遥测数据跨区传输方法研究及应用

马世林 冯凯滨

摘 要：电力业务系统划分为不同的业务区，不同区之间的数据进行交互时需满足相关安全性要求。遥测数据跨区传输时实时性差、效率低，为解决遥测数据跨区传输的问题，本文提出一种基于镜像数据库的跨区传输方法。通过在安全Ⅲ区建立I区数据库的镜像数据库，作为I区和IV区的数据传输媒介，实现I区和IV区的遥测数据模型和实时数据的镜像同步;Ⅲ区镜像数据库通过对I区和IV区的读写权限进行控制，实现数据传输的方向控制，满足数据跨区传输的横向隔离的安全性要求，提高了遥测数据跨区传输的实时性和效率。

关键词：遥测;跨区传输;镜像库;横向隔离

中图分类号：TM76 文献标识码：A

0 引言

变电站业务系统，划分为生产控制大区和管理信息大区。生产控制大区可以分为控制区（Ⅰ区）和非控制区（Ⅱ区）。控制区中的业务系统或其功能模块（或子系统）是电力生产的重要环节，直接实现对电力一次系统的实时监控，纵向使用电力调度数据网络或专用通道，是安全防护的重点与核心。管理信息大区分为Ⅲ区和Ⅳ区，Ⅲ区为生产管理区，Ⅳ区主要为变电信息综合处理系统和企业ERP系统等。管理信息大区可与其他系统进行交互，供其他系统获取管理信息大区中的数据，进行大数据处理与分析，在生产控制大区和管理信息大区进行数据交互的过程中，涉及到大量数据的跨区传输技术问题。

当跨区传输数据时，按照“横向隔离”的安全要求，需对不同分区的数据进行隔离，进而保障数据安全。现有技术中，区间传输数据采用的技术方案是经过隔离装置。例如，生产控制大区和管理信息大区之间设置有正向隔离装置，使Ⅰ区主控系统的遥测数据（包括所有地市下属所有变电站的遥测数据）只能从生产控制大区传输至管理信息大区。但是，随着变电站数量的增多，遥测数据数据量也越来越大，正向隔离装置无法承载大量遥测数据的传输需求，使得遥测数据传输慢、实时性差，无法满足Ⅳ区应用系统的遥测数据精度高、质量好、实时性高的要求。

针对此问题，本文提出一种基于镜像数据库的遥测数据跨区传输方法。

1 遥测数据跨区传输方法

1.1 镜像数据库

镜像数据库，在两个数据库之间建立镜像映射连接，当主数据库中的数据发生变化时，通过映射对应关系直接同步到镜像数据库，实现两个数据库之间的数据同步。

当Ⅳ区应用系统需要获取Ⅰ区系统的主辅控数据时，系统无法直接和Ⅰ区进行数据交互，需通过Ⅲ区和Ⅰ区进行数据交互，因此在Ⅲ区建立镜像数据库，形成Ⅰ/Ⅲ区数据库镜像映射，Ⅰ区数据库为Ⅲ区数据库的映射主数据库，Ⅳ区应用系统可访问Ⅲ区镜像数据库，实现Ⅳ区系统和Ⅰ区系统的数据交互，其关系如图1所示。

1.2 数据跨区传输

建立镜像数据库映射后，根据映射关系，实现了数据传输的方向限制，Ⅰ区系统可对Ⅲ区镜像数据库进行写操作，不对其进行读操作，Ⅲ区镜像数据库只能对Ⅰ区系统数据库进行读操作，无法对Ⅰ区数据库进行写操作;Ⅳ区应用系统可对Ⅲ区镜像数据库的进行读数据操作，不能进行写数据操作。

通过对读写权限进行限制，实现跨区系统的数据隔离要求，取代传统隔离装置功能，实现了跨区传输时的数据单向传输。

进行遥测数据同步跨区传输时，包括遙测模型数据和实时数据，在系统运行过程中，当Ⅰ区系统中的遥测数据库发生变化时，根据变化更新Ⅲ区系统中的镜像数据库，将Ⅰ区系统中的遥测数据库自动实时映射至Ⅲ区系统中的镜像数据库，以将其同步至镜像数据库，实现了Ⅰ区系统至Ⅲ区系统的遥测数据传输;Ⅳ区应用系统实时访问与Ⅰ区数据库同步的Ⅲ区镜像数据库，实现对Ⅰ区系统数据访问的功能需求。

需说明的是，镜像数据库在更新遥测数据模型和实时遥测数据时是有顺序的，当Ⅰ区系统的遥测数据库中的遥测数据模型和实时遥测数据均发生变化时，先更新Ⅲ区系统中的镜像数据库中的遥测数据模型，再更新Ⅲ区系统中的镜像数据库中的实时遥测数据。

遥测数据跨区传输流程如图2所示。

2 方法应用

2.1 应用情况

2019年6月，国网设备部推出变电信息综合处理系统，该系统部署在Ⅳ区运行，综合处理变电站的主辅控数据、巡检数据和视频监控数据，其中主辅控数据从Ⅰ区获取，数据需进行跨区传输，且数据量较大。变电信息综合处理系统对遥测数据的实时性和数据质量要求比较高，通过隔离装置传输的方法无法满足性能要求，故采用镜像数据库方法进行遥测数据的跨区传输。

2.2 应用效果

2019年11月，许继集团有限公司开发的变电信息综合处理系统iES8500成功通过中国电科院检测，系统满足如下数据性能要求：

a）支持峰值每秒2 000条以上主辅设备监测数据的接收与存储;

b）数据平均响应时间：业务正常时<1 s，业务高峰时<3 s。

3 结语

本文提出一种遥测数据跨区传输方法，通过在Ⅲ区建立的Ⅰ区数据库的镜像数据库，可实时将Ⅰ区遥测数据的数据模型和实时数值，同步传输到Ⅳ区的应用系统，在满足遥测数据跨区传输的安全性要求的同时，提高了遥测数据跨区传输的效率和实时性，提升了Ⅳ区数据应用系统的应用效果。

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