CN110912915B - 一种基于数据采集的通信安全预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据采集的通信安全预警系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据判断模块、数据传输模块、管控中心、预警管理模块以及审计日志模块；所述数据采集模块用于采集电力通信网的实时数据，所述实时数据为所有设备的数据以及各个连接的用户终端的数据；所述数据处理模块用于对电力通信网的历史资源数据以及数据采集模块采集到的实时数据进行处理，本发明采集到的数据真实性与准确性能够得以保证，从而提高监控预警效率，同时在存储过程中利用数据解压缩单元与数据备份单元对数据进行压缩增量备份，大大提高备份与后期调用效率，还提高了数据传输的安全性，保证了系统的稳定运行。

Description

一种基于数据采集的通信安全预警系统

技术领域

本发明涉及通信安全预警领域，具体涉及一种基于数据采集的通信安全预警系统。

背景技术

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的继电保护及安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱，目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施，由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网，为了更好地满足电力系统通信的要求，保证电网的安全稳定运行，电力通信网资源预警应运而生，其重点针对光传输网络经过的通信站、光缆，设备等进行分析，以提醒优化网络拓扑结构，保证通信系统监控稳定运行，避免可能造成的巨大经济损失；

但是现有的电力通信网多为基于数据采集进行通信安全预警，大多数系统在数据采集的准确率与效率这一问题上难以提升，同时数据的存储与传输不进行加密，易遭受外部人员对其进行篡改，进而影响系统的正常运行，为解决上述技术问题，现提供一种基于数据采集的通信安全预警系统。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于数据采集的通信安全预警系统。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)本发明通过设置的数据采集模块自动采集电力通信网的实时数据以及会员认证上传并通过审核录入，保证了采集到的数据真实性与准确性，提高监控预警效率，同时将数据联合管控中心进行处理判断为电力通信网提供通信安全预警，并且通过管控中心计算设备告警数据频率，反映出长期使用后预测故障趋势，以进行预警信息提示与发布，进而解决了现有通信安全预警系统对数据采集的准确率与效率较低这一技术问题；

(2)本发明通过设置的数据存储模块对采集到的数据进行加密存储，方便后期管控中心的调用分析，同时在存储过程中利用数据解压缩单元与数据备份单元对数据进行压缩增量备份，大大提高备份与后期调用效率；进而解决了现有通信安全预警系统对数据进行简单备份与存储，使得数据的安全性大大降低，同时后期调用效率较低这一技术问题；

(3)本发明还通过设置的数据传输模块对采集到的数据进行与密钥对应的私钥和公钥的非对称密钥对数据加密，同时采用相对应的传输信道加密的双重加密方式进行传输，避免外部人员对数据进行篡改，影响通信安全预警信息的生成，大大提高数据传输的安全性，进而解决了现有通信安全预警系统对数据传输过程中不进行加密，易遭受外部人员对数据篡改，影响系统的正常运行这一技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数据采集的通信安全预警系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据判断模块、数据传输模块、管控中心、预警管理模块以及审计日志模块；

所述数据采集模块用于采集电力通信网的实时数据，所述实时数据为所有设备的数据以及各个连接的用户终端的数据；

所述数据处理模块用于对电力通信网的历史资源数据以及数据采集模块采集到的实时数据进行处理，得到加密压缩后的数据，所述数据存储模块用于对已处理的加密压缩后的数据进行存储；

所述数据判断模块用于对采集到的实时数据与电力通信网历史资源数据进行分析，所述管控中心将采集到的实时数据与数据判断模块设定的数据进行比较，以确定是否发生电力通信网故障，所述管控中心确定电力通信网发生故障以及对数据采集模块监控调整并生成预警信息的具体步骤为：

S1：将数据采集模块采集的实时数据分类记为Hi，i＝1、……、4，将电力通信网的历史资源数据记为Ji，i＝1、……、4；

S2：当Hi与Ji之间的数据值产生偏差，且该偏差超过原始设定的阈值，即判断发生电力通信网故障，生成预警信息；

S3：当设备告警数据超过原始设定阈值时，对数据采集模块采集数据的频率K进行等差数列的增加；

S4：当频率K超过初始设定数值时，管控中心认定电力通信网存在故障发生风险高，生成预警信息；

所述数据传输模块用于将经过数据处理模块处理的数据传输至管控中心；

所述预警管理模块用于对生成的预警信息进行管理以及播报预警信息，所述管控中心认定电力通信网存在故障发生风险高时，定期通过所述预警管理模块发出预警信息，所述审计日志模块用于对所有数据与预警信息的操作管理进行记录。

