本发明属于电力自动化领域，具体涉及一种ⅰ区数据通信网关机的仿真装置、测试方法及系统。
背景技术：
ⅰ区数据通信网关机作为一种通信装置，用来实现智能变电站与调度、生产等主站系统之间的通信，为主站系统实现智能变电站监视控制、信息查询和远程浏览等功能提供数据、模型和图形的传输服务。
目前对ⅰ区数据通信网关机装置的功能和性能测试依赖于监控系统的搭建，搭建测试环境需要使用仪器设备有网络测试仪、dl/t634.5104传输规约测试系统、dl/t860传输规约测试系统和数字信号发生器、模拟装置等，搭建测试环境需要的设备众多，而且模拟信号的流程繁琐复杂。对于ⅰ区数据通信网网关机的遥测遥控、遥信的时间性能方面尚无有效快速的测试手段，一般采取秒表或者网络报文人工计算的方法，误差大而且效率极低。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种ⅰ区数据通信网关机的仿真装置、测试方法及系统，实现ⅰ区数据通信网关机装置的遥测、遥控，遥信性能测试及雪崩测试，测试环境易搭建，模拟信号的流程简单有效，且保证了测试结果的精确性与可靠性，从而提高了ⅰ区数据通信网关机测试的自动化程度以及测试的准确性和测试效率。
本发明的技术方案是：
一种ⅰ区数据通信网关机的仿真装置，包括：保护测控信息仿真系统、测控装置、调控主站前置仿真系统和网关机测试在线校核装置，以及第一、第二远动交换机、第一、第二站控层交换机和间隔层交换机；
所述调控主站前置仿真系统与设置于远动层网络中的第一远动交换机连接；
所述网关机测试在线校核装置与设置于远动层网络中的第二远动交换机连接；
所述保护测控信息仿真系统、测控装置分别与设置于站控网络中的站控层第二交换机连接；所述网关机测试在线校核装置与设置于站控网络中的站控层第二交换机连接；
所述测控装置通过设置于间隔层网络中的间隔层交换机与模拟断路器连接；
所述保护测控信息仿真系统，用于执行遥信性能测试、遥控性能测试和雪崩测试；
所述测控装置，用于执行遥测性能测试；
所述网关机测试在线校核装置，用于记录测试中的报文硬件时标并计算获得报文时标差。
优选的，所述保护测控信息仿真系统和测控装置通过站控层第二交换机接入ⅰ区数据通信网关机的输入端；
所述调控主站前置仿真系统通过第一远动交换机接入ⅰ区数据通信网关机的输出端。
优选的，所述调控主站前置仿真系统通过iec104规约与ⅰ区数据通信网关机建立通信；
所述保护测控信息仿真系统通过iec61850规约与ⅰ区数据通信网关机建立通信；
所述测控装置通过iec61850规约与调控主站前置仿真系统建立通信。
优选的，所述站控层第二交换机设有镜像端口1；所述第二远动交换机设有镜像端口2；
所述镜像端口1与站控层第一交换机镜像连接，所述镜像端口2与第一远动交换机镜像连接；用于获取ⅰ区数据通信网关机的输入、输出报文；所述镜像端口1和镜像端口2分别与网关机测试在线校核装置相连，通过网关机在线校核装置记录镜像端口1和镜像端口2的硬件时标。
一种ⅰ区数据通信网关机的仿真测试方法，
ⅰ区数据通信网关机从站控层第一交换机获取输入报文；
将所述输入报文通过站控层第二交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第一硬件时标；
从第一远动交换机获取输出报文；
将所述输出报文镜像到第二远动交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第二硬件时标；
所述网关机测试在线校核装置根据预先定义的测试以及所述第一硬件时标和所述第二硬件时标计算获得报文时标差。
优选的，所述将输入报文通过站控层第二交换机传输到网关机在线校核装置，包括：
定义站控层第二交换机的端口1为镜像端口1，通过所述镜像端口1镜像接收来自ⅰ区数据通信网关机的输入报文；
网关机在线校核装置与所述镜像端口1连接，记录镜像端口1的硬件时标。
优选的，所述将输出报文镜像到第二远动交换机传输到网关机在线校核装置，包括：
