IP地址并建立检索到的监测终端主机IP地址集合Y IP ；
2）判断检索到的监测终端主机IP地址集合Y IP 与已登记的监测终端主机IP地址集合X IP 的关系即可判断监测终端主机是否在线，具体为：
设在线的监测终端主机IP地址集合为Z IP ，则：
；
如果，z1n表示在线的监测终端主机IP地址，为在线的监测终端主机IP地址集合Z IP 的元素，则在线的监测终端主机IP地址z1n对应的监测终端主机在线；
若，x1n表示已登记的监测终端主机IP地址，则已登记的监测终端主机IP地址x1n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但并不在线，则输出告警信息；
若，y1n表示检索到的监测终端主机IP地址，则检索到的监测终端主机IP地址y1n对应的监测终端主机属于未在输变电设备状态监测主站平台登记且在线的监测终端主机，则输出提示信息。
3.根据权利要求1所述的面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法，其特征在于：所述步骤（4）中由MAC地址判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
1）检索当前所有的监测终端主机MAC地址并建立检索到的监测终端主机MAC地址集合Y MAC ；
2）判断检索到的监测终端主机MAC地址集合Y MAC 与已登记的监测终端主机MAC地址集合X MAC 的关系即可判断监测终端主机是否被替换，具体为：
设未被替换的监测终端主机MAC地址集合为Z MaC ，则：
；
如果，z2n表示未被替换的监测终端主机MAC地址，为未被替换的监测终端主机MAC地址集合Z MAC 的元素，则未被替换的监测终端主机MAC地址z2n对应的监测终端主机未被替换；
若，x2n表示已登记的监测终端主机MAC地址，则已登记的监测终端主机MAC地址x2n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但已被替换，则输出告警信息；
若，y2n表示检索到的监测终端主机MAC地址，则检索到的监测终端主机MAC地址y2n对应的监测终端主机属于未在输变电设备状态监测主站平台登记的新增监测终端主机，则输出提示信息。
4.根据权利要求1所述的面向电网大数据分布式系统的终端状态监控方法，其特征在于：所述步骤（4）中由通信端口判断监测终端主机的状态的具体步骤如下：
1）检索当前所有的监测终端主机通信端口并建立检索到的监测终端主机通信端口集合Y Port ；
2）判断检索到的监测终端主机通信端口集合Y Port 与已登记的监测终端主机通信端口集合X Port 的关系即可判断监测终端主机的通信端口是否被篡改，具体为：
设未被篡改的监测终端主机通信端口集合为Z Port ，则：
；
如果，z3n表示未被篡改的监测终端主机通信端口，为未被篡改的监测终端主机通信端口集合为Z Port 的元素，则未被篡改的监测终端主机通信端口z3n对应的监测终端主机的通信端口未被篡改；
若，x3n表示已登记的监测终端主机通信端口，则已登记的监测终端主机通信端口x3n对应的监测终端主机已在输变电设备状态监测主站平台登记但其通信端口已被篡改，则输出告警信息；
若，y3n表示检索到的监测终端主机通信端口，则检索到的监测终端主机通信端口y3n对应的监测终端主机为未在输变电设备状态监测主站平台登记的新增监测终端主机，则输出提示信息。
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