一种基于物联网的智能监控运维管理系统

技术领域

本发明涉及智能监控运维管理技术领域，具体为一种基于物联网的智能监控运维管理系统。

背景技术

智慧配电监控运维系统是一种通过互联网、物联网、云计算等多种技术于传统的电力运维相结合的监控平台，可以有效实现电力设备的智能化运维；现有技术中该平台可以通过手机APP也可实时调度运维人员，能够快速锁定故障并及时处理，提高监管的工作效率，通过组态工具自由设计数据库、画面、报表，包括地理图、接线图、曲线、棒图、饼图、表格、仪表和动画等多种可视化方式；但在智慧配电监控运维过程中存在繁多的告警事件，且会存在一些告警事件为误告警的情况，这就给调度运维的工作人员带来的额外的工作量，如何有效的对这种误告警的情况进行分析以提高告警精确率是当前系统需要优化的问题；同时不同告警类型间的关联性难以确定，如何以监测数据为基础对不同告警事件进行关联告警以提高告警效率也是智慧配电监控运维系统需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能监控运维管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的智能监控运维管理系统，包括展现层模块、服务存储层模块、传输层模块和感知层模块；

展现层模块用于以系统前端配电网络构架为基础向用户输出与配电相关的数据；

服务存储层模块用于建立以应用服务器、WEB服务器和数据库服务器为基础的服务存储层；应用服务器与数据库服务器相互连接传输，应用服务器传输信号到WEB服务器中，数据库服务器传输信号到WEB服务器中；

传输层模块用于基于网关将不同网络的软件和硬件进行连接；

感知层模块用于基于配电监控设备对与配电相关的数据进行感知读取；配电监控设备包括智能电表、计算表计、无线计量模块、摄像头、互感器、微机保护、I/O模块和温湿度传感器；

感知层模块与传输层模块相连接，传输层模块与服务存储层模块相连接，服务存储层模块与展现层模块相连接，且展现层模块中展现架构不唯一时，服务存储层模块可与不同展现架构分别连接。

进一步的，展现层模块包括告警事件提取单元和告警异常分析单元；

告警事件提取单元用于对展现层模块中记录的告警事件进行提取，告警事件包括告警类型、告警时间和告警信息，告警信息是指告警事件对应的故障节点；

告警事件提取单元将提取出的告警事件传输给告警异常分析单元；

告警异常分析单元对告警事件以告警类型为根节点、告警时间和告警信息为子节点构建告警类型包，且告警时间和告警信息互为朋友节点；

告警异常分析单元用于对告警类型包进行以相同告警类型为单元的集合划分，相同告警类型包归为同一单元集合并输出为告警单元集合；判断告警单元集合中是否存在无效告警包，无效告警包是指告警单元集合中的告警类型包经过人工核对和验证后记录为误判告警事件的数据包；

当存在无效告警包，无效告警包数量不唯一且所属同一告警单元集合，则告警异常分析单元输出第一识别信号；

当存在无效告警包，无效告警包数量不唯一且所属不同告警单元集合，则告警异常分析单元输出第二识别信号。

分析告警单元集合是因为在监测系统中会记录不同的告警事件，且不同告警事件对应产生告警信号的执行规则不尽相同，所以将初始数据进行以告警类型为区分点进行划分有利于对数据的整合分析。

进一步的，服务存储层模块包括信号识别单元和特征分析单元；

信号识别单元用于对告警异常分析单元输出的识别信号进行识别，识别成功后传输至特征分析单元；

特征分析单元用于对第一识别信号对应的告警单元集合进行数据提取，并将告警单元集合中的告警类型包以告警时间的先后顺序进行排序，计算平均告警时间间隔T，T＝(1/n-1)∑(t

标记无效告警包的顺序位置，提取无效告警包的特征集合，特征集合是指感知层模块获取的图像数据和配电相关的数据，配电相关的数据包括开关状态、电压电流值、温度值和变压器参数值。

