CN117811936A - 水电计算机监控系统多场景信息同步方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种水电计算机监控系统多场景信息同步方法及装置，涉及计算机技术领域，包括：在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，所述通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间；建立所述监控系统与所述安防系统的TCP连接，其中，所述安防系统采用预先定义的I EC104规约上送告警信息；在所述监控系统接收到所述告警信息之后，对所述告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。由此，实现安全防护系统向计算机监控系统传输告警信息的功能，使得计算机监控系统值班人员可以看到安全防护系统的告警信号，实现对安防系统的监视。

Description

水电计算机监控系统多场景信息同步方法及装置

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种水电计算机监控系统多场景信息同步方法及装置。

背景技术

水电厂计算机监控系统是基于计算机技术和网络技术而建立的生产管理系统，担着水轮机组、变压器、开关站等一二次设备的控制、调节和监视任务，在水电厂的生产、运行和管理中起到重要的作用，是实现水电厂智能化的重要手段。计算机监控系统需要与各种子系统进行通信，包含但不限于I EC104、I EC61850、modbus及其它私有规约。运行值班人员通过监视计算机监控系统可以感知水电厂一次二设备的运行情况。但是该系统仍然存在如下缺陷：计算机监控系统与安全防护系统(包含日志审计、堡垒机、入侵检测装置、防病毒装置等)之间没有建立双向信息同步的机制，运行值班人员无法监视到安防系统运行情况。虽然安全防护系统能够通过snmp服务、sys log服务来监视、诊断计算机监控系统的健康和状态，但是这些信息不能反送给计算机监控系统进行告警和展示，不方便运行值班人员进行监视。

发明内容

本申请提供一种水电计算机监控系统多场景信息同步方法、装置及电子设备，旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

第一方面，本申请提供一种水电计算机监控系统多场景信息同步方法，包括：

在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，所述通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间；

建立所述监控系统与所述安防系统的TCP连接，其中，所述安防系统采用预先定义的I EC104规约上送告警信息；

在所述监控系统接收到所述告警信息之后，对所述告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。

第二方面，本申请提供一种水电计算机监控系统多场景信息同步装置，包括：

第一建立模块，用于在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，所述通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间；

第二建立模块，用于建立所述监控系统与所述安防系统的TCP连接，其中，所述安防系统采用预先定义的I EC104规约上送告警信息；

处理模块，用于在所述监控系统接收到所述告警信息之后，对所述告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现水电计算机监控系统多场景信息同步方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，当计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行水电计算机监控系统多场景信息同步方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行水电计算机监控系统多场景信息同步方法。

本公开实施例中，首先在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间，之后建立监控系统与安防系统的TCP连接，其中，安防系统采用预先定义的I EC104规约上送告警信息，最后在监控系统接收到告警信息之后，对告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。由此，实现安全防护系统向计算机监控系统传输告警信息的功能，使得计算机监控系统值班人员可以看到安全防护系统的告警信号，实现对安防系统的监视，采用基于I EC104的水电计算机监控系统多场景信息同步机制，在需要跨隔离传输数据时，使用特殊的单向104通信方式，使计算机监控系统信息能够通过正向隔离传输到管理大区。为水电厂信息化、智能化打下了基础。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例示出的水电计算机监控系统多场景信息同步方法的流程示意图；

图2是根据本申请实施例示出的水电计算机监控系统多场景信息同步方法的一种架构示意图；

图3是根据本申请示出的一种水电计算机监控系统多场景信息同步装置的框图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

当计算机监控系统需要从控制区向管理区传送数据时，中间需要经过正向隔离装置，而正向隔离装置对于从控制区往管理区发送数据无限制，但是从管理区向控制区只允许传输单字节报文，用于心跳监测。这就导致传统的I EC104规约不满足传输要求，也使得绝大部分传统电力系统规约无法直接使用。本发明的目的，在于提供一种水电计算机监控系统多场景信息同步方法，将安全防护系统的告警信息反送给计算机监控系统，以便于运行人员值班监盘，同时当需要跨隔离将数据从控制区送到管理大区时，提供一种能够穿透正向隔离装置的数据同步方案。

