CN114070742A - 电力监控系统网络拓扑识别方法及平台 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电力监控系统网络拓扑识别方法及平台。所述电力监控系统网络拓扑识别方法包括：获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据，根据各网元设备的物理数据生成电力监控系统网络的数字孪生模型，根据各网元设备的逻辑数据生成电力监控系统的网络拓扑逻辑，根据数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成电力监控系统的网络拓扑图。上述电力监控系统网络拓扑识别方法可以自动生成电力监控系统的网络拓扑图，无需人工收集拓扑源数据，降低了人工成本。

Description

电力监控系统网络拓扑识别方法及平台

技术领域

本申请涉及智能电网技术领域，特别是涉及一种电力监控系统网络拓扑识别方法及平台。

背景技术

随着电力监控系统网络业务的蓬勃发展和网络规模的不断扩大，变电站运维人员利用网络拓扑不仅能快速掌握网络情况，还可以对网络故障进行直观判断和定位，因此对网络拓扑的专业性、准确性及实时性要求高。

目前主要通过人工录入源数据，汇总绘制成总的网络拓扑图，但是人工收集拓扑源数据人工成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种人工成本低的电力监控系统网络拓扑识别方法及平台。

第一方面，提供了一种电力监控系统网络拓扑识别方法，包括：获取所述电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据；所述物理数据为网元设备的结构数据以及运行数据，所述逻辑数据为与网元设备相关的逻辑接口信息；根据各所述网元设备的物理数据生成所述电力监控系统网络的数字孪生模型；根据各所述网元设备的逻辑数据生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑；根据所述数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成所述电力监控系统的网络拓扑图。

在其中一个实施例中，所述电力监控系统网络拓扑识别方法还包括：根据各所述网元设备的逻辑数据以及物理数据生成与各所述网元设备对应的数字指纹，并对应存储与各网元设备对应的各所述数字指纹。

在其中一个实施例中，所述电力监控系统网络拓扑识别方法还包括：若各所述网元设备的数字指纹发生变动，则返回至所述获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。

在其中一个实施例中，在获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤之后还包括：根据与所述物理数据对应的物理数据定义对所述物理数据进行比对检查，以及根据与所述逻辑数据对应的逻辑数据定义对所述逻辑数据进行比对检查；若所述物理数据和/或所述逻辑数据比对检查结果为错误，则返回至所述获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。

在其中一个实施例中，所述电力监控系统网络拓扑识别方法还包括：将所述电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据进行存储；检测历史存储的所述物理数据以及所述逻辑数据是否出现错误；若所述历史存储的物理数据和/或所述逻辑数据出现错误，则输出第一告警信息。

在其中一个实施例中，所述根据各所述网元设备的逻辑数据生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑的步骤包括：根据各所述网元设备的逻辑数据，利用邻接矩阵确定广播域以及冲突域；根据所述广播域以及冲突域确定各网元设备的最优路径；根据所述最优路径生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑。

在其中一个实施例中，所述电力监控系统网络拓扑识别方法还包括：根据所述网络拓扑逻辑优化所述电力监控系统。

第二方面，提供了一种电力监控系统网络拓扑识别平台，包括：采集装置，包括物理数据采集模块以及逻辑数据采集模块，所述物理数据采集模块用于采集所述电力监控系统的各网元设备的物理数据，所述逻辑数据采集模块用于采集所述电力监控系统的各网元设备的逻辑数据；其中，所述物理数据为网元设备的结构数据以及运行数据，所述逻辑数据为与网元设备相关的逻辑接口信息；控制装置，包括接收模块和处理模块，所述接收模块分别与所述物理数据采集模块以及逻辑数据采集模块连接，用于获取所述物理数据和所述逻辑数据，所述处理模块与所述接收模块连接，用于根据各所述网元设备的物理数据生成所述电力监控系统网络的数字孪生模型；还用于根据各所述网元设备的逻辑数据生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑；还用于根据所述数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成所述电力监控系统的网络拓扑图；输出装置，所述输出装置与所处理模块连接，用于获取并展示所述网络拓扑图。

