一种调度云的图形维护系统和方法与流程

本发明涉及电力自动化技术领域，特别是一种调度云的图形维护系统和方法。

背景技术

传统调度云图形维护采用web方式，存在安全隐患大、建设运营成本高、稳定性差、时延长等问题。随着电力系统互联程度的加强和远距离输电网络的不断发展，调度云系统也随之出现和不断发展。但基于互联网技术诞生的云计算技术，在客户端上采用web方式，与现有调度系统采用的架构区别太大，现有系统重用性太低，以web技术重新开发一套图形维护程序工作量巨大。而且b/s方式难以满足电力生产大区的安全要求，在稳定性、实时性上也存在缺陷。调度云急需一种安全、稳定、实时的低成本维护方式。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种调度云的图形维护系统和方法，基于安全消息总线进行调度云的图形维护，可重用已有的图形模型，同时满足安全性、稳定性和实时性的维护需求。

本发明采取的技术方案为：一种调度云的图形维护系统，包括安全代理服务器、多个调度云和多个图形维护终端；各图形维护终端分别通过安全代理服务器，以消息总线的形式与各调度云连接通信；

各调度云分别设有模型服务、数据服务和安全管控服务，安全管控服务中预存储有用户权限数据；各图形维护终端分别包括维护请求模块、图形绘制模块和填库请求模块；

图形维护终端通过维护请求模块，经安全代理服务器，向与待维护图形对应的调度云转发维护请求信息，调度云通过安全管控服务对接收到的维护请求信息进行用户权限校验，并在校验通过后，经安全代理服务器，向相应的图形维护终端返回画面模型数据，或者在校验不通过时返回错误信息；

图形维护终端通过图形绘制模块，基于调度云反馈的画面模型数据进行图形绘制；调度云通过数据服务为图形维护终端的图形绘制模块提供电力设备参数和实时状态数据；

图形维护终端通过填库请求模块向调度云发送填库请求信息，调度云通过安全管控服务对接收到的填库请求信息进行用户权限校验，并在校验通过后，利用模型服务进行模型校验，然后在模型校验通过后执行填库操作，并向图形维护终端返回填库操作结果信息。

本发明中，调度云可兼容公有云、私有云和混合云。图形维护终端可为运行于各图形维护工作站的图形维护app。安全代理服务器在动态发现各调度云所提供的服务，以及根据图形维护终端的请求信息分配至相应调度云时，可采用现有基于安全代理服务的网络访问技术，如预先对用户与权限、责任区、节点等之间的对应关系进行分配。

进一步的，图形维护终端还包括图形发布模块，图形维护终端利用图形发布模块，经安全代理服务器向调度云发送图形发布请求，图形发布请求包括用户权限数据；调度云通过安全管控服务对图形维护终端的图形发布请求进行发布权限校验，若校验通过，则通过模型服务将已维护的画面模型加入版本管理，进而执行模型发布。此时，调度云的模型服务可通知各网络节点的客户端程序重连或下载新的画面或模型。

优选的，所述维护请求包括图形维护终端所在的网络节点、用户、口令和需要维护的画面模型相关数据；调度云接收维护请求信息后，首先通过安全管控服务对图形维护终端的用户权限进行校验，若校验通过则将维护请求对应的画面和模型数据，通过安全代理服务器转发给相应的图形维护终端。

优选的，所述填库请求信息包括用户权限数据和填库预置数据；调度云接收填库请求信息后，首先通过安全管控服务对用户权限进行校验，如校验通过则通过模型服务基于填库预置数据进行模型校验，若模型校验成功则执行填库操作，并向图形维护终端回送填库后的画面数据。

优选的，图形维护终端的图形绘制模块包括分别用于绘制厂站单线图、系统图、潮流图、直流图、菜单控制画面、图表、馈线图、地理图和配置工况图的图形绘制单元，各图形绘制单元分别设有包括基本图形、电力交流设备图元、电力直流设备图元、测点图元、背景图元以及装置图元的多种图形元素。

优选的，图形维护终端的图形绘制模块还包括数据检索单元，图形绘制模块通过数据检索单元，经安全代理服务器向调度云转发数据检索请求，调度云利用安全管控服务对数据检索请求进行权限校验，若校验通过则利用数据服务向图形维护终端返回检索结果数据。

