专网数据管理系统、方法、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及数据管理技术领域，尤其涉及一种专网数据管理系统、方法、电子设备和存储介质。

背景技术

5G专网客户对网络SLA(Service Level Agreement，服务级别协议)保障要求高。但是，目前5G专网数据存在UPF(User Plane Function，用户面功能)下沉属地化运维难、成本高，IT支撑手段少，客户业务质量监控、故障端到端智能定界能力弱等问题。因此，导致专网数据的运维管理成本高。

发明内容

本发明提供一种专网数据管理系统、方法、电子设备和存储介质，用以解决专网数据的运维管理成本高的问题，通过专网运维管理子系统和专网孪生仿真子系统对专网数据进行管理，形成面向客户的专网端到端可视自运维、孪生仿真、分布式拨测采集和快捷故障诊断等增值服务能力，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续，实现5G专网客户可视、可管和可控。

本发明提供一种专网数据管理系统，包括：

专网运维管理子系统和专网孪生仿真子系统；所述专网运维管理子系统包括资源管理模块、性能管理模块和告警模块；所述专网孪生仿真子系统包括孪生体管理模块、孪生体实例管理模块和数字孪生视图模块；

所述资源管理模块，用于管理用户面功能UPF数据、基站数据以及终端数据；

所述性能管理模块，用于采集性能数据，并对所述性能数据进行指标管理和指标分组管理；

所述告警模块，用于基于告警模板生成告警信息，并发送所述告警信息；

所述孪生体管理模块，用于设置不同设备类型的孪生体；

所述孪生体实例管理模块，用于管理不同设备类型的孪生体实例信息；

所述数字孪生视图模块，用于显示专网的网络拓扑信息和运行状况信息。

在一个实施例中，所述专网孪生仿真子系统，还包括：模型管理模块、事件管理模块和基础配置模块；

所述模型管理模块，用于管理不同设备类型的孪生模型；

所述事件管理模块，用于管理专网的网络事件；

所述基础配置模块，用于对数字孪生进行基础配置。

在一个实施例中，所述专网运维管理子系统，还包括：登录与注册模块、个人控制台模块、系统管理模块、帮助中心模块、业务管理模块和告警期限设置模块；

所述登录与注册模块，用于注册用户信息以及鉴权登录信息；

所述个人控制台模块，用于获取登录时间，在确定所述登录时间大于设定期限时，退出登录；

所述系统管理模块，用于管理用户信息、角色信息、日志信息、系统监控信息、字典信息以及菜单信息；

所述帮助中心模块，用于向用户提供各类文档信息；

所述业务管理模块，用于管理业务场景信息，以及对业务和设备进行评估管理；

所述告警期限设置模块，用于设置告警期限。

在一个实施例中，所述专网数据管理系统，还包括：分布式拔测子系统和专网监控分析子系统；

所述分布式拔测子系统，用于基于数据接口从所述专网运维管理子系统中获取专网运维管理数据，对所述专网运维管理数据进行分布式拔测，得到拔测数据，并将所述拔测数据发送至所述专网监控分析子系统；

所述专网监控分析子系统，用于接收所述分布式拔测子系统发送的拔测数据，对所述拔测数据以及从所述专网运维管理子系统中获取的专网运维管理数据，进行监控分析。

在一个实施例中，所述专网运维管理数据包括告警数据、性能数据以及业务评估数据中的至少一种；所述分布式拔测子系统具体用于：

基于告警数据接口从所述专网运维管理子系统中获取所述告警数据；

基于性能数据接口从所述专网运维管理子系统中获取所述性能数据；

基于业务评估结果接口从所述专网运维管理子系统中获取所述业务评估数据。

在一个实施例中，所述监控分析包括拓扑网络监控、业务感知分析、设备运行监控、业务流量分析、网络质量分析和业务质量分析。

在一个实施例中，所述孪生体实例信息包括场景、对象类型、实例ID、实例名称、厂家、孪生体中的至少一种。

本发明还提供一种专网数据管理方法，包括；

采集专网数据；

对所述专网数据进行评估处理，得到所述专网数据的业务评估数据；

构建所述业务评估数据的孪生体，并显示所述孪生体。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述专网数据管理方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述专网数据管理方法。