进一步的，特征分析单元包括相似度分析单元、特征归属值计算单元、比较条件分析单元和目标特征输出单元；

相似度分析单元获取第j个无效告警包的第k个属性特征U

计算任意两个无效告警包之间包含全部特征的平均相似度S

R＝Q

计算特征归属值R；计算特征归属值是为了分析无效告警包之间的属性特征是否存在特征规律；设置特征归属值阈值R

比较条件分析单元设定当R≥R

且S

且无效告警包对应的告警事件任一相邻非无效告警事件对应的事件间隔大于等于平均告警时间间隔T时；则目标特征输出单元输出无效告警包之间特征相似度大于等于相似度阈值的属性特征为无效目标特征；

否则，比较条件分析单元判定上述存在任一不满足情况时，返回传输信号展现层模块继续监测。

进一步的，服务存储层模块还包括事件分析单元；

事件分析单元用于在信号识别单元识别到第二识别信号时启动分析单元；

事件分析单元提取无效告警包在第p个告警单元集合的出现频次X

Z

计算无效告警包在第p个告警单元集合对应的突发指数Z

分析突发指数是要判断无效告警包在系统监测过程中存在告警类型的偶然性，如果无效告警包对应告警类型差异较大且存在频次较低，则可推断该无效告警包对应的告警事件偶然性较大；

设置突发指数阈值Z

当Z

当Z

进一步的，服务存储层模块还包括告警要求更新单元；

提取无效目标特征对应所属的无效告警包，并输出无效告警包记录于展示层模块的第一临界值，数据临界值是指无效告警包中记录数据的最小值；

提取无效告警包所属告警单元集合中的告警类型包对应记录数据的最小值为第二临界值；

若第一临界值小于第二临界值，则输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第二临界值；

若第一临界值大于第二临界值，则输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第一临界值；

若第一临界值等于第二临界值，则实时比较无效目标特征，当实时存在无效目标特征时，输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第一临界值，反之输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第二临界值。

在分析无效目标特征后输出新的告警要求是为了提高告警的精确度，当第一临界值小于第二临界值，说明实际并不需要告警的事件对应的数据包含在系统初始设定的告警要求内，所以要缩小告警数据相应的区间，使得告警更加精确，因为在日常应用监测中，告警要求如告警数值区间一般设定的较大，但当存在足够的数据基础上可以适当的缩小告警区间以提高告警精确率，避免存在误告警的情况产生。

进一步的，智能监控运维管理系统还包括多源预警分析模块；

多源预警分析模块用于对监控运维管理系统记录的不同告警事件进行关联分析，确定不同告警事件之间的关联性；

多源预警分析模块进行关联分析包括提取不同告警类型包中集合目标特征，集合目标特征包括无效目标特征和常规目标特征，常规目标特征是指告警单元集合中除去无效告警包的告警类型包对应的属性特征；

以告警类型包中的集合目标特征绘制第f种告警类型包对应的雷达图，标记第f种告警类型包对应雷达图的图像区间V

输出重叠面积C中大于等于重叠面积阈值对应的两种告警类型包互为存在关联性的关联告警包。

进一步的，多源预警分析模块包括实时预警分析单元；

实时预警分析单元用于监测智能监控运维管理系统在实时记录告警事件时，传输信号提取告警事件的告警类型；

当告警类型不存在于关联告警包中时，继续监测；

当告警类型存在于关联告警包中时，传输关联告警包中另一告警类型包实时预警信号。分析告警类型包之间的关联性可以为实时监测系统做出预警预判，提高了系统的分析效率，使得系统对配电监测数据的关联性分析更加便捷，提高了整体监测的安全性、范围广和多源化。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本申请通过对配电监控系统中记录存在的告警事件进行分析，以告警类型差别作为出发点对不同告警事件进行划分提取无效告警事件，并以告警事件发生的唯一性确定无效告警事件的告警特征，且在无效告警事件不唯一时进行二次确认，提高告警事件分析的精确度和有效性；本申请针对输出的无效告警特征进行实时监测的告警要求更新，提高了告警精确度，使得告警事件的准确告警率增加，避免了调度人员的额外工作的产生，同时本申请分析告警类型包之间的关联性是为实时监测系统做出预警预判，提高了系统的分析效率，使得系统对配电监测数据的关联性分析更加便捷，提高了整体监测的安全性、范围广和多源化。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于物联网的智能监控运维管理系统的架构示意图；