在其中一个实施例中，所述处理模块还用于根据各所述网元设备的逻辑数据以及物理数据生成与各所述网元设备对应的数字指纹，并对应存储所述数字指纹；所述控制装置还可以包括告警模块，所述告警模块用于检测所述与各所述网元设备对应的数字指纹，若所述数字指纹发生变动，输出第二告警信息至所述输出装置。

在其中一个实施例中，还包括通讯装置，连接所述告警模块以及所述输出装置，用于接收所述第二告警信息，并将所述第二告警信息发送至所述输出装置。

上述电力监控系统网络拓扑识别方法，获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据，根据各网元设备的物理数据生成电力监控系统网络的数字孪生模型，根据各网元设备的逻辑数据生成电力监控系统的网络拓扑逻辑，根据数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成电力监控系统的网络拓扑图，上述电力监控系统网络拓扑识别方法可以自动生成电力监控系统的网络拓扑图，无需人工收集拓扑源数据，降低了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为一个实施例中电力监控系统网络拓扑识别方法的流程示意图；

图2为一个实施例中数据比对方法的流程示意图；

图3为一个实施例中数据检测方法的流程示意图；

图4为一个实施例中网络拓扑逻辑确定方法的流程示意图；

图5为另一个实施例中电力监控系统网络拓扑识别方法的流程示意图；

图6为一个实施例中电力监控系统网络拓扑识别装置的结构框图；

图7为一个实施例中电力监控系统网络拓扑识别平台的结构示意图；

图8为另一个实施例中电力监控系统网络拓扑识别平台的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

正如背景技术所述，人工收集拓扑源数据人工成本高，且无法避免人工差错，准确性难以保证。有鉴于此，本申请实施例提供了一种电力监控系统网络拓扑识别方法，如图1所示，该电力监控系统网络拓扑识别方法可以包括步骤S102至步骤S108。

S102，获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据。

其中，电力监控系统用于监视和控制电力生产和供应过程的、基于计算机及网络技术的业务系统及智能设备，以及作为基础支撑的通信及通信网络等。网元设备为网络中的元素，即网络中的设备。可选的，网元设备可以包括但不限于路由器、交换机、主机设备和其他设备。可选的，交换机可以包括前置交换机、运维交换机和核心交换机，主机设备可以包括显示大屏、磁盘阵列、前置服务器以及SCADA服务器等，其他设备可以包括打印机。

物理数据为网元设备的结构数据以及运行数据。结构数据可以包括但不限于网元设备的三维尺寸以及位置参数，运行数据可以包括网元设备的通讯状态。在一个实施例中，通过检测网元设备的指示灯和/或端口连接情况确定网元设备的通讯状态。在一个实施例中，通过部署在各网元设备附近的传感器，采集各网元设备的物理数据。接收上述各网元设备附近的传感器的检测数据，从而获取电力监控系统的各网元设备的物理数据。

逻辑数据为与网元设备相关的逻辑接口信息。可选的，逻辑数据可以包括但不限于为网元设备的IP地址、MAC地址、接口信息以及相应的逻辑连接关系。在一个实施例中，在电力监控系统的各个间隔层交换机、站控层交换机中收集网元设备的IP地址、MAC地址、接口信息及相应的逻辑连接关系。可选的，采用简单网络管理协议、链路层发现协议收集网元设备的IP地址、MAC地址、接口信息及相应的逻辑连接关系。其中，IP地址即IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。MAC地址即网络设备的地理地址、硬件地址，由设备制造商出厂时定义，不可修改，每台设备具有唯一的MAC地址。

在一个实施例中，该电力监控系统网络拓扑方法还可以包括，响应于更新命令，控制采集模块采集电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据。可选的，更新命令可以由工作人员发出。

S104，根据各网元设备的物理数据生成电力监控系统的数字孪生模型。

其中，数字孪生模型是集成多学科、多物理量、多尺度将实体设备映射到虚拟空间，得到的虚拟模型。在一个实施例中，利用数字孪生技术根据各网元设备的物理数据生成电力监控系统的数字孪生模型。可选的，电力监控系统的数字孪生模型与电力监控系统的大小、形状以及结构对应，并且能够完成电力监控系统的动作和任务。在一个实施例中，将生成的数字孪生模型存入物理模型管理数据。

