CN111426979A - 基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，属于输电线路在线监测系统领域，采用微服务分层架构，包括线路监测设备、接口设备、数据库、服务器和机房管理设备；所述线路监测设备采集超特高压输电线路的状态数据，通过接口设备传送给数据库进行存储和管理，并执行线路监测设备的控制动作；所述服务器调用数据库的数据划分独立进程，分别进行状态数据采集、设备控制和参数调整；所述机房管理设备对服务器进行配置管理，建立独立进程之间的链接关系和调度管理，提供独立进程间的通信机制和统一的服务调用接口。本发明解决了现有输电线路监测系统存在通信设备众多导致通信稳定性较差，系统接口众多导致维护复杂的问题。

Description

基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统

技术领域

本发明属于输电线路在线监测系统领域，涉及一种基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统。

背景技术

传统的运检管理模式一方面从确保大电网安全运行的角度，要求能够对监测设备、通道环境的状态全面的感知、动态的分析、及时的预警，将设备风险降到最低；另一方面从大检修体系高效运转的角度，公司各层级运检管理人员都需要对状态监测、运维检修过程进行更有效地管控，全面掌握监测装置数据传输、运行情况、人员作业的实时状态。

随着Docker等云技术的大量应用，企业的互联网业务复杂度不断提升，传统整体应用架构模式越来越臃肿，难以适应灵活多变的业务需求。微服务架构(Micro ServicesArchitecture，MSA)应运而生，它放弃了传统大规模的单块集成应用，改为细粒度、松耦合、可灵活组合的自治单元，成为云计算时代应用的主要构建方式。

在微服务出现之前，网站服务(web)、接口服务(移动端)的服务架构通常是“一站式”的。一个服务应用中通常包含多个模块和接口，传统的开发模式和设计风格是将所有功能、接口统一设计，分层设计，逐层开发实现。在这众多模块中，若有任何一处没有完成开发或编译成功，都可能影响整个站点的部署。目前的输电线路在线监测系统虽然实现了统一的软硬件平台、网络系统、运营指挥、维护调度，达到信息共享、高效联动、综合智能化管理的效果，但同时也存在以下问题：因为通信设备众多导致通信稳定性问题，部分设备通信中断、操作卡滞，由于接口众多导致维护复杂，对信号和系统信息安全方面的顾虑以及系统自身和管理组织之间的冲突问题。

而微服务强调完全的组件化和面向服务，所有微服务均是独立的，通过将应用和服务分解成更小的、松散耦合的组件，它们可以更加容易升级和扩展。微服务架构以其高度的弹性、灵活性和效率的巨大提升，快速受到各领域架构师和技术决策者的关注，并逐渐成为互联网行业最受关注的技术架构。作为一项在云中部署应用和服务的新技术，企业和服务提供商正在寻找更好的方法将应用程序部署在云环境中，微服务被认为是未来的方向。基于微服务架构可扩展应用的移动端项目，也逐步成为行业内关注的发展方向，但在电力行业还未有效开展。

因此，本发明针对上述问题，提出了基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统。

发明内容

本发明的目的在于：提供了基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，解决了现有输电线路监测系统存在通信设备众多导致通信稳定性较差，系统接口众多导致维护复杂的问题。

本发明采用的技术方案如下：

基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，采用微服务分层架构，包括依次连接的线路监测设备、接口设备、数据库、服务器和机房管理设备；

所述线路监测设备采集超特高压输电线路的状态数据，通过接口设备传送给数据库，并执行线路监测设备的控制动作；

所述接口设备提供统一的数据总线和设备接口，接收线路监测设备采集的数据，并按照统一的数据格式发送给数据库；

所述数据库对超特高压输电线路的状态数据进行存储和管理；

所述服务器调用数据库的数据划分独立进程，分别进行状态数据采集、设备控制和参数调整；

所述机房管理设备对服务器进行配置管理，建立独立进程之间的链接关系和调度管理，提供独立进程间的通信机制和统一的服务调用接口。

进一步地，所述线路监测设备包括环境检测设备、电磁检测设备、运行检测设备，分别用于检测超特高压输电线路的气象环境、电磁环境和自身运行状态数据。

更进一步地，所述环境检测设备包括风力传感器、雨量传感器、振动传感器，所述振动传感器用于检测超特高压输电线路的振动频率；

所述电磁检测设备包括电场传感器，对超特高压输电线路的电磁场环境进行监测，从而评估超特高压输电线路对周围居住环境的影响；

所述运行检测设备包括电压传感器、电流传感器、温度传感器，所述电压传感器和电流传感器用于检测超特高压输电线路的自身运行状态，是否有电压和电流突变，所述电流传感器还用于判断超特高压输电线路是否存在短路或断路的情况，所述温度传感器用于检测连接端子的温度，判断连接端子的工作状态。

