基于矩阵行列的智能变电站信息流路径确定方法及系统与流程

本发明涉及智能变电站信息流路径确定技术领域，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。

背景技术：

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(sampled value,SV)、面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)、制造报文规范(Manufacturing Message Specification,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。

技术实现要素：

本发明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，本发明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y_k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y_k+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x_k+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x_k+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y_k+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x_k+1满足x_k+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x_k+1满足x_k+1＝b，则执行步骤302；若存在第五相关非零元素的行值x_k+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x_k+1满足x_k+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x_k+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y_k+1满足y_k+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y_k+1满足y_k+1＝b，则执行步骤304；若存在第六相关非零元素的列值y_k+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x_k+1满足的第五相关非零元素和列值y_k+1满足y_k+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y_k+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配置表确定模块，用于确定与每个交换机设备端口编号对应的VID配置表；

设备地址对应关系确定模块，用于确定每个IED设备端口编号对应的设备地址对应关系表；

集合确定模块，用于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；

节点连接矩阵创建模块，用于创建节点连接矩阵M。

通过以上方案可知，本发明实施例提供的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；

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；本发明还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系统，同样能实现上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例公开的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流程示意图；

图2为本发明实施例公开的220kV D2-1型变电站单线图；

图3为本发明实施例公开的变电站通信网络拓扑结构图；

图4为本发明实施例公开的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结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本发明实施例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，以实现确定智能变电站信息流路径。

参见图1，本发明实施例提供的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；

需要说明的是，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。

具体的，参见图2，为本实施例提供的220kV D2-1型变电站单线图和物理间隔示意图，包含两个变压器间隔T1和T2、一个母线间隔S和六个馈线间隔F1～F6，其通信网络的一般拓扑结构如图3所示，配置如下：每个变压器间隔包含两个MU IEDs、一个P&C IED、两个breaker IEDs；每个母线间隔和馈线间隔，包含一个MU IED、一个P&C IED、一个breaker IED；每个间隔都有独立的交换机，连接于中央交换机；站控层PC和服务器接于中央交换机。该案例中通信网络采用了三层一网组网形式和星型拓扑结构，本发明的信息流路径确定方法具有一般性，适用于目前智能变电站各种组网形式和拓扑结构。参见表1，为本实施例提供的每个信息流对应的信息流编号：

表1

对本方案中的IED设备和交换机设备的IP地址进行划分，通信网络中各IED设备的IP地址设置为：172.16.254.x，x为相应IED设备的端口号，具体的，本方案中的IED设备的设备编号可以用Ei表示，i与图3中对应IED设备端口的编号相同；172.16.253.1—172.16.253.10分别表示F1-F6、S、T1-T2间隔内交换机和中央交换机的IP地址，且参见图3，F1-F6、S、T1-T2间隔内交换机和中央交换机的编号为E34-E43；参见图3，本实施例中的IED设备端口编号为1～33，交换机设备端口编号为34～84。

本实施例中的通信网络基于端口划分虚拟局域网，VLAN的配置情况，见下面表2。

表2

具体的，参见表3，本方案中与每个信息流编号对应的信息流基本属性表中记录了各信息流遵从发布/订阅通信模式还是客户端/服务器通信模式，以及遵从客户端/服务器通信模式的信息流的目的地址；表3中Model值为1表示发布/订阅通信模式，值为2表示客户端/服务器通信模式，Destination-Address值指的是遵从客户端/服务器通信模式的信息流的目的地址。

表3

参见表4，为本方案中的与每个交换机设备端口编号对应的PVID属性表，记录了各交换机端口的PVID值。

表4

参见表5，为本方案中的与每个交换机设备端口编号对应的VID配置表，VID配置表描述了各VLAN域所包含的交换机端口。

表5

参见表6，为本方案中的与每个IED设备端口编号对应的设备地址对应关系表，描述了各IED设备的端口与自身地址的关系，Self-Address值指的是IED设备自身的地址；默认情况下，交换机Trunk口支持所有VLAN，故表4和表5中，可不列出Trunk口信息。

