本發(fā)明涉及斷路器數(shù)據(jù)傳輸，具體為基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光纖通信作為一種高速、大容量的數(shù)據(jù)傳輸方式，在高壓斷路器數(shù)據(jù)的安全傳輸中發(fā)揮著重要作用。光纖通信利用光的傳輸速度非?？斓奶攸c(diǎn)，提供了遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率。這使得高壓斷路器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠迅速、準(zhǔn)確地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，為及時(shí)分析、決策提供有力支持。光纖通信支持更大的帶寬，從而可以傳輸更多的數(shù)據(jù)。這對(duì)于高壓斷路器這種需要傳輸大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的設(shè)備來(lái)說(shuō)尤為重要，確保了數(shù)據(jù)的完整性和實(shí)時(shí)性。與傳統(tǒng)的電磁通信相比，光纖通信不會(huì)受到任何電磁干擾。這使得高壓斷路器在復(fù)雜的電磁環(huán)境中仍能保持穩(wěn)定的通信質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的安全傳輸。盡管光纖通信在高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸中具有顯著優(yōu)勢(shì)，但仍存在一些缺陷，傳統(tǒng)的電纜方式在信息傳輸時(shí)可能存在較高的延時(shí)，尤其是在傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)，這種延時(shí)可能更加明顯。這種延時(shí)不僅影響數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，也可能對(duì)智能開(kāi)關(guān)的控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)造成不利影響。電纜傳輸方式可能受到電磁干擾、信號(hào)衰減等因素的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃越档?。在智能化操?dòng)機(jī)構(gòu)中，這種數(shù)據(jù)可靠性問(wèn)題可能導(dǎo)致控制命令的錯(cuò)誤執(zhí)行或狀態(tài)數(shù)據(jù)的誤讀，從而影響智能開(kāi)關(guān)的安全性和可靠性。在現(xiàn)有的技術(shù)中，對(duì)于數(shù)據(jù)異常導(dǎo)致的拒動(dòng)誤動(dòng)問(wèn)題，往往缺乏有效的實(shí)時(shí)比對(duì)和處理機(jī)制。這可能導(dǎo)致智能開(kāi)關(guān)在出現(xiàn)異常時(shí)無(wú)法及時(shí)作出反應(yīng)，增加了安全隱患。

2、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在信息傳輸時(shí)存在較高的延時(shí)，且受到電磁干擾、信號(hào)衰減等因素的影響，影響數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)中存在信息傳輸時(shí)存在較高的延時(shí)，且受到電磁干擾、信號(hào)衰減等因素的影響，影響數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性的技術(shù)問(wèn)題。

3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法，其包括如下步驟，

4、確定目標(biāo)電路，基于目標(biāo)電路獲得設(shè)備結(jié)構(gòu)；根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)高壓斷路器進(jìn)行傳感器組布設(shè)，傳感器組對(duì)高壓斷路器和環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，獲取監(jiān)測(cè)參數(shù)；將監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行冗余編碼，獲取多組數(shù)據(jù)包，對(duì)多組數(shù)據(jù)包進(jìn)行判斷，獲取判斷結(jié)果；基于判斷結(jié)果將正常數(shù)據(jù)包通過(guò)光纖發(fā)送至數(shù)據(jù)分析中心，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)搭建監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；根據(jù)所述監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)建立斷路器補(bǔ)償模塊，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)輸入至斷路器補(bǔ)償模塊，獲取標(biāo)準(zhǔn)斷路器參數(shù)；搭建數(shù)據(jù)分析模型，將標(biāo)準(zhǔn)斷路器參數(shù)輸入數(shù)據(jù)分析模型，獲取實(shí)時(shí)斷路器信息；基于實(shí)時(shí)斷路器信息對(duì)所述目標(biāo)電路進(jìn)行執(zhí)行監(jiān)控調(diào)度。

5、作為本發(fā)明所述的基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述設(shè)備結(jié)構(gòu)包括電路設(shè)備和設(shè)備位置。

6、所述傳感器組包括溫度傳感器、壓力傳感器、密度傳感器、狀態(tài)傳感器、振動(dòng)傳感器、電流傳感器和電壓傳感器。

7、在動(dòng)觸頭和靜觸頭布設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器。

8、在滅弧室布設(shè)溫度傳感器、壓力傳感器和密度傳感器。

9、在操動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)布設(shè)狀態(tài)傳感器、振動(dòng)傳感器和溫度傳感器。

10、在絕緣支撐和外殼布設(shè)溫濕度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器。

11、基于所述傳感器組對(duì)所述高壓斷路器和環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，獲取監(jiān)測(cè)參數(shù)；

