CN117827805B - 一种数字孪生平台的数据处理运维系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字孪生平台的数据处理运维系统，包括：数据获取模块，数据获取模块被配置为获取若干组真实数据；数据处理模块，数据处理模块被配置为对若干组真实数据进行处理，得到若干组孪生数据；数据加密模块，数据加密模块被配置为对孪生数据进行加密；虚拟生成模块；虚拟生成模块被配置为基于加密后的孪生数据，生成数字孪生体；数据加密模块被配置为将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换，得到加密后的孪生数据。本发明提供的数字孪生平台的数据处理运维系统通过将得到的孪生数据进行加密，并通过加密后的孪生数据生成数字孪生体，能够有效防止数字孪生的数据发生泄漏时，侵入者直接得到实体装备的具体数据的情况。

Description

一种数字孪生平台的数据处理运维系统

技术领域

本发明属于数字孪生技术领域，具体涉及一种数字孪生平台的数据处理运维系统。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

在将真实数据转换为数字孪生体时，为保证数字孪生体能够更加真实、准确的反应实体装备的全生命周期，需要将实体装备的各种具体数据进行转换和传输，而在这个过程中，数据发生泄漏会带来很严重的后果。

发明内容

本发明提供一种数字孪生平台的数据处理运维系统，能够有效降低数据泄漏带来的风险。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明提供一种数字孪生平台的数据处理运维系统，包括：数据获取模块，数据获取模块被配置为获取若干组真实数据；数据处理模块，与数据获取模块信号连接；数据处理模块被配置为对若干组真实数据进行处理，得到若干组孪生数据；数据加密模块，与数据处理模块信号连接；数据加密模块被配置为对孪生数据进行加密；虚拟生成模块，与数据加密模块信号连接；虚拟生成模块被配置为基于加密后的孪生数据，生成数字孪生体；数据加密模块被配置为将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换，得到加密后的孪生数据。

在其中一些实施例中，数据加密模块将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换包括以下步骤：S10、判断每一组孪生数据中的若干个数据是否为相同类型的数据；S20、当判定每一组孪生数据中的若干个数据是相同类型的数据时，将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调。

在其中一些实施例中，将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调包括以下步骤：将顺次排列的若干个数据中第i个数据的部分内容和第n-i+1个数据的部分内容进行调换，其中，n为一组孪生数据中的数据量。

在其中一些实施例中，将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调之后，还包括以下步骤：T10、判断每一组数据中是否存在单独的数据；T20、若存在单独的数据，将该数据中内容需要替换的部分进行模糊处理。

在其中一些实施例中，数据获取模块被配置为获取若干组真实数据时，每一组真实数据中的数据量为偶数。

在其中一些实施例中，数据处理模块被配置为在对若干组真实数据进行处理，得到若干组孪生数据的过程中，在每一组数据中的相邻数据之间插入顺序标签。

在其中一些实施例中，数据加密模块将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换还包括以下步骤：S30、当判定任一组孪生数据中的若干个数据不是相同类型的数据，继续进行后续步骤；S40、将多组孪生数据分为偶数子组，至少每两个相互对应的子组中的数据量相同；S50、将相互对应的子组中的数据的部分内容进行对调。

在其中一些实施例中，将多组孪生数据分为偶数子组，至少每两个相互对应的子组中的数据量相同过程中，所有子组的数据量均相同；将相互对应的子组中的数据的部分内容进行对调的过程中，相互对应的子组分配为随机分配。

在其中一些实施例中，虚拟生成模块包括解密单元和构建单元，解密单元与数据加密模块信号连接，解密单元被配置为对加密后的孪生数据进行解密；构建单元与构建单元信号连接，被配置为基于解密后孪生数据，生成数字孪生体。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明提供的数字孪生平台的数据处理运维系统通过将得到的孪生数据进行加密，并通过加密后的孪生数据生成数字孪生体，能够有效防止数字孪生的数据发生泄漏时，侵入者直接得到实体装备的具体数据的情况，进而提高整体的安全性。

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。

图1为本发明一些实施例提供的数字孪生平台的数据处理运维系统中数据加密模块工作的流程示意图；

图2为本发明另一些实施例提供的数字孪生平台的数据处理运维系统中数据加密模块工作的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

