基于矩阵行列的智能变电站信息流路径确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于矩阵行列寻迹的智能变电站信息流路径确定方法及系统，该包括：确定信息流的发出设备编号；根据设备编号从节点连接矩阵M中查找非零元素，并从信息流基本属性表中确定信息流的通信模式；利用与信息流的通信模式对应的约束条件，从节点连接矩阵M中查找与非零元素对应的相关非零元素；按照预定的路径确定规则，及非零元素和相关非零元素，确定信息流的路径；可见，在本方案中，以矩阵行列寻迹的方式获取智能变电站信息流路径，减少了人工绘制信息流路径图的工作量，适合通过编程应用于大型网络，同时，遵从不同通信模式的信息流均适用，不单单是组播报文，具有复杂度低，准确度高、适用范围广的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能变电站信息流路径确定
，更具体地说，涉及一种基于矩阵行列寻迹的智能变电站信息流路径确定方法及系统。
技术介绍
智能变电站的二次自动化系统构筑在网络通信基础上，信息网络化传输可以实现高度信息共享，为实现更先进的电网自动化和智能化提供基础。智能变电站网络通信一般采用以太网交换技术，信息流有采样值(sampledvalue,SV)、面向通用对象的变电站事件(genericobjectorientedsubstationevent,GOOSE)、制造报文规范(ManufacturingMessageSpecification,MMS)和对时等报文类型。智能变电站信息流都具有明确的信源和信宿，会经过传感和合并单元、以太网交换机和通信介质、时间同步源、保护和控制单元等众多设备，由交换机实现信息流传输路径的分配。由于各种类型报文的发送机制、订阅关系和实时性要求并不相同，一般采用虚拟局域网(VLAN)技术将信息流限制在各个VLAN域内，减少域间的数据冲突，提高网络传输效率和通信质量，保障信息传输的实时性。由此造成的问题是，信息流传输路径对用户而言是不透明的，用户缺乏对信息流路径的直观认识，不利于进一步确定信息流端到端时延、网络流量分布、网络性能分析等。因此，如何确定智能变电站信息流路径，是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于矩阵行列寻迹的智能变电站信息流路径确定方法及系统，以实现确定智能变电站信息流路径。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种基于矩阵行列寻迹的智能变电站信息流路径确定方法，包括：步骤101、确定信息流的发出设备编号；步骤102、根据所述设备编号从节点连接矩阵M中查找非零元素，并从信息流基本属性表中确定所述信息流的通信模式；步骤103、利用与所述信息流的通信模式对应的约束条件，从所述节点连接矩阵M中查找与所述非零元素对应的相关非零元素；按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和所述相关非零元素，确定所述信息流的路径。其中，若所述步骤102确定通信模式为发布/订阅通信模式，则执行步骤102之后，还包括：根据所述非零元素的列值yk从PVID属性表中确定所述信息流的PVID值，并从VID配置表中查找VID值为所述PVID值的端口集合Q；根据所述集合Q、交换机Trunk口集合T和交换机端口集合W确定所述发布/订阅通信模式的约束条件。其中，若所述通信模式为发布/订阅通信模式，则所述步骤103包括：步骤201、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与所述非零元素位于同一列的第一相关非零元素，且所述第一相关非零元素的列值yk+1满足若存在，则执行步骤202；若不存在，则执行步骤208；步骤202、查找所述第一相关非零元素中是否存在第二相关非零元素的行值xk+1满足若不存在，则执行步骤203；若存在，则执行步骤204；步骤203、按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和所述第一相关非零元素，确定所述信息流的路径；步骤204、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与所述第二相关非零元素位于同一行的第三相关非零元素，且所述第三相关非零元素的行值xk+1满足若不存在，则执行步骤208；若存在，则执行步骤205；步骤205、查找所述第三相关非零元素中是否存在第四相关非零元素的列值yk+1满足若不存在，则执行步骤206；若存在，则执行步骤207；步骤206、按照预定的路径确定规则，及所述非零元素、所述第二相关非零元素和所述第三相关非零元素，确定所述信息流的路径；步骤207、将所述第四相关非零元素作为所述步骤201中的非零元素，并继续执行步骤201，直至结束对信息流路径的确定；步骤208、结束对信息流路径的确定。其中，若所述步骤102确定通信模式为客户端/服务器通信模式，则执行步骤102之后，还包括：根据所述信息流的信息流编号从信息流基本属性表中确定所述信息流的目的地址a，并根据设备地址对应关系表确定与所述目的地址a对应的端口编号b；根据所述端口编号b和交换机端口集合W确定所述客户端/服务器通信模式的约束条件。其中，若所述通信模式为客户端/服务器通信模式，则所述步骤103包括：步骤301、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与所述非零元素位于同一列的第五相关非零元素，且所述第五相关非零元素的行值xk+1满足xk+1＝b或者若均不存在，则执行步骤306；若存在第五相关非零元素的行值xk+1满足xk+1＝b，则执行步骤302；若存在第五相关非零元素的行值xk+1满足则执行步骤303；步骤302、按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和行值xk+1满足xk+1＝b的第五相关非零元素，确定所述信息流的路径；步骤303、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与行值xk+1满足的第五相关非零元素位于同一行的第六相关非零元素，且所述第六相关非零元素的列值yk+1满足yk+1＝b或若均不存在，则执行步骤306；若存在第六相关非零元素的列值yk+1满足yk+1＝b，则执行步骤304；若存在第六相关非零元素的列值yk+1满足则执行步骤305；步骤304、按照预定的路径确定规则，及所述非零元素、行值xk+1满足的第五相关非零元素和列值yk+1满足yk+1＝b的第六相关非零元素，确定所述信息流的路径；步骤305、将列值yk+1满足的第六相关非零元素作为所述步骤301中的非零元素，并继续执行步骤301，直至结束对信息流路径的确定；步骤306、结束对信息流路径的确定。