一种测控装置运行状态监测自检报告自动生成方法及系统与流程

1.本发明涉及一种测控装置的运行状态监测报告自动生成实现方法，属于智能变电站技术领域。


背景技术：

2.当前智能变电站测控装置都采用嵌入式设计方案，装置都配置简化的液晶面板，部分运行数据通过网络通信方式传输给远方调度及后台监控系统，基本满足现场运行监视的要求，但在运维支持方面显得不足，不利于故障异常情况下的数据再现分析。
3.一方面测控装置就地面板界面显示内容有限，装置内部信息查询不直观全面，功能扩展不方便效率低，部分系统内容信息缺失或通过专用调试工具才能调阅；其次，目前基于iec61850通信的运维状态监控信息上送都需要建模，主要以四遥数据交互为主，随着标准化建模规定实施，模型扩展及应用受到一定限制，基于现有模型上送监测信息有限，特别是系统运行信息无法在模型中体现，不能充分反应装置内部系统运行信息及健康状态。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于边缘计算微服务技术的测控装置运行状态实时监测及自检报告自动生成方法及系统，进行装置系统运行状态信息的实时收集管理，完成系统运行分析并给出系统运行量化指标，自动形成阶段性运行状态检测分析报告，同时可通过多种形式展示系统运行信息及运行分析报告，为运维监测提供扩展手段，提高运维数据收集效率，及时发现运行问题隐患，提高运维效率，为系统诊断分析提供量化决策依据。
5.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：第一方面，本发明提供了一种测控装置运行状态实时监测自检诊断报告自动生成方法，包括以下步骤：进行运维数据收集并写入数据库统一管理；以基础运维数据作为输入信息，进行系统运行状态诊断分析；以测控实时应用数据为基础，进行应用数据的诊断分析；综合系统运行状态分析和应用数据分析的结果，进行关联分析综合诊断，自动生成诊断分析报告。
6.进一步的，运维数据收集的方法包括以下步骤：实时监测运维数据，所述运维数据包括：任务运行状态信息、内存使用动态、负载动态、网络流量数据、其他环境及端口运行状态。
7.进一步的，进行系统运行状态诊断分析的方法包括以下步骤：针对系统任务监测进行任务数量统计，判别任务是否与预期一致；优先级及执行时间识别分析，为任务优先级及时间片段优化设置提供参考，以减少任务上下文切换；
任务堆栈使用情况统计分析，为堆栈优化设置提供参考，识别堆栈过分配和欠分配给出预警提示；任务运行异常状态监测，识别挂起任务是否为正常态；动态监测各功能任务资源最大使用率，设置预警限制，越线情况下进行记录预警；动态监测系统内存使用情况，设置剩余内存限制，当内存资源低于设定限制时给出预警并记录；系统负载监测，动态监测cpu负载率，记录区间极值，设置负载限制，越线给出预警；实时监测网络流量数据，设置统计窗口，统计数据窗口内的每秒平均流量。所有统计数据记录保留给定区间内的极值数据。
8.进一步的，测控应用数据诊断分析的方法包括：进行测控应用相关逻辑分析推理；针对测控应用实时数据进行就地统计分析；判别实时数据运行趋势，给出相应预警提示。
9.进一步的，进行就地统计分析包括数据质量品质分析、有效电参量进行电能质量评估统计分析，方法包括基于间隔抽样记录、日记录、区间峰谷值记录进行纵向统计分析。
10.进一步的，进行关联分析综合诊断的方法包括：结合系统运行状态诊断分析和测控应用数据诊断分析的结果，基于时间轴进行纵向统计，分析各维度参数的动态变化趋势，结合经验数据判别系统运行是否存在异常风险的可能，同时进行关联分析，特别在异常情况下系统运行状态于应用实时运行数据关联性，识别相关性，给出预警信息。
11.进一步的，自动生成诊断分析报告的方法包括：设计制定出报告的基本框架模板，创建报告的数据结构；将收集的数据及诊断结果与框架模板数据结构中相应属性关联；将内存数据结构数据转化为数据文件按一定时间序列进行存储，形成诊断分析报告。
12.进一步的，所述方法还包括:展现所述诊断分析报告；展现所述诊断分析报告的方法包括以下方法的至少一种：将采集运行状态及分析数据结果存储为二进制文件，该文件可通过调试工具软件进行读取解析显示报告内容；将原始采集数据转化为.xml通用格式文件进行存储，通过iec61850文件服务进行访问并解析xml报告内容；获取外部web访问指令，及时动态实时生成内嵌式web页面形式的自检诊断报告，提供给外部访问查阅。
13.第二方面，本发明提供了一种测控装置运行状态实时监测及自检诊断报告自动生成系统，包括：测控数据采集模块：用于原始数据采样及控制输出；数据库及管理模块：用于负责实时数据的集中管理，包括测控数据采集模块输出