下面参考附图描述本申请实施例的水电计算机监控系统多场景信息同步方法。

图1为本申请实施例所提供的一种水电计算机监控系统多场景信息同步方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间。

可选的，还可以基于监控系统，定义安防系统的告警描述和告警等级，之后接收安防系统上传的告警时间。

在构建安防系统数据与计算机监控系统同步的过程中，建立一个有效的通信模型是至关重要的。这个通信模型需要确保数据的一致性、完整性以及实时性。通信点号作为各个信号的唯一标识符，在整个通信模型中发挥着至关重要的作用。它需要在监控系统和安防系统之间保持一致，以便于跟踪和管理每个告警信号。通过明确标识信号来源的系统，可以帮助监控人员快速定位问题，提高处理效率。这个标识反映出信号是来自哪个具体的子系统或设备。

可选的，可以允许用户在监控系统中自定义告警描述和告警等级，可以增加系统的灵活性和适用性。不同的用户或组织可能对相同的告警有不同的理解和处理优先级，自定义功能可以满足这些个性化需求。

其中，告警时间由安防系统在发生告警时上送，可以保障准确的时间同步机制，以确保上报的告警时间是可靠的。

步骤102，建立监控系统与安防系统的TCP连接，其中，安防系统采用预先定义的IEC104规约上送告警信息。

需要说明的是，监控系统与安防系统之间的数据通信过程遵循了一个标准的模式，可以使用基于TCP/IP协议的I EC 60870-5-104(简称I EC104)规约。I EC104是一种在电力系统自动化中广泛使用的网络通信规约，它定义了监控设备与控制设备之间的信息交换标准。其中，监控系统首先要与安防系统建立一个稳定的TCP连接。TCP(传输控制协议)是一种可靠的、面向连接的协议，能够保证数据包的顺序和完整性。

若TCP连接建立，安防系统可以开始按照I EC104规约的格式上送告警信息。IEC104规约支持不同类型的信息对象，包括测量值、控制命令、系统命令等，其中也包含告警信息。

需要说明的是，由于TCP是一种基于连接的协议，保持连接的稳定性对于实时数据传输非常关键。任何连接中断都需要快速检测并恢复。在网络传输过程中，应采取适当的加密和认证措施，以保护数据不被未授权访问或篡改。监控系统和安防系统需要兼容I EC104规约，以确保数据的正确解析和处理。

可选的，监控系统基于正向隔离装置和所述预先定义的I EC104规约进行数据发送，其中，所述数据发送至少包含第一模式和第二模式，

其中，所述第一模式为周期性发送全数据，所述第二模式为发送突发类型的数据。

可选的，以所述监控系统作为客户端，并以管理区信息系统作为服务端；

基于所述客户端向所述服务端周期性发送单字节的00H测试报文，其中，所述00H测试报文用于监测所述TCP连接是否正常。

可选的，可以响应于所述服务端接收到所述00H测试报文，以FFH应答测试结果，其中，所述预先定义的I EC104规约允许传输的信号为四遥信号，所述四遥信号包含有遥信、遥测、遥步和遥脉。

可以理解的是，在基于I EC 60870-5-104规约的监控系统中，正向隔离装置和数据发送模式是确保数据安全和通信有效性的重要组成部分。

其中，正向隔离装置用于隔离系统的不同部分，以防止电气干扰或潜在的电气故障影响到系统的其他部分。在监控系统中，正向隔离装置可以保护控制设备免受来自现场设备的电气噪声和高压冲击的影响，同时也能够防止由于地线环路等原因造成的潜在电压差问题。根据I EC104规约，监控系统的数据发送通常包含两种模式：周期性发送全数据(第一模式)和发送突发类型的数据(第二模式)。

第一模式为周期性发送全数据。在这种模式下，监控系统会定期发送整个数据集给对应的接收端，无论数据是否有变化。这种方式可以确保接收端始终拥有最新的完整数据快照，适用于需要定时更新状态的场合。

第二模式为发送突发类型的数据。突发数据发送模式是事件驱动的，即只有当监控系统检测到数据变化或特定事件发生时，才会发送相关的数据。这种模式更加高效，减少了不必要的数据传输，节省了带宽并降低了系统负荷。适用于告警信息和重要事件的实时通知。其中，系统可以根据实际需求和网络条件，选择适当的数据发送模式。例如，在带宽有限的网络环境下，可能更倾向于使用第二模式以减轻网络负载；而在对数据完整性要求较高的场合，则可能需要周期性地使用第一模式发送全数据。

