CN109271350A - 一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，包括：获取设定的标准模型；电站侧和集控侧分别按照所述标准模型定义的格式导出监控系统的数据库的点表文件；将电站侧与集控侧导出的数据库的点表文件进行对比，获得并显示对比结果；电站侧和集控侧分别按照所述标准模型定义的格式导出监控系统的远动接口的点表文件；将电站侧与集控侧导出的远动接口的点表文件进行对比，获得并显示对比结果。本发明给出了远动通信信息点表及数据库对比的模型及算法，设计了数据库对比及自动同步、远动点表对比及自动同步的实现方式，减小在大数据规模、高频次操作的影响下人工比对及同步方式的风险。
Description
技术领域
本发明属于远动通信技术领域，具体涉及一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法。
背景技术
随着国内流域梯级控制中心的建设，大量水电站接入梯级调度监控系统，进一步实现水电站的“无人值班、少人值守”。远动通信是水电梯级调度监控系统实现远方监视及控制功能的主要技术手段，远动通信信息点表是远动通信数据交换的基础和关键。根据目前的实际应用情况，一般中小型集控中心远动通信信息点表中的数据点数已超过5万点，中大型梯级调度中心远动通信信息点表中的数据点数已超过15万点，特大型能源集控中心远动通信信息点表中的数据点数将超过百万点，且每个数据点涉及数十种数据属性。
远动通信信息点表保存该远动通信的所有上行、下行测点信息，通过对测点的数据库位置信息和IEC104信息体地址的对应关系，建立监控系统数据库和远动通信的数据交换逻辑联系。因此，远动通信信息点表的维护完善是实现远动通信可靠传输的重要基础。面对日益庞大的电网调度系统以及电站群集控系统，以及单个电站数据测点数量的倍数增长，远动通信信息点表的维护工作也显得越来越复杂和重要。
对于流域梯级调度监控系统来说，下属各个电站监控系统存在使用不同厂家监控系统软件，导致监控系统架构差异大的问题。同时，由于远动通信信息点表数据规模越来越大，新建电站越来越多且每个电站投产初期测点修改频繁，从而带来远动通信信息点表修改的操作频度越来越高，以至于维护该远动通信信息点表的工作量巨大。因此，当前梯级调度监控系统远动通信信息点表的维护只能采用人工逐条比对及同步的方式，在大数据量、多数据属性、不同维护地点、不同维护时间的工况下工作的可靠性、安全性、高效性难以得到严格保证。
另外，数据库是整个远动系统后台重要组成部分，数据库的正确性关系到整个变电站，甚至整个电网的安全，因此在对数据库进行修改完毕后，务必保证数据库修改正确的可靠性。同时，也要正确认识到数据库修改错误产生的影响，特别是遥控库，绝对不能出错。目前，远动系统后台数据库的修改方法存在一定的不可靠性，如果维护人员的素质不高，现场修改数据库维护不到位，则有可能出现“误修改”的情况，从而造成远动后台系统处于“亚健康”状态，导致调度遥控中断或者错误发生，甚至可能引起整个系统的瘫痪，给供电生产带来不利影响。
目前，国内监控系统厂家修改远动系统的后台数据库时，基本分两个部分：(1)监控后台数据库的修改，包括遥测库、遥信库、遥控库以及图形；(2)转发远动通信信息点表的修改。无论哪个厂家的修改方式，都依赖于人员的技术水平和责任感，系统无法自主判别数据库是否按需求进行修改，从而导致在数据库修改后进行调试的过程中，当发现数据库修改不完整或不正确，必须要重新修改数据库和重新调试，大大降低了工作效率。另外，每次数据库修改完毕后，维护人员只对修改部分进行调试，很难保证未修改部分是否出现误修改的地方。因此，传统的数据库修改方式很难保证数据库的正确性。
为避免远动后台数据库出现“误修改”的问题，传统的方法是：如果涉及两条及以上的110kV线路同时修改线路名时，要求运行人员和自动化人员必须都在变电站现场，运行人员将全站所有运行间隔的测控装置切换至就地位置，自动化人员在修改后台数据库后还要逐个间隔做遥控功能，如果车辆往返、人力物力配合不好，则会延迟线路送电的时间，从而影响企业的效益。对于集控和电站的远动通讯修改，因为涉及到地域和维护人员的不固定性，这种情况尤为严重。遥控不可靠是因为点号错误，而远动后台数据库内容修改后的核对，必须要从头查起，这个过程会相当繁琐，大部分厂家的后台数据库，因为其没有分开逐个间隔，全站所有的遥信、遥控、遥测分别在各自的一张总表里，站内只是遥信数据库3000多条遥信，修改前要逐条找，修改后要逐条检查。