S106，根据各网元设备的逻辑数据生成电力监控系统的网络拓扑逻辑。

其中，网络拓扑是指用传输媒体互连各种设备的物理布局。根据获取的网元设备的逻辑数据确定电力监控系统的网络拓扑，也即确定网元设备的实际连接的逻辑。在一个实施例中，将网络拓扑逻辑存入逻辑设备管理数据库。

S108，根据数字孪生模型以及网络拓扑的关联关系，生成电力监控系统的网络拓扑图。

其中，网络拓扑图包括与电力监控系统的网元设备对应的虚拟网元设备，以及与网元设备的实际连接关系。虚拟网元设备在网络拓扑图的大小结构以及位置与网元设备在电力监控系统的大小结构以及位置对应。

相对于逻辑连接形式的网络拓扑图，上述实施例提供的根据数字孪生模型以及网络拓扑的关联关系，生成电力监控系统的网络拓扑图更加直观，阅读复杂性较低。同时由于形成的网络拓扑图具有数字孪生模型的特性，因此根据运行数据，可以直接定位发生电力监控系统发生故障的位置，及时排除。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别方法还可以包括：控制显示电力监控系统的网络拓扑图。以使工作人员可以根据显示的网络拓扑图直接获知电力监控系统的情况，可视化掌握电力监控系统运行情况。可选的，控制大屏幕显示系统显示网络拓扑图。可选的，大屏幕显示系统主要由一台或多台显示屏、服务器组成。在一个实施例中，工作人员通过大屏幕显示系统发送更新命令。可选的，接收显示系统发送的更新命令，触发执行步骤S102至步骤S108。

上述实施例提供的电力监控系统网络自动获取物理数据和逻辑数据，并根据物理数据生成数字孪生模型，根据逻辑数据生成网络拓扑逻辑，根据数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成电力监控系统的网络拓扑图，无需人工收集网络拓扑源，从而大大减低了人工成本，同时提高了网络拓扑图的准确性。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别方法还可以包括：根据各网元设备的逻辑数据以及物理数据生成与各网元设备对应的数字指纹，并对应存储与各网元设备对应的各数字指纹。其中，数字指纹是一种安全措施，用于保护文件和信息，识别文件中的信息是否有修改。在一个实施例中，数字指纹为二进制数字的编码字符串，为文件创建唯一的表示。编码字符串中的二进制数字是通过数字算法创建的。可选的，网元设备的数字指纹为与网元设备的物理数据和逻辑数据对应的一串固定长度位数的散列值，当网元设备的物理数据和/或逻辑数据改变时，该散列值也会随之改变。可选的，根据各网元设备的逻辑数据以及物理数据，采用密码散列函数生成与网元设备的逻辑数据以及物理数据对应的数字指纹。可选的，密码散列函数可以包括但不限于MD5信息摘要算法以及安全散列算法(SHA)。其中，MD5信息摘要算法可以产生出一个128位(16字节)的散列值，用于确保信息传输完整一致。

在一个实施例中，若各网元设备的数字指纹发生变动，则返回至获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。应说明的，电力监控系统包括多个网元设备，在任一网元设备的数字指纹发生变动的情况下，均返回至获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑设备的步骤继续执行，也即重新执行上述实施例提供的电力监控系统网络拓扑识别方法的步骤S102至步骤S108。可选的，网元设备的数字指纹发生变动代表电力监控系统有新增网元设备、有退网网元设备、网元设备的物理数据改变或网元设备的逻辑数据改变等至少一种情况发生。在数字指纹发生变动的情况下，重新建立对应的网络拓扑图，实现实时更新电力监控系统的网络拓扑图。

可选的，若各网元设备的数字指纹发生变动，则输出第二告警信息。应说明的，该第二告警信息用于提醒工作人员网元设备的数字指纹发生变动。可选的，第二告警信息可以为文字信息和/或声音信息。可选的，将第二告警信息输出至大屏幕显示系统进行展示。可以理解的是，本申请实施例不对第二告警信息的形式做限定，只要其能实现提醒工作人员网元设备的数字指纹发生变动的功能即可。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别方法还可以包括：按第一预设周期核查各网元设备的数字指纹，以确定各网元设备的数字指纹是否发生变动。可以理解的是，第一预设周期可以根据需要进行设定，本申请实施例不对此作限定。