本发明提供的专网数据管理系统、方法、电子设备和存储介质，该系统包括：专网运维管理子系统和专网孪生仿真子系统；专网运维管理子系统包括资源管理模块、性能管理模块和告警模块；专网孪生仿真子系统包括孪生体管理模块、孪生体实例管理模块和数字孪生视图模块。通过专网运维管理子系统和专网孪生仿真子系统对专网数据进行管理，形成面向客户的专网端到端可视自运维、孪生仿真、分布式拨测采集和快捷故障诊断等增值服务能力，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续，实现5G专网客户可视、可管和可控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的专网数据管理系统的结构示意图；

图2是本发明提供的网络拓扑的渲染流程示意图；

图3是本发明提供的专网数据管理系统的层级结构示意图；

图4是本发明提供的专网数据管理方法的流程示意图；

图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

下面结合图1-图5描述本发明的专网数据管理系统、方法、电子设备和存储介质。

具体地，本发明提供了一种专网数据管理系统，参照图1，图1是本发明提供的专网数据管理系统的结构示意图。

本发明实施例提供的专网数据管理系统，包括：专网运维管理子系统和专网孪生仿真子系统；专网运维管理子系统包括资源管理模块、性能管理模块和告警模块；专网孪生仿真子系统包括孪生体管理模块、孪生体实例管理模块和数字孪生视图模块；

资源管理模块，用于管理用户面功能UPF数据、基站数据以及终端数据；

性能管理模块，用于采集性能数据，并对性能数据进行指标管理和指标分组管理；

告警模块，用于基于告警模板生成告警信息，并发送告警信息；

孪生体管理模块，用于设置不同设备类型的孪生体；

孪生体实例管理模块，用于管理不同设备类型的孪生体实例信息；

数字孪生视图模块，用于显示专网的网络拓扑信息和运行状况信息。

需要说明的是，本发明实施例提供的专网数据管理系统，是一种云网边端融合的5G专网客户自管理系统，形成面向客户的专网端到端可视自运维、孪生仿真、分布式拨测采集和快捷故障诊断等增值服务能力，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续，实现5G专网客户可视、可管和可控。

专网数据管理系统包括专网运维管理子系统和专网孪生仿真子系统，两个子系统之间可进行信息交互。其中，专网运维管理子系统包括资源管理模块、性能管理模块和告警模块，各模块的功能如下：

资源管理模块，用于管理用户面功能UPF数据、基站数据以及终端数据，即具备UPF、基站以及终端资源管理能力，其中，终端管理支持数据的增删改查操作。

性能管理模块，具备性能采集任务管理、性能采集、性能数据查询、指标管理、指标分组管理等能力，基于性能管理模块可以采集性能数据，该性能数据包括各类资源产生告警的指标数据，例如，系统部署时间<30分钟、界面操作响应<1秒、网元操作响应<5秒、每秒处理告警>50条、告警存储≥3个月、性能存储≥3个月以及系统日志存储>7天。

告警模块，具备告警前传通知能力，包括告警前转模板、前转规则设置、前转日志记录等信息，告警模块基于告警模板可生成告警信息，并发送告警信息。

进一步需要说明的是，本发明实施例采用了数字孪生技术对专网数据进行管理，其中，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

专网孪生仿真子系统主要根据资源关联关系呈现拓扑，以及根据实时告警、性能数据反应网络实际运行情况，其中，专网孪生仿真子系统包括孪生体管理模块、孪生体实例管理模块和数字孪生视图模块，各模块的功能如下：

孪生体管理模块，用于设置不同设备类型的孪生体；

孪生体实例管理模块，用于管理不同设备类型的孪生体实例信息，并可设置对应的孪生体；其中，孪生体实例信息包括场景、对象类型、实例ID、实例名称、厂家、孪生体中的至少一种。

数字孪生视图模块，用于实时显示专网的网络拓扑信息和运行状况信息。

在一个实施例中，专网运维管理子系统对专网数据进行处理后，将处理结果数据发送至专网孪生仿真子系统，通过专网孪生仿真子系统对处理结果数据进行显示。例如，专网运维管理子系统将业务评估结果数据发送至专网孪生仿真子系统，专网孪生仿真子系统构建业务评估结果数据的孪生体，并显示该孪生体。