定义第二远动交换机的端口2为镜像端口2，通过所述镜像端口2镜像接收来自ⅰ区数据通信网关机的输出报文；
网关机在线校核装置与所述镜像端口2连接，记录镜像端口2的硬件时标。
优选的，所述输入报文为从站控层第一交换机获取的iec61850mms报文；
所述输出报文为ⅰ区数据通信网关机从第一远动交换机获取的iec104报文；
所述预先定义的测试包括：遥信性能测试、遥控性能测试、遥测性能和雪崩测试。
进一步地，在执行所述预先定义的测试之前还包括：获取所述报文在预先定义的测试中的输入、输出时间：
从预先配置的保护测控信息仿真系统的变电站iec61850标准scd文件的剩余电流装置rcd表中选取遥测点、遥控点和遥信点进行配置，生成遥测点表、遥控点表和遥信点表；所述遥测点表、遥控点表和遥信点表构成ⅰ区数据通信网关机转发信息；
将所述ⅰ区数据通信网关机转发信息上传到网关机测试在线校核装置，分别记录转发信息中遥测点、遥控点和遥信点的报文有效输入和输出时间。
进一步地，所述遥测性能测试包括：
通过测控装置对遥测点添加模拟量,分别按照测控装置预先定义的变化量死区范围内和范围外多次加量，通过调控主站前置仿真系统查验接收到的数值，检测死区范围内的量是否发生变化，以及死区范围外上传数据的正确性；
若死区范围内的量出现变化，则结束本次操作，若死区范围内的量无变化且死区范围外上传数据正确，则通过网关机测试在线校核装置端口1记录测控装置的遥测发出报文时标t1，通过网关机测试在线校核装置端口2记录遥测发出报文时标t2；
按照预先设定的策略计算出t2-t1的时间间隔，定义所述时间间隔为ⅰ区数据通信网关机单次遥测处理时间。
进一步地，所述遥控性能测试包括：
调控主站前置仿真系统向保护测控信息仿真系统和ⅰ区数据通信网关机下发遥控操作指令，传输至模拟断路器，所述遥控操作指令包括遥控选择命令和遥控执行命令；
保护测控信息仿真系统按照104规约向站控层第二交换机发出遥控选择命令，镜像到镜像端口1，网关机测试在线校核装置读取镜像端口1的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口1记录遥控选择报文时标t1；
ⅰ区数据通信网关机按照dl/t860规约向第二远动交换机发出遥控选择命令，镜像到镜像端口2，网关机测试在线校核装置读取镜像端口2的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口2记录遥控选择报文时标t2；
保护测控信息仿真系统按照104规约向站控层第二交换机发出遥控执行命令，镜像到镜像端口1，网关机测试在线校核装置读取镜像端口1的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口1记录遥控执行报文时标t3；
ⅰ区数据通信网关机按照dl/t860规约向第二远动交换机发出遥控执行命令；镜像到镜像端口2，网关机测试在线校核装置读取镜像端口2的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口2记录遥控执行报文时标t4；
网关机测试在线校核装置按照预先设定的策略自动计算出t2-t1、t4-t3的时间间隔，定义所述时间间隔t2-t1、t4-t3分别为ⅰ区数据通信网关机遥控的选择和执行处理时间。
进一步地，所述遥信性能测试包括：
通过保护测控信息仿真系统根据预定义变位次数仿真遥信点变位，在调控主站前置仿真系统中查看接收到的变位信号是否与保护测控信息仿真系统发出的状态位置一致；
若不一致则结束本次操作，若一致，则通过网关机测试在线校核装置端口1记录保护测控信息仿真系统遥信发出报文时标t1，网关机测试在线校核装置端口2记录遥信发出报文时标t2；网关机测试在线校核装置按照预先设定的策略自动计算出t2-t1的时间间隔，定义所述时间间隔t2-t1为ⅰ区数据通信网关机单次遥信处理时间。
进一步地，所述雪崩测试包括：
通过保护测控信息仿真系统按照预定义的遥信点数量和频率批量进行雪崩测试；