进一步地，所述线路监测设备还包括摄像监控设备、火灾自动报警设备；所述摄像监控设备用于检测超特高压输电线路上是否存在异物或明显故障；所述火灾自动报警设备用于检测超特高压输电线路上是否发生火灾事故。

更进一步地，所述摄像监控设备包括相互连接的摄像机、解码器，所述火灾自动报警设备包括火灾报警控制器、与火灾报警控制器连接的烟感探测器和明火探测器。

进一步地，所述服务器根据线路监测设备的设备类别划分独立进程，划分力度遵循功能最低耦合原则，每个划分出的独立进程均是自治、完整的，每个独立进程都包括状态数据采集、设备控制和参数调整，具备独立运行的条件。

更进一步地，所述服务器还为每个独立进程分配对应的docker容器，根据docker容器的网络配置信息建立docker容器与所述线路监测设备的通信连接关系，使得线路监测设备通过对应的docker容器与机房管理设备通信。

更进一步地，所述独立进程还包括兼容互联模式的完整进程。

进一步地，所述数据库包括历史数据库和实时数据库，实现对大数据存储的支持，可处理、存储结构化或非机构化的数据。

进一步地，所述机房管理设备还通过独立进程组合调用方式构建多个操作终端，所述机房管理设备采用B/S架构，通信协议采用HTTP，数据格式采用JSON。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，以物联网、移动互联、云计算、大数据等现代信息网络技术为依托，利用微服务架构将超特高压输电线路在线监测功能转化为独立分散的进程，先通过线路监测设备采集状态数据，通过接口设备实现统一数据传输方式和数据格式，减少接口数量，提高通信稳定性和设备通用性，降低系统维护费用；借助云计算实现灵活部署，全面提升设备状态管控力和运检管理穿透力，实现软、硬件和网络的统一，还降低了系统的建设费用，实现数据驱动运检业务创新发展和效率提升，全面推动运检工作方式和生产管理模式的革新。

2.本发明中所述服务器划分独立进程，每个独立进程都具备独立运行的条件，可对单个进程进行重启、停止、配置管理等操作，但不会影响到整体系统的运行，方便实现单个进程的功能扩展，以及整体系统服务的扩展；且当某个进程发生故障时，也能够将故障局限在单个进程内，不会引发故障延伸，具有较高的安全可靠性。

3.本发明所述机房管理设备还通过独立进程组合调用方式构建多个操作终端，实现多专业一体化的综合调度，达到管理无距离、时间无延滞、信息无壁垒和协同无障碍，提高运维检修人员工作效率，显著提高自动化和信息化水平，结合现有移动终端的发展趋势，满足更多用户需求和调度需求，具有很强的实用性和推广性。

4.本发明相比于传统的物理机部署，实现了微服务自动化部署，云化之后还可以充分享受到更灵活的资源调度，比如云的弹性和敏捷，云的动态性和资源隔离，本发明符合智能运检管控平台技术路线，与国网公司技术路线保持一致，可以与智能运检管控平台实现无缝对接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统的系统框图。

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，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和附图中示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，解决了现有输电线路监测系统存在通信设备众多导致通信稳定性较差，系统接口众多导致维护复杂的问题。

基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，采用微服务分层架构，包括依次连接的线路监测设备、接口设备、数据库、服务器和机房管理设备；

