智能变电站网络报文记录与分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能变电站网络报文记录与分析方法及系统，包括：构建SCD文件模型；对接收到的报文进行优化存储；同时，对接收到的报文进行解析，得到报文文件数据；根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析。本发明专利技术能够提高报文存储能力，改善读取方式，减少磁头移动对磁盘的损伤，提高使用寿命，改善用户交互性，节约成本。

Method and system of network message recording and analysis in Intelligent Substation

【技术实现步骤摘要】
智能变电站网络报文记录与分析方法及系统
本专利技术涉及通信报文解析
，尤其涉及一种智能变电站网络报文记录与分析方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。目前，对变电站内通信报文进行分析并展示，能够检查报文在传输过程中的完整性，便于判断装置与装置在通信过程中是否有丢帧情况，同时，分析装置和装置的网络连接状态，对整个报文分析提供有力支持。变电站内的网络报文分析过程是利用智能变电站的网络报文分析装置，将所采集到的所有报文，在linux系统下通过构建文件系统的方式对磁盘或分区的原始扇区进行操作。对基于IEC61850通信网络的通信全过程进行报文记录，包括MMS报文、GOOSE报文和SMV报文存储到磁盘中。但报文数量大，存储空间有限，存储效率一般。在读写过程中造成磁盘损坏，寿命缩短，不利于经济性及使用性，也会导致后期维修成本高，缺陷明显。在进行报文解析时，现有技术将采集到的整个通信报文进行分析，判断报文的完整性以及报文的误码率；进行报文分析时，需要遍历整个报文中的帧号以及判断每帧报文的长度，来判断报文是否完整以及是否有丢帧情况，其中，若有报文丢失或乱序，需要遍历整个报文的内部序号，代码重用性不强，工作效率低，维护成本高，工作量大，造成了大量的人力和资源浪费。在进行报文展示时，现有技术是将采集到的通信报文按帧解析并列表展示，只是解析并显示报文中当前通道对应的数值和有效性等信息，而不能直观展示多帧链路数据的变化情况；需要查看通道值的数值变化情况时，需要点击该SV链路的每一帧，才能查看对应的数值变化，工作效率非常低，展示不直观，用户交互性差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种智能变电站网络报文记录与分析方法及系统，对报文进行流式存储，提高存储能力，改善读取方式，减少磁头移动对磁盘的损伤；将每一个通信链路对应的数据绘制在同一时间点的对应通道轴上，以正弦波的方式展现出来，交互性好，并且能准确判断报文的误码率。为了实现上述目的，在一些实施方式中，采用如下技术方案：一种智能变电站网络报文记录与分析方法，包括：构建SCD文件模型；对接收到的报文进行优化存储；同时，对接收到的报文进行解析，得到报文文件数据；根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析。其中，进行在线结果分析包括：根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析，包括调取相应的报文文件，根据报文文件中当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，进行报文完整性分析的过程；以及，对于SV报文的图形化显示的过程。本专利技术为了便于查询，提高效率，建立专属索引信息区间。该区间内存放每个报文压缩包的报文起始时间、结束时间和报文长度等关键信息。在报文查询时可关键信息定位，减少查询时间，增强稳定性。本专利技术思路简单，代码可读性强，能准确判断报文的误码率，重用率高，能大大减少维护工作，降低了维护成本和节省了资源。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种智能变电站网络报文记录与分析系统，包括：用于构建SCD文件模型的装置；用于对接收到的报文进行优化存储的装置；用于同时，对接收到的报文进行解析，得到报文文件数据的装置；用于根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析的装置。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的智能变电站网络报文记录与分析方法。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的智能变电站网络报文记录与分析方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在原本对报文数据边采集边存储的处理方式上，建立存储模型，对流量数据进行合理压缩。合理最大化利用硬盘存储空间。能够提高报文存储能力，改善读取方式，减少磁头移动对磁盘的损伤，提高使用寿命，节约成本。本专利技术在每一个代码块内写入索引信息，可直接精确到查询柱面，或是减少移动的柱面范围，总的磁头移动会大大减少，性能及磁盘寿命也会因此达到改善。本专利技术通过计算所有差值ΔT的数值范围，确定数组N的值，根据数组N绘制相应的柱状图，根据绘制的图形能够高效的分析报文的完整性。本专利技术通过SV报文的图形化展示，能够直观的展示SV报文中对应的各通信链路信息，每一个通信链路对应的数据能够在同一个时间坐标轴上全部展示出来，解决了用户需要点击SV链路的每一帧才能看到相应数据的缺点，改善了用户交互性，提高了工作效率。附图说明图1(a)为本专利技术实施例一中每个存储分区示意图；图1(b)为本专利技术实施例一中每个代码块存储示意图；图2为本专利技术实施例一中报文完整性分析方法流程图；图3为本专利技术实施例一中SV报文图形化显示方法流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例一在一个或多个实施例中，公开了一种智能变电站网络报文记录与分析方法，包括：构建SCD文件模型；对接收到的报文进行优化存储；同时，对接收到的报文进行解析，得到报文文件数据；根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析。其中，进行在线结果分析包括：根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析，包括调取相应的报文文件，根据报文文件中当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，进行报文完整性分析的过程；以及，对于SV报文的图形化显示的过程。示例性的，数据优化存储的过程具体包括以下过程：(1)参照图1(a)，将设定的存储分区划分为多个代码块；每个存储分区结尾可能会存在不够一个块大小的空间被浪费掉，参照图1(a)和图1(b)中的黑色区域；(2)将采集到的报文缓存到一定大小后开始压缩，形成相应的压缩包；(3)参照图1(b)，压缩包顺序存储在代码块内，每一个代码块的最后写入索引信息；(4)若当前代码块存储已满，则存入下一个代码块中，如果所述存储分区内所有的代码块均已存满；则返回覆盖第一个代码块内存储的内容。目前，出于经济效益考虑，网分装置内基本配置的机械硬盘，而其存储原理依托于硬件组成。所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这些盘片一般是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站网络报文记录与分析方法，其特征在于，包括：/n构建SCD文件模型；/n对接收到的报文进行优化存储；/n同时，对接收到的报文进行解析，得到报文文件数据；/n根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站网络报文记录与分析方法，其特征在于，包括：
构建SCD文件模型；
对接收到的报文进行优化存储；
同时，对接收到的报文进行解析，得到报文文件数据；
根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析。