雪崩测试期间，遥控测试以及遥控命令响应功能是否正常，确保ⅰ区数据通信网关机的变位信息记录和时间顺序记录时间与网关机测试在线校核装置记录发出的变位信息数目和位置状态的一致性。
一种ⅰ区数据通信网关机的仿真测试系统，所述系统包括：
第一获取模块，用于ⅰ区数据通信网关机从站控层第一交换机获取输入报文；
第一记录模块，用于将输入报文通过站控层第二交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第一硬件时标；
第二获取模块，用于从第一远动交换机获取输出报文；
第二记录模块，用于将所述输出报文镜像到第二远动交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第二硬件时标；
计算模块，用于网关机测试在线校核装置根据预先定义的测试以及所述第一硬件时标和所述第二硬件时标计算获得报文时标差。
与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出一种ⅰ区数据通信网关机的仿真装置，被测ⅰ区数据通信网关机采用双主模式。该装置具体包括保护测控信息仿真系统、测控装置、调控主站前置仿真系统和网关机测试在线校核装置，以及第一、第二远动交换机、第一、第二站控层交换机和间隔层交换机；各装置之间能够传输sv、goose和mms等报文，站控层网络双网配置，通过以上装置的连接和报文的传输实现了保护、测控、智能终端的功能及其交换机镜像接口的仿真；可仿真多台智能电子设备ied装置制造商信息规范mms输出。调控主站前置仿真系统与设置于远动层网络中的第一远动交换机连接；网关机测试在线校核装置与设置于远动层网络中的第二远动交换机连接；保护测控信息仿真系统、测控装置分别与设置于站控网络中的站控层第二交换机连接；网关机测试在线校核装置与设置于站控网络中的站控层第二交换机连接；测控装置通过设置于间隔层网络中的间隔层交换机与模拟断路器连接；保护测控信息仿真系统用于执行遥信性能测试、遥控性能测试和雪崩测试；测控装置，用于执行遥测性能测试。网关机测试在线校核装置用于记录测试中的报文硬件时标计算获得报文时标差。经检验证明，获得的测试结果精确有效，为后期对被测网关机的信息与保护测控装置仿真装置的信息校对提供依据。
本发明还提出一种ⅰ区数据通信网关机的仿真测试方法及系统，测试环境易搭建，且模拟信号的流程简单有效；通过ⅰ区数据通信网关机从站控层第一交换机获取输入报文；将输入报文通过站控层第二交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第一硬件时标；从第一远动交换机获取输出报文；将输出报文镜像到第二远动交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第二硬件时标；网关机测试在线校核装置根据预先定义的测试以及所述第一硬件时标和所述第二硬件时标计算获得测试结果，实现ⅰ区数据通信网关机装置的遥测、遥控，遥信性能测试及雪崩测试，并对测试结果进行记录，自动给出测试报告。该方法保证了测试结果的精确性与可靠性，从而提高了ⅰ区数据通信网关机测试的自动化程度以及测试的准确性和测试效率。
附图说明
图1：本发明实施例中的ⅰ区数据通信网关机的仿真装置的闭环测试结构示意图；
图2：本发明实施例中的ⅰ区数据通信网关机仿真装置架构图；
图3：本发明实施例中的ⅰ区数据通数据通信网关机的仿真测试示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例1：
如图1和图2所示，一种ⅰ区数据通信网关机的仿真装置，其特征在于，包括：保护测控信息仿真系统、测控装置、调控主站前置仿真系统和网关机测试在线校核装置，以及第一、第二远动交换机、第一、第二站控层交换机和间隔层交换机；调控主站前置仿真系统与设置于远动层网络中的第一远动交换机连接；网关机测试在线校核装置与设置于远动层网络中的第二远动交换机连接；保护测控信息仿真系统、测控装置分别与设置于站控网络中的站控层第二交换机连接；所述网关机测试在线校核装置与设置于站控网络中的站控层第二交换机连接；测控装置通过设置于间隔层网络中的间隔层交换机与模拟断路器连接；保护测控信息仿真系统，用于执行遥信性能测试、遥控性能测试和雪崩测试；测控装置，用于执行遥测性能测试；网关机测试在线校核装置，用于记录测试中的报文硬件时标并计算获得报文时标差。
