基于大数据的超特高压输电线路在线监测平台的制作方法

本发明属于监测领域，涉及基于大数据的超特高压输电线路在线监测平台。

背景技术：

在云计算、大数据、移动化、物联网等新技术不可逆转的应用趋势下，电网企业已不得不思考如何应用新技术改良已有的技术和管理模式。传统电网现场运检技术水平不高，装置中断率较高，装置中断后厂家反应不及时，现场的作业进展信息、人员信息、现场风险情况等无法实时获取和传递。运检人员无法对装置中断、装置预告警等情况进行穿透管理，预告警装置现场处理的可视化、互动化水平有限，限制了对生产现场的远程管控和技术支持能力，因此开展基于大数据的超特高压输电线路在线监测融合平台建设，实现移动端状态监测装置的运行状态及装置预告警情况的管控；达到管理无距离、时间无延滞、信息无壁垒和协同无障碍；实现远程技术支持和现场专家会商,达到信息共享和高度协同，显著提高运维检修自动化和信息化水平；实现生产指挥有效前移，海量信息实时传输，检修资源实时管控。

随着特高压电网的快速发展和电力体制改革加速推进，传统的运检管理模式将难以适应。一方面从确保大电网安全运行的角度，要求能够对监测设备、通道环境的状态全面的感知、动态的分析、及时的预警，将设备风险降到最低。另一方面从大检修体系高效运转的角度，公司各层级运检管理人员都需要对状态监测、运维检修过程进行更有效地管控，全面掌握监测装置数据传输、运行情况、人员作业的实时状态。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供了基于大数据的超特高压输电线路在线监测平台，解决了传统电网现场运检技术水平不高，装置中断率较高，装置中断后厂家反应不及时，现场的作业进展信息、人员信息、现场风险情况等无法实时获取和传递。运检人员无法对装置中断、装置预告警等情况进行穿透管理，预告警装置现场处理的可视化、互动化水平有限，限制了对生产现场的远程管控和技术支持能力的问题。

本发明采用的技术方案如下：

基于大数据的超特高压输电线路在线监测平台，其特征在于：所述平台包括内网服务器和外网服务器相互间进行数据交互，所述内网服务器通过docker微服务器架构搭建，外网服务器中的安全接入平台与docker微服务器交互，安全接入平台与数据交换系统间进行数据交互，所述数据交换系统接收线路监控端发送的监控数据后，将监控数据反馈至安全接入平台，安全接入平台获取docker微服务器内的数据后，通过数据交换系统将数据以及线路监控端监控数据导入移动端监测系统内，通过移动端监测系统对现场监控数据以及后端处理后的预警分析数据进行监测。

本申请文件采用微服务器架构作为内网服务器的在微服务器出现之前，网站服务(web)、接口服务(移动端)的服务架构通常是“一站式”的。一个服务应用中通常包含多个模块和接口，传统的开发模式和设计风格是将所有功能、接口统一设计，分层设计，逐层开发实现。以一个典型的web网站为例。它至少包含表示层、业务层、服务层、数据访问层、持久层(数据库)5层。在这5层的几十上百个模块中，若有任何一处没有完成开发或编译成功，都可能影响整个站点的部署。本申请文件采用的微服务器架构是一种架构风格，旨在通过将功能分解到各个离散的服务中以实现对解决方案的解耦。它有如下几个特征：小，且只干一件事情。独立部署和生命周期管理。异构性：轻量级通信，rpc或者restful。相比于传统的物理机部署，微服务可以由paas平台实现微服务自动化部署和生命周期管理。除了部署和运维自动化，微服务云化之后还可以充分享受到更灵活的资源调度：云的弹性和敏捷。云的动态性和资源隔离。微服务架构符合智能运检管控平台技术路线，可以与智能运检管控平台实现无缝对接。

进一步地，所述docker微服务器包括表现层、业务层和运行层，所述表现层用于用户与服务器的交互过程以及代码托管端的授权；所述业务层用于负责应用自动化持续构建、服务器容器服务的负载均衡；所述运行层用于负责将选定应用的上线运行，并保证服务器在用户在访问时提供稳定的服务。

表现层：用户与平台的交互过程以及代码托管平台的授权通过表现层来完成。为提升应用开发者的友好体检，平台在表现层设计了一套web门户网站，帮助开发者完成代码管理和选定应用的一键部署工作。用户门户模块主要需求包括应用开发者注册、登录、查看代码仓库的项目代码、指定工程一键部署等功能。用户可以对正在提供服务的应用容器请求访问。除此之外，开发者可以在门户网站查看和管理运行层的容器。考虑到开发者在使用平台前大多数都已经用代码托管平台来管理自己的项目，平台给开发者提供代码托管仓库如gitlab、github的接入功能。平台使用oauth与代码托管平台进行对接，oauth协议为用户资源的授权提供了一个安全的、开放而又简易的标准。oauth的授权不会使第三方触及到用户的账号信息，无需使用用户的用户名与密码就可以申请获得该用户资源11的授权，因此oauth是安全的。通过oauth授权，平台获得权限访问代码托管平台中的用户项目代码等资源，再通过api调用，将用户的项目pull到平台中进行接下来的构建发布等操作。

