一种非入侵式跨安全区消息跟踪与监测的系统及方法与流程

本发明涉及安全配电技术领域，具体涉及一种非入侵式跨安全区消息跟踪与监测的系统及方法。

背景技术

国家电网公司从生产运行部门的实际需求出发，提出配电自动化主站系统应支撑横跨生产控制大区与管理信息大区，满足配电网的运行监控与运行状态管控需求，支撑配电网调控运行、生产运维，为配电网网精益化管理提供技术支撑。配电自动化主站横跨生产控制大区(简称“安全i区”)和管理信息大区(简称“安全iv区”)，大量消息跨安全区交互，跨安全区消息跟踪、监测为跨区间消息传输可监视、可运维性提供技术支撑，为配电自动化主站可靠运行提供保障。

目前对于软件系统自身监控功能主要有：

第一，采用面向对象编程，软件运行监控作为软件功能模块的一部分，代码嵌入业务功能模块中，采集其运行相关信息，面向对象编程，在功能业务代码中嵌入跟踪、监测相关代码，使得代码混乱、散落在各业务代码中，导致代码的可读性、可维护性、运行效率低等问题。特别是现在已经完成功能模块，在添加消息的跟踪、监测将带来大量的代码改造，改造工作量大并且带来新一轮系统的不稳定性。

第二，采用第三方监控软件或开源性能监控软件对相关监控内容和对象进行监控集成到系统中，但监控对象、采集信息往往受监控软件限制。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种针对配电自动化主站横跨安全i区和安全iv区，两安全区消息交互频繁、实时性要求高和信息量交互大的问题，实现实时监测消息传输路径和性能的非入侵式跨安全区消息跟踪与监测的系统及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种非入侵式跨安全区消息跟踪与监测的系统，其特征在于，包括：监控方面定义模块、方面编织器、监控探针及统计分析与持久化模块；

所述监控方面定义模块包括监控方面配置文件和监控方面代码实现模块，所述监控方面配置文件用于定义各类关注事件以及用于关联对应的监控方面代码实现模块中的监控方面代码；

方面编织器，用于将监控方面配置文件自动解析并将监控方面自动注入目标监控对象，形成监控探针；所述监控方面配置文件采用xml语言描述。

监控探针，用于采集和监控消息传输的相关消息，并将采集到的消息数据通过消息队列传输给统计分析与持久化模块；

统计分析与持久化模块，用于对采集到的消息数据进行存储、查询、统计分析。

进一步的，所述系统还包括数据库和文件存储模块，所述数据库和文件存储模块用于存储经所述统计分析与持久化模块处理后的数据。

进一步的，所述系统还包括界面展示和交互模块，所述界面展示和交互模块，用于消息跟踪、监测结果的展示及人工交互。

进一步的，所述监测探针分别设置在配电自动化跨安全区消息传输监测点。

进一步的，配电自动化跨安全区消息传输监测点包括配电自动化外部相关系统各信息交互监测点和配电自动化主站内各业务间跨安全区消息监测点，所述配电自动化主站内各业务间跨安全区消息监测点包括从安全i区跨区至安全iv区的用于探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息的发送消息封装服务监测点、消息传输服务监测点、消息接收服务监测点；从安全iv区至安全i区的用于探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息的文件同步封装服务监测点、文件同步解包服务监测点。

一种非入侵式跨安全区消息跟踪与监测的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

s1：配置监控方面定义模块，将监控方面定义模块配置为包括监控方面配置文件和监控方面代码实现模块，所述监控方面配置文件用于定义各类关注事件以及用于关联对应的监控方面代码实现模块中的监控方面代码；

s2：通过方面编制器解析监控方面配置文件，并在跨安全区消息传输监测点编织与监控方面配置文件解析的内容相关的监测探针，并经过监测探针跟踪和监测各跨安全区消息传输监测点的消息信息；所述监控方面配置文件采用xml语言描述。

s3：通过统计分析与持久化模块对采集到的消息数据进行存储、查询、统计分析。

进一步的，所述方法还包括在实现步骤s3后，还通过数据库和文件存储模块存储经所述统计分析与持久化模块处理后的数据。

进一步的，所述方法还包括在实现步骤s3后通过界面展示和交互模块展示消息跟踪、监测结果的展示及人工交互。

进一步的，所述跨安全区消息传输监测点包括配电自动化外部相关系统各信息交互监测点和配电自动化主站内各业务间跨安全区消息监测点，所述配电自动化主站内各业务间跨安全区消息监测点包括从安全i区跨区至安全iv区的用于探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息的发送消息封装服务监测点、消息传输服务监测点、消息接收服务监测点；从安全iv区至安全i区的用于探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息的文件同步封装服务监测点、文件同步解包服务监测点。

本发明的有益效果为：

针对配电自动化主站横跨安全传输，不改变现有配电自动化软件基础上，应用面向方面编程，实现了跨安全区消息跟踪与监测代码动态织入，实现消息跟踪与监测代码与业务代码之间融合，达到了对不同厂家配电自动化主站跨安全区消息跟踪、监测，实现了对不同厂家跨安全区消息交互性能的测试。

附图说明

图1为本发明具体实施例的系统框图；

图2为本发明具体实施例的方法流程图；

图3为本发明具体实施例的配电自动化消息传输及监控架构及流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种非入侵式跨安全区消息跟踪与监测的系统，包括：监控方面定义模块、方面编织器、监控探针及统计分析与持久化模块；

