CN110247800B - 一种智能变电站交换机在线监测系统 - Google Patents

一种智能变电站交换机在线监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站交换机在线监测系统，该系统包括交换机监测管理系统、交换机监测管理数据云和智能变电站交换机；其中，所述交换机监测管理系统与智能变电站交换机进行数据传输和通信；所述交换机监测管理系统用于实时获取智能变电站交换机的运行状态信息并对其进行分析处理，得到交换机运行监测状态信息和告警信息并将其发送给所述交换机监测管理数据云进行存储和优化配置。本发明能够快速便捷完成智能变电交换机的在线监测，监测数据齐全可靠，告警响应速度快，保证智能变电站的网络安全；且采用模块化设计，结构合理，响应速度快，安全可靠。

Description

一种智能变电站交换机在线监测系统
技术领域
本发明涉及智能变电站网络监测领域，具体涉及一种智能变电站交换机在线监测系统。
背景技术
通信技术是变电站自动化系统信息传输的基础，在以IEC 61850标准为基础实现的智能变电站中，过程层通讯网络关系到二次设备的正确采集、处理及控制输出，影响到一次设备的正确动作和安全运行，智能变电站对信息传输的可靠性、实时性和安全性要求非常高。交换机作为网络的关键节点，是网络的核心设备，其可靠性将影响到与交换机连接的多个单体设备正常运行。但目前智能变电站的交换机缺乏在线监测手段，无法及时获知交换机内部状态、接口通讯、网络流量等实时信息，难以发现交换机和网络的异常征兆、无法预估交换机何时会出现故障而影响系统运行安全。因此针对智能变电站交换机进行在线监测具有十分重要的意义，不仅能监测网络运行中的潜在缺陷及时采取正确地处理措施，保护智能变电站的网络安全，同时能针对异常进行改进，达到优化设计、改善性能、减少冗余、简化配置的目标。目前交换机的监测方法主要以被动为主，当出现问题时再去寻找问题的详细情况，不仅巡查困难同时问题产生时已对系统造成不利影响。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种智能变电站交换机在线监测系统。能够有效的、及时的了解变电站交换机的运行情况和运行状态，从而更加及时而又准确的掌握智能变电站网络的性能特点和安全情况，也使得运维人员能够在交换机使用过程中更加精准及早的预知交换机可能存在的潜在问题并施以行之有效的解决方法，防患于未然。同时利用大数据技术以及人工智能技术，针对不同类型的交换机，在不同地区、不同异常类型给出交换机维护策略、检修策略以及配置策略等。
本发明通过下述技术方案实现：
一种智能变电站交换机在线监测系统，该系统包括交换机监测管理系统、交换机监测管理数据云和智能变电站交换机；其中，所述交换机监测管理系统与智能变电站交换机进行数据传输和通信；所述交换机监测管理系统用于实时获取智能变电站交换机的运行状态信息并对其进行分析处理，得到交换机运行监测状态信息和告警信息并将其发送给所述交换机监测管理数据云进行存储和优化配置。
优选的，所述交换机监测管理系统包括采集模块、交换机配置模块、数据处理模块、显示模块和SNMP通讯模块；其中，所述采集模块通过SNMP通讯模块与交换机进行数据传输和通讯，所述采集模块实时采集智能变电站交换机的运行状态信息并将其发送给数据处理模块，所述数据处理模块对接收到的交换机的运行状态信息进行处理得到交换机运行监测状态信息并将其发送给显示模块和交换机监测管理数据云，所述交换机配置模块接收交换机监测管理数据云的优化配置信息并将其通过SNMP通讯模块下发给交换机进行配置优化。
优选的，所述采集模块采集的交换机的运行状态信息包括端口通讯信息、系统信息、内部状态信息和trap事件信息。
优选的，所述数据采集模块对数据进行分析处理包括：所述数据处理模块对接收到的交换机的运行状态信息进行处理，得到交换机运行监测状态信息。
优选的，所述交换机运行监测状态信息包括：交换机网络性能、电源工作状态、运行情况、是否过载、散热效果和温度范围。
优选的，所述数据采集模块对数据进行分析处理包括：所述数据采集模块通过智能变电站SCD配置导入交换机正常工作状态阈值，所述数据采集模块将接收到的交换机的运行监测状态信息与正常工作状态阈值进行对比，判断是否超过阈值，如果未超过，数据处理模块继续不断获取采集信息；否则，数据处理模块进行交换机状态告警。
优选的，告警信息包括：交换机重启、交换机SNMP监测离线、交换机设备异常总告警、端口通讯断链总告警、端口通讯异常总告警和交换机连接端口数。