一方面，本实施例提供一种数字孪生平台的数据处理运维系统，该系统包括数据获取模块、数据处理模块、数据加密模块和虚拟生成模块。其中，数据获取模块被配置为获取若干组真实数据，数据获取模块在获取真实数据时，可以直接获取传感器的数据，人为测量的数据等方式；也可获取现有数据库中的数据，即已有数据库中包括了获取的传感器的数据，人为测量的数据等。数据通常以组为单位，每一组数据中包括若干个具体数据。数据处理模块与数据获取模块信号连接，数据处理模块被配置为对数据获取模块获取的若干组真实数据进行处理，得到若干组孪生数据。为方便后续数字孪生体的生成，通常中间得到的孪生数据与真实数据的组数相对应。数据加密模块与数据处理模块信号连接，数据加密模块被配置为对数据处理模块处理后得到的孪生数据进行加密。虚拟生成模块与数据加密模块信号连接，虚拟生成模块被配置为基于加密后的孪生数据，生成数字孪生体。

进一步的，数据加密模块对孪生数据进行加密的功能主要包括以下步骤：数据加密模块将每一组孪生数据中部分数据内容进行替换，得到加密后的孪生数据。在对每一组孪生数据中部分数据内容进行替换时，可以是以该组孪生数据中具体的某个数据为对象，整体将该具体的数据的内容进行替换，比如设备的尺寸（此时尺寸为设备信息的组里面具体的数据）；也可以是该具体的数据的部分内容进行替换，比如设备的尺寸中的长度信息。

在上述实施例中，通过将数据处理模块得到的孪生数据进行加密，然后基于加密的孪生数据输入至对应的虚拟生成模块对应的设备中，生成数字孪生体，可以有效避免虚拟生成模块对应的设备发生数据泄漏时，导致侵入者可以直接得到实体装备的具体数据（包括静态数据和动态数据）的情况，进而提高整体的安全性。

在其中一些实施例中，数据加密模块将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换的功能主要通过以下步骤实现：

S10、判断每一组孪生数据中的若干个数据是否为相同类型的数据。在S10步骤中，每一组孪生数据中若干个数据是否为相同类型的数据，是指得到的多个数据是否为相同对象的值，在生成数字孪生体的过程中，需要在时间的先后顺序上测量相同的对象，可能得到不同的结果，而这样的数据会以时间先后顺序为依据，得到多个相同类型的数据。在一些具体的示例中，作为物品的尺寸，比如物品的长宽高，因其测量单位相同，也可以认为是相同类型的数据。

S20、当判定每一组孪生数据中的若干个数据是相同类型的数据时，将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调。字节信息可以是不同的数据值，比如将物品的长宽高的尺寸进行调换。也可以是具体的值对应的数据，比如物体的温度在不同时间分别为11、22、33°，此时可选择将三者的顺序进行调换，也可以将值进行调换，比如调换为12、23、31°。

在上述实施例中，在组内数据为相同类型的数据时，可直接在组内进行数据部分内容的替换，得到加密数据。另一方面，通过将相同类型的数据的部分字节信息进行对调，最终生成得到的加密数据与原始数据具有一定的相似性，能够有效增大加密数据的迷惑性，进而提高数据的安全性能。

在其中一些实施例中，在S20步骤中，将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调可主要包括以下步骤：

将顺次排列的若干个数据中第i个数据的部分内容和第n-i+1个数据的部分内容进行调换，其中，n为一组孪生数据中的数据量。顺次排列并非严格意义上的顺序，可根据不同的设置，得到不同的排列顺序，比如获取数据时间的先后，或者大小进行排列。示例性的，可将第一个数据的部分内容与第n个数据的部分内容进行调换，将第二个数据的部分内容与第n-1个数据的部分内容进行调换，以此类推。进而得到加密数据。

在一些示例中，在将第i个数据与第n-i+1个数据的部分内容进行调换的具体规则可自定义，比如将第i个数据的首位与第n-i+1个数据的首位进行调换，或者将第i个数据的最后一位与第n-i+1个数据的最后一位进行调换。

在其中一些实施例中，S20、将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调步骤之后，还可包括以下步骤：