所述监控方面定义模块包括监控方面配置文件和监控方面代码实现模块，所述监控方面配置文件用于定义各类关注事件以及用于关联对应的监控方面代码实现模块中的监控方面代码；所述监控方面配置文件采用xml语言描述。

方面编织器，用于将监控方面配置文件自动解析并将监控方面自动注入目标监控对象，形成监控探针；

监控探针，用于采集和监控消息传输的相关消息，并将采集到的消息数据通过消息队列传输给统计分析与持久化模块；

统计分析与持久化模块，用于对采集到的消息数据进行存储、查询、统计分析。

所述系统还包括数据库和文件存储模块，所述数据库和文件存储模块用于存储经所述统计分析与持久化模块处理后的数据。

所述系统还包括界面展示和交互模块，所述界面展示和交互模块，用于消息跟踪、监测结果的展示及人工交互。

所述监测探针分别设置在配电自动化跨安全区消息传输监测点。

配电自动化跨安全区消息传输监测点包括配电自动化外部相关系统各信息交互监测点和配电自动化主站内各业务间跨安全区消息监测点，所述配电自动化主站内各业务间跨安全区消息监测点包括从安全i区跨区至安全iv区的用于探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息的发送消息封装服务监测点、消息传输服务监测点、消息接收服务监测点；从安全iv区至安全i区的用于探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息的文件同步封装服务监测点、文件同步解包服务监测点。

如图2所示，一种非入侵式跨安全区消息跟踪与监测的方法，所述方法包括步骤：

s1：配置监控方面定义模块，将监控方面定义模块配置为包括监控方面配置文件和监控方面代码实现模块，所述监控方面配置文件用于定义各类关注事件以及用于关联对应的监控方面代码实现模块中的监控方面代码；所述监控方面配置文件采用xml语言描述。

s2：通过方面编制器解析监控方面配置文件，并在跨安全区消息传输监测点编织与监控方面配置文件解析的内容相关的监测探针，并经过监测探针跟踪和监测各跨安全区消息传输监测点的消息信息；

s3：通过统计分析与持久化模块对采集到的消息数据进行存储、查询、统计分析。

所述方法还包括在实现步骤s3后，还通过数据库和文件存储模块存储经所述统计分析与持久化模块处理后的数据。

所述方法还包括在实现步骤s3后通过界面展示和交互模块展示消息跟踪、监测结果的展示及人工交互。

如图3所示，为本实施例系统的详细的配电自动化消息传输及监控架构及流程图介绍，各模块的功能为：

1)外部相关系统：与配电自动化进行信息交互的外部应用系统，如pms、ems等；

2)适配器：按照iec61968、cim/e、cim/g格式对信息交互进行封装，以便于双方进行信息交互。

3)配电自动化相关业务：配电自动化主站系统内各业务功能，如scada、fa等；

4)发送消息封装服务：对消息进行分装，以便于总线传输。

5)消息传输调度服务：根据通道信息、消息传输优先级、消息传输质量等分析确定消息传输策略。

6)消息传输服务：根据正向隔离装置特性，把消息传安全i区搬送至iv区。

7)消息接收服务：对消息传安全i区传送至iv区消息进行组装、验证。

8)文件同步封装服务：对传输消息进行加密、压缩和封装，并分局消息传输调度服务输出策略把传输文件放在跨区交互文件夹。

9)反向隔离传输：包括iv消息传输、反向隔离装置和消息接收，实现把iv区制定的跨区交互文件夹的文件搬送至i，以及对i区接收文件完整性校验等功能。

10)文件同步解包服务：对接收文件进行解包，并对其封装、写入对应的消息队列或文件中，以便于配电自动化相关业务应用。

基于上述模块的跨区消息传输跟踪和监测过程为：

(1)配电自动化消息跨区传输大致可以分成2类：外部相关系统信息交互时的跨安全区消息传输、配电自动化主站内各业务间跨安全区消息输出。

(2)外部相关系统一般通过适配器接入总线，在适配器织入监控点探针，探测其输入、输出消息并采集其相关监测信息；

(3)配电自动化内相关业务一般通过总线发送消息，在配电自动化相关业务织入监控点探针，探测其输入、输出至总线消息并采集其相关监测信息；

(4)针对消息跨区消息传输，从安全i区跨区至安全iv区，在发送消息封装服务、消息传输服务、消息接收服务织入监控点探针，探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息；从安全iv区至安全i区，在文件同步封装服务、文件同步解包服务织入监控点探针，探测各服务接收和发送消息并采集其相关监测信息。

(5)通过步骤(2)和(4)各服务探针采集消息相关检测信息，可以实现外部相关系统信息交互跨区消息传输的跟踪和监测。通过步骤(3)和(4)各服务探针采集消息相关检测信息，可以实现配电自动化相关业务间跨区信息交互消息传输的跟踪和监测。

本实施例针对配电自动化主站横跨安全传输，不改变现有配电自动化软件基础上，应用面向方面编程，实现了跨安全区消息跟踪与监测代码动态织入，实现消息跟踪与监测代码与业务代码之间融合，达到了对不同厂家配电自动化主站跨安全区消息跟踪、监测，实现了对不同厂家跨安全区消息交互性能的测试。

需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。