12、所述傳感器組與光纖通信連接。

13、作為本發(fā)明所述的基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述對(duì)多組數(shù)據(jù)包進(jìn)行判斷包括冗余編碼校驗(yàn)判斷和信息一致性比對(duì)判斷。

14、所述冗余編碼校驗(yàn)判斷包括，通過(guò)預(yù)定義的crc驗(yàn)證對(duì)接收到的每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)碼驗(yàn)證，表示為crc(di)＝ci，得出校驗(yàn)結(jié)果crcc(di)。

15、所述信息一致性對(duì)比包括，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包di通過(guò)哈希函數(shù)h(·)生成哈希值h(di)，使用哈希對(duì)比對(duì)各數(shù)據(jù)包進(jìn)行驗(yàn)證，表示為h(d1)＝h(d2)＝h(dn)。

16、所述判斷結(jié)果包括正常數(shù)據(jù)包和異常數(shù)據(jù)包，其中，若對(duì)于任一數(shù)據(jù)包di，crc(di)≠ci或j使得h(di)≠h(dj)，則數(shù)據(jù)包為異常數(shù)據(jù)包，若對(duì)于所有數(shù)據(jù)包，crc(di)＝ci，j使得h(di)＝h(dj)，則數(shù)據(jù)包為正常數(shù)據(jù)包。

17、若判斷結(jié)果為異常數(shù)據(jù)包，則將所述異常數(shù)據(jù)包進(jìn)行整合，獲取異常數(shù)據(jù)集。

18、根據(jù)所述異常數(shù)據(jù)集進(jìn)行傳輸優(yōu)化。

19、所述對(duì)多組數(shù)據(jù)包進(jìn)行判斷中利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)減少所述監(jiān)測(cè)參數(shù)的計(jì)算量。

20、將所述數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)拆分為可并行執(zhí)行的子任務(wù)，使用所述子任務(wù)進(jìn)行并行處理。

21、建立索引庫(kù)，將所述監(jiān)測(cè)參數(shù)傳輸至所述索引庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比。

22、作為本發(fā)明所述的基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述將正常數(shù)據(jù)包通過(guò)光纖發(fā)送至數(shù)據(jù)分析中心前對(duì)所述冗余編碼進(jìn)行特征提取，并根據(jù)編碼特征進(jìn)行分類(lèi)，獲取分類(lèi)結(jié)果，所述分類(lèi)結(jié)果包括物理層冗余、數(shù)據(jù)鏈路層冗余和傳輸層冗余。

23、所述根據(jù)所述異常數(shù)據(jù)集進(jìn)行傳輸優(yōu)化包括，對(duì)所述異常數(shù)據(jù)集根據(jù)所述編碼特征進(jìn)行分類(lèi)，并基于所述分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行劃分并優(yōu)化。

24、所述劃分并優(yōu)化包括，當(dāng)異常數(shù)據(jù)集顯示信號(hào)強(qiáng)度減弱至小于限值或收到外部干擾，則選擇物理層冗余，當(dāng)異常數(shù)據(jù)集顯示的數(shù)據(jù)幀中存在位錯(cuò)誤、幀丟失、重復(fù)幀，則選擇數(shù)據(jù)鏈路層冗余，當(dāng)異常數(shù)據(jù)集中存在數(shù)據(jù)包丟失、數(shù)據(jù)包順序錯(cuò)誤或重復(fù)數(shù)據(jù)包時(shí)，選擇傳輸層冗余。

25、當(dāng)選擇物理層冗余時(shí)，切換到備用光纖進(jìn)行通信。

26、當(dāng)選擇數(shù)據(jù)鏈路層冗余時(shí)，通過(guò)校驗(yàn)碼檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤，表示為，

27、

28、其中，ed表示錯(cuò)誤檢測(cè)，ec表示錯(cuò)誤校正，當(dāng)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，重傳機(jī)制會(huì)請(qǐng)求發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)幀，重傳機(jī)制表示為，

29、

30、當(dāng)選擇傳輸層冗余時(shí)，傳輸層協(xié)議通過(guò)序列號(hào)檢測(cè)丟包，并請(qǐng)求重傳丟失的數(shù)據(jù)包，對(duì)數(shù)據(jù)包重排序，丟包檢測(cè)公式表示為，

31、

32、所述重傳請(qǐng)求表示為，

33、

34、所述重排序表示為，

35、

36、其中，pl表示丟包，rr表示重傳請(qǐng)求，co表示數(shù)據(jù)包順序，snm表示存在序列號(hào)丟失，sns表示接收端成功接收到的數(shù)據(jù)包按序列號(hào)正確排序的狀態(tài)。