优选的，调度云通过数据服务为图形维护终端的图形绘制模块提供的数据包括：电力一次设备和二次设备的开合状态、电压、电流、有功、无功参数，以及实时状态数据。

本发明还公开一种调度云的图形维护方法，包括：

在各图形维护工作站设置图形维护终端；

在调度云设置安全管控服务、模型服务和数据服务；

设置安全代理服务器，在各图形维护终端与多个调度云之间建立消息总线式的数据通信连接；

需要图形维护时：

101，图形维护终端通过安全代理服务器，向待维护图形对应的调度云转发维护请求信息；

102，调度云接收维护请求信息，利用安全管控服务对维护请求信息进行权限校验：若校验成功，安全管控服务通知模型服务，经安全代理服务器向图形维护终端返回当前画面模型信息，转至103；若校验失败，则安全管控服务返回校验失败信息；

103，图形维护终端基于接收到的画面模型信息进行画面绘制，直至绘制完毕；

104，图形维护终端通过安全代理服务器，向调度云转发填库请求信息；

105，调度云接收填库请求信息，利用安全管控服务对填库请求信息进行权限校验：若校验成功，安全管控服务通知模型服务，基于填库请求信息中的填库预置数据进行模型校验，并在校验成功后执行填库操作，然后通过安全代理服务器向图形维护终端返回填库操作结果信息；若任一校验失败，则返回错误信息。

进一步的，本发明调度云的图形维护方法，还包括：

在图形填库操作后，需要图形发布时：图形维护终端通过安全代理服务器，向调度云转发图形发布请求，调度云通过安全管控服务对图形维护终端的图形发布请求进行发布权限校验，若校验通过，则通过模型服务将已维护的画面模型加入版本管理，进而执行模型发布。此时，调度云的模型服务可通知各网络节点的客户端程序重连或下载新的画面或模型。

有益效果

本发明调度云的图形维护操作方法及系统，具有以下优点和进步：

（1）摒弃传统的b/s方案，利用云计算技术，使得图形维护终端仅需部署轻量级的图形维护软件；

（2）图形维护软件与调度云之间采用消息总线形式来通讯，具有消息总线实时、安全、稳定，并可防止网络抖动和丢包的优点；

（3）图形维护软件通过安全代理服务接入调度云，调度云设置安全管控服务、模型服务和数据服务，分别用于用户权限的校验、模型管理和填库，以及数据服务，各部分分工合作，工作效率大大提高。经过安全授权的工作站可以随时随地接入云端进行图形维护，方便快捷。

利用本发明的系统和方法进行图形维护，调度云的图形维护方式、画面等模型数据可以大部分重用，能够极大降低调度云的实施成本；而且既能安全又可靠跨越公网，又能满足维护的性能要求，满足调度云安全、实时、稳定的要求，解决了传统b/s方案存在的实时性差、安全性差、稳定性差等问题；由于可以兼容共有云、私有云和混合云，因此也具有较好的社会经济效益。

附图说明

图1所示为本发明画面维护操作过程示意图；

图2所示为本发明填库操作过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

参考图1和图2所示，一种调度云的图形维护系统，包括安全代理服务器、多个调度云和多个图形维护终端；各图形维护终端分别通过安全代理服务器，以消息总线的形式与各调度云连接通信；

各调度云分别设有模型服务、数据服务和安全管控服务，安全管控服务中预存储有用户权限数据；各图形维护终端分别包括维护请求模块、图形绘制模块和填库请求模块；

图形维护终端通过维护请求模块，经安全代理服务器，向与待维护图形对应的调度云转发维护请求信息，调度云通过安全管控服务对接收到的维护请求信息进行用户权限校验，并在校验通过后，经安全代理服务器，向相应的图形维护终端返回画面模型数据，或者在校验不通过时返回错误信息；

图形维护终端通过图形绘制模块，基于调度云反馈的画面模型数据进行图形绘制；调度云通过数据服务为图形维护终端的图形绘制模块提供电力设备参数和实时状态数据；

图形维护终端通过填库请求模块向调度云发送填库请求信息，调度云通过安全管控服务对接收到的填库请求信息进行用户权限校验，并在校验通过后，利用模型服务进行模型校验，然后在模型校验通过后执行填库操作，并向图形维护终端返回填库操作结果信息。