综上，如果能够利用对比系统软件自动比对，并在相异之处以高亮度或不同颜色的方式显示，则可让修改者一目了然，很快知道自己的修改是否正确。对于需要修改好几条线路的文件内容来说，会是一个相当便利的功能。远动系统后台数据库修改前后对比的实现，将大大提高后台数据库修改的准确性，并缩短自动化人员检查核对后台数据库的时间，加快运行人员送电的时间，提高各自的工作效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，提出了监控系统在不同系统架构、不同数据规模下的远动通信信息点表比对及同步方法，给出了远动通信信息点表及数据库对比的模型及算法，设计了数据库对比及自动同步、远动点表对比及自动同步的实现方式，减小在大数据规模、高频次操作的影响下人工比对及同步方式的风险。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，包括：
获取设定的标准模型；
电站侧和集控侧分别按照所述标准模型定义的格式导出监控系统的数据库的点表文件；
将电站侧与集控侧导出的数据库的点表文件进行对比，获得并显示对比结果；
电站侧和集控侧分别按照所述标准模型定义的格式导出监控系统的远动接口的点表文件；
将电站侧与集控侧导出的远动接口的点表文件进行对比，获得并显示对比结果。
优选地，所述将电站侧与集控侧导出的数据库的点表文件进行对比，获得并显示对比结果步骤之后，还包括：
维护人员根据对比结果，选择需要同步的项目进行半自动同步集控侧数据库；
所述将电站侧与集控侧导出的远动接口的点表文件进行对比，获得并显示对比结果步骤之后，还包括：
维护人员根据对比结果，选择需要同步的项目进行半自动同步集控侧远动接口。
优选地，所述标准模型包括：文件导出时的目录结构和各种测点的属性内容。
优选地，所述各种测点的属性内容包括：
模拟量/温度量，所述模拟量/温度量包含：测点描述、序号、高高限、高限、低限、低低限；
开入量/SOE量，所述开入量/SOE量包含：测点描述、序号、1-0描述和0-1描述；
电度量，所述电度量包含：测点描述、序号、PT变比和CT变比；
开出量，所述开出量包含：测点描述和序号；
控制量，所述控制量包含：测点描述和序号；
模出量，所述模出量包含：测点描述和序号。
优选地，所述文件导出时的目录结构为树形结构。
优选地，所述将电站侧与集控侧导出的数据库的点表文件进行对比和所述将电站侧与集控侧导出的远动接口的点表文件进行对比采用的均是树的层次遍历法。
优选地，在获取设定的标准模型步骤之前还包括：
建立远动接口的点表文件与数据库的点表文件之间的数据关联。
优选地，所述远动通信接口点表文件通过每个测点的位置信息tagpath与所述数据库的点表文件产生映射关系。
优选地，所述每个测点的位置信息tagpath用四段数字逐层组合表示，具体为：Pla.Plb.Plc.Pld,其中，Pla表示测点在数据库的第一层位置信息，用于标识厂站ID，Plb表示测点在数据库的第二层位置信息，用于标识LCU号，Plc表示测点在数据库的第三层位置信息，用于标识测点类型，Pld表示测点在数据库的第四层位置信息，用于标识测点序号。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，提出了监控系统在不同系统架构、不同数据规模下的远动通信信息点表比对及同步方法，给出了远动通信信息点表及数据库对比的模型及算法，设计了数据库对比及自动同步、远动点表对比及自动同步的实现方式，减小在大数据规模、高频次操作的影响下人工比对及同步方式的风险。
附图说明
图1为本发明一种实施例的基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法的流程示意图；
图2为厂一监控系统远动点表导出文件；
图3为厂二监控系统测点属性；
图4为厂三监控系统数据库测点导出文件；
图5为厂一监控系统数据库测点属性；
图6为厂二监控系统数据库测点属性；