其中，在所述步骤101之前，还包括根据信息流的收发关系确定与每个信息流对应的信息流编号，并确定智能变电站网络架构中的IED设备端口编号及交换机设备端口编号；创建与每个信息流编号对应的信息流基本属性表，确定与每个交换机设备端口编号对应的PVID属性表及VID配置表，以及与每个IED设备端口编号对应的设备地址对应关系表；根据所述交换机设备端口编号，确定交换机端口集合W和交换机Trunk口集合T，并创建节点连接矩阵M。其中，所述步骤103中的按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和所述相关非零元素，确定所述信息流的路径，包括：按照所述非零元素的行值、所述非零元素的列值、所述相关非零元素的列值和所述相关非零元素的行值的顺序确定所述信息流的路径。一种基于矩阵行列寻迹的智能变电站信息流路径确定系统，包括：设备编号确定模块，用于确定信息流的发出设备编号；通信模式确定模块，用于根据所述设备编号从节点连接矩阵M中查找非零元素，并从信息流基本属性表中确定所述信息流的通信模式；信息流路径确定模块，用于利用与所述信息流的通信模式对应的约束条件，从所述节点连接矩阵M中查找与所述非零元素对应的相关非零元素；按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和所述相关非零元素，确定所述信息流的路径。其中，还包括：信息流编号确定模块，用于根据信息流的收发关系确定与每个信息流对应的信息流编号；设备及设备端口编号确定模块，用于确定智能变电站网络架构中的设备编号及设备端口编号；信息流基本属性表创建模块，用于创建与每个信息流编号对应的IED设备端口编号及交换机设备端口编号；PVID属性表确定模块，用于确定与每个交换机设备端口编号对应的PVID属性表；VID配置表确定模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于矩阵行列寻迹的智能变电站信息流路径确定方法，其特征在于，包括：步骤101、确定信息流的发出设备编号；步骤102、根据所述设备编号从节点连接矩阵M中查找非零元素，并从信息流基本属性表中确定所述信息流的通信模式；步骤103、利用与所述信息流的通信模式对应的约束条件，从所述节点连接矩阵M中查找与所述非零元素对应的相关非零元素；按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和所述相关非零元素，确定所述信息流的路径。

【技术特征摘要】
1.一种基于矩阵行列寻迹的智能变电站信息流路径确定方法，其特征在于，包括：步骤101、确定信息流的发出设备编号；步骤102、根据所述设备编号从节点连接矩阵M中查找非零元素，并从信息流基本属性表中确定所述信息流的通信模式；步骤103、利用与所述信息流的通信模式对应的约束条件，从所述节点连接矩阵M中查找与所述非零元素对应的相关非零元素；按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和所述相关非零元素，确定所述信息流的路径。2.根据权利要求1所述的智能变电站信息流路径确定方法，其特征在于，若所述步骤102确定通信模式为发布/订阅通信模式，则执行步骤102之后，还包括：根据所述非零元素的列值yk从PVID属性表中确定所述信息流的PVID值，并从VID配置表中查找VID值为所述PVID值的端口集合Q；根据所述集合Q、交换机Trunk口集合T和交换机端口集合W确定所述发布/订阅通信模式的约束条件。3.根据权利要求2所述的智能变电站信息流路径确定方法，其特征在于，若所述通信模式为发布/订阅通信模式，则所述步骤103包括：步骤201、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与所述非零元素位于同一列的第一相关非零元素，且所述第一相关非零元素的列值yk+1满足若存在，则执行步骤202；若不存在，则执行步骤208；步骤202、查找所述第一相关非零元素中是否存在第二相关非零元素的行值xk+1满足若不存在，则执行步骤203；若存在，则执行步骤204；步骤203、按照预定的路径确定规则，及所述非零元素和所述第一相关非零元素，确定所述信息流的路径；步骤204、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与所述第二相关非零元素位于同一行的第三相关非零元素，且所述第三相关非零元素的行值xk+1满足若不存在，则执行步骤208；若存在，则执行步骤205；步骤205、查找所述第三相关非零元素中是否存在第四相关非零元素的列值yk+1满足若不存在，则执行步骤206；若存在，则执行步骤207；步骤206、按照预定的路径确定规则，及所述非零元素、所述第二相关非零元素和所述第三相关非零元素，确定所述信息流的路径；步骤207、将所述第四相关非零元素作为所述步骤201中的非零元素，并继续执行步骤201，直至结束对信息流路径的确定；步骤208、结束对信息流路径的确定。4.根据权利要求1所述的智能变电站信息流路径确定方法，其特征在于，若所述步骤102确定通信模式为客户端/服务器通信模式，则执行步骤102之后，还包括：根据所述信息流的信息流编号从信息流基本属性表中确定所述信息流的目的地址a，并根据设备地址对应关系表确定与所述目的地址a对应的端口编号b；根据所述端口编号b和交换机端口集合W确定所述客户端/服务器通信模式的约束条件。5.根据权利要求4所述的智能变电站信息流路径确定方法，其特征在于，若所述通信模式为客户端/服务器通信模式，则所述步骤103包括：步骤301、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与所述非零元素位于同一列的第五相关非零元素，且所述第五相关非零元素的行值xk+1满足xk+1＝b或者若均不存在，则执行步骤306；若存在第五相关非零元素的行值xk+1满足xk+1＝b，则执行步骤302；若存在第五相关非零元素的行值xk...

【专利技术属性】
技术研发人员：何瑞文，汪东，钟熙微，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44