在一个实施例中，专网数据管理系统对采集到的专网数据进行评估汇总，并以3D孪生方式进行展示，通过拖拽方式可移动3D孪生体，使用websocket实时通信。

在专网的运行的过程中，专网数据管理系统会自动统计信息，包括设备告警统计、性能告警统计、资源统计以及终端的网络质量，流量使用量以及时延时间从高到低排名，网络实时速率等信息。

专网数据管理系统支持对拓扑孪生体的移动、缩放等操作，支持拓扑图片导出，具备显示控制功能，可设置是否呈现设备资源属性、性能、告警等信息。网络设备根据最高告警级别实时呈现对应级别的颜色，链路根据时延、断链等情况实时变更颜色进行提示。

专网数据管理系统支持对设备的实时性能及告警信息查看，根据设置的孪生体中的性能数据以及告警设置呈现相应的数据。

专网数据管理系统支持孪生体实例管理能力，可分类型管理不同设备的孪生体实例，孪生实例与孪生视图网元一一对应，孪生实例的数据新增，由孪生视图创建，创建后同时会指定对应的孪生体。

进一步地，专网孪生仿真子系统提供标准场景渲染接口，专网运维管理子系统可以通过实现标准接口对网络拓扑进行渲染，支持渲染网元和连线颜色等操作。

进一步地，参考图2，网络拓扑的渲染过程如下：

(1)在初始化数字孪生拓扑时，Web数字孪生websocket客户端与运维系统websocket服务端建立连接；

(2)建立连接成功后，websocket客户端发起订阅请求，订阅内容包括网元的类型和网元标识；

(3)websocket服务端收到订阅请求后，查询资源最新状态数据；

(4)websocket服务端将资源最新状态数据返回给websocket客户端，websocket客户端对拓扑进行渲染；

(5)资源状态被更新；

(6)websocket服务端将最新的资源状态数据更新到数据库；

(7)websocket服务端将最新的资源状态数据推送给websocket客户端，websocket客户端对拓扑进行更新渲染。

本发明实施例提供的专网数据管理系统，通过专网运维管理子系统和专网孪生仿真子系统对专网数据进行管理，形成面向客户的专网端到端可视自运维、孪生仿真、分布式拨测采集和快捷故障诊断等增值服务能力，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续，实现5G专网客户可视、可管和可控。

基于上述实施例，专网孪生仿真子系统，还包括：模型管理模块、事件管理模块和基础配置模块，各模块的功能如下：

模型管理模块，用于管理不同设备类型的孪生模型，并支持模型导入导出，以及支持上传GLB格式的3D模型，查看模型的缩微图，关联模型分类。GLB模型文件会上传至服务器并保存在模型表models中，其中，file_path中存储着GLB文件路径，GLB是一种通用的三维模型文件格式，前端在解析处理时使用GLB标准规范解析出材质、geometry等信息，上传完毕后自动生成缩略图保存至thumbnail字段中。

事件管理模块，用于管理专网的网络事件，具备专网网络事件管理能力，录入事件；

基础配置模块，用于对数字孪生进行基础配置。

本发明实施例通过模型管理模块管理不同设备类型的孪生模型，事件管理模块管理专网的网络事件，基础配置模块对数字孪生进行基础配置，基于此，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续。

基于上述实施例，专网运维管理子系统，还包括：登录与注册模块、个人控制台模块、系统管理模块、帮助中心模块、业务管理模块和告警期限设置模块，各模块的功能如下：

登录与注册模块，用于注册用户信息以及鉴权登录信息，具备登录鉴权、账号到期提醒、账号锁定等功能；例如，对用户的登录信息进行身份认证后，确定该用户的访问权限，用户只能访问其权限范围内的数据，以及进行其权限范围内的操作。其中，不同的用户具有不同的身份和权限，需要在用户身份真实可信的前提下，提供可信的授权管理服务，保护数据不被非法或越权访问和篡改，从而提高数据的机密性和完整性。