其中，保护测控信息仿真系统和测控装置通过站控层第二交换机接入ⅰ区数据通信网关机的输入端；
调控主站前置仿真系统通过第一远动交换机接入ⅰ区数据通信网关机的输出端。
调控主站前置仿真系统通过iec104规约与ⅰ区数据通信网关机建立通信；
保护测控信息仿真系统通过iec61850规约与ⅰ区数据通信网关机建立通信；
测控装置通过iec61850规约与调控主站前置仿真系统建立通信。
站控层第二交换机设有镜像端口1；所述第二远动交换机设有镜像端口2；
镜像端口1与站控层第一交换机镜像连接，所述镜像端口2与第一远动交换机镜像连接；用于获取ⅰ区数据通信网关机的输入、输出报文；所述镜像端口1和镜像端口2分别与网关机测试在线校核装置相连，通过网关机在线校核装置记录镜像端口1和镜像端口2的硬件时标。
实施例2：
如图3，提供一种ⅰ区数据通信网关机的仿真测试方法，实现ⅰ区数据通信网关机装置遥测、遥信、遥控,雪崩功能测试，简化装置测试流程。提高遥测、遥控，遥信的时间处理性能测，提高测试效率和准确度。
主要通过以下内容实现：
步骤1，ⅰ区数据通信网关机从站控层第一交换机获取输入报文；
步骤2，将输入报文通过站控层第二交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第一硬件时标；
步骤3，从第一远动交换机获取输出报文；
步骤4，将输出报文镜像到第二远动交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第二硬件时标；
步骤5，网关机测试在线校核装置根据预先定义的测试以及所述第一硬件时标和所述第二硬件时标计算获得报文时标差。
步骤2中，将输入报文通过站控层第二交换机传输到网关机在线校核装置，包括：
定义站控层第二交换机的端口1为镜像端口1，通过所述镜像端口1镜像接收来自ⅰ区数据通信网关机的输入报文；
网关机在线校核装置与所述镜像端口1连接，记录镜像端口1的硬件时标。
步骤4中，将输出报文镜像到第二远动交换机传输到网关机在线校核装置，包括：
定义第二远动交换机的端口2为镜像端口2，通过所述镜像端口2镜像接收来自ⅰ区数据通信网关机的输出报文；
网关机在线校核装置与所述镜像端口2连接，记录镜像端口2的硬件时标。
其中，输入报文为从站控层第一交换机获取的iec61850mms报文；
输出报文为ⅰ区数据通信网关机从第一远动交换机获取的iec104报文；
预先定义的测试包括：遥信性能测试、遥控性能测试、遥测性能和雪崩测试。
从预先配置的保护测控信息仿真系统的变电站iec61850标准scd文件的剩余电流装置rcd表中选取遥测点、遥控点和遥信点进行配置，保护测控信息仿真系统实现通过导入scd文件模拟iec61850保护测控装置站控层数据交互行为，开展信号对点测试、遥控测试、雪崩测试项目。测试用scd文件为可以为任意变电站站模型加上测控装置的icd模型组态配置成的新scd文件，生成遥测点表、遥控点表和遥信点表；所述遥测点表、遥控点表和遥信点表构成ⅰ区数据通信网关机转发信息；遥信点和遥控点分布于测控装置上，且遥信位置与预先定义的遥控分合状态一一对应；
将所述ⅰ区数据通信网关机转发信息上传到网关机测试在线校核装置，分别记录转发信息中遥测点、遥控点和遥信点的报文有效输入和输出时间。
遥测性能测试包括：
通过测控装置对遥测点添加模拟量,分别按照测控装置预先定义的变化量死区范围内和范围外多次加量，通过调控主站前置仿真系统查验接收到的数值，检测死区范围内的量是否发生变化，以及死区范围外上传数据的正确性；
若死区范围内的量出现变化，则结束本次操作，若死区范围内的量无变化且死区范围外上传数据正确，则通过网关机测试在线校核装置端口1记录测控装置的遥测发出报文时标t1，通过网关机测试在线校核装置端口2记录遥测发出报文时标t2；