上述实施例通过生成与各网元设备对应的数字指纹，并对数字指纹进行核查，可以确定网元设备的数字指纹是否变动，在网元设备的数字指纹发生变动(如有新增网元设备或退网网元设备)的情况下，无需人工进行多次拓扑修正，自动更新网络拓扑图，保证了网络拓扑图的实时性以及准确性。

请参考图2，其示出了一种数据比对方法，如图2所示，该数据比对方法可以包括步骤S202至步骤S204。

S202，根据与物理数据对应的物理数据定义对物理数据进行比对检查，以及根据与逻辑数据对应的逻辑数据定义对逻辑数据进行比对检查。

其中，数据定义为数据的特性和属性。检查物理数据的特性和属性与物理数据定义是否一致，检查逻辑数据的特性和属性与逻辑数据定义是否一致。

S204，若物理数据和/或逻辑数据比对检查结果为错误，则返回至获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。

其中，比对检查结果包括正确和错误。若比对结果为正确，则代表获取的物理数据和逻辑数据均正确。若比对结果为错误，则代表获取的各网元设备的物理数据和逻辑数据至少一个与数据定义不一致。上述实施例通过在物理数据和/或逻辑数据比对结果错误的情况下，重新获取对应的物理数据和/或逻辑数据，根据满足要求的物理数据和逻辑数据(物理数据和逻辑数据的比对结果为正确)建立网络拓扑图，避免因获取的数据不满足要求，从而导致建立的网络拓扑图不准确的情况发生。

在一个实施例中，若物理数据和/或逻辑数据比对检查结果为错误，则输出第三告警信息，以提醒工作人员获取的物理数据和/或逻辑数据不满足要求。在一个实施例中，在网络拓扑图中根据比对检查结果高亮目标网元设备，以显示故障位置，使工作人员可以快速定位故障位置，及时检修。可以理解的是，本申请实施例不对第三告警信息作限定，只要其能实现提醒工作人员获取的物理数据和/或逻辑数据不满足要求的功能即可。

在一个实施例中，若物理数据和逻辑数据比对检查结果均为正确，则继续执行步骤S104至步骤S108。上述实施例根据数据定义物理数据和逻辑数据的完整性、正确性进行比对检查，在确定物理数据和逻辑数据的完整性和正确性后才利用物理数据和逻辑数据建立对应的网络拓扑图从而可以保证网络拓扑图的准确性。

在一个实施例中，若物理数据和/或逻辑数据比对检查结果为错误，则将与数据定义不一致的物理数据和/或逻辑数据进行存储，以形成历史告警库，方便工作人员对电力监控系统的故障进行监测。

请参考图3，其示出了本申请实施例提出的一种数据检测方法，如图3所示，该数据方法可以包括步骤S302至步骤S306。

S302，将电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据进行存储。

其中，在接收到电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的情况下，对物理数据和逻辑数据进行存储。可选的，将物理数据和逻辑数据存入数据管理数据库。该数据管理数据库包括各网元设备的历史数据和历史逻辑数据。即数据管理数据库包括当前接收的各网元设备的物理数据和逻辑数据，以及之前接收的各网元设备的物理数据和逻辑数据。

S304，检测历史存储的物理数据以及逻辑数据是否出现错误。

其中，历史存储的物理数据以及逻辑数据包括当前接收的各网元设备的物理数据和逻辑数据，以及之前接收的各网元设备的物理数据和逻辑数据。历史存储的物理数据以及逻辑数据出现错误指的是历史存储的物理数据以及逻辑数据出现错误或缺失的情况。在一个实施例中，对数据管理数据库存储的数据进行检查，以确定存储的数据是否出现数据缺失或错误的情况。可选的，按第二预设周期检测历史存储的物理数据以及逻辑数据是否出现错误。通过定时对历史存储的物理数据以及逻辑数据进行检查，保证物理数据以及逻辑数据的实时性、合理性以及可溯源性。