本发明系统中，调度云可兼容公有云、私有云和混合云。图形维护终端可为运行于各图形维护工作站的图形维护app，用于对画面进行绘制、编辑组态、填库等操作。安全代理服务器在动态发现各调度云所提供的服务，以及根据图形维护终端的请求信息分配至相应调度云时，可采用现有基于安全代理服务的网络访问技术，如预先对用户与权限、责任区、节点等之间的对应关系进行分配。

本实施例中，调度云设置模型中心、数据中心和安全管控服务。模型中心提供模型服务，包括：

1.1数据库检索、画面获取、发布、填库、校验、间隔生成等；

1.2图形维护app发送画面获取请求，模型服务根据请求信息，寻找并匹配最合适的画面，并将其他相关信息和文件打包回送给图形维护app；

1.3图形维护app发送数据库检索请求时，模型服务根据请求，组织数据库索引信息回送给图形维护app，图形维护app根据收到的信息显示到界面上，供用户挑选使用；

1.4图形维护app绘制好图形以后，发送填库请求时，调度云模型中心收到请求，即根据请求信息，校验画面是否满足填库条件。如果不满足，回送错误信息；如果满足条件，则进行填库自动生成设备模型的流程。模型中心填库完成后，自动将画面和模型进行再次匹配，将最新的画面和相关信息回送给图形维护app。

1.5：图形维护app可以发送自动生成间隔请求，由模型中心根据图形拓扑连接关系，自动分析计算并生成间隔。

调度云的数据中心提供数据服务，包括：

2.1：动态数据服务，包括动态数据获取、动态数据推送、决策计算等，图形维护app发送画面预览请求时，调度云端数据服务根据画面请求信息，从各个调度中心数据库获取相关数据，根据画面组态，对数据进行计算处理，最后将结果数据和画面一起打包回送给图形维护app；

2.2：数据检索服务，图形维护app进行画面组态时,发送请求获取数据库信息,数据库检索服务收到请求后，组织检索数据，并回送给图形维护app；

2.3：根据请求者的身份信息（用户，节点等）判断是否合法，只对合法的请求提供数据服务。

调度云的安全管控服务提供安全访问、权限校验、责任区过滤等相关服务，主要包括：

3.1全方位的安全管理，保证调度云维护的安全可靠。安全管控服务会分配好用户、权限、责任区、节点等安全信息。

3.2用户口令校验服务，图形维护app发出图形维护请求时需要登录，要输入用户和口令，发送到云端安全管控服务，如果用户名或者口令不正确，安全管控服务会提示登录非法。如果错误口令输入次数超过规定上限，则可直接锁定该用户；

3.3权限校验服务，图形维护app登录后通过了上一步的校验后，会进一步校验该用户是否有维护相关的权限，如果校验不过，则会提示登录非法。如果非法登录次数超过规定上限，则会直接锁定该用户。

3.4：权限责任区校验服务，图形维护app通过了维护权限的校验后，会进一步校验该用户是否能访问该责任区的资源，如果校验不过，则会提示登录非法。如果非法登录次数超过规定上限，则会直接锁定该用户。

在接收到维护请求后，调度云的安全管控服务首先校验用户是否合法，然后校验口令是否合法，再校验权限是否合法，再校验责任区是否合法，再校验画面是否处于可维护状态。任何一个校验失败，安全管控服务会将错误信息发送给安全代理服务，由安全代理服务转发给图形维护app，图形维护app收到异常信息，会提示出来。

本实施例的图形维护终端-图形维护app是一个独立的轻量级客户端程序软件，部署简单,所有的配置和数据从调度云获取，即：图形维护app访问调度云，从云端获取画面、模型和数据，所述数据包括电力一次设备（开关、刀闸、变压器、母线、pt、ct、换流阀等）和二次设备（保护、测控等）的开合状态、电压、电流、有功、无功等各种参数与实时状态等等。图形维护app主要作用是绘制调度系统需要的各种图形，包括厂站单线图、系统图、潮流图、直流图、菜单控制画面、图表、馈线图、地理图、配置工况图等等；图上包含各种图形元素，包括基本图形（点、线、圆、矩形、弧形、贝塞尔线、抛物线、文字、图片等）、电力交流设备图元（断路器、刀闸、变压器、发电机、线路、母线、电容电抗器、负荷、线圈等）、电力直流设备图元（接地极、换流阀等）、测点图元（数值量、状态量等）、背景图元（牌、天气、覆冰点等）、装置图元（保护、测控、管道、泵等）。

