CN116055326A - 智能变电站自动化及网络安防设备配置校核方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了智能变电站自动化及网络安防设备配置校核方法和系统，包括以下步骤：基于各类设备内置的标准化配置模型，建立需要校核的智能变电站自动化及网络安防设备的配置约束规则库，确定目标设备，根据设备类型和型号调用对应的配置获取功能模块获取设备配置，解析设备配置信息，映射为对应设备的预置标准化配置模型，并存储为通用格式；根据设备类型匹配设备配置约束规则库中的校核模板，针对获取的设备配置，基于校核模板完成目标设备配置的完整性和规范性校核，并生成配置校核结果。本发明可以有效提高网络安防设备的配置校核验收效率和准确度。

Description

智能变电站自动化及网络安防设备配置校核方法和系统

技术领域

本发明涉及一种智能变电站自动化及网络安防设备配置校核方法和系统，属于计算机安全、网络通信安全技术领域。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

自动化设备参数配置长期处于粗放管理状态，采用设备初始默认配置或按照厂家工程人员习惯配置，自动化设备及电网安全运行存在隐患。同时，各厂站同类设备参数设置各异，同型号参数配置也不尽相同，不利于参数隐患排查，无法彻底根除同类参数缺陷，给设备管理和运行安全造成根本性影响。

自动化设备方面，测控、数据通信网关机等自动化设备参数配置不当将造成遥测、遥信等电网监测数据不正确上送，导致主站端电网状态监视异常、故障告警误漏报、远方遥控失败等问题，严重影响电网监视、控制。同时现场二次运维检修班组普遍存在“重保护、轻自动化”的情况，导致一线员工不具备配置、校验、检查测控、数据通信网关机、交换机、加密装置、隔离装置、防火墙等自动化及安防设备参数或策略的能力，站端自动化设备配置无法及时、有效满足生产业务和安全性要求，频繁出现站端电网状态监视异常、网络及安全监视告警等问题但不能快速消除的现象，网络通信及安全重要性日益明显与变电站网络通信配置验收门槛高之间存在急需调和的矛盾。

发明内容

本发明目的是提供了一种智能变电站自动化及网络安防设备配置校核方法和系统，可以有效提高网络安防设备的配置校核验收效率和准确度。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于各类设备内置的标准化配置模型，建立需要校核的智能变电站自动化及网络安防设备的配置约束规则库，

所述标准化配置包括厂站自动化设备和厂站安全防护设备的配置模型，并统一同类设备的配置参数项和参数名称；

所述的设备配置约束规则库包括厂站自动化设备和厂站安全防护设备的配置模板，每类设备根据标准化配置模型建立独立的校核模板；

步骤2：确定目标设备，根据设备类型和型号调用对应的配置获取功能模块获取设备配置，解析设备配置信息，映射为对应设备的预置标准化配置模型，并存储为通用格式；

步骤3：根据设备类型匹配设备配置约束规则库中的校核模板，针对获取的设备配置，基于校核模板完成目标设备配置的完整性和规范性校核，并生成配置校核结果；具体步骤如下：

每一项校核规则首先使用搜索表达式对类别下的各项设备配置条目进行分别执行，并将结果为true的条目标记为待校核条目；

使用校核表达式对待校核条目进行分别执行，并将结果为false的设备配置项标记为校核失败。

优选的，所述校核模板采用xml文件格式，xml文件中使用三级节点：check_template、category、rule；所述check_template为根节点，表示本文件类型是校核规则模板文件；所述category为分类节点，其内部配置有name属性，所述name属性的值与设备配置的category节点一一对应；所述rule为校核规则节点，表示一个逻辑性的校核规则，其包括五项属性：name、desc、search_expr、check_expr、note，所述name属性表示名称，所述desc属性表示描述，所述search_expr属性表示搜索表达式，所述check_expr属性表示校核表达式，所述note属性表示用户纠错提示。

优选的，所述搜索表达式是对校核需求进行一对一的程序化表达方式，采用基于JavaScript表达式方式。

优选的，配置获取功能模块获取设备配置可以通过以串口命令的形式操作设备，输入查询各类配置的命令，设备返回对应的设备配置信息；或通过设备厂家提供配套软件查看和修改配置，通过软件模拟人工的方式导出配置文件，分析配置文件得到设备配置；或对于已实现参数配置标准化的设备，通过指定路径获取设备规范化参数配置文件，并解析参数配置文件。