S306，若历史存储的物理数据和/或逻辑数据出现错误，则输出第一告警信息。

其中，第一告警信息用于提醒工作人员历史存储的物理数据和/或逻辑数据出现错误。在一个实施例中，若历史存储的物理数据和/或逻辑数据出现错误，则返回至获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行，即若历史存储的物理数据和/或逻辑数据出现错误，则执行步骤S102至步骤S108。

请参考图4，其示出了本申请实施例提供的一种示例性的“根据各网元设备的逻辑数据生成电力监控系统的网络拓扑逻辑”的技术过程，如图4所示，该技术过程可以包括步骤S402至步骤S406。

S402，根据各网元设备的逻辑数据，利用邻接矩阵确定广播域以及冲突域。

其中，广播域指的是网络中某一设备同时向网络中所有的其它设备发送数据，这个数据所能广播到的范围就是该设备的广播域。冲突域是一种物理分段，指连接到同一导线上所有工作站的集合、同一物理网段上所有节点的集合或是以太网上竞争同一带宽节点的集合。对于有n个顶点的图，用一维数组V[n]存储顶点信息，用二维数组A[n][n]存储顶点之间关系的信息。该二维数组称为邻接矩阵。在邻接矩阵中，以顶点在V数组中的下标代表顶点，邻接矩阵中的元素A[i][j]存放的是顶点i到顶点j之间的关系的信息，常用表示元素之间的逻辑位置信息。

S404，根据广播域以及冲突域确定各网元设备的最优路径。

可以理解的是，确定网元设备的最优路径的算法研究领域较为成熟，可以选用市面上任意一种算法进行，本实施例不作限定。确定广播域和冲突域后能使算法快速收敛，计算出最优路径，有利于后续多次迭代。

S406，根据最优路径生成电力监控系统的网络拓扑逻辑。

在一个实施例中，网元逻辑设备通过的各类逻辑接口信息如IP、MAC、路由等地址连接形成网络拓扑，也就是网元物理实际连接的逻辑表达图。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别方法还可以包括步骤：根据网络拓扑逻辑优化电力监控系统。根据电力监控系统的最优路径，确定电力监控系统网元设备的逻辑连接，从而优化电力监控系统。同时，使得电力监控系统与网络拓扑图对应。

请参考图5，其示出了本申请实施例提供的一种电力监控系统网络拓扑识别方法，如图5所示，该电力监控系统网络拓扑识别方法可以包括步骤S502至步骤S512。

S502，在满足第一条件的情况下，控制采集电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据。

其中，第一条件可以包括，在首次建立电力监控系统的网络拓扑图的情况下，或者接收到人工通过平台下发的更新命令，又或者在运行过程中出现网元设备的数字指纹发生变动、物理数据和/或逻辑数据比对检查结果为错误、历史存储的物理数据和/或逻辑数据出现错误的情况下，控制采集电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据。

S504，接收电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据。

S506，根据与所述物理数据对应的物理数据定义对所述物理数据进行比对检查，以及根据与所述逻辑数据对应的逻辑数据定义对所述逻辑数据进行比对检查，若所述物理数据和/或所述逻辑数据比对检查结果为正确，则执行步骤S508至步骤S510；若所述物理数据和/或所述逻辑数据比对检查结果为错误，则执行步骤S512至步骤S514。

S508，根据各网元设备的物理数据生成电力监控系统的数字孪生模型，并存入到物理模型管理数据库；同时根据各网元设备的逻辑数据确定电力监控系统的网络拓扑逻辑，并存入到逻辑设备管理数据库；将数字孪生模型和网络拓扑逻辑映射成三维网络拓扑图。