图7为厂三监控系统数据库测点属性；
图8为数据库测点的编码结构示意图之一；
图9为数据库测点的编码结构示意图之二；
图10(a)为通用模型数据示意图之一；
图10(b)为通用模型数据示意图之二；
图11(a)为集控数据库导出模型目录结构示意图；
图11(b)为电站数据库导出模型目录结构示意图；
图12(a)为远动通信测点模型表示示意图之一；
图12(b)为远动通信测点模型表示示意图之二。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
本发明通过分析梯级调度监控系统数据库和远动通信信息点表的特性，在对各个站监控系统数据库测点结构进行深度分析后，归纳总结出相应的数据模型；然后通过抽象的模型对该类问题进行总结，设计出有效的对比方法完成数据库和远动通信信息点表的对比和同步工作，如图1所示，具体包括以下步骤：
1、数据库对比和同步流程
1.1电站侧按照提出的标准模型导出监控系统的数据库的点表文件；
1.2集控侧按照提出的标准模型导出监控系统的数据库的点表文件；
1.3在集控侧将电站侧导出的数据库的点表文件与本侧导出的数据库的点表文件进行对比；
1.4给出对比结果:如测点增减，测点描述、高低量程、高低限值、是否报警等属性内容的不一致；
1.5维护人员根据对比结果选择需要同步的项目进行半自动同步集控侧数据库；在实际应用过程中，会利用对比软件来进行对比，在设计对比软件时，可以设置为根据对比结果，通过预设的模板给出相应的修改建议，维护人员可根据对比结果和相应的修改建议，选择完成后续的同步的操作。
2、远动接口点表的对比和同步流程
2.1电站侧按照提出的标准模型导出监控系统的远动接口的点表文件；
2.2集控侧按照提出的标准模型导出监控系统的远动接口的点表文件；
2.3集控侧根据被电站侧导出的点表文件与本侧导出文件进行对比；
2.4对比软件给出对比分析结果:如测点增减等属性内容的不一致；
2.5维护人员根据对比结果选择需要同步的项目进行半自动同步集控侧远动接口点表；在实际应用过程中，会利用对比软件来进行对比，在设计对比软件时，可以设置为根据对比结果，通过预设的模板给出相应的修改建议，维护人员可根据对比结果和相应的修改建议，选择完成后续的同步的操作。
通过分析研究发现，监控系统中的远动测点文件中所有的测点均是数据库测点的一部分或者全部，都是监控系统“五遥”测点。利用远动通信软件对测点文件进行索引，将本地数据库中的测点与远动通信的测点进行关联，建立本地数据库和远动通信的信息体对象和远动通信双方测点的一一对应关系。所述的通过远动通信软件建立索引，索引的方式就是数据库测点存储的编码形式，因此，对于某些以数据库全部测点作为远动通讯测点的情况，数据库中所有测点均可以测点编码的方式在远动接口的点表文件中进行索引，当仅仅比较远动接口的点表文件时，通过分析比较结果，可以通过这种索引关系推断出数据库相应的测点所发生的差异性变化，反之亦可。监控系统数据库测点均以一定的编码方式进行存储，图2-图4分别展示了三种主流计算机监控系统远动通信的测点文件的导出示例。所述远动通信软件是目前水电监控系统软件的一个模块，其为现有技术，不是本发明的发明点，故不做赘述。
从图2中可以看出，厂一监控系统远动通信的测点使用了例如1.1.7.1.0.59的标识方式，分别对应“plant，soft，obj，module，point，pad”。厂二监控系统的远动通信的测点属性中IO NUM显示该点在数据库中的点号，由四段逐层标识，分别为“站号.设备号.数据类型.IO地址”，如1.1.1.152代表1号厂站1号LCU模拟量的第152点。厂三监控系统采用了诸如“CASDU1、CASDU2、IOA1、IOA2、IOA3”每个变量对应一个数字的标识方式，对于一个测点其可以看成CASDU1.CASDU2.IOA1.IOA2.IOA3的表现形式，从而建立远动信息测点与数据库属性的索引关系。从本质上，前述的标识方式均可定义为逐层标识的测点位置信息(Tag Path，简称tagpath)。远动接口的点表文件通过每个测点的tagpath与监控系统数据库产生映射关系，建立数据关联。