个人控制台模块，用于获取登录时间，在确定登录时间大于设定期限时，退出登录，也即实现超时自动退出登录；此外，个人控制台模块还可以实现人工退出登录以及个人信息管理等功能。

系统管理模块，用于管理用户信息、角色信息、日志信息、系统监控信息、字典信息以及菜单信息，也即，系统管理模块具备用户管理、角色管理、日志管理、系统自监控、字典管理以及菜单管理功能；

帮助中心模块，用于向用户提供各类文档信息，例如，提供在线帮助文档；

业务管理模块，用于管理业务场景信息，以及对业务和设备进行评估管理，也即，业务管理模块具备业务场景管理能力，以及业务评估体系管理及设备评估体系管理能力，同时，支持数据增删改查操作；

告警期限设置模块，用于设置告警期限，具备历史告警存储日期设置功能。

本发明实施例可以对用户登录信息进行鉴权，提高了信息的安全性，可以实现超时自动退出登录，管理系统中的各类信息，对数据进行业务评估等操作，同时可以实现告警期限设置，基于此，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续。

基于上述实施例，专网数据管理系统，还包括：分布式拔测子系统和专网监控分析子系统；

分布式拔测子系统，用于基于数据接口从专网运维管理子系统中获取专网运维管理数据，对专网运维管理数据进行分布式拔测，得到拔测数据，并将拔测数据发送至专网监控分析子系统；其中，分布式拔测子系统包括拔测管理、数据接收、数据存储以及数据分析。

专网监控分析子系统，用于接收分布式拔测子系统发送的拔测数据，对拔测数据以及从专网运维管理子系统中获取的专网运维管理数据，进行监控分析，其中，监控分析包括拓扑网络监控、业务感知分析、设备运行监控、业务流量分析、网络质量分析和业务质量分析。

本发明实施例通过对专网运维管理数据进行分布式拔测，然后对拔测数据以及从专网运维管理子系统中获取专网运维管理数据，进行监控分析，基于此，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续，实现5G专网客户可视、可管和可控。

基于上述实施例，专网运维管理数据包括告警数据、性能数据以及业务评估数据中的至少一种；分布式拔测子系统具体用于：

基于告警数据接口从专网运维管理子系统中获取告警数据；

基于性能数据接口从专网运维管理子系统中获取性能数据；

基于业务评估结果接口从专网运维管理子系统中获取业务评估数据。

需要说明的是，专网数据管理系统通过OMC(Operation&Maintenance Center，操作维护中心)采集UPF、基站的资源、性能数据以及告警数据。本系统采用架构设计和插件技术，具备功能热插拔、部件灵活部署的特性，同时具备灵活的对外接口，实现功能和性能的灵活扩展，更好地提高系统运行维护的效率。

OMC北向接口是OMC系统与专网数据管理系统间的接口，分为上行接口和下行接口。上行接口指从OMC到专网数据管理系统的接口，下行接口指从专网数据管理系统到OMC的接口。

UPF网管接口的功能如下：

资源数据接口：数据量相对较小，周期性单向传送，数据时延要求较低。

性能数据接口：数据量相对较大，周期性单向传送，数据时延要求一般。

告警数据接口：单条信息数据量较小、总体数据量较大，要求数据实时传送。

基站网管接口的功能如下：

基站OMC的资源数据接口，通过基站OMC资源数据接口获取基站资源数据信息。

基站OMC告警数据接口，通过基站OMC告警数据接口获取基站告警数据信息。

基站OMC性能数据接口，通过基站OMC性能数据接口获取基站性能数据信息。

其他私有接口的功能如下：

探针数据接口，专网运维管理子系统通过探针数据接口获取拨测子系统探针探测的数据信息。

告警数据接口，分布式拔测子系统通过告警数据接口从专网运维管理子系统获取所需告警数据信息。

性能数据接口，分布式拔测子系统通过性能数据接口从专网运维管理子系统获取所需性能数据信息。

业务评估结果接口，分布式拔测子系统通过业务评估结果接口从专网运维管理子系统获取业务评估结果数据信息。

本发明实施例采用架构设计和插件技术，具备功能热插拔、部件灵活部署的特性，同时具备灵活的对外接口，实现功能和性能的灵活扩展，更好地提高系统运行维护的效率。

基于上述实施例，参考图3，本发明实施例对专网数据管理系统中每个层进行分析。

专网数据管理系统采用分层系统架构，采用架构分层、功能模块化、组件化的设计理念，构建松耦合、面向开放共享的平台架构，按应用展示层、业务层、能力层、数据层、采集层、系统管理等分层和模块设计。其中，专网数据管理系统各个层的功能如下：