优选的，所述步骤2中通用格式采用xml文件格式，所述xml文件中使用三级节点：config、category、item；所述config为根节点，表示本文件类型是设备配置文件；所述category为配置条目的分类节点；所述item为配置条目，其子项param与设备中的配置一一对应。

一种智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的系统，包括：

智能变电站自动化及网络安防设备约束规则库模块，被配置为基于各类设备内置的标准化配置模型，建立需要校核的智能变电站自动化及网络安防设备的配置约束规则库；

智能变电站自动化及网络安防设备配置获取模块，被配置为根据设备类型和型号调用对应的配置获取功能模块获取设备配置，解析设备配置信息，映射为对应设备的预置标准化配置模型，并存储为通用格式；

智能变电站自动化及网络安防设备配置校核模块，被配置为根据设备类型和型号匹配设备配置约束规则库中的校核模板，针对获取到的设备配置，基于校核模板完成目标设备配置的完整性和规范性校核，并生成配置校核结果。

本发明的优点在于：本发明实现不同厂商设备参数的无差别化展示，运维人员掌握一套参数即可适用于不同厂商设备；采用基于灵活表达式的约束规则建模和结构化XML存储方式，同时满足规范化要求和灵活性扩展需求，解决通信相关设备类型多、不同类型设备配置不同、设备随场站业务流变化等配置规则复杂的问题；基于规范和配置模板和约束规则库，校核变电站自动化及网络安防设备的各类配置信息，该方法可以有效提高网络安防设备的配置校核工作效率和准确度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是站端网络通信配置合规性自动校核的主要步骤操作过程示意图。

图2是本发明进行校核的统一格式(xml)的配置文件内容示例。

图3是本发明的校核规则文件的内容示例。

图4是本发明的校核规则执行过程。

图5是本发明的校核结果展示示例。

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做出创造性劳动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。

实施例一

本实施例公开了智能变电站自动化及网络安防设备配置校核方法，站端网络通信配置合规性自动校核操作流程如图1所示，目的是生成一种规范化、可视化、可读性强的校核结果，为得到该结果，主要分为两个操作步骤：

1、建立智能变电站自动化及网络安防设备配置模型和约束规则库；

2、获取智能变电站自动化及网络安防设备配置；

3、智能变电站自动化及网络安防设备配置自动校核。

具体的，

1、建立智能变电站自动化及网络安防设备配置校核模板，并加入约束规则库；

2、获取智能变电站自动化及网络安防设备配置，通过软件方式与智能变电站自动化及网络安防设备通信并从中获取配置信息，不同的设备类型通常采用不同的通信方式和配置读取方式，如交换机可以通过串口命令方式获取、防火墙可以通过网页爬虫方式获取，获取到的配置信息将存储为统一的文件格式；

3、智能变电站自动化及网络安防设备配置自动校核，通过软件方式对第1步获取到的配置文件进行分析，分析所使用的校核规则从预先已经配置好的校核规则文件中读取，分析过程中将校核规则应用于各项配置并得到校核结果，校核结果包含校核是否异常及异常处理建议。

接下来以纵向加密设备配置校核为实例来展示配置校核的过程。

根据纵向加密设备配置验收要求建立纵向加密设备的标准化配置模型和配置约束规则库。表1为某单位站端纵向加密设备配置验收要求摘录。

对应建立该设备的校核模板，如附图3所示，其主要有三级节点：check_template、category、rule。其中check_template为根节点(一级节点)，代表本文件是一个校核规则文件；二级节点category为分类节点，其name属性的值与设备配置的category节点一一对应；三级节点rule为校核规则节点，代表一个逻辑性的校核规则，其包含5项内容：name(名称)、desc(描述)、search_expr(搜索表达式)、check_expr(校核表达式)、note(用户纠错提示)，各项内容意义如下：