对于数据库测点的各种属性，不同监控系统的表现种类和数量有一定的差异，但根据对前述厂家一、厂家二和厂家三的监控系统数据库进行分析发现，常用的数据库测点属性均大体相同，各种不同类型测点均包含以下特征属性：
模拟量/温度量包含：测点描述、序号、高高限、高限、低限、低低限；
开入量/SOE量包含：测点描述、序号、1-0描述、0-1描述；
电度量包含：测点描述、序号、PT变比、CT变比；
开出量包含：测点描述、序号；
控制量包含：测点描述、序号；
模出量包含：测点描述、序号；
根据监控系统数据库测点属性和远动通信测点属性的共性分析，测点在数据库中的位置信息，以下简称tagpath，是双方的共有属性，且tagpath也是数据库各个测点的唯一编码标识。每个测点的位置信息tagpath用四段数字逐层组合表示，具体为：Pla.Plb.Plc.Pld,其中，Pla表示测点在数据库的第一层位置信息，用于标识厂站ID，Plb表示测点在数据库的第二层位置信息，用于标识LCU号，Plc表示测点在数据库的第三层位置信息，用于标识测点类型，Pld表示测点在数据库的第四层位置信息，用于标识测点序号，参见图8所示。
对于测点的属性信息，可以通过ATTR属性来进行标识，不同的属性值代表不同的属性意义，与数据库中的测点属性相互对应，具体参见图9。
对于数据库测点的属性，通过分析前述厂家一、厂家二和厂家三的数据库结构，总结归纳出数据库测点通用模型表和远动信息点表通用模型表，分为通用模型和本厂模型。其中，通用模型即标准模型，仅包含能够满足监控系统数据库正常运行的属性项目，剔除了本厂模型中非强制性要求的属性，在满足电站和集控数据库属性对比的基础上保证了异构系统之间数据库比较的通用性，具体参见图10(a)和图10(b)，本厂模型可以看作是标准模型的扩展，其包含本厂数据库绝大多数的属性项目，能够满足电站和集控，电站当前和电站早期数据库的对比要求。
为了满足数据库对比功能，根据数据库树枝命名规则设定数据库文件导出模型目录结构如图11(a)和图11(b)所示，用于保证异构系统之间的对比。所述的导出模型目录结构是标准模型的一部分。
图11(a)中为集控数据库导出目录，图11(b)中为电站数据库导出目录，其中，
projects.jkdemo为导出工程的数据库目录；
数据库导出文件夹为导出文件的存放目录；
ID_0_集控中心、ID_0_电站1等为各个厂站数据库分支，ID后面的数字代表该厂站所属的树枝号；
LCU0、LCU1等文件夹为各个LCU数据库导出文件存放目录，树枝代表树枝号；
对于远动通信点表的测点属性主要包含测点信息体地址编排、测点描述、测点内部tagpath，如图12(a)和图12(b)所述。
标准模型主要时为了满足异构系统之间远动通信点表比较的通用性。为了满足远动通信接口测点对比功能，需要将远动通信测点配置信息以标准模型定义的格式进行导出，并能够自定义保存目录和文件名。
远动通信规约要素为IEC 60870-5-104、IEC 60870-5-101规约中规定的信息体类型和信息体地址，远动规约信息体地址与tagpath之间的映射关系。对于常规系统来说，远动规约信息体地址在同种类型下一般是连续的，因此也就是该类型的测点的排序号。映射关系为信息体地址与数据库测点编码点号，信息体类型与数据库测点编码数据类型之间依次关联对应关系。
以上对测点的标准模型的归纳可以明显的看出是一种树的表现形式，Pplant、Plcu、Ptype、Pnum分别可看作树的一个结点，ATTR可看作末结点的分叉。对于不同数据库中树的结点进行比较相当于对树的结点进行“访问”操作。“访问”的含义是广泛的，可以是对树中的结点作各种处理，如比较。对树的结点进行遍历是树形数据结构的基本操作，这一操作的含义是按某种序巡访树中的每个结点，使得每个结点均被访问且仅被“访问”一次。
本发明所涉及到的树形分叉仅仅是简单的二维模型，使用简单的逐层遍历已经可以满足功能和性能需求。树的层次遍历，故名思议，在一棵树中，把节点从左往右，一层一层的，从上往下，遍历输出，这里要用到一种很重要的数据结构--队列。对于队列，先进入队列元素，先接受处理，对于树的层次遍历，具体步骤如下：
1)首先将根节点放入队列中。
2)当队列为非空时，循环执行步骤3到步骤5，否则执行6；
3)出队列取得一个结点，访问该结点；
4)若该结点的左子树为非空，则将该结点的左子树入队列；