表6

具体的，根据设备端口编号确定的交换机端口集合W＝{34-84}，交换机Trunk口集合T＝{37、41、45、51、55、61、65、69、73、74-80、83、84}，并且节点连接矩阵M分四部分表示：

M(1:33,1:33)部分元素全为0；

M(1:33,34:43)部分：

M(34:43,1:33)部分与M(1:33,34:43)部分相比，矩阵转置，元素中的x值与y值对调；

M(34:43,34:43)部分：

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；

具体的，参见表3，在信息流基本属性表中记录了与每个信息流编号对应通信模式，因此，在此根据信息流的信息流编号就可以确定信息流的通信模式，从而以对应的方式获取信息流的路径。

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，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。

需要说明的是，节点连接矩阵M中的行列代表设备，矩阵元素代表设备间存在的连接端口对，并且节点连接矩阵元素(x,y)内的端口x和端口y相连代表设备间的硬连接关系，元素间的端口相连代表交换机内部的虚拟连接关系，记录路径时，行寻迹筛选出的元素(x_k,y_k)与列寻迹筛选出的元素(x_k+1,y_k+1)的端口y_k和y_k+1相连，列寻迹筛选出的元素(x_k,y_k)与行寻迹筛选出的元素(x_k+1,y_k+1)的端口x_k和x_k+1相连。可以理解的是，在寻迹的过程中，行寻迹和列寻迹交替进行，不断筛选出符合条件的元素，直至符合条件的元素个数为零，结束寻迹过程。

本发明实施例公开了一种具体的智能变电站信息流路径确定方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的若所述步骤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：

根据所述非零元素列值y_k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。

具体的，在此以信息流编号为GOOSE28为例，根据表1及IED设备端口编号可知，信息流编号为GOOSE28的发出设备编号E12，则找到矩阵M中第12行的非零元素，有：(12,48)，搜索表3获知信息流GOOSE28遵从发布/订阅通信模式，搜索表4获知端口48的PVID值为31，搜索表5获知VID值为31的端口集合Q＝{38,47,48,49}。

相应的，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y_k+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x_k+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；

具体的，在非零元素(x_k,y_k)所在列中寻找其他非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口若符合条件的元素个数为零，结束对信息流路径的确定；若转至步骤204；若转至步骤203，记录路径：x₀→y₀→y₁→x₁→…→x_k→y_k→y_k+1→x_k+1

需要说明的是，在本方案中元素(12,48)即为本方案中的非零元素，参见矩阵M，非零元素(12,48)所在列中寻找其他第一相关非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口有：(11,47)、(13,49)、(74,51)。而第一相关元素中(11,47)、(13,49)不满足因此执行步骤203，生成记录路径为：

而第一相关元素中的(74,51)满足因此元素(74,51)为第二相关非零元素，并执行步骤204。

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x_k+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y_k+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。

具体的，在元素(x_k,y_k)所在行中寻找其他非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口若符合条件的元素个数为零，转至步骤208；若转至步骤201；若转至步骤206，记录路径：x₀→y₀→y₁→x₁→…→y_k→x_k→x_k+1→y_k+1。

具体的，在本方案中与第二相关非零元素(74,51)位于同一行的第三相关非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口有：(75,37)、(76,41)、(77,45)、(78,61)、(79,55)、(80,73)、(83,69)、(84,65)。

并在第三相关非零元素(75,37)、(76,41)、(77,45)、(78,61)、(79,55)、(80,73)、(83,69)、(84,65)中全部都为第四相关非零元素，因为它们的列值y_k+1均满足所以继续执行步骤201，在元素(75,37)、(76,41)、(77,45)、(78,61)、(79,55)、(80,73)、(83,69)、(84,65)所在列中寻找其他非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口经查找，在第四相关非零元素(76,41)所在列有：(4,38)满足条件，则记录路径为：12→48→51→74→76→41→38→4；