业务层：业务层是平台的核心部分，主要负责应用自动化持续构建、容器服务的负载均衡和服务发现模块。在自动化持续集成的构建器模块中，平台选择jenkins来作为应用自动化构建的工具。jenkins是基于java开发的一种持续集成工具，用于监控持续重复的工作，功能包括持续的软件版本发布或测试项目，监控外部调用执行的工作。jenkins易于安装，不需要数据库的支持，直接通过web界面进行配置，集成了rss/email的通知机制，支持分布式构建，具有丰富的插件，这些都是jenkins相比其他持续集成服务器的优势所在。在我们的开发者服务平台中，新建jenkins项目并配置后，jenkins会轮询版本控制的存储库，当发现版本库发生变更后，通过预先定义的ant脚本或maven对用户的源码进行编译构建，jenkins会根据项目需求将构建的任务分配到slave端。然而对开发者而言，创建和完善jenkins的项目配置都是不可见的，jenkins提供了jenkins-cli命令行操作，平台直接调用命令行进行创建和配置操作，真正让开发者感觉到一键进行自动化持续集成构建的体验。平台研究使用haproxy+etcd+confd组合打造基于docker的负载均衡和服务发现功能，这套方案整合了多种开源的软件，形成一个有机的整体，互相联系、互相作用。etcd是一个高可用的key/value存储系统，主要用于分享配置和服务发现。confd是一个轻量级的配置管理工具。通过查询etcd，结合配置模板引擎，保持本地配置最新，同时具备定期探测机制，配置变更自动reload。haproxy提供高可用性、负载均衡等解决方案，是基于tcp和http应用的代理。

运行层：运行层同样是平台的核心层，负责开发者选定应用的上线运行。平台从业务层得到可部署的工程文件后，将该文件与相应的应用环境通过dockerfile写入到docker镜像中，生成的镜像文件会上传到平台的镜像仓库进行存储，同时通过平台向容器内分配合理的资源，暴露出相应的端口以便用户的请求和访问，为开发者提供指定项目的服务。平台提供开发者自定义工程容器数量的功能，以方便开发者配置不同工程服务的访问需求。开发者在选择项目时，可以自定义部署多个容器提供服务。在持续的自动化构建过程中，涉及到的容器重启、迁移和扩展等问题也都在业务层的hecd配置中得到解决，保证了平台在用户在访问容器时提供稳定的服务。

进一步地，所述安全接入平台包括解密模块、隧道加密模块、密钥协商模块和终端认证模块，所述解密模块用于接收docker微服务器发送的加密数据后对加密数据进行解密；所述隧道加密模块用于在接收监控数据后对监控数据进行加密，通过加密隧道将加密后的数据发送至内网服务器；所述密钥协商模块用于随机产生密钥，并向解密模块和内网服务器发送相同时段的同一加密密钥和解密密钥；所述终端认证模块用于对解密后的数据进行分析处理后，将处理后的数据发送至数据交换系统内。

进一步地，所述数据交换系统包括数据交换模块、文件交换模块、格式检查模块和访问控制模块，所述数据交换模块用于将监控数据发送至安全接入平台，并接收安全接入平台反馈的数据；所述文件交换模块用于接收移动端监测系统反馈的数据进行存储；所述格式检查模块用于对输出至移动端监测系统的数据进行格式查错；所述访问控制模块用于对线路监控端数据流量的控制。

进一步地，所述数据交换系统通过3g/4g的vpn专用通道将监控数据发送至移动端监测系统内。

进一步地，所述所述线路监控端包括输入网关、传输基站、中继站和特高压输电线路监控装置，所述特高压输电线路监控装置将监控线路的状态数据发送至最近的传输基站内，通过传输基站将数据传输至中继站内，通过中继站进行跨区域数据传输，再由传输基站获取传输的数据并上传至输入网关内，通过输入网关将监控数据发送至数据交换系统内。

进一步地，所述移动端监测系统包括安全监测模块和移动app应用端，所述安全监测模块内通过数字证书验证和安全it卡认证对数据交换系统进行匹配，匹配后接收数据交换系统发送的监控数据；所述移动app应用端对监控数据进行预告警监控以及远程指导。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.基于大数据的超特高压输电线路在线监测平台，通过移动安全接入技术，实现移动端状态监测装置的运行状态及装置预告警情况的管控。