5)若该结点的右子树为非空，则将该结点的右子树入队列；
6)结束。
对于数据库对比中所涉及的测点引用查找算法，通过对数据库测点首次建立、画面编辑、对象编辑、顺控建立、报表生成时产生的测点引用记录索引表进行静态查找，采用顺序查找的算法进行快速检索，给出查找记录。
顺序查找适合于存储结构为顺序存储或链接存储的线性表。
查找成功时的平均查找长度为：(假设每个数据元素的概率相等)
ASL＝1/n(1+2+3+…+n)＝(n+1)/2；
当查找不成功时，需要n+1次比较，时间复杂度为O(n)；所以，顺序查找的时间复杂度为O(n)。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于，包括：
获取设定的标准模型；
电站侧和集控侧分别按照所述标准模型定义的格式导出监控系统的数据库的点表文件；
将电站侧与集控侧导出的数据库的点表文件进行对比，获得并显示对比结果；
电站侧和集控侧分别按照所述标准模型定义的格式导出监控系统的远动接口的点表文件；
将电站侧与集控侧导出的远动接口的点表文件进行对比，获得并显示对比结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：所述将电站侧与集控侧导出的数据库的点表文件进行对比，获得并显示对比结果步骤之后，还包括：
维护人员根据对比结果，选择需要同步的项目进行半自动同步集控侧数据库；
所述将电站侧与集控侧导出的远动接口的点表文件进行对比，获得并显示对比结果步骤之后，还包括：
维护人员根据对比结果，选择需要同步的项目进行半自动同步集控侧远动接口。
3.根据权利要求1所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：所述标准模型包括：文件导出时的目录结构和各种测点的属性内容。
4.根据权利要求3所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：所述各种测点的属性内容包括：
模拟量/温度量，所述模拟量/温度量包含：测点描述、序号、高高限、高限、低限、低低限；
开入量/SOE量，所述开入量/SOE量包含：测点描述、序号、1-0描述和0-1描述；
电度量，所述电度量包含：测点描述、序号、PT变比和CT变比；
开出量，所述开出量包含：测点描述和序号；
控制量，所述控制量包含：测点描述和序号；
模出量，所述模出量包含：测点描述和序号。
5.根据权利要求3所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：所述文件导出时的目录结构为树形结构。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：所述将电站侧与集控侧导出的数据库的点表文件进行对比和所述将电站侧与集控侧导出的远动接口的点表文件进行对比采用的均是树的层次遍历法。
7.根据权利要求1所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：在获取设定的标准模型步骤之前还包括：
建立远动接口的点表文件与数据库的点表文件之间的数据关联。
8.根据权利要求7所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：所述远动通信接口点表文件通过每个测点的位置信息tagpath与所述数据库的点表文件产生映射关系。
9.根据权利要求7所述的一种基于远动通信的数据库及信息点表自动比对及同步方法，其特征在于：所述每个测点的位置信息tagpath用四段数字逐层组合表示，具体为：Pla.Plb.Plc.Pld,其中，Pla表示测点在数据库的第一层位置信息，用于标识厂站ID，Plb表示测点在数据库的第二层位置信息，用于标识LCU号，Plc表示测点在数据库的第三层位置信息，用于标识测点类型，Pld表示测点在数据库的第四层位置信息，用于标识测点序号。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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