所述线路监测设备采集超特高压输电线路的状态数据，通过接口设备传送给数据库，并执行线路监测设备的控制动作；

所述接口设备提供统一的数据总线和设备接口，接收线路监测设备采集的数据，并按照统一的数据格式发送给数据库；

所述数据库对超特高压输电线路的状态数据进行存储和管理；

所述服务器调用数据库的数据划分独立进程，分别进行状态数据采集、设备控制和参数调整；

所述机房管理设备对服务器进行配置管理，建立独立进程之间的链接关系和调度管理，提供独立进程间的通信机制和统一的服务调用接口。

本发明以物联网、移动互联、云计算、大数据等现代信息网络技术为依托，利用微服务架构将超特高压输电线路在线监测功能转化为独立分散的进程，先通过线路监测设备采集状态数据，通过接口设备实现统一数据传输方式和数据格式，减少接口数量，提高通信稳定性和设备通用性，降低系统维护费用；借助云计算实现灵活部署，全面提升设备状态管控力和运检管理穿透力，实现软、硬件和网络的统一，还降低了系统的建设费用，实现数据驱动运检业务创新发展和效率提升，全面推动运检工作方式和生产管理模式的革新。

下面结合实施例和附图对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

本发明的较佳实施例，提供了基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，采用微服务分层架构，如图1所示，包括依次连接的线路监测设备、接口设备、数据库、服务器和机房管理设备；

所述线路监测设备采集超特高压输电线路的状态数据，通过接口设备传送给数据库，并执行线路监测设备的控制动作；

所述接口设备提供统一的数据总线和设备接口，接收线路监测设备采集的数据，并按照统一的数据格式发送给数据库；

所述数据库对超特高压输电线路的状态数据进行存储和管理；

所述服务器调用数据库的数据划分独立进程，分别进行状态数据采集、设备控制和参数调整；

所述机房管理设备对服务器进行配置管理，建立独立进程之间的链接关系和调度管理，提供独立进程间的通信机制和统一的服务调用接口。

进一步地，所述线路监测设备包括环境检测设备、电磁检测设备、运行检测设备，分别用于检测超特高压输电线路的气象环境、电磁环境和自身运行状态数据。

更进一步地，所述环境检测设备包括风力传感器、雨量传感器、振动传感器，所述振动传感器用于检测超特高压输电线路的振动频率；

所述电磁检测设备包括电场传感器，对超特高压输电线路的电磁场环境进行监测，从而评估超特高压输电线路对周围居住环境的影响；

所述运行检测设备包括电压传感器、电流传感器、温度传感器，所述电压传感器和电流传感器用于检测超特高压输电线路的自身运行状态，是否有电压和电流突变，所述电流传感器还用于判断超特高压输电线路是否存在短路或断路的情况，所述温度传感器用于检测连接端子的温度，判断连接端子的工作状态，比如连接端子温度持续较高，表明连接端子的积污等状态较为严重，需要清理。

进一步地，所述线路监测设备还包括摄像监控设备、火灾自动报警设备；所述摄像监控设备用于检测超特高压输电线路上是否存在异物或明显故障；所述火灾自动报警设备用于检测超特高压输电线路上是否发生火灾事故。

更进一步地，所述摄像监控设备包括相互连接的摄像机、解码器，所述火灾自动报警设备包括火灾报警控制器、与火灾报警控制器连接的烟感探测器和明火探测器。

进一步地，所述服务器根据线路监测设备的设备类别划分独立进程，划分力度遵循功能最低耦合原则，每个划分出的独立进程均是自治、完整的，每个独立进程都包括状态数据采集、设备控制和参数调整，具备独立运行的条件，可对单个进程进行重启、停止、配置管理等操作，但不会影响到整体系统的运行，方便实现单个进程的功能扩展，以及整体系统服务的扩展；且当某个进程发生故障时，也能够将故障局限在单个进程内，不会引发故障延伸，具有较高的安全可靠性。

更进一步地，所述服务器还为每个独立进程分配对应的docker容器，根据docker容器的网络配置信息建立docker容器与所述线路监测设备的通信连接关系，使得线路监测设备通过对应的docker容器与机房管理设备通信，有效解决传统技术中前端检测设备的单点故障导致的系统瘫痪为题，实现了系统的负载均衡。

更进一步地，所述独立进程还包括兼容互联模式的完整进程。

进一步地，所述数据库包括历史数据库和实时数据库，实现对大数据存储的支持，可处理、存储结构化或非机构化的数据。

进一步地，所述机房管理设备还通过独立进程组合调用方式构建多个操作终端，实现多专业一体化的综合调度，所述机房管理设备采用B/S架构，通信协议采用HTTP，数据格式采用JSON，所述操作终端支持Android系统，使用Java、JS等语言开发，支持JAVA EE 部分规范，Java代码、客户端组件、数据序列化等相关文件、数据统一采用UTF-8编码，具体可以为手机、平板电脑等移动终端，工作人员可以通过移动终端查看超特高压输电线路的实时状态信息，达到管理无距离、时间无延滞、信息无壁垒和协同无障碍，提高运维检修人员工作效率，显著提高自动化和信息化水平，结合现有移动终端的发展趋势，满足更多用户需求和调度需求，具有很强的实用性和推广性。