T10、判断每一组数据中是否存在单独的数据。在T10中，单独的数据是指在S20步骤中，将第一数据的部分内容与第n个数据的部分内容进行替换，将第二个数据的部分内容与第n-1个数据的部分内容进行替换，以此类推之后，最终还剩余一个单独的数据。

T20、若存在单独的数据，则将该数据中内容需要替换的部分进行模糊处理。需要替换的部分是指根据具体规则，将两个数据之间进行对调的那一部分内容；模糊处理是指将这一部分不予显示，即便将这一部分获取，在其他设备上也无法进行显示。

通过上述实施例的设置，能够在存在单独的数据的情况下，人们无法获取其具体的值，进而实现避免不法人员通过该单独的数据推导以得到其他数据的情况，进一步提高数据的安全性。

在其中一些实施例中，数据获取模块被配置为获取若干组真实数据时，获取的每一组真实数据中的数据量为偶数。在该实施例中，主要是应用于为数据获取模块直接获取数据的场景，可通过设置数据获取模块对应的设备获取数据的数量时，直接设置为得到的每一组真实数据中均存在偶数个数据量，以避免数据加密模块在进行组内数据部分内容对调的方式进行加密时，出现剩余单个数据的情况，进而提高数据加密模块的处理效率。

在另外一些实施例中，可采用数据处理模块对得到的若干组真实数据进行处理，得到每一组数据中的数据量为偶数，当任一组数据中存在数据量是单数的情况时，选择性将其中一个数据删除。该实施例主要应用于为数据获取模块间接获取数据的场景，比如通过调用数据中数据组的方式时使用。

在其中一些实施例中，数据处理模块在对若干组真实数据进行处理，得到若干组孪生数据的过程中，在每一组数据中的相邻数据之间插入顺序标签。基于该顺序标签，在后续数据加密模块进行数据部分内容的替换时，能够更好的查找到需要替换的内容，也实现提高系统的处理性能。另一方面，工作人员也也能够更加直观的确定数据替换的内容，便于工作人员在后续维护和追溯过程中具有更高的效率。

在其中一些实施例中，S10、判断每一组孪生数据中的若干个数据是否为相同类型的数据之后，还包括以下步骤：

S30、当判定任一组孪生数据中的若干个数据不是相同类型的数据，则继续进行后续步骤；

S40、将多组孪生数据分为偶数子组，至少每两个相互对应的子组中的数据量相同。在S40步骤中，当存在每一组孪生数据中的数据不相同，不能够在组内相互对调部分内容时，此时可选择至少两组相似的数据组，相似的数据组是指任一组数据与其他组数据中存在类型相同的数据，并这些组的数据进行分组，得到至少两个相互对应的子组。在具体的示例中，在获取一个设备的数据时，会存在在一个时间节点上获取设备的不同数据的数据组，并同时获取多个时间节点上的该数据组，此时可将在不同时间节点上获取的不同数据组之间，将相同类型的数据的部分内容进行对调。在另一些示例中，获取的数据组也可同时存在不同设备在不同时间节点的多个数据组，此时需要将同一设备在不同时间节点的多个数据组分为一个子组，另一设备在不同时间节点的多个数据组分为另一个子组，然后在子组内进行数据的部分内容调换。

S50、将相互对应的子组中的数据的部分内容进行对调。在S50步骤中，部分内容对调的方式也可采用对应数据之间的相同位置的值进行替换。

在上述实施例中，通过组外数据部分内容对调的方式，以规避组内数据类型不相同的情况，进而实现数据的加密过程。

在其中一些实施例中，将多组孪生数据分为偶数子组，至少每两个相互对应的子组中的数据量相同过程中，所有子组的数据量均相同。此时，只考虑获取的所有数据组为同一设备在不同时间节点得到的数据组。然后将相互对应的子组中的数据的部分内容进行对调的过程中，相互对应的子组分配为随机分配。