(1)名称：表示该条规则的名称，应言简意赅地表达该条规则的校核目的。

(2)描述：用于描述该条校核规则的解释性文字。

(3)搜索表达式：用于筛选设备配置条目，只有该表达式的执行结果为true的条目才能进入下一步校核。

(4)校核表达式：对经过搜索表达式筛选过的设备配置条目进行校核，该表达式的执行结果为true则表示校核成功。

(5)用户纠错提示：用于帮助现场的用户修正错误的操作提示，该提示仅在校核不成功时才显示给用户。

针对表格中的一条验收内容“每条策略不允许在两侧端口中均不限端口，必须根据实际业务需要进行最小化配置以匹配业务数据，当作为TCP客户端连接时，端口范围须为1024-65535”可以进行程序化表达为一条规则，并将该规则存储于category(类别)为“策略配置”的节点下，如表2所示。

表2的表达式中$(name)函数是校核系统提供的一个内置函数，用于获取当前配置项中名为name的值，类似的，校核系统中还提供了$(num)(用于获取经搜索表达式筛选后的条目数量)等函数。

表2中的搜索表达式的意义是筛选满足“协议”项等于“TCP”或“协议”项等于“UDP”的条目。

表2中的校核表达式的意义是校核条目的“内网起始端口”大于0而且“内网终止端口”小于65535而且“外网起始端口”大于0而且“外网终止端口”小于65535。

获取纵向加密设备配置。针对目标设备的类型和型号，采用模拟人工操作界面的方式来读取该设备配置。该设备对应厂家软件基于Java swing开发，可以使用JDK提供的JAB(Java Access Bridge)桥接口来访问软件，JAB是提供给windows平台访问Java VM的一系列API，通过JAB可以访问到Java应用程序的界面信息，并可以对界面元素(如按钮、菜单、对话框等)进行操作，可以用来开发自动化测试工具、屏幕阅读器等，本发明通过JAB开发出模拟人工操作界面的效果的配置读取软件。

将获取的配置信息映射为标准化配置模板，并存储为统一格式。如图2所示。其主要有三级节点：config、category、item。其中config为根节点(一级节点)，代表本文件是一个设备配置文件；二级节点category为配置条目的分类节点；三级节点item为配置条目，其与设备中的配置一一对应。

配置自动校核。按照该纵向加密设备型号匹配校核规则库中预先建立的配置模板，完成自动校核，如图4所示。针对表2中的校核规则，运行时系统将首先找到类别“策略配置”下的所有配置条目并执行搜索表达式，以筛选中所有协议为TCP或UDP的条目，并对这些条目执行校核表达式，以校核是否满足端口为0～65535间这个条件，若表达式结果为true，则校核成功，若为false，则校核失败，将给用户作出提示，以便用户进行现场修改或导出报告。

最后将校核结果进行可视化展示，如图5所示。用户打开设备配置文件后将在上方以表格的形式展示各配置条目，用户可以打开校核模板(规则)文件并“运行校核”则可得到校核结果，校核结果以列表的形式展示在界面下方，红色背景行是校核失败的条目，用户点击该行则可跳转到对应的设备配置，结果表格中的“说明”列展示了校核规则中的“用户纠错提示”，用户可按该提示来修改设备配置。

实施例二

本实施例的目的是提供了用于智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的系统，包括：

智能变电站自动化及网络安防设备约束规则库模块，被配置为基于各类设备内置的标准化配置模型，建立需要校核的智能变电站自动化及网络安防设备的配置约束规则库。

智能变电站自动化及网络安防设备配置获取模块，被配置为根据设备类型和型号调用对应的配置获取功能模块获取设备配置，解析设备配置信息，映射为对应设备的预置标准化配置模型，并存储为通用格式。

智能变电站自动化及网络安防设备配置校核模块，被配置为根据设备类型和型号匹配设备配置约束规则库中的校核模板，针对获取到的设备配置，基于校核模板完成目标设备配置的完整性和规范性校核，并生成配置校核结果。