图形维护app绘制图形时，可以根据图形自动生成设备模型，这个操作即填库操作，具体为将图形设备信息发送到调度云端，由模型服务来完成填库，并生成设备模型。

图形维护终端还包括图形发布模块，图形维护终端利用图形发布模块，经安全代理服务器向调度云发送图形发布请求，图形发布请求包括用户权限数据；调度云通过安全管控服务对图形维护终端的图形发布请求进行发布权限校验，若校验通过，则通过模型服务将已维护的画面模型加入版本管理，进而执行模型发布。此时，调度云的模型服务可通知各网络节点的客户端程序重连或下载新的画面或模型。

填库请求时，图形维护app可以选择是否同时发布版本。

图形维护终端发送的维护请求信息包括图形维护终端所在的网络节点、用户、口令和需要维护的画面模型相关数据；调度云接收维护请求信息后，首先通过安全管控服务对图形维护终端的用户权限进行校验，若校验通过则将维护请求对应的画面和模型数据，通过安全代理服务器转发给相应的图形维护终端。

图形维护终端发送的填库请求信息包括用户权限数据和填库预置数据；调度云接收填库请求信息后，首先通过安全管控服务对用户权限进行校验，如校验通过则通过模型服务基于填库预置数据进行模型校验，若模型校验成功则执行填库操作，并向图形维护终端回送填库后的画面数据。

优选的，图形维护终端的图形绘制模块还包括数据检索单元，图形绘制模块通过数据检索单元，经安全代理服务器向调度云转发数据检索请求，调度云利用安全管控服务对数据检索请求进行权限校验，若校验通过则利用数据服务向图形维护终端返回检索结果数据。

本发明图形维护app与调度云之间的数据皆通过安全代理服务转发，可实现：

4.1图形维护app发送服务请求至安全代理服务,安全代理服务器将请求转发给云端的服务。图形维护app也可以发送消息给安全代理服务，由安全代理服务转发给另外一个图形维护app；

4.2安全代理服务器自动收集云端的服务，图形维护app可以群发信息到某一类服务；

4.3安全代理服务器收到图形维护app请求后登记请求信息，云端服务可以主动往一个或者多个图形维护app推送信息；

4.4安全代理服务器支持多个调度云系统，支持自动发现调度云系统，由安全代理服务器动态发现云端系统提供的服务，并根据远程终端的请求信息，分配给云端不同的系统，实现动态负载均衡。

实施例2

本实施例为一种调度云的图形维护方法，包括：

在各图形维护工作站设置图形维护终端，可理解为图形维护app，用于访问调度云，经过登录校验后，发送维护请求或填库请求给调度云，并接收调度云的服务数据；

在调度云设置安全管控服务、模型服务和数据服务；

设置安全代理服务器，在各图形维护终端与多个调度云之间建立消息总线式的数据通信连接，即安全代理服务器用于图形维护app与调度云之间的信息转发；

需要图形维护时：

101，图形维护终端通过安全代理服务器，向待维护图形对应的调度云转发维护请求信息；

102，调度云接收维护请求信息，利用安全管控服务对维护请求信息进行权限校验：若校验成功，安全管控服务通知模型服务，经安全代理服务器向图形维护终端返回当前画面模型信息，转至103；若校验失败，则安全管控服务返回校验失败信息；

103，图形维护终端基于接收到的画面模型信息进行画面绘制，直至绘制完毕；

104，图形维护终端通过安全代理服务器，向调度云转发填库请求信息；

105，调度云接收填库请求信息，利用安全管控服务对填库请求信息进行权限校验：若校验成功，安全管控服务通知模型服务，基于填库请求信息中的填库预置数据进行模型校验，并在校验成功后执行填库操作，然后通过安全代理服务器向图形维护终端返回填库操作结果信息；若任一校验失败，则返回错误信息。