故信息流GOOSE28的路径如下：

本发明实施例公开了另一种具体的智能变电站信息流路径确定方法，具体的，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。

具体的，在此以信息流编号为GOOSE2为例，根据表1及IED设备端口编号可知，信息流编号为GOOSE2的发出设备编号E2，则找到矩阵M中第2行的非零元素，有：(2,35)，搜索表3获知信息流GOOSE2遵从客户端/服务器通信模式，搜索表3获知目的地址为172.16.254.29，搜索表6获知信息流GOOSE2目的端口编号为29，因而b＝29。

相应的，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x_k+1满足x_k+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x_k+1满足x_k+1＝b，则执行步骤302；若存在第五相关非零元素的行值x_k+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x_k+1满足x_k+1＝b的第五相关非零元素，确定所述信息流的路径；

具体的，在元素(x_k,y_k)所在列中寻找其他非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口x_k+1＝b或若符合条件的元素个数为零，转至步骤306；若转至步骤303；若x_k+1＝b，转至步骤302，记录路径：x₀→y₀→y₁→x₁→…→x_k→y_k→y_k+1→x_k+1

具体的，在非零元素(2,35)所在列中寻找第五相关非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口x_k+1＝b或有：(75,37)，由于第五相关非零元素(75,37)的x_k+1不等于29，但是因此执行步骤303。

步骤303、在所述节点连接矩阵M中查找是否存在与行值x_k+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y_k+1满足y_k+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y_k+1满足y_k+1＝b，则执行步骤304；若存在第六相关非零元素的列值y_k+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x_k+1满足的第五相关非零元素和列值y_k+1满足y_k+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y_k+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。

具体的，在元素(x_k,y_k)所在行中寻找其他非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口y_k+1＝b或若符合条件的元素个数为零，转至步骤306；若转至步骤305；若y_k+1＝b，转至步骤304，记录路径：x₀→y₀→y₁→x₁→…→y_k→x_k→x_k+1→y_k+1。

具体的，由于与第五相关非零元素(75,37)位于同一行的第六相关非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口y_k+1＝b或的有：(82,29)、(74,51)、(76,41)、(77,45)、(78,61)、(79,55)、(80,73)、(83,69)、(84,65)。在上述的第六相关非零元素中有第六非零元素(82,29)中的y_k+1＝b，因此记录路径：2→35→37→75→82→29。

在上述的第六相关非零元素中有第六非零元素(74,51)、(76,41)、(77,45)、(78,61)、(79,55)、(80,73)、(83,69)、(84,65)中的因此将上述第六相关非零元素作为所述步骤301中的非零元素继续执行步骤301，继续在元素(74,51)、(76,41)、(77,45)、(78,61)、(79,55)、(80,73)、(83,69)、(84,65)所在列中寻找其他非零元素(x_k+1,y_k+1)，使得端口x_k+1＝b或经查找符合条件的元素个数为零，因此结束对信息流路径的确定，故信息流GOOSE2的路径为：2→35→37→75→82→29。

因此根据上述路径确定方法，可以得出表1中的每个信息流的路径参见表7：

表7

下面对本发明实施例提供的智能变电站信息流路径确定系统进行介绍，下文描述的智能变电站信息流路径确定系统与上文描述的智能变电站信息流路径确定方法可以相互参照。

参见图4，本发明实施例提供的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100，用于确定信息流的发出设备编号；

通信模式确定模块200，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300，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。

基于上述技术方案，本方案还包括：

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；

编号确定模块，用于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；

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信息流基本属性表；

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配置表确定模块，用于确定与每个交换机设备端口编号对应的VID配置表；

设备地址对应关系确定模块，用于确定每个IED设备端口编号对应的设备地址对应关系表；

集合确定模块，用于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；

节点连接矩阵创建模块，用于创建节点连接矩阵M。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。