进一步的，所述数据采集模块采集的实时数据包括资源设备数据、设备告警数据、设备性能数据、用户请求数据以及用户反馈数据。

进一步的，所述数据采集模块包括自动采集单元、人工录入单元、会员注册登录单元与管理员管理单元，所述数据采集模块采集数据的具体步骤为：

SS1：自动采集单元定期定时采集资源设备数据、设备告警数据以及设备性能数据；

SS2：用户请求数据以及用户反馈数据通过会员注册登录单元进行注册会员，会员通过提交用户请求数据以及用户反馈数据，之后管理员通过管理员管理单元进行管理审核，审核通过之后，管理员再由人工录入单元将数据录入数据采集模块中。

进一步的，所述数据处理模块包括密钥生成单元、密钥管理单元，所述数据存储模块包括数据解压缩单元、数据备份单元，所述数据处理模块对数据进行处理至数据存储模块进行存储的具体步骤为：

SSS1：先将采集到的数据依次按照既定的时间长度进行I类分类整合，该时间长度为初始设定的既定区间，在时间长度I类整合下进行时间戳的II类分类整合，在时间戳的II类分类整合下进行数据标识的III类分类整合，该数据标识分为资源设备、设备性能、设备告警、用户请求与用户反馈，再通过密钥生成单元生成密钥对采集到的数据进行加密，其中密钥生成的算法采用RSA算法，密钥的管理采用数据库技术来实现，在密钥生成的过程中，利用费马小定理判定素数并且生成大素数，利用欧几里德算法生成私钥，之后通过数据解压缩单元对加密的数据进行压缩后存储，存储时间设定在既定时间范围内；

SSS2：将压缩后的数据先通过II类的时间戳分类放入缓存区进行缓存，之后利用DIFF算法进行插入式增量备份方法进行备份，将压缩后的数据与电力通信网的历史资源数据的备份转化为合成备份，其中备份全程通过审计日志模块进行记录；

SSS3：针对存储的数据依次生成更新数据表、备份数据表以及最初数据设定的原始数据表。

进一步的，所述数据传输模块将经过数据处理模块处理的数据传输至管控中心的具体步骤为：

SSSS1：通过摘要算法计算经过数据处理模块处理的数据的摘要信息，根据计算得到的摘要信息生成与密钥对应的私钥和公钥的非对称密钥对，具体计算方法为，设定摘要信息为z，自动生成任一密钥为M，计算M＝mz，得到私钥为z，公钥为m；

SSSS2：所述数据传输模块与管控中心在设定传输时间前各自完成一轮传输信道探测，并获得各自传输信道状态，持续多轮探测信道后，所述数据传输模块与管控中心根据密钥M获得相同长度的状态序列，具体获取方法为，设定所述数据传输模块传输信道状态为CCi，i＝1、……、n，设定所述管控中心传输信道状态为CGi，i＝1、……、n，计算CCi/CGi＝M，即确定状态序列，根据该状态序列反向选取相对应的信道；

SSSS3：利用相应的信道将数据处理模块处理的数据传输至管控中心。

进一步的，该基于数据采集的通信安全预警系统的具体使用方法为：

步骤一：首先所述数据采集模块采集电力通信网的实时数据，所述数据处理模块的对存储在数据存储模块内部的电力通信网历史资源数据进行提取，然后将电力通信网的实时数据、电力通信网历史资源数据以及数据判断模块设定的数据一同加密，并通过数据传输模块传输至管控中心，最后管控中心通过数据判断模块确定电力通信网是否发生故障；

步骤二：判断为未发生故障时不进行任何操作，判断为发生故障时，管控中心生成预警信息，并通过预警管理模块发出预警提醒；

步骤三：上述步骤完成后通过数据处理模块将所有的数据进行加密处理后存储至数据存储模块，并且每一步骤均通过审计日志模块进行记录。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过设置的数据采集模块自动采集电力通信网的实时数据以及会员认证上传并通过审核录入，保证了采集到的数据真实性与准确性，提高监控预警效率，同时将数据联合管控中心进行处理判断为电力通信网提供通信安全预警，并且通过管控中心计算设备告警数据频率，反映出长期使用后预测故障趋势，以进行预警信息提示与发布，方便工作人员及时处理电力通信网中的隐患和故障；