人机交互及可视化模块，被配置为实现约束规则库和配置校核模型展示、配置获取和展示、校核结果展示等，在主界面选择“读取设备配置”后用户选择需要操作的设备，将进入对应设备的专用读取程序，用户输入必要的参数后，读取程序将获取设备配置文件，再将厂家配置文件转存成本系统统一的配置文件(以.cfg.xml结尾)。用户打开一个校核模板，运行校核后可立即得到校核结果，校核结果会详细展示条目、模板规则、校核结果和说明，点击结果行可跳转到配置行，用户可根据说明进行修正。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于内置的各类设备标准化配置模型，建立需要校核的智能变电站自动化及网络安防设备的配置约束规则库，

所述标准化配置包括厂站自动化设备和厂站安全防护设备的配置模型，并统一同类设备的配置参数项和参数名称；

所述的设备配置约束规则库包括厂站自动化设备和厂站安全防护设备的配置模板，每类设备根据标准化配置模型建立独立的校核模板；

步骤2：确定目标设备，根据设备类型和型号调用对应的配置获取功能模块获取设备配置，解析设备配置信息，映射为对应设备的预置标准化配置模型，并存储为通用格式；

步骤3：根据设备类型匹配设备配置约束规则库中的校核模板，针对获取的设备配置，基于校核模板完成目标设备配置的完整性和规范性校核，并生成配置校核结果；具体步骤如下：

每一项校核规则首先使用搜索表达式对类别下的各项设备配置条目进行分别执行，并将结果为true的条目标记为待校核条目；

使用校核表达式对待校核条目进行分别执行，并将结果为false的设备配置项标记为校核失败。

2.根据权利要求1所述的用于智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的方法，其特征在于，所述校核模板采用xml文件格式，xml文件中使用三级节点：check_template、category、rule；所述check_template为根节点，表示本文件类型是校核规则模板文件；所述category 为分类节点，其内部配置有name属性，所述name属性的值与设备配置的category节点一一对应；所述rule为校核规则节点，表示一个逻辑性的校核规则，其包括五项属性：name、desc、search_expr、check_expr、note。

3.根据权利要求2所述的用于智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的方法，其特征在于，所述name属性表示名称，表示该条规则的名称，表达该条规则的校核目的；所述desc属性表示描述，用于描述该条校核规则的解释性文字；所述search_expr属性表示搜索表达式，用于筛选设备配置条目，只有该表达式的执行结果为true的条目才能进入下一步校核；所述check_expr属性表示校核表达式，对经过搜索表达式筛选过的设备配置条目进行校核，该表达式的执行结果为true则表示校核成功；所述note属性表示用户纠错提示用于帮助现场的用户修正错误的操作提示。

4.根据权利要求2所述的用于智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的方法，其特征在于，所述搜索表达式是对校核需求进行一对一的程序化表达方式，采用基于JavaScript表达式方式。

5.根据权利要求1所述的用于智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的方法，其特征在于，配置获取功能模块获取设备配置可以通过以串口命令的形式操作设备，输入查询各类配置的命令，设备返回对应的设备配置信息；或通过设备厂家提供配套软件查看和修改配置，通过软件模拟人工的方式导出配置文件，分析配置文件得到设备配置；或对于已实现参数配置标准化的设备，通过指定路径获取设备规范化参数配置文件，并解析参数配置文件。

6.根据权利要求1所述的用于智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的方法，其特征在于，所述步骤2中通用格式采用xml文件格式，所述xml文件中使用三级节点：config、category、item；所述config为根节点，表示本文件类型是设备配置文件；所述category为配置条目的分类节点；所述item为配置条目，其子项param与设备中的配置一一对应。

7.一种智能变电站自动化及网络安防设备配置校核的系统，其特征在于，包括：

智能变电站自动化及网络安防设备约束规则库模块，被配置为基于各类设备内置的标准化配置模型，建立需要校核的智能变电站自动化及网络安防设备的配置约束规则库；

智能变电站自动化及网络安防设备配置获取模块，被配置为根据设备类型和型号调用对应的配置获取功能模块获取设备配置，解析设备配置信息，映射为对应设备的预置标准化配置模型，并存储为通用格式；

智能变电站自动化及网络安防设备配置校核模块，被配置为根据设备类型和型号匹配设备配置约束规则库中的校核模板，针对获取到的设备配置，基于校核模板完成目标设备配置的完整性和规范性校核，并生成配置校核结果。

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