可选的，对于关键的、需要立即响应的数据，应优先采用突发数据发送模式。

可选的，在网络状况良好时，可以增加周期性全数据发送的频率；反之，在网络拥堵时，应减少数据发送量。

在IEC 60870-5-104规约中，监控系统(作为客户端)与管理区信息系统(作为服务端)之间的通信包括了周期性的连接测试，以确保TCP连接的可靠性。这种机制是通过发送特定的测试报文来实现的，具体如下：

周期性的测试报文，其中，客户端(监控系统)周期性地向服务端(管理区信息系统)发送单字节的00H(十六进制表示的0x00，即二进制的00000000)测试报文。这个测试报文的目的是为了检测维持的TCP连接是否仍然处于活跃状态。这种心跳机制有助于及时发现网络中断或任何可能导致连接丢失的问题。

当服务端接收到这个测试报文后，会用FFH(十六进制表示的0xFF，即二进制的11111111)应答测试结果。这个应答确认了服务端已经收到了测试报文，并且TCP连接是正常的。

可选的，IEC104规约支持四遥信号的传输，这些信号包括：

遥信(Telesignalisation)：也称为遥控信号，用于传输开关量状态，如断路器的开闭状态。遥测(Telemetry)：也称为遥测量，用于传输模拟量，如电压、电流、温度等的数值。遥步(Telecontrol)：用于传输控制命令，如启动或停止设备的操作。遥脉(Telemetering)：用于传输计数值，如能量脉冲计数等。这些信号类型涵盖了电力自动化系统中必要的数据交换需求，从基本的监控到复杂的控制操作。

监控系统和管理区信息系统之间的这种通信机制保证了数据的实时性和连接的稳定性，对于确保系统的连续运行和可靠性至关重要。同时，通过这样的心跳和测试机制，可以在TCP连接出现问题时迅速采取措施，比如重建连接或者切换到备用系统，以减少系统的停机时间。

步骤103，在监控系统接收到告警信息之后，对告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。

监控系统收到安防系统上送的告警信息后，会进行相应的处理。这包括对数据进行解析，确认告警的有效性，以及根据告警等级和类型进行分类处理。处理后的告警信息会在监控系统的用户界面上展示出来，通常包括告警描述、告警等级和告警时间等信息，确保值班运行人员可以实时监视并快速做出响应。为了便于日后的查询、分析和审计，监控系统还会将收到的告警信息存储在数据库或其他存储设施中。值班运行人员可以通过监控系统的界面监视当前的安防状况，并且可以查询历史告警记录，这些信息对于紧急响应和后续的安全管理都非常重要。

本公开实施例中，首先在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间，之后建立监控系统与安防系统的TCP连接，其中，安防系统采用预先定义的I EC104规约上送告警信息，最后在监控系统接收到告警信息之后，对告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。由此，实现安全防护系统向计算机监控系统传输告警信息的功能，使得计算机监控系统值班人员可以看到安全防护系统的告警信号，实现对安防系统的监视，采用基于I EC104的水电计算机监控系统多场景信息同步机制，在需要跨隔离传输数据时，使用特殊的单向104通信方式，使计算机监控系统信息能够通过正向隔离传输到管理大区。为水电厂信息化、智能化打下了基础。

图3是根据本申请示出的一种水电计算机监控系统多场景信息同步装置的框图，如图3所示，该水电计算机监控系统多场景信息同步装置200包括：

第一建立模块210，用于在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，所述通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间；

第二建立模块220，用于建立所述监控系统与所述安防系统的TCP连接，其中，所述安防系统采用预先定义的I EC104规约上送告警信息；

处理模块230，用于在所述监控系统接收到所述告警信息之后，对所述告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。