S510，控制显示三维网络拓扑图。

S512，将不满足要求的信息经存储、处理后，输出第三告警信息。

S514，控制显示第三告警信息，并重新执行步骤S502。

在一个实施例中，上述电力监控系统网络拓扑识别方法还可以包括，定期检查物理模型管理数据库与逻辑设备管理数据库中的数据是否缺失或错误，若是，则重新执行步骤S502。

应该理解的是，虽然图1-图5流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种电力监控系统网络拓扑识别装置600，该电力监控系统网络拓扑识别装置可以包括获取模块602、第一生成模块604、第二生成模块606以及第三生成模块608。其中，获取模块602用于获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据。其中，物理数据为网元设备的结构数据以及运行数据，逻辑数据为与网元设备相关的逻辑接口信息。第一生成模块604用于根据各网元设备的物理数据生成电力监控系统网络的数字孪生模型。第二生成模块606用于根据各网元设备的逻辑数据生成电力监控系统的网络拓扑逻辑。第三生成模块608用于根据数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成电力监控系统的网络拓扑图。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别装置还可以包括第四生成模块。其中，第四生成模块用于根据各网元设备的逻辑数据以及物理数据生成与各网元设备对应的数字指纹，并对应存储与各网元设备对应的各数字指纹。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别装置还可以包括第一检测模块。其中，第一检测模块用于若各网元设备的数字指纹发生变动，则返回至获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别装置还可以包括比对检查模块以及第二检测模块。其中，比对检查模块用于根据与物理数据对应的物理数据定义对物理数据进行比对检查，以及根据与逻辑数据对应的逻辑数据定义对逻辑数据进行比对检查。第二检测模块用于若物理数据和/或逻辑数据比对检查结果为错误，则返回至获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别装置还可以包括存储模块、第三检测模块以及告警输出模块。存储模块用于将电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据进行存储。第三检测模块用于检测历史存储的物理数据以及逻辑数据是否出现错误。告警输出模块用于若历史存储的物理数据和/或逻辑数据出现错误，则输出第一告警信息。

在一个实施例中，第二生成模块还用于根据各网元设备的逻辑数据，利用邻接矩阵确定广播域以及冲突域。第二生成模块还用于根据广播域以及冲突域确定各网元设备的最优路径。第二生成模块还用于根据最优路径生成电力监控系统的网络拓扑逻辑。

在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别装置还可以包括优化模块。其中，优化模块用于根据网络拓扑逻辑优化电力监控系统。

关于电力监控系统网络拓扑识别装置的具体限定可以参见上文中对于电力监控系统网络拓扑识别方法的限定，在此不再赘述。上述电力监控系统网络拓扑识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中，提供了一种电力监控系统网络拓扑识别平台，如图7所示，该电力监控系统网络拓扑识别平台可以包括采集装置720、控制装置740以及输出装置760。

其中，采集装置720包括物理数据采集模块722以及逻辑数据采集模块724，物理数据采集模块722用于采集电力监控系统的网元设备的物理数据，物理数据为网元设备的结构数据以及运行数据。逻辑数据采集模块724用于采集电力监控系统的各网元设备的逻辑数据，逻辑数据为与网元设备相关的逻辑接口信息。

在一个实施例中，物理数据采集模块可以包括多个传感器，传感器设备与电力监控系统的网元设备附近，以获取网元设备的物理数据。

在一个实施例中，逻辑数据采集模块包括多个逻辑数据采集子模块，多个逻辑数据采集子模块分别部署于各个间隔层交换机、站控层交换机上，利用SNMP/LLDP协议，收集网元设备IP、MAC地址、接口信息及相应的逻辑连接关系。

在一个实施例中，在电力监控系统网络拓扑识别平台初次启用、接收到更新命令、在运行过程中出现网元设备的数字指纹发生变动、物理数据和/或逻辑数据比对检查结果为错误、历史存储的物理数据和/或逻辑数据出现错误的情况下，采集装置采集电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据。

控制装置740可以包括接收模块742和处理模块744，接收模块742分别与物理数据采集模块722以及逻辑数据采集模块724连接，用于获取物理数据和逻辑数据。在一个实施例中，接收模块742还可以用于将物理数据和逻辑数据存入数据管理数据库中，根据数据管理数据库的数据定义，对物理数据和逻辑数据的完整性和正确性进行比对检查。在物理数据和逻辑数据的完整性和正确性均符合数据定义，则将物理数据和逻辑数据发送给处理模块744进行处理。