在上述实施例中，当获取的所有数据组是同一设备在不同时间节点上的数据组时，可根据人为规定，在不同时间按照不同规则进行替换。在具体的示例中，按照时间节点依次排列出1、2、3、4、5、6组数据组是，在第一次可将第一组和第二组之间进行数据内容的部分替换，然后将第三组和第四组之间进行数据内容的部分替换，再将第五组和第六组之间进行数据内容的部分替换。然后在第二次可将第一组和第六组之间进行数据内容的部分替换，将第二组和第五组之间进行数据内容的部分替换，再将第三组和第四组之间进行数据内容的部分替换。具体规则可进一步进行制定。进而提高加密的复杂程度，提高数据的安全性。

在一些示例中，在获取的若干组数据中，可能同时包括了数据类型相同的至少一组数据，以及数据类型不相同的至少一组数据，此时可同时采用上述两种实施例中提及的技术方案进行实施。

在其中一些实施例中，虚拟生成模块包括解密单元和构建单元，解密单元与数据加密模块信号连接，解密单元被配置为对加密后的孪生数据进行解密；构建单元与构建单元信号连接，被配置为基于解密后孪生数据，生成数字孪生体。

另一方面，本申请实施例提供一种数字孪生平台的数据处理运维方法，包括上述实施例中任一项的数字孪生平台的数据处理运维系统中各个模块对应的处理步骤。

本申请实施例还提供一种数字孪生平台的数据处理运维设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，以实现上述实施例中任一项的数字孪生平台的数据处理运维方法。

本实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理模块进行加载，以实现上述实施例中任一项的数字孪生平台的数据处理运维方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何行进上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种数字孪生平台的数据处理运维系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，所述数据获取模块被配置为获取若干组真实数据；

数据处理模块，与所述数据获取模块信号连接；所述数据处理模块被配置为对所述若干组真实数据进行处理，得到若干组孪生数据；

数据加密模块，与所述数据处理模块信号连接；所述数据加密模块被配置为对所述孪生数据进行加密；

虚拟生成模块，与所述数据加密模块信号连接；所述虚拟生成模块被配置为基于加密后的孪生数据，生成数字孪生体；

所述数据加密模块被配置为将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换，得到加密后的孪生数据；

所述数据加密模块将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换包括以下步骤：

S10、判断每一组孪生数据中的若干个数据是否为相同类型的数据；

S20、当判定每一组孪生数据中的若干个数据是相同类型的数据时，将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调；

将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调包括以下步骤：将顺次排列的若干个数据中第i个数据的部分内容和第n-i+1个数据的部分内容进行调换，其中，n为一组孪生数据中的数据量；

将每一组孪生数据中的每一个数据的部分字节信息进行对调之后，还包括以下步骤：

T10、判断每一组数据中是否存在单独的数据；

T20、若存在单独的数据，将该数据中内容需要替换的部分进行模糊处理；

所述数据处理模块还被配置为在获取到任一组数据中存在数据量是单数的情况时，选择性将其中一个数据删除；

所述数据获取模块被配置为获取若干组真实数据时，每一组真实数据中的数据量为偶数。

2.根据权利要求1所述的数字孪生平台的数据处理运维系统，其特征在于，所述数据处理模块被配置为在对若干组真实数据进行处理，得到若干组孪生数据的过程中，在每一组数据中的相邻数据之间插入顺序标签。

3.根据权利要求1所述的数字孪生平台的数据处理运维系统，其特征在于，所述数据加密模块将每一组孪生数据中的部分数据内容进行替换还包括以下步骤：

S30、当判定任一组孪生数据中的若干个数据不是相同类型的数据，继续进行后续步骤；

S40、将多组孪生数据分为偶数子组，至少每两个相互对应的子组中的数据量相同；

S50、将相互对应的子组中的数据的部分内容进行对调。

4.根据权利要求3所述的数字孪生平台的数据处理运维系统，其特征在于，将多组孪生数据分为偶数子组，至少每两个相互对应的子组中的数据量相同过程中，所有子组的数据量均相同；

将相互对应的子组中的数据的部分内容进行对调的过程中，相互对应的子组分配为随机分配。

5.根据权利要求1所述的数字孪生平台的数据处理运维系统，其特征在于，所述虚拟生成模块包括解密单元和构建单元，所述解密单元与所述数据加密模块信号连接，所述解密单元被配置为对加密后的孪生数据进行解密；所述构建单元与所述构建单元信号连接，被配置为基于解密后孪生数据，生成数字孪生体。