图2是本发明一种基于物联网的智能监控运维管理系统的模块单元示意图；

图3是本发明一种基于物联网的智能监控运维管理系统的雷达图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-图3，本发明提供技术方案：一种基于物联网的智能监控运维管理系统，包括展现层模块、服务存储层模块、传输层模块和感知层模块；

展现层模块用于以系统前端配电网络构架为基础向用户输出与配电相关的数据；

服务存储层模块用于建立以应用服务器、WEB服务器和数据库服务器为基础的服务存储层；应用服务器与数据库服务器相互连接传输，应用服务器传输信号到WEB服务器中，数据库服务器传输信号到WEB服务器中；

传输层模块用于基于网关将不同网络的软件和硬件进行连接；

感知层模块用于基于配电监控设备对与配电相关的数据进行感知读取；配电监控设备包括智能电表、计算表计、无线计量模块、摄像头、互感器、微机保护、I/O模块和温湿度传感器；

感知层模块与传输层模块相连接，传输层模块与服务存储层模块相连接，服务存储层模块与展现层模块相连接，且展现层模块中展现架构不唯一时，服务存储层模块可与不同展现架构分别连接。实际应用中展现层的展现架构就是承托数据的载体如计算机端、手机端和平板端。

展现层模块包括告警事件提取单元和告警异常分析单元；

告警事件提取单元用于对展现层模块中记录的告警事件进行提取，告警事件包括告警类型、告警时间和告警信息，告警信息是指告警事件对应的故障节点；

告警事件提取单元将提取出的告警事件传输给告警异常分析单元；

告警异常分析单元对告警事件以告警类型为根节点、告警时间和告警信息为子节点构建告警类型包，且告警时间和告警信息互为朋友节点；

告警异常分析单元用于对告警类型包进行以相同告警类型为单元的集合划分，相同告警类型包归为同一单元集合并输出为告警单元集合；判断告警单元集合中是否存在无效告警包，无效告警包是指告警单元集合中的告警类型包经过人工核对和验证后记录为误判告警事件的数据包；

当存在无效告警包，无效告警包数量不唯一且所属同一告警单元集合，则告警异常分析单元输出第一识别信号；

当存在无效告警包，无效告警包数量不唯一且所属不同告警单元集合，则告警异常分析单元输出第二识别信号。

分析告警单元集合是因为在监测系统中会记录不同的告警事件，且不同告警事件对应产生告警信号的执行规则不尽相同，所以将初始数据进行以告警类型为区分点进行划分有利于对数据的整合分析。

第一识别信号是用来分析无效告警包在同一告警单元集合中的情况，说明在该告警事件中存在一定的特征规律使得在系统监测设定的原定预警规则上精确率降低，所以要进一步缩小报警范围，从而提高精确率；第二识别信号是用来确定在不同告警单元集合中的意义，只需判断是偶然还是必然，如果存在规律那么可以像第一识别信号一样进行对单个单元集合的数据进行分析得到特征。

服务存储层模块包括信号识别单元和特征分析单元；

信号识别单元用于对告警异常分析单元输出的识别信号进行识别，识别成功后传输至特征分析单元；

特征分析单元用于对第一识别信号对应的告警单元集合进行数据提取，并将告警单元集合中的告警类型包以告警时间的先后顺序进行排序，计算平均告警时间间隔T，T＝(1/n-1)∑(t

标记无效告警包的顺序位置，提取无效告警包的特征集合，特征集合是指感知层模块获取的图像数据和配电相关的数据，配电相关的数据包括开关状态、电压电流值、温度值和变压器参数值。