(2)本发明通过设置的数据存储模块对采集到的数据进行加密存储，方便后期管控中心的调用分析，同时在存储过程中利用数据解压缩单元与数据备份单元对数据进行压缩增量备份，大大提高备份与后期调用效率；

(3)本发明还通过设置的数据传输模块对采集到的数据进行与密钥对应的私钥和公钥的非对称密钥对数据加密，同时采用相对应的传输信道加密的双重加密方式进行传输，避免外部人员对数据进行篡改，影响通信安全预警信息的生成，大大提高数据传输的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统示意图.

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本实施例提供了一种基于数据采集的通信安全预警系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据判断模块、数据传输模块、管控中心、预警管理模块以及审计日志模块；

数据采集模块用于采集电力通信网的所有设备的数据以及各个连接的用户终端的数据；

所述数据处理模块用于对电力通信网的历史资源数据以及数据采集模块采集到的实时数据进行处理，得到加密压缩后的数据，所述数据存储模块用于对已处理的加密压缩后的数据进行存储；

数据判断模块用于对采集到的实时数据与电力通信网历史资源数据进行分析，管控中心将采集到的实时数据与数据判断模块设定的数据进行比较，以确定是否发生电力通信网故障，管控中心确定电力通信网发生故障以及对数据采集模块监控调整并生成预警信息的具体步骤为：

S1：将数据采集模块采集的实时数据分类记为Hi，i＝1、……、4，将电力通信网的历史资源数据记为Ji，i＝1、……、4；

S2：当Hi与Ji之间的数据值产生偏差，且该偏差超过原始设定的阈值，即判断发生电力通信网故障，生成预警信息；

S3：当设备告警数据超过原始设定阈值时，对数据采集模块采集数据的频率K进行等差数列的增加；

S4：当频率K超过初始设定数值时，管控中心认定电力通信网存在故障发生风险高，生成预警信息；

数据传输模块用于将经过数据处理模块处理的数据传输至管控中心；

预警管理模块用于对生成的预警信息进行管理以及播报预警信息，管控中心认定电力通信网存在故障发生风险高时，定期通过预警管理模块发出预警信息，审计日志模块用于对所有数据与预警信息的操作管理进行记录。

数据采集模块采集的实时数据包括资源设备数据、设备告警数据、设备性能数据、用户请求数据以及用户反馈数据。

数据采集模块包括自动采集单元、人工录入单元、会员注册登录单元与管理员管理单元，数据采集模块采集数据的具体步骤为：

SS1：自动采集单元定期定时采集资源设备数据、设备告警数据以及设备性能数据；

SS2：用户请求数据以及用户反馈数据通过会员注册登录单元进行注册会员，会员通过提交用户请求数据以及用户反馈数据，之后管理员通过管理员管理单元进行管理审核，审核通过之后，管理员再由人工录入单元将数据录入数据采集模块中。

数据处理模块包括密钥生成单元、密钥管理单元，数据存储模块包括数据解压缩单元、数据备份单元，数据处理模块对数据进行处理至数据存储模块进行存储的具体步骤为：

SSS1：先将采集到的数据依次按照既定的时间长度进行I类分类整合，该时间长度为初始设定的既定区间，在时间长度I类整合下进行时间戳的II类分类整合，在时间戳的II类分类整合下进行数据标识的III类分类整合，该数据标识分为资源设备、设备性能、设备告警、用户请求与用户反馈，再通过密钥生成单元生成密钥对采集到的数据进行加密，其中密钥生成的算法采用RSA算法，密钥的管理采用数据库技术来实现，在密钥生成的过程中，利用费马小定理判定素数并且生成大素数，利用欧几里德算法生成私钥，之后通过数据解压缩单元对加密的数据进行压缩后存储，存储时间设定在既定时间范围内；

SSS2：将压缩后的数据先通过II类的时间戳分类放入缓存区进行缓存，之后利用DIFF算法进行插入式增量备份方法进行备份，将压缩后的数据与电力通信网的历史资源数据的备份转化为合成备份，其中备份全程通过审计日志模块进行记录；