采集层：设有终端软探针、UPF软探针、小站NR软探针以及MEC探针，其中，终端软探针用于采集设备网络基础数据、设备状态数据、性能指标数据、终端资源数据以及网管数据等；UPF软探针用于在N3接口或其他接口码流采集分流；小站NR软探针用于采集信令码流；MEC探针用于采集设备状态日志数据。

数据层：包括告警数据、性能数据、配置数据、流量数据以及资源数据；同时还包括多种数据处理方式，如数据关联与处理、数据加载与清洗以及数据转换与入库等；另外还设有各种模型，如业务质量指标模型、网络质量指标模型、网络健康度模型以及NR/UPF用户话单。

能力层：包括规划仿真、数字孪生专网信息模型、故障规则引擎(如排障、预测以及优化)以及分布式拔测功能。

业务层：包括5G专网李生仿真子系统、5G专网监控分析以及5G专网运维管理，其中，5G专网李生仿真子系统包括网络参数配置、网络数据模拟、网络数据仿真预测、网络孪生模型管理、网络孪生实例管理以及网络孪生拓扑设计；5G专网监控分析包括拓扑网络监控、网络风险预测、设备运行监控、业务流量分析、设备运行控制、业务流量分析、网络质量分析、业务质量分析、告警监控以及业务感知分析；5G专网运维管理包括资源管理、告警管理、性能管理以及业务管理。

系统管理层：包括用户管理、角色管理、菜单管理、字典管理、日志管理以及系统自监控。

应用展示层：包括运营门户和自管理门户，其中，运营门户包括运营首页、专网监控、专网运维管理、规划仿真、数字孪生以及公告管理；自管理门户包括租户大屏、专网监控、公告管理、租户页面、专网运维管理以及帮转中心。

本发明实施例提供一种云网边端融合的5G专网客户自管理系统，形成面向客户的专网端到端可视自运维、孪生仿真、分布式拨测采集和快捷故障诊断等增值服务能力，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续，实现5G专网客户可视、可管和可控。

基于上述实施例，参考图4，本发明实施例提供的专网数据管理方法，包括：

S100，采集专网数据；

S200，对专网数据进行评估处理，得到专网数据的业务评估数据；

S300，构建业务评估数据的孪生体，并显示孪生体。

需要说明的是，本发明实施例的执行主体为专网数据管理系统，其中，专网数据管理系统是一种云网边端融合的5G专网客户自管理系统。

通过OMC采集UPF、基站的资源、性能数据以及告警数据等专网数据，然后通过专网运维管理子系统对专网数据进行评估处理，得到专网数据的业务评估数据，最后通过专网孪生仿真子系统构建业务评估数据的孪生体，并显示孪生体。

本发明实施例提供的专网数据管理方法，通过采集专网数据，然后对专网数据进行评估处理，得到专网数据的业务评估数据，再构建业务评估数据的孪生体，并显示孪生体，基于此，形成面向客户的专网端到端可视自运维、孪生仿真、分布式拨测采集和快捷故障诊断等增值服务能力，降低运维管理成本，保障客户生产业务连续，实现5G专网客户可视、可管和可控。

图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(CommunicationsInterface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行专网数据管理方法，该方法包括：

采集专网数据；

对所述专网数据进行评估处理，得到所述专网数据的业务评估数据；

构建所述业务评估数据的孪生体，并显示所述孪生体。

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的专网数据管理方法，该方法包括：

采集专网数据；

对所述专网数据进行评估处理，得到所述专网数据的业务评估数据；

构建所述业务评估数据的孪生体，并显示所述孪生体。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。