特征分析单元包括相似度分析单元、特征归属值计算单元、比较条件分析单元和目标特征输出单元；

相似度分析单元获取第j个无效告警包的第k个属性特征U

计算任意两个无效告警包之间包含全部特征的平均相似度S

R＝Q

计算特征归属值R；计算特征归属值是为了分析无效告警包之间的属性特征是否存在特征规律；设置特征归属值阈值R

比较条件分析单元设定当R≥R

且S

且无效告警包对应的告警事件任一相邻非无效告警事件对应的事件间隔大于等于平均告警时间间隔T时；则目标特征输出单元输出无效告警包之间特征相似度大于等于相似度阈值的属性特征为无效目标特征；

否则，比较条件分析单元判定上述存在任一不满足情况时，返回传输信号展现层模块继续监测。此时说明无效告警包对应的告警事件并不存在规律特征，极大可能为偶然突发事件，不具备以同类型差异特征对告警要求进行重新限定的条件，则仍保持原有告警要求进行告警。

服务存储层模块还包括事件分析单元；

事件分析单元用于在信号识别单元识别到第二识别信号时启动分析单元；

事件分析单元提取无效告警包在第p个告警单元集合的出现频次X

Z

计算无效告警包在第p个告警单元集合对应的突发指数Z

分析突发指数是要判断无效告警包在系统监测过程中存在告警类型的偶然性，如果无效告警包对应告警类型差异较大且存在频次较低，则可推断该无效告警包对应的告警事件偶然性较大；

设置突发指数阈值Z

当Z

当Z

服务存储层模块还包括告警要求更新单元；

提取无效目标特征对应所属的无效告警包，并输出无效告警包记录于展示层模块的第一临界值，数据临界值是指无效告警包中记录数据的最小值；

提取无效告警包所属告警单元集合中的告警类型包对应记录数据的最小值为第二临界值；

若第一临界值小于第二临界值，则输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第二临界值；

若第一临界值大于第二临界值，则输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第一临界值；

若第一临界值等于第二临界值，则实时比较无效目标特征，当实时存在无效目标特征时，输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第一临界值，反之输出无效目标特征对应告警单元集合的告警要求为第二临界值。

在分析无效目标特征后输出新的告警要求是为了提高告警的精确度，当第一临界值小于第二临界值，说明实际并不需要告警的事件对应的数据包含在系统初始设定的告警要求内，所以要缩小告警数据相应的区间，使得告警更加精确，因为在日常应用监测中，告警要求如告警数值区间一般设定的较大，但当存在足够的数据基础上可以适当的缩小告警区间以提高告警精确率，避免存在误告警的情况产生。

智能监控运维管理系统还包括多源预警分析模块；

多源预警分析模块用于对监控运维管理系统记录的不同告警事件进行关联分析，确定不同告警事件之间的关联性；

多源预警分析模块进行关联分析包括提取不同告警类型包中集合目标特征，集合目标特征包括无效目标特征和常规目标特征，常规目标特征是指告警单元集合中除去无效告警包的告警类型包对应的属性特征；

以告警类型包中的集合目标特征绘制第f种告警类型包对应的雷达图，标记第f种告警类型包对应雷达图的图像区间V

输出重叠面积C中大于等于重叠面积阈值对应的两种告警类型包互为存在关联性的关联告警包。

多源预警分析模块包括实时预警分析单元；

实时预警分析单元用于监测智能监控运维管理系统在实时记录告警事件时，传输信号提取告警事件的告警类型；

当告警类型不存在于关联告警包中时，继续监测；

当告警类型存在于关联告警包中时，传输关联告警包中另一告警类型包实时预警信号。分析告警类型包之间的关联性可以为实时监测系统做出预警预判，提高了系统的分析效率，使得系统对配电监测数据的关联性分析更加便捷，提高了整体监测的安全性、范围广和多源化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。