2.本发明中通过作业终端应用达到管理无距离、时间无延滞、信息无壁垒和协同无障碍；通过作业终端实现远程技术支持与交流,达到信息共享和高度协同，显著提高运维检修自动化和信息化水平；实现生产指挥有效前移，海量信息实时传输，检修资源实时管控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用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，其中：

图1是基于大数据的超特高压输电线路在线监测平台系统框图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

如图1所示，本发明较佳实施例提供的基于大数据的超特高压输电线路在线监测平台，所述平台包括内网服务器和外网服务器相互间进行数据交互，所述内网服务器通过docker微服务器架构搭建，外网服务器中的安全接入平台与docker微服务器交互，安全接入平台与数据交换系统间进行数据交互，所述数据交换系统接收线路监控端发送的监控数据后，将监控数据反馈至安全接入平台，安全接入平台获取docker微服务器内的数据后，通过数据交换系统将数据以及线路监控端监控数据导入移动端监测系统内，通过移动端监测系统对现场监控数据以及后端处理后的预警分析数据进行监测。

本申请文件难点在于内外网移动数据互联，需要与现有安全接入平台的进行集成和调试。用于移动作业的pda移动终端的安全接入，终端与安全接入平台建立加密隧道传输数据调试，安全接入平台对终端访问控制策略的制定、安全审计可以有效的抵御安全风险。开发方式选择docker微服务技术，支持android系统，使用java、js等语言16开发，支持javaee部分规范，总体上采用b/s架构，其中移动应用内网服务端采用分层技术和面向服务的技术架构，支持主流中间件，融合主流、成熟的开源软件，针对目前接入的输变电设备装置可用数据率低的问题，首先完成系统的收集和整个系统架构的研究。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，所述安全接入平台包括解密模块、隧道加密模块、密钥协商模块和终端认证模块，所述解密模块用于接收docker微服务器发送的加密数据后对加密数据进行解密；所述隧道加密模块用于在接收监控数据后对监控数据进行加密，通过加密隧道将加密后的数据发送至内网服务器；所述密钥协商模块用于随机产生密钥，并向解密模块和内网服务器发送相同时段的同一加密密钥和解密密钥；所述终端认证模块用于对解密后的数据进行分析处理后，将处理后的数据发送至数据交换系统内。

在实际使用时，安全接入平台的作用主要是对交互的数据安全进行加密和解密，避免出现外部设备直接接入到安全平台内，可以获取传输的数据，进而让无关人员的移动设备可以获取监控数据，不利于安全监管，更不利于需要通过移动端监控系统来进行远程指挥操作时，可能让无关人员进行干扰，无法正常作业，因此需要采用这种加密手段，对往来数据以及进入的设备进行验证。

所述数据交换系统包括数据交换模块、文件交换模块、格式检查模块和访问控制模块，所述数据交换模块用于将监控数据发送至安全接入平台，并接收安全接入平台反馈的数据；所述文件交换模块用于接收移动端监测系统反馈的数据进行存储；所述格式检查模块用于对输出至移动端监测系统的数据进行格式查错；所述访问控制模块用于对线路监控端数据流量的控制。

所述数据交换系统通过3g/4g的vpn专用通道将监控数据发送至移动端监测系统内。通过3g/4g的vpn专用通道进行数据发送可以最快速度将监控数据发送至移动端监测系统，并且为了避免使用网关传输造成移动端监测系统无法接收，所以选择使用通过3g/4g的vpn专用通道。

所述所述线路监控端包括输入网关、传输基站、中继站和特高压输电线路监控装置，所述特高压输电线路监控装置将监控线路的状态数据发送至最近的传输基站内，通过传输基站将数据传输至中继站内，通过中继站进行跨区域数据传输，再由传输基站获取传输的数据并上传至输入网关内，通过输入网关将监控数据发送至数据交换系统内。在特高也输电线路监控装置进行状态数据发送时，通过最近的传输基站进行传输，因为传输基站无法进行跨域的超远距离传输，所以如果现场距离数据交换系统过远，就无法进行数据传输，这时候就需要通过中继站进行数据的交替传输，在通过传输基站将监控数据上传至输入网关，通过输入网关进入数据交换系统内。

所述移动端监测系统包括安全监测模块和移动app应用端，所述安全监测模块内通过数字证书验证和安全it卡认证对数据交换系统进行匹配，匹配后接收数据交换系统发送的监控数据；所述移动app应用端对监控数据进行预告警监控以及远程指导。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。