SSS3：针对存储的数据依次生成更新数据表、备份数据表以及最初数据设定的原始数据表。

数据传输模块将经过数据处理模块处理的数据传输至管控中心的具体步骤为：

SSSS1：通过摘要算法计算经过数据处理模块处理的数据的摘要信息，根据计算得到的摘要信息生成与密钥对应的私钥和公钥的非对称密钥对，具体计算方法为，设定摘要信息为z，自动生成任一密钥为M，计算M＝mz，得到私钥为z，公钥为m；

SSSS2：数据传输模块与管控中心在设定传输时间前各自完成一轮传输信道探测，并获得各自传输信道状态，持续多轮探测信道后，数据传输模块与管控中心根据密钥M获得相同长度的状态序列，具体获取方法为，设定数据传输模块传输信道状态为CCi，i＝1、……、n，设定管控中心传输信道状态为CGi，i＝1、……、n，计算CCi/CGi＝M，即确定状态序列，根据该状态序列反向选取相对应的信道；

SSSS3：利用相应的信道将数据处理模块处理的数据传输至管控中心。

该基于数据采集的通信安全预警系统的具体使用方法为：

步骤一：首先数据采集模块采集电力通信网的实时数据，数据处理模块的对存储在数据存储模块内部的电力通信网历史资源数据进行提取，然后将电力通信网的实时数据、电力通信网历史资源数据以及数据判断模块设定的数据一同加密，并通过数据传输模块传输至管控中心，最后管控中心通过数据判断模块确定电力通信网是否发生故障；

步骤二：判断为未发生故障时不进行任何操作，判断为发生故障时，管控中心生成预警信息，并通过预警管理模块发出预警提醒；

步骤三：上述步骤完成后通过数据处理模块将所有的数据进行加密处理后存储至数据存储模块，并且每一步骤均通过审计日志模块进行记录。

本发明通过设置的数据采集模块自动采集电力通信网的实时数据以及会员认证上传并通过审核录入，保证了采集到的数据真实性与准确性，提高监控预警效率，同时将数据联合管控中心进行处理判断为电力通信网提供通信安全预警，并且通过管控中心计算设备告警数据频率，反映出长期使用后预测故障趋势，以进行预警信息提示与发布，方便工作人员及时处理电力通信网中的隐患和故障；

本发明通过设置的数据存储模块对采集到的数据进行加密存储，方便后期管控中心的调用分析，同时在存储过程中利用数据解压缩单元与数据备份单元对数据进行压缩增量备份，大大提高备份与后期调用效率；

本发明还通过设置的数据传输模块对采集到的数据进行与密钥对应的私钥和公钥的非对称密钥对数据加密，同时采用相对应的传输信道加密的双重加密方式进行传输，避免外部人员对数据进行篡改，影响通信安全预警信息的生成，大大提高数据传输的安全性。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于数据采集的通信安全预警系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据判断模块、数据传输模块、管控中心、预警管理模块以及审计日志模块；

所述数据采集模块用于采集电力通信网的实时数据，所述实时数据为所有设备的数据以及各个连接的用户终端的数据；

所述数据处理模块用于对电力通信网的历史资源数据以及数据采集模块采集到的实时数据进行处理，得到加密压缩后的数据，所述数据存储模块用于对已处理的加密压缩后的数据进行存储；

所述数据判断模块用于对采集到的实时数据与电力通信网历史资源数据进行分析，所述管控中心将采集到的实时数据与数据判断模块设定的数据进行比较，以确定是否发生电力通信网故障，所述管控中心确定电力通信网发生故障以及对数据采集模块监控调整并生成预警信息的具体步骤为：

S1：将数据采集模块采集的实时数据分类记为Hi，i=1、……、4，将电力通信网的历史资源数据记为Ji，i=1、……、4；

S2：当Hi与Ji之间的数据值产生偏差，且该偏差超过原始设定的阈值，即判断发生电力通信网故障，生成预警信息；

S3：当设备告警数据超过原始设定阈值时，对数据采集模块采集数据的频率K进行等差数列的增加；

S4：当频率K超过初始设定数值时，管控中心认定电力通信网存在故障发生风险高，生成预警信息；

所述数据传输模块用于将经过数据处理模块处理的加密压缩后的数据传输至管控中心；

所述预警管理模块用于对生成的预警信息进行管理以及播报预警信息，所述管控中心认定电力通信网存在故障发生风险高时，定期通过所述预警管理模块发出预警信息，所述审计日志模块用于对所有数据与预警信息的操作管理进行记录；