数据；测控应用功能模块：用于测控应用逻辑功能处理；其他通信及系统服务模块：用于iec61850通信、内部通信以及系统支撑服务管理。
14.进一步的，所述系统还包括运维数据收集模块、微服务模块、边缘计算及预警模块用于实现运行状态监测数据收集管理及展现。
15.第三方面，本发明还提供了一种测控装置运行状态实时监测及自检诊断报告自动生成系统，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面所述方法的步骤。
16.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：1、本发明提出一种基于边缘计算微服务技术的测控装置运行状态实时监测及自检报告自动生成方法，进行装置系统运行状态信息的实时收集管理，完成系统运行分析并给出系统运行量化指标，自动形成阶段性运行检测报告，同时可通过多种不同格式形式展示系统运行信息及运行检测报告，为运维监测提供扩展手段，提高运维数据收集效率。
17.2、本发明采集边缘计算源端处理，减轻系统侧运行负担，边缘计算概念：用网络边缘对数据进行分类，将部分数据放在边缘处理，减少延迟，从而实现实时和更高效的数据处理。
18.3、采用微服务技术进行信息展现，弥补嵌入式装置液晶界面监视内容有限不足；能够为运维监测提供扩展手段。自动生成运行状态监测报告，大大提升提升运维效率和智能化运维水平。
附图说明
19.图1是本发明实施例提供的测控装置运行状态自检报告生成实现组成示意图。
20.图2是本发明实施例提供的测控装置运行状态自检报告生成实现流程示意图。
21.图 3 是本发明实施例提供的测控装置运行状态自检报告展现方式示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
23.实施例一：本实施例提供提供了一种测控装置运行状态实时监测及自检诊断报告自动生成方法，包括以下步骤：进行运维数据收集并写入数据库统一管理；以基础运维数据作为输入信息，进行系统运行状态诊断分析处理；以测控实时应用数据为基础，进行应用数据的诊断分析；综合系统运行状态分析和应用数据分析结果，进行关联分析综合诊断，自动生成诊断分析报告。
24.如图1所示，测控装置运行状态实时监测及自检诊断报告自动生成方法整体实现组成主要包括：测控数据采集模块、实时数据库及管理、测控应用功能模块、其他通信及系
统服务模块、边缘计算处理诊断模块、微服务模块。
25.其中测控数据采集模块主要负责原始数据采样及控制输出；数据库及管理模块负责实时数据的集中管理，包括测控数据采集模块输出数据，测控应用功能模块处理结果输出数据等；测控应用功能模块负责测控应用逻辑功能处理，如遥测遥信遥控同期等基本测控应用功能；其他通信及系统服务模块主要涉及iec61850通信、内部通信以及系统支撑服务管理等。此外，运维数据收集模块、微服务模块、边缘计算及预警模块为新增模块用于实现运行状态监测数据收集管理及展现。边缘计算处理诊断模块负责完成测控实时应用数据之外的系统运行状态信息的收集，统计分析处理，给出趋势及运行状态预警，自动生成系统运行状态检测分析数据报告，通过微服务功能进行诊断分析结果的展现。
26.如图2所示，测控装置运行状态自检报告生成实现流程，首先要进行运维数据收集并写入数据库统一管理，然后以基础运维数据作为输入信息经过系统运行状态诊断分析处理；以测控实时应用数据为基础进行应用数据的诊断分析；最后综合系统运行状态分析和应用数据分析结果，进行关联分析综合诊断，自动生成诊断分析报告。各关键节点实现如下：运维数据收集：测控应用功能模块已经完成了实时数据的监测，这里运维数据收集主要包括：任务运行状态信息、内存使用动态监测、负载动态监测、流量监测、其他环境及端口运行状态检测等。其中任务状态涉及各任务属性及使用资源数据信息收集，包括任务名称、优先级别、运行状态、栈空间大小及最大使用率、运行时间片等；内存监测主要收集内存分配情况使用情况，动态变化；流量监测主要通过对物理端口数据监测统计网络端口流量，监测窗口可设置（1-10s），统计一定数据窗口内的每秒平均流量；其他芯片温度、内存变化、环境温湿度；各网络端口通信状态实时监测。所有信息的收集基于探针技术通过系统接口调用或则在系统处理中增加hook钩子函数处理获取系统状态信息。