按照预先设定的策略计算出t2-t1的时间间隔，定义所述时间间隔为ⅰ区数据通信网关机单次遥测处理时间。
遥控性能测试包括：
调控主站前置仿真系统向保护测控信息仿真系统和ⅰ区数据通信网关机下发遥控操作指令，传输至模拟断路器，所述遥控操作指令包括遥控选择命令和遥控执行命令；
保护测控信息仿真系统按照104规约向站控层第二交换机发出遥控选择命令，镜像到镜像端口1，网关机测试在线校核装置读取镜像端口1的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口1记录遥控选择报文时标t1；
ⅰ区数据通信网关机按照dl/t860规约向第二远动交换机发出遥控选择命令，镜像到镜像端口2，网关机测试在线校核装置读取镜像端口2的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口2记录遥控选择报文时标t2；
保护测控信息仿真系统按照104规约向站控层第二交换机发出遥控执行命令，镜像到镜像端口1，网关机测试在线校核装置读取镜像端口1的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口1记录遥控执行报文时标t3；
ⅰ区数据通信网关机按照dl/t860规约向第二远动交换机发出遥控执行命令；镜像到镜像端口2，网关机测试在线校核装置读取镜像端口2的遥控选择命令，通过网关机测试在线校核装置端口2记录遥控执行报文时标t4；
网关机测试在线校核装置按照预先设定的策略自动计算出t2-t1、t4-t3的时间间隔，定义所述时间间隔t2-t1、t4-t3分别为ⅰ区数据通信网关机遥控的选择和执行处理时间。
遥信性能测试包括：
通过保护测控信息仿真系统根据预定义变位次数仿真遥信点变位，在调控主站前置仿真系统中查看接收到的变位信号是否与保护测控信息仿真系统发出的状态位置一致；若不一致则结束本次操作，若一致，则通过网关机测试在线校核装置端口1记录保护测控信息仿真系统遥信发出报文时标t1，网关机测试在线校核装置端口2记录遥信发出报文时标t2；网关机测试在线校核装置按照预先设定的策略自动计算出t2-t1的时间间隔，定义所述时间间隔t2-t1为ⅰ区数据通信网关机单次遥信处理时间。
雪崩测试包括：
通过保护测控信息仿真系统按照预定义的遥信点数量和频率批量进行雪崩测试；可设置批量200个遥信每秒变化一次，连接变化40次；
雪崩测试期间，遥控测试以及遥控命令响应功能是否正常，确保ⅰ区数据通信网关机的变位信息记录和时间顺序记录时间与网关机测试在线校核装置记录发出的变位信息数目和位置状态的一致性。
实施例3：
基于同一发明构思，本发明还提供一种ⅰ区数据通信网关机的仿真测试系统，包括：
第一获取模块，用于ⅰ区数据通信网关机从站控层第一交换机获取输入报文；
第一记录模块，用于将输入报文通过站控层第二交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第一硬件时标；
第二获取模块，用于从第一远动交换机获取输出报文；
第二记录模块，用于将所述输出报文镜像到第二远动交换机传输到网关机在线校核装置，并记录第二硬件时标；
计算模块，用于网关机测试在线校核装置根据预先定义的测试以及所述第一硬件时标和所述第二硬件时标计算获得报文时标差。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
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方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
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方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。