优选的，通过交换机监测管理数据云进行优化配置包括：所述交换机监测管理数据云对获取的信息进行分析处理并分类存储；通过运行状况以及异常情况，形成交换机优化配置数据库，并将优化配置信息传输给交换机配置模块；交换机配置模块将优化配置信息通过SNMP通讯模块下发给交换机，进行配置优化。
优选的，获取的信息包括：交换机本体属性、交换机运行状态、运行数据、告警数据、告警原因和异常后处理措施；分类存储的属性包括：类型、品牌、运行环境、运行年限、告警种类和处理方法。
优选的，通过交换机监测管理数据云进行优化配置还包括：通过给出的优化配置信息、辅助处理信息以及由交换机监测管理系统反馈的信息，利用AI神经算法不断更新数据库。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明能够快速便捷完成智能变电交换机的在线监测，监测数据齐全可靠，告警响应速度快，保证智能变电站的网络安全；且采用模块化设计，结构合理，响应速度快，安全可靠。
2、本发明安全性高，采用SNMPv2协议，利用数据完整性、数据源认证、数据机密性、上下文参数的访问控制机制。同时针对SNMPv2团体名容易被截取的缺陷，使用只读模式最大限度防止非法操作，当必须使用读写模式时，更改只读模式团体名设置方式，并提高读写团体名的复杂度。
3、本发明采用云计算以及大数据技术，分析交换机运行数据，预测交换机告警的时间以及规律，给出告警时的应急预案，并辅助完成交换机的设计优化、性能改善、减少冗余、简化配置。且采用人工智能技术，利用AI神经网络技术，主动更新数据库，不断升级交换机的优化设计方案。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的交换机优化配置流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本实施例提出了一种智能变电站交换机在线监测系统，该系统包括交换机监测管理系统、交换机监测管理数据云和智能变电站交换机；其中，所述交换机监测管理系统与智能变电站交换机进行数据传输和通信；所述交换机监测管理系统用于实时获取智能变电站交换机的运行状态信息并对其进行分析处理，得到交换机运行监测状态信息和告警信息并将其发送给所述交换机监测管理数据云进行存储和优化配置。
本实施例中，所述交换机监测管理系统包括采集模块、交换机配置模块、数据处理模块、显示模块和SNMP通讯模块。
其中，所述采集模块通过SNMP通讯模块与交换机进行数据传输和通讯，采集模块不断获取交换机MIB库中的交换机运行状态。获取的信息包括：端口通讯信息(如接收和发送流量的累计数据)、系统信息(如根据上电时间可发现交换机是否有宕机或失电现象)、内部状态信息(如交换机系统时间、程序版本、电源状态、交换机温度、CPU负荷率、风扇工作状态等信息)、trap(即SNMP陷阱)事件信息(如交换机重启、端口通讯中断与恢复、交换机自定义故障异常事件)等。采集模块将获取的信息传输给数据处理模块。
数据处理通过智能变电站SCD配置导入交换机正常状态阈值，人工可对自动设置的阈值进行更改。数据处理模块将采集模块采集的交换机运行数据进行分析，得到交换机运行监测状态数据，包括：交换机网络性能、电源工作状态、运行情况、是否过载、散热效果、温度范围等。数据处理模块将交换机运行监测状态数据与正常状态阈值进行对比，判断是否超过正常状态阈值，若未超过，数据处理模块继续不断获取采集信息；若超过，数据处理模块进行交换机状态告警，告警信息包括：交换机重启(交换机产生重启事件)、交换机SNMP监测离线(交换机SNMP通讯中断、不受管理主机监视)、交换机设备异常总告警(CPU负荷率高、内存利用率高、温度高、电源异常等告警)、端口通讯断链总告警(所有正常连接的端口发生断链时告警)、端口通讯异常总告警(端口占用率高、流量突变、连接后超时无数据、端口通讯异常)、交换机连接端口数(交换机当前有连接的端口数，如有设备断开，该信号发生变化)。
数据处理模块将交换机状态模块以及告警信息传输给显示模块，进行交换机的状态显示。数据处理模块将交换机状态模块以及告警信息上传给交换机监测管理数据云，进行数据储存和优化配置。
交换机监测管理数据云将交换机运行状态进行统计分析，利用大数据技术对各种交换机运行状态进行分析统计，当出现问题后，云端自动给定处理建议，并对不同年限、品牌、类型的交换机进行评级，根据运行状况给出交换机型号优选建议以及运行时限建议等，从而实现交换机优化设计、改善性能、减少冗余、简化配置的目标。同时利用利用AI神经网络技术，主动更新数据库内容，不断优化配置。交换机监测管理数据云将告警信息及辅助处理建议通知维护人员。交换机监测管理数据云针对运行情况实现交换机的优化配置，传输给交换机配置模块，并发配给交换机进行配置优化升级。