本发明以物联网、移动互联、云计算、大数据等现代信息网络技术为依托，利用微服务架构将超特高压输电线路在线监测功能转化为独立分散的进程，先通过线路监测设备采集状态数据，通过接口设备实现统一数据传输方式和数据格式，减少接口数量，提高通信稳定性和设备通用性，降低系统维护费用；借助云计算实现灵活部署，全面提升设备状态管控力和运检管理穿透力，实现软、硬件和网络的统一，还降低了系统的建设费用，实现数据驱动运检业务创新发展和效率提升，全面推动运检工作方式和生产管理模式的革新；相比于传统的物理机部署，实现了微服务自动化部署，云化之后还可以充分享受到更灵活的资源调度，比如云的弹性和敏捷，云的动态性和资源隔离，本发明符合智能运检管控平台技术路线，与国网公司技术路线保持一致，可以与智能运检管控平台实现无缝对接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员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 (10)

1.基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：采用微服务分层架构，包括依次连接的线路监测设备、接口设备、数据库、服务器和机房管理设备；

所述线路监测设备采集超特高压输电线路的状态数据，通过接口设备传送给数据库，并执行线路监测设备的控制动作；

所述接口设备提供统一的数据总线和设备接口，接收线路监测设备采集的数据，并按照统一的数据格式发送给数据库；

所述数据库对超特高压输电线路的状态数据进行存储和管理；

所述服务器调用数据库的数据划分独立进程，分别进行状态数据采集、设备控制和参数调整；

所述机房管理设备对服务器进行配置管理，建立独立进程之间的链接关系和调度管理，提供独立进程间的通信机制和统一的服务调用接口。

2.根据权利要求1所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述线路监测设备包括环境检测设备、电磁检测设备、运行检测设备，分别用于检测超特高压输电线路的气象环境、电磁环境和自身运行状态数据。

3.根据权利要求2所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述环境检测设备包括风力传感器、雨量传感器、振动传感器，所述振动传感器用于检测超特高压输电线路的振动频率；

所述电磁检测设备包括电场传感器，对超特高压输电线路的电磁场环境进行监测，从而评估超特高压输电线路对周围居住环境的影响；

所述运行检测设备包括电压传感器、电流传感器、温度传感器，所述电压传感器和电流传感器用于检测超特高压输电线路的自身运行状态，是否有电压和电流突变，所述电流传感器还用于判断超特高压输电线路是否存在短路或断路的情况，所述温度传感器用于检测连接端子的温度，判断连接端子的工作状态。

4.根据权利要求1所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述线路监测设备还包括摄像监控设备、火灾自动报警设备；所述摄像监控设备用于检测超特高压输电线路上是否存在异物或明显故障；所述火灾自动报警设备用于检测超特高压输电线路上是否发生火灾事故。

5.根据权利要求4所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述摄像监控设备包括相互连接的摄像机、解码器，所述火灾自动报警设备包括火灾报警控制器、与火灾报警控制器连接的烟感探测器和明火探测器。

6.根据权利要求2或4所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述服务器根据线路监测设备的设备类别划分独立进程，划分力度遵循功能最低耦合原则，每个划分出的独立进程均是自治、完整的，每个独立进程都包括状态数据采集、设备控制和参数调整，具备独立运行的条件。

7.根据权利要求6所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述服务器还为每个独立进程分配对应的docker容器，根据docker容器的网络配置信息建立docker容器与所述线路监测设备的通信连接关系，使得线路监测设备通过对应的docker容器与机房管理设备通信。

8.根据权利要求7所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述独立进程还包括兼容互联模式的完整进程。

9.根据权利要求1所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述数据库包括历史数据库和实时数据库，实现对大数据存储的支持，可处理、存储结构化或非机构化的数据。

10.根据权利要求1所述的基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统，其特征在于：所述机房管理设备还通过独立进程组合调用方式构建多个操作终端，所述机房管理设备采用B/S架构，通信协议采用HTTP，数据格式采用JSON。

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