所述数据处理模块包括密钥生成单元、密钥管理单元，所述数据存储模块包括数据解压缩单元、数据备份单元，所述数据处理模块对数据进行处理至数据存储模块进行存储的具体步骤为：

SSS1：先将采集到的数据依次按照既定的时间长度进行I类分类整合，该时间长度为初始设定的既定区间，在时间长度I类整合下进行时间戳的II类分类整合，在时间戳的II类分类整合下进行数据标识的III类分类整合，该数据标识分为资源设备、设备性能、设备告警、用户请求与用户反馈，再通过密钥生成单元生成密钥对采集到的数据进行加密，其中密钥生成的算法采用RSA算法，密钥的管理采用数据库技术来实现，在密钥生成的过程中，利用费马小定理判定素数并且生成大素数，利用欧几里德算法生成私钥，之后通过数据解压缩单元对加密的数据进行压缩后存储，存储时间设定在既定时间范围内；

SSS2：将压缩后的数据先通过II类的时间戳分类放入缓存区进行缓存，之后利用DIFF算法进行插入式增量备份方法进行备份，将压缩后的数据与电力通信网的历史资源数据的备份转化为合成备份，其中备份全程通过审计日志模块进行记录；

SSS3：针对存储的数据依次生成更新数据表、备份数据表以及最初数据设定的原始数据表；

所述数据传输模块将经过数据处理模块处理的数据传输至管控中心的具体步骤为：

SSSS1：通过摘要算法计算经过数据处理模块处理的数据的摘要信息，根据计算得到的摘要信息生成与密钥对应的私钥和公钥的非对称密钥对，具体计算方法为，设定摘要信息为z，自动生成任一密钥为M，计算M=mz，得到私钥为z，公钥为m；

SSSS2：所述数据传输模块与管控中心在设定传输时间前各自完成一轮传输信道探测，并获得各自传输信道状态，持续多轮探测信道后，所述数据传输模块与管控中心根据密钥M获得相同长度的状态序列，具体获取方法为，设定所述数据传输模块传输信道状态为CCi，i=1、……、n，设定所述管控中心传输信道状态为CGi，i=1、……、n，计算CCi/CGi=M，即确定状态序列，根据该状态序列反向选取相对应的信道；

SSSS3：利用相应的信道将数据处理模块处理的数据传输至管控中心。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的通信安全预警系统，其特征在于，所述数据采集模块采集的实时数据包括资源设备数据、设备告警数据、设备性能数据、用户请求数据以及用户反馈数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据采集的通信安全预警系统，其特征在于，所述数据采集模块包括自动采集单元、人工录入单元、会员注册登录单元与管理员管理单元，所述数据采集模块采集数据的具体步骤为：

SS1：自动采集单元定期定时采集资源设备数据、设备告警数据以及设备性能数据；

SS2：用户请求数据以及用户反馈数据通过会员注册登录单元进行注册会员 ，会员通过提交用户请求数据以及用户反馈数据，之后管理员通过管理员管理单元进行管理审核，审核通过之后，管理员再由人工录入单元将数据录入数据采集模块中。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的通信安全预警系统，其特征在于，该基于数据采集的通信安全预警系统的具体使用方法为：

步骤一：首先所述数据采集模块采集电力通信网的实时数据，所述数据处理模块的对存储在数据存储模块内部的电力通信网历史资源数据进行提取，然后将电力通信网的实时数据、电力通信网历史资源数据以及数据判断模块设定的数据一同加密，并通过数据传输模块传输至管控中心，最后管控中心通过数据判断模块确定电力通信网是否发生故障；

步骤二：判断为未发生故障时不进行任何操作，判断为发生故障时，管控中心生成预警信息，并通过预警管理模块发出预警提醒；

步骤三：上述步骤完成后通过数据处理模块将所有的数据进行加密处理后存储至数据存储模块，并且每一步骤均通过审计日志模块进行记录。

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