如图2所示，本实施例的交换机优化配置流程如下所示：
交换机监测管理数据云不断获取交换机运行数据，不断更新数据库(包括运行数据库和优化配置数据库)。获取的数据包括：交换机本体属性、交换机运行状态、运行数据、告警数据、告警原因以及异常后处理措施等。
利用云计算以及大数据算法，分析交换机运行数据，并分类储存，形成交换机运行数据库。分类属性包括：类型、品牌、运行环境、运行年限、告警种类、处理方法等，即交换机运行数据库内存储的内容包括：类型、品牌、运行环境、运行年限、告警种类、告警对应的处理方法等。
根据运行状况以及异常状况，形成交换机优化配置数据库，并将优化配置信息传输给交换机配置模块。优化配置数据库，即交换机配置数据库，是交换机的目前的配置信息，即VLAN配置以及交换机参数(品牌、电气参数、机械参数、环境参数、电磁兼容参数、绝缘性能等)。
交换机配置模块将优化升级配置信息，通过SNMP通讯模块下发给交换机，进行配置优化。
根据给出的优化配置情况、辅助处理情况，以及最终获取的效果，利用AI神经算法不断更新优化配置数据库。交换机工作异常时，AI神经算法根据交换机的工作异常是否是由配置错误，或者配置不当造成的，若是，则更新配置数据库，若不是，不更新配置数据库。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能变电站交换机在线监测系统，其特征在于，该系统包括交换机监测管理系统、交换机监测管理数据云和智能变电站交换机；其中，所述交换机监测管理系统与智能变电站交换机进行数据传输和通信；所述交换机监测管理系统用于实时获取智能变电站交换机的运行状态信息并对其进行分析处理，得到交换机运行监测状态信息和告警信息并将其发送给所述交换机监测管理数据云进行存储和优化配置；
所述交换机监测管理系统包括采集模块、交换机配置模块、数据处理模块、显示模块和SNMP通讯模块；其中，所述采集模块通过SNMP通讯模块与交换机进行数据传输和通讯，所述采集模块实时采集智能变电站交换机的运行状态信息并将其发送给数据处理模块，所述数据处理模块对接收到的交换机的运行状态信息进行处理得到交换机运行监测状态信息并将其发送给显示模块和交换机监测管理数据云，所述交换机配置模块接收交换机监测管理数据云的优化配置信息并将其通过SNMP通讯模块下发给交换机进行配置优化；
所述交换机监测管理数据云进行存储和优化配置包括：
所述交换机监测管理数据云对获取的信息进行分析处理并分类存储；通过运行状况以及异常情况，形成交换机优化配置数据库，并将优化配置信息传输给交换机配置模块；交换机配置模块将优化配置信息通过SNMP通讯模块下发给交换机，进行配置优化；
所述交换机监测管理数据云获取的信息包括：交换机本体属性、交换机运行状态、运行数据、告警数据、告警原因和异常后处理措施；分类存储的属性包括：类型、品牌、运行环境、运行年限、告警种类和处理方法。
2.根据权利要求1所述的一种智能变电站交换机在线监测系统，其特征在于，所述采集模块采集的交换机的运行状态信息包括端口通讯信息、系统信息、内部状态信息和trap事件信息。
3.根据权利要求1所述的一种智能变电站交换机在线监测系统，其特征在于，所述交换机运行监测状态信息包括：交换机网络性能、电源工作状态、运行情况、是否过载、散热效果和温度范围。
4.根据权利要求1所述的一种智能变电站交换机在线监测系统，其特征在于，所述数据处理模块对接收到的交换机的运行状态信息进行处理还包括：所述数据处理模块将得到的交换机运行监测状态信息与正常工作状态阈值进行对比，判断是否超过正常工作状态阈值，如果未超过，数据处理模块继续不断获取采集信息；否则，数据处理模块进行交换机状态告警。
5.根据权利要求4所述的一种智能变电站交换机在线监测系统，其特征在于，告警信息包括：交换机重启、交换机SNMP监测离线、交换机设备异常总告警、端口通讯断链总告警、端口通讯异常总告警和交换机连接端口数。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种智能变电站交换机在线监测系统，其特征在于，通过交换机监测管理数据云进行优化配置还包括：通过给出的优化配置信息、辅助处理信息以及由交换机监测管理系统反馈的信息，利用AI神经算法不断更新数据库。
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