2.如权利要求1所述的一种智能变电站网络报文记录与分析方法，其特征在于，对接收到的报文进行优化存储，具体为：
将设定的存储分区划分为多个代码块；
将采集到的报文缓存到一定大小后开始压缩，形成相应的压缩包；
所述压缩包顺序存储在代码块内，每一个代码块的最后写入索引信息；
报文存储过程中，若当前代码块存储已满，则存入下一个代码块中，如果所述存储分区内所有的代码块均已存满；则返回覆盖第一个代码块内存储的内容。


3.如权利要求1所述的一种智能变电站网络报文记录与分析方法，其特征在于，所述索引信息至少包括：报文长度、起始时间和结束时间。


4.如权利要求1所述的一种智能变电站网络报文记录与分析方法，其特征在于，根据得到的报文文件数据，进行在线结果分析，包括调取相应的报文文件，根据报文文件中当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，进行报文完整性分析的过程；具体为：
根据报文文件中当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，进行报文完整性分析，具体包括：
读取报文文件中的帧总数；
判断当前帧和上一帧内容是否为空，如果不是，计算当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，并判断所述时间差与设定值之间的差值ΔT；
如果ΔT＞A，则数组N中最右端的数值加1；如果ΔT＜B，则数组N中最左端的数值加1；如果A＜ΔT＜B，则数组N中间的数值加1；其中A、B为设定值，A＜B；
重复上述过程，遍历报文文件中的所有帧，得到数组N；
建立直角坐标系，根据数组N，绘制柱形图纵坐标，横坐标为A～B，得到能够显示报文离散分析度的图形。


5.如权利要求4所述的一种智能变电站网络报文记录与分析方法，其特征在于，计算当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，具体为：
获取当前帧报文时间戳中的秒和纳秒值，分别计算前一帧报文时间戳和当前帧报文时间戳的秒和纳秒的时间差，然后将秒和纳秒的时间差求和，得到当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差。


6.如权利要求4所述的一种智能变电站网络报文记录与分析方法，其特征在于，存储报文文件中所有当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，所述数组N＝{i,j,k},其中，i表示使得所述差值ΔT属于ΔT＞A范围内的时间差的数量，j表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊建成，巩方波，侯华宇，王晗，杨娜，焦之明，纪洪伟，
申请(专利权)人：国网智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37