处理模块744与接收模块742连接，用于根据各网元设备的物理数据生成电力监控系统网络的数字孪生模型；还用于根据各网元设备的逻辑数据生成电力监控系统的网络拓扑逻辑；还用于根据数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成电力监控系统的网络拓扑图。在一个实施例中，处理模块744接收到满足要求的物理数据和逻辑数据的情况下，利用数字孪生技术对各网元设备进行智能仿真、数字化建模，并将生成的数字孪生模型存储至物理模型管理数据库中。将逻辑数据存储至逻辑设备管理数据库中，每个网元设备网元设备存储的数据通过MD5信息摘要算法对应生成网元设备的数字指纹；自动比对判断物理模型管理数据库与逻辑设备管理数据库中，存储的数字孪生模型与网络拓扑逻辑的关联关系，将其映射成实时三维网络拓扑图，输出至输出装置760进行输出展示。

输出装置760与处理模块744连接，用于获取并展示网络拓扑图。在一个实施例中，输出装置760为大屏幕显示系统。其中，大屏幕显示系统主要由一台或多台显示屏、服务器组成。在一个实施例中，输出装置760接收并展示第三告警信息。可选的，在实时三维网络拓扑图中高亮显示故障区域网元设备。在一个实施例中，输出装置760还用于若接收到第一告警信息和/或第二告警信息，则提醒人工进行干预排查。输出装置760还用于在接收到第一告警信息(或第二告警信息)间隔预设时间后，控制采集装置采集物理数据和逻辑数据，以重新建立网络拓扑图。

请参考图8，在一个实施例中，处理模块744还用于根据各网元设备的逻辑数据以及物理数据生成与各网元设备对应的数字指纹，并对应存储数字指纹。如图8所示，控制装置740还可以包括告警模块802。告警模块802可以用于按第一预设周期核查各网元设备的数字指纹，以确定各网元设备的数字指纹是否发生变动。告警模块802还可以用于在各网元设备的数字指纹发生变动的情况下，输出第二告警信息至输出装置760，以提醒工作人员网元设备的数字指纹发生变动。在一个实施例中，告警模块802还可以用于按第二预设周期对数据管理数据库804a数据源进行检查，保证数据的实时性、合理性以及可溯源性。告警模块746还可以用于在数据管理数据库804a的数据源出现错误的情况下，输出第一告警信息至输出装置760，以提醒工作人员数据管理数据库804a数据源出现错误。在一个实施例中，告警模块802与接收模块742连接，用于在物理数据和逻辑数据的完整性和正确性不符合数据定义的情况下，接收接收模块742输出的第三告警信息，并将第三告警信息输出至输出装置760，以提醒工作人员获取的物理数据和/或逻辑数据不满足要求。在一个实施例中，告警模块802还可以用于对第三告警信息进行分类处理，将第三告警信息进行存储，形成历史告警库。

请参考图8，在一个实施例中，电力监控系统网络拓扑识别平台还可以包括通讯装置806。通讯装置806连接告警模块802以及输出装置760。在一个实施例中，通讯装置806用于接收第一告警信息、第二告警信息或第三告警信息，并将一告警信息、第二告警信息或第三告警信息发送至输出装置760以提醒工作人员。

请参考图8，在一个实施例中，通讯装置806分别与物理数据采集模块722、逻辑数据采集模块724以及接收模块742连接，用于接收并将物理数据和逻辑数据发送至接收模块742。

请参考图8，在一个实施例中，通讯装置806分别与处理模块744和输出装置760连接，用于接收并将三维网络拓扑图发送至输出装置760进行显示。

请参考图8，在一个实施例中，通讯模块748分别与输出装置760和采集模块720连接。输出装置760可以用于接收更新命令，并将更新命令通过通讯模块748发送至采集装置720，以使采集装置720采集物理数据和逻辑数据。

在一个实施例中，通讯模块采用5G通讯技术。可选的，通讯模块基于TCP/IP协议进行数据传输。其中，TCP/IP即传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。

如图8所示，在一个实施例中，控制装置740还可以包括存储模块804。该存储模块804主要包括数据管理数据库804a、物理模型管理数据库804b、逻辑设备管理数据库804c以及系统平台数据库804d。系统平台数据库804d主要用于承载存储平台运行系统层面的支撑运行数据、告警数据以及三维网络拓扑图数据。其中，数据管理数据库804a、物理模型管理数据库804b、逻辑设备管理数据库804c以及系统平台数据库804d之间可相互访问读取。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各电力监控系统网络拓扑识别方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电力监控系统网络拓扑识别方法，其特征在于，包括：