27.系统运行状态诊断分析处理：针对系统任务监测进行任务数量统计，判别任务是否与预期一致；优先级及执行时间识别分析，为任务优先级及时间片段优化设置提供参考，以减少任务上下文切换，提升任务执行效率；任务堆栈使用情况统计分析，为堆栈优化设置提供参考，识别堆栈过分配和欠分配给出预警提示；任务运行异常状态监测，识别挂起任务是否为正常态；动态监测各功能任务资源最大使用率，设置预警限制，越线情况下进行记录预警。动态监测系统内存使用情况，设置剩余内存限制，当内存资源低于设定限制时给出预警并记录。系统负载监测，动态监测cpu负载率，记录区间极值，设置负载限制，越线给出预警。实时监测网络流量数据，设置统计窗口，统计数据窗口内的每秒平均流量。所有统计数据记录保留给定区间内的极值数据。
28.测控应用数据诊断分析：主要进行测控应用相关逻辑分析推理；针对测控应用实时数据进行就地统计分析（包括数据质量品质分析、有效电参量进行电能质量评估统计分析），具体方法采用基于间隔抽样记录、日记录、区间峰谷值记录进行纵向统计分析；判别实时数据运行趋势，给出相应预警提示。
29.综合诊断分析及预警实现：结合系统运行状态诊断分析和测控应用数据诊断分析结果，基于时间轴进行纵向统计，分析各维度参数的动态变化趋势，结合经验数据判别系统运行是否存在异常风险的可能，同时进行关联分析，特别在异常情况下系统运行状态于应用实时运行数据关联性，识别相关性，给出预警信息。
30.运行状态监测报告自动生成实现：报告生成主要包括报告模板设计生成、数据关联及合成报告三个过程。首先设计制定出报告的基本框架模板，创建报告的数据结构；然后将收集的数据及诊断结果与框架模板数据结构中相应属性关联；最后将内存数据结构数据转化为数据文件按一定时间序列进行存储。
31.如图3所示自检诊断报告展现方法，测控装置运行状态自检报告数据可通过三种不同格式方式进行访问，第一种为原始内部数据格式，装置将采集运行状态及分析数据结果直接按内部数据结构存储为二进制文件，该文件可通过内部工具软件进行读取解析显示报告内容；第二种是将原始内部数据结构转化为.xml通用格式文件进行存储，系统可通过iec61850文件服务进行访问并解析xml报告内容；第三种装置内容可通过外部web或app访问要求，及时动态实时生成web页面形式的自检诊断报告，提供给外部访问查阅。
32.实施例二：本实施例提供了一种测控装置运行状态实时监测及自检诊断报告自动生成系统，包括：测控数据采集模块：用于原始数据采样及控制输出；数据库及管理模块：用于负责实时数据的集中管理，包括测控数据采集模块输出数据；测控应用功能模块：用于测控应用逻辑功能处理；其他通信及系统服务模块：用于iec61850通信、内部通信以及系统支撑服务管理。
33.具体的，如图1所示，测控装置运行状态实时监测及自检诊断报告自动生成方法整体实现组成主要包括：测控数据采集模块、实时数据库及管理、测控应用功能模块、其他通信及系统服务模块、边缘计算处理诊断模块、微服务模块。
34.其中测控数据采集模块主要负责原始数据采样及控制输出；数据库及管理模块负责实时数据的集中管理，包括测控数据采集模块输出数据，测控应用功能模块处理结果输出数据等；测控应用功能模块负责测控应用逻辑功能处理，如遥测遥信遥控同期等基本测控应用功能；其他通信及系统服务模块主要涉及iec61850通信、内部通信以及系统支撑服务管理等。此外，运维数据收集模块、微服务模块、边缘计算及预警模块为新增模块用于实现运行状态监测数据收集管理及展现。边缘计算处理诊断模块负责完成测控实时应用数据之外的系统运行状态信息的收集，统计分析处理，给出趋势及运行状态预警，自动生成系统运行状态检测分析数据报告，通过微服务功能进行诊断分析结果的展现。
35.本实施例的系统可用于实现实施例一所述的方法。
36.实施例三：本发明实施例还提供了一种测控装置运行状态实时监测及自检诊断报告自动生成系统，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行实施例一所述方法的步骤。
37.实施例四：本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一所述方法的步骤。
38.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序
产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
39.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
40.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
41.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。