37、若異常數(shù)據(jù)集經(jīng)數(shù)據(jù)鏈路層冗余或傳輸層冗余后，轉(zhuǎn)化為正常數(shù)據(jù)集，則通過(guò)光纖發(fā)送至數(shù)據(jù)分析中心。

38、作為本發(fā)明所述的基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述發(fā)送至數(shù)據(jù)分析中心包括，設(shè)置第一秘鑰，將所述正常數(shù)據(jù)包作為光信號(hào)加密生成指令密文，表示為，

39、

40、其中，c表示指令密文，k1表示第一密鑰，d表示正常數(shù)據(jù)集。

41、通過(guò)第二密鑰對(duì)所述第一秘鑰進(jìn)行加密生成秘鑰密文，表示為，

42、

43、其中，k2表示第二密鑰。

44、將所述指令密文和所述秘鑰密文通過(guò)光纖發(fā)送至所述數(shù)據(jù)分析中心。

45、在接收端口處設(shè)置解密模塊，基于所述解密模塊對(duì)所述秘鑰密文進(jìn)行解密，獲取所述第一秘鑰。

46、基于所述第一秘鑰對(duì)所述指令密文進(jìn)行解密獲取光信號(hào)。

47、作為本發(fā)明所述的基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述建立斷路器補(bǔ)償模塊包括，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)斷路器補(bǔ)償模塊，所述斷路器補(bǔ)償模塊的輸入數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)，輸出數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)斷路器參數(shù)。

48、基于所述監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行隨機(jī)抽樣，建立樣本數(shù)據(jù)集。

49、根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)集對(duì)所述基礎(chǔ)斷路器補(bǔ)償模塊進(jìn)行監(jiān)督訓(xùn)練，獲取基礎(chǔ)斷路器補(bǔ)償模塊。

50、作為本發(fā)明所述的基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述建立斷路器補(bǔ)償模塊還包括根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行劃分，獲取多組子樣本數(shù)據(jù)集。

51、從所述多組子樣本數(shù)據(jù)集中提取第一子樣本數(shù)據(jù)集對(duì)所述基礎(chǔ)斷路器補(bǔ)償模塊進(jìn)行訓(xùn)練。

52、當(dāng)所述基礎(chǔ)斷路器補(bǔ)償模塊收斂時(shí)，根據(jù)所述多組子樣本數(shù)據(jù)集中除所述第一子樣本數(shù)據(jù)集的剩余數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗(yàn)證，獲取第一斷路器補(bǔ)償模塊。

53、遍歷所述多組子樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行所述基礎(chǔ)斷路器補(bǔ)償模塊的訓(xùn)練驗(yàn)證，獲取多組斷路器補(bǔ)償模塊。

54、基于所述多組斷路器補(bǔ)償模塊獲取對(duì)應(yīng)模型精度，對(duì)所述模型精度序列化，確定最大值。

55、根據(jù)所述最大值對(duì)應(yīng)的所述多組斷路器補(bǔ)償模塊，獲取斷路器補(bǔ)償模塊。

56、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)，其能通過(guò)高效的數(shù)據(jù)加密、冗余處理和實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)據(jù)傳輸安全性低、監(jiān)控響應(yīng)慢和維護(hù)效率低下的問(wèn)題。

57、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊以及斷路器補(bǔ)償模塊。

58、所述數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)從傳感器中采集監(jiān)測(cè)參數(shù)。

59、所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)參數(shù)的冗余編碼，并判斷多組數(shù)據(jù)包的狀態(tài)。

60、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊使用光纖通信技術(shù)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

61、所述斷路器補(bǔ)償模塊使用來(lái)自監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，提供標(biāo)準(zhǔn)斷路器參數(shù)用于優(yōu)化操作和維護(hù)。

62、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的步驟。

63、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述基于光纖通信的高壓斷路器數(shù)據(jù)安全傳輸方法的步驟。

64、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明能夠顯著提高高壓斷路器的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控效率，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的絕對(duì)安全和準(zhǔn)確性。通過(guò)先進(jìn)的光纖通信技術(shù)和綜合的冗余處理策略，本系統(tǒng)極大地減少了數(shù)據(jù)丟失和錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，快速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和響應(yīng)能力優(yōu)化了設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控和故障預(yù)防。此外，本發(fā)明還通過(guò)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)分析和智能故障診斷，提高了運(yùn)維效率，降低了維護(hù)成本，從而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。這些有益效果不僅提升了設(shè)備管理的科技含量，還確保了電力傳輸?shù)母咝c安全，對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的管理和維護(hù)具有深遠(yuǎn)的影響。