获取所述电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据；所述物理数据为网元设备的结构数据以及运行数据，所述逻辑数据为与网元设备相关的逻辑接口信息；

根据各所述网元设备的物理数据生成所述电力监控系统网络的数字孪生模型；

根据各所述网元设备的逻辑数据生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑；

根据所述数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成所述电力监控系统的网络拓扑图。

2.根据权利要求1所述的电力监控系统网络拓扑识别方法，其特征在于，还包括：

根据各所述网元设备的逻辑数据以及物理数据生成与各所述网元设备对应的数字指纹，并对应存储与各网元设备对应的各所述数字指纹。

3.根据权利要求2所述的电力监控系统网络拓扑识别方法，其特征在于，还包括：

若各所述网元设备的数字指纹发生变动，则返回至所述获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。

4.根据权利要求1所述的电力监控系统网络拓扑识别方法，其特征在于，在获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤之后还包括：

根据与所述物理数据对应的物理数据定义对所述物理数据进行比对检查，以及根据与所述逻辑数据对应的逻辑数据定义对所述逻辑数据进行比对检查；

若所述物理数据和/或所述逻辑数据比对检查结果为错误，则返回至所述获取电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据的步骤继续执行。

5.根据权利要求1所述的电力监控系统网络拓扑识别方法，其特征在于，还包括：

将所述电力监控系统的各网元设备的物理数据和逻辑数据进行存储；

检测历史存储的所述物理数据以及所述逻辑数据是否出现错误；

若所述历史存储的物理数据和/或所述逻辑数据出现错误，则输出第一告警信息。

6.根据权利要求1所述的电力监控系统网络拓扑识别方法，其特征在于，所述根据各所述网元设备的逻辑数据生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑的步骤包括：

根据各所述网元设备的逻辑数据，利用邻接矩阵确定广播域以及冲突域；

根据所述广播域以及冲突域确定各网元设备的最优路径；

根据所述最优路径生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电力监控系统网络拓扑识别方法，其特征在于，还包括：

根据所述网络拓扑逻辑优化所述电力监控系统。

8.一种电力监控系统网络拓扑识别平台，其特征在于，包括：

采集装置，包括物理数据采集模块以及逻辑数据采集模块，所述物理数据采集模块用于采集所述电力监控系统的各网元设备的物理数据，所述逻辑数据采集模块用于采集所述电力监控系统的各网元设备的逻辑数据；其中，所述物理数据为网元设备的结构数据以及运行数据，所述逻辑数据为与网元设备相关的逻辑接口信息；

控制装置，包括接收模块和处理模块，所述接收模块分别与所述物理数据采集模块以及逻辑数据采集模块连接，用于获取所述物理数据和所述逻辑数据，所述处理模块与所述接收模块连接，用于根据各所述网元设备的物理数据生成所述电力监控系统网络的数字孪生模型；还用于根据各所述网元设备的逻辑数据生成所述电力监控系统的网络拓扑逻辑；还用于根据所述数字孪生模型以及网络拓扑逻辑的关联关系，生成所述电力监控系统的网络拓扑图；

输出装置，所述输出装置与所处理模块连接，用于获取并展示所述网络拓扑图。

9.根据权利要求8所述的电力监控系统网络拓扑识别平台，其特征在于，所述处理模块还用于根据各所述网元设备的逻辑数据以及物理数据生成与各所述网元设备对应的数字指纹，并对应存储所述数字指纹；

所述控制装置还可以包括告警模块，所述告警模块用于检测所述与各所述网元设备对应的数字指纹，若所述数字指纹发生变动，输出第二告警信息至所述输出装置。

10.根据权利要求9所述的电力监控系统网络拓扑识别平台，其特征在于，还包括通讯装置，连接所述告警模块以及所述输出装置，用于接收所述第二告警信息，并将所述第二告警信息发送至所述输出装置。

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