可选的，所述第一建立模块，还用于：

基于所述监控系统，定义所述安防系统的所述告警描述和所述告警等级；

接收所述安防系统上传的所述告警时间。

可选的，该装置，还包括：

第一发送模块，用于所述监控系统基于正向隔离装置和所述预先定义的I EC104规约进行数据发送，其中，所述数据发送至少包含第一模式和第二模式，

其中，所述第一模式为周期性发送全数据，所述第二模式为发送突发类型的数据。

可选的，该装置，还包括：

以所述监控系统作为客户端，并以管理区信息系统作为服务端；

第二发送模块，用于基于所述客户端向所述服务端周期性发送单字节的00H测试报文，其中，所述00H测试报文用于监测所述TCP连接是否正常。

可选的，所述第二发送模块，还用于：

响应于所述服务端接收到所述00H测试报文，以FFH应答测试结果，其中，所述预先定义的I EC104规约允许传输的信号为四遥信号，所述四遥信号包含有遥信、遥测、遥步和遥脉。

本公开实施例中，首先在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间，之后建立监控系统与安防系统的TCP连接，其中，安防系统采用预先定义的I EC104规约上送告警信息，最后在监控系统接收到告警信息之后，对告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。由此，实现安全防护系统向计算机监控系统传输告警信息的功能，使得计算机监控系统值班人员可以看到安全防护系统的告警信号，实现对安防系统的监视，采用基于I EC104的水电计算机监控系统多场景信息同步机制，在需要跨隔离传输数据时，使用特殊的单向104通信方式，使计算机监控系统信息能够通过正向隔离传输到管理大区。为水电厂信息化、智能化打下了基础。

在前述各实施例描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请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表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种水电计算机监控系统多场景信息同步方法，其特征在于，包括：

在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，所述通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间；

建立所述监控系统与所述安防系统的TCP连接，其中，所述安防系统采用预先定义的IEC104规约上送告警信息；

在所述监控系统接收到所述告警信息之后，对所述告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述建立所述监控系统与所述安防系统的TCP连接之后，还包括：

基于所述监控系统，定义所述安防系统的所述告警描述和所述告警等级；

接收所述安防系统上传的所述告警时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述监控系统基于正向隔离装置和所述预先定义的IEC104规约进行数据发送，其中，所述数据发送至少包含第一模式和第二模式，

其中，所述第一模式为周期性发送全数据，所述第二模式为发送突发类型的数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

以所述监控系统作为客户端，并以管理区信息系统作为服务端；

基于所述客户端向所述服务端周期性发送单字节的00H测试报文，其中，所述00H测试报文用于监测所述TCP连接是否正常。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述基于所述客户端向所述服务端周期性发送单字节的00H测试报文之后，还包括：

响应于所述服务端接收到所述00H测试报文，以FFH应答测试结果，其中，所述预先定义的IEC104规约允许传输的信号为四遥信号，所述四遥信号包含有遥信、遥测、遥步和遥脉。

6.一种水电计算机监控系统多场景信息同步装置，其特征在于，包括：

第一建立模块，用于在监控系统中建立安防系统通信模型，并将通信点号用做唯一性标识，其中，所述通信模型包含通信点号、所属系统、告警描述、告警等级和告警时间；

第二建立模块，用于建立所述监控系统与所述安防系统的TCP连接，其中，所述安防系统采用预先定义的IEC104规约上送告警信息；

处理模块，用于在所述监控系统接收到所述告警信息之后，对所述告警信息进行处理，并展示给值班运行人员监视使用。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一建立模块，还用于：

基于所述监控系统，定义所述安防系统的所述告警描述和所述告警等级；

接收所述安防系统上传的所述告警时间。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

第一发送模块，用于所述监控系统基于正向隔离装置和所述预先定义的IEC104规约进行数据发送，其中，所述数据发送至少包含第一模式和第二模式，

其中，所述第一模式为周期性发送全数据，所述第二模式为发送突发类型的数据。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

以所述监控系统作为客户端，并以管理区信息系统作为服务端；

第二发送模块，用于基于所述客户端向所述服务端周期性发送单字节的00H测试报文，其中，所述00H测试报文用于监测所述TCP连接是否正常。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二发送模块，还用于：

响应于所述服务端接收到所述00H测试报文，以FFH应答测试结果，其中，所述预先定义的IEC104规约允许传输的信号为四遥信号，所述四遥信号包含有遥信、遥测、遥步和遥脉。