本发明调度云的图形维护方法，还包括：

在图形填库操作后，需要图形发布时：图形维护终端通过安全代理服务器，向调度云转发图形发布请求，调度云通过安全管控服务对图形维护终端的图形发布请求进行发布权限校验，若校验通过，则通过模型服务将已维护的画面模型加入版本管理，进而执行模型发布。此时，调度云的模型服务可通知各网络节点的客户端程序重连或下载新的画面或模型。

参考图1所示，本发明图形维护流程具体包括以下步骤：

s11：图形维护app发送登录请求至安全代理服务，请求信息包含客户端计算机节点、用户、口令、需要维护的画面等，安全代理服务将这些信息转发给调度云，调度云分配安全管控服务来负责登录校验；

s12：调度云的安全管控服务首先校验用户是否合法，然后校验口令是否合法，再校验权限是否合法，再校验责任区是否合法，再校验画面是否处于可维护状态。任何一个校验失败，安全管控服务会将错误信息发送给安全代理服务，由安全代理服务转发给图形维护app,图形维护app收到异常信息，会提示出来。

安全代理服务器将维护请求和相关登录数据（权限、编号、责任区、ip等）转发给对应的调度云，调度云的安全管控服务判断是否允许该图形维护app登录；

s13：当安全管控服务判定允许该图形维护app登录后，还要继续校验该请求是否有图形维护权限，所请求的画面模型资源是否在其责任区范围内，全部校验通过后，安全管控服务会通知调度云校验结果，完成登录校验过程；模型中心收到调度云的调配后，将维护请求相关的画面、模型等相关数据发送给安全代理服务，由其转发给图形维护app，

s14：图形维护app收到画面模型数据后经过解析渲染显示出来；用户可以在该app上绘制调度系统需要的各种图形，绘制图形过程中可以调用调度云的数据检索服务；

s15：图形维护app在将画面绘制完毕，并模型校验填库后，可以向调度云发送发布请求。调度云安全管控系统会先校验该用户和节点是否有发布权限，如果校验不通过，直接回送错误信息；

s16：调度云根据接收到的发布请求，将图形模型发布到模型中心，模型中心会将画面和模型加入版本管理，将模型发布到模型中心各个节点，通知各个相关程序重连或者下载新的画面和模型；

s17：模型中心会触发通知，通知相关方模型变化。调度云会将发布结果回送给图形维护app。

参考图2，本发明s15所述图形维护与发布之间的模型填库流程具体包括以下步骤：

s21：图形维护app将填库预置请求和相关的配置数据（权限、编号、责任区、节点等）发送至安全代理服务器；

s22：安全代理服务器将填库预置请求转发给对应的调度云，调度云的安全管控服务器判断是否允许该图形维护app登录；安全管控服务器校验用户密码、填库权限、责任区权限等，如果失败，调度云直接回送错误信息；

s23：当判定允许该图形维护app登录后，调度云将登录许可发送给安全代理服务器，由安全代理服务器将该登录许可转发给图形维护app，完成登录校验过程；

s24：图形维护app收到填库预置成功消息后，发送填库请求消息给安全代理服务器；

s25：安全代理服务器将填库请求转发给对应的调度云，调度云将填库预置消息和填库模型信息发送给模型中心进行模型校验，如果模型校验失败，则回送错误信息给图形维护app；

s26：模型中心根据填库模型信息进行填库操作，完成后对相关画面进行填库后处理，并回送填库后的画面给图形维护app；

s27：图形维护app收到填库后画面和模型信息，提示填库完成。

本实施例中所述的模型校验包括对一次设备的各种逻辑连接校验操作（比如开关端点数量、设备空挂、设备短接、设备间隔非法等）。

综上所述：

本发明的一种调度云的图形维护操作方法及系统，（1）摒弃传统的b/s方案，采用云计算技术，部署轻量级的图形维护app；（2）图形维护app和安全代理服务采用专门设计的消息总线来通讯，消息总线实时、安全、稳定，可以防止网络抖动和丢包；（3）图形维护app通过安全代理服务接入调度云，调度云模型中心负责模型管理和填库等，数据中心负责相关数据服务；图形维护app发送维护请求，从模型中心获取图形模型；发送填库请求，由模型中心完成填库等操作，实现对调度云的维护。根据前述的技术方案，能安全又可靠跨越公网，又能满足维护的性能要求，能满足调度云安全、实时、稳定的要求，也是一种低成本维护方式，能重用已有的图形模型，极大地节省投资。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。