專利名稱：用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于工業(yè)自動化技術領域，特別是提供了一種用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)。在不同的信息系統(tǒng)對于報警的應用需求可能是不同的，報警信息的類型、格式、范圍和粒度都有所不同，如果在不同的工業(yè)信息系統(tǒng)之間傳遞報警信息，需要提供一種系統(tǒng)對報警信息進行合適的處理和轉(zhuǎn)換后，在報警信息的傳遞環(huán)節(jié)，需要根據(jù)實際的網(wǎng)絡結構和安全規(guī)范采用合適的信息推送技術來達到目標。
背景技術：
在工業(yè)領域中需要處理大量的報警信息，這些信息用于操作管理人員對系統(tǒng)狀態(tài)進行識別、分析并及時采取相應措施來避免生產(chǎn)事故發(fā)生。但是值得注意的是在不同的工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部，報警信息的數(shù)據(jù)格式、尺度、類型、作用范圍都有很多限制，其他系統(tǒng)很難直接使用這些報警信息，需要對報警信息進行處理和轉(zhuǎn)換，才能被另外一個系統(tǒng)所識別。而且在很多工業(yè)系統(tǒng)中，處于安全性、穩(wěn)定性的考慮，工業(yè)網(wǎng)絡之間一般都部署了防火墻或者網(wǎng)絡·隔離設備，在兩個不同的工業(yè)信息系統(tǒng)需要信息的共享和傳遞的時候，一般需要在開放硬件訪問的前提下，使用特定的網(wǎng)絡通訊協(xié)議來實現(xiàn)信息的交互，報警信息也是一樣。這樣，在兩個不同的工業(yè)信息系統(tǒng)之間傳遞信息的時候就遇到了難題。在兩個工業(yè)系統(tǒng)之間需要傳遞報警信息的時候，一般需要在兩個工業(yè)信息化系統(tǒng)之間單獨開發(fā)接口程序，在開發(fā)接口程序需要知道對方設計關鍵數(shù)據(jù)的業(yè)務細節(jié)，這種系統(tǒng)設計缺乏復用性，可維護性差，一旦某一方的業(yè)務系統(tǒng)發(fā)生變更或者數(shù)據(jù)庫發(fā)生更改，需要對報警信息傳遞的模塊進行更改。一種比較好的做法是使用一個專門的系統(tǒng)作為代理來完成兩個信息系統(tǒng)之間消息的傳遞過程，該代理系統(tǒng)和兩個工業(yè)系統(tǒng)之間對報警信息的輸入、轉(zhuǎn)換、傳遞功能都需要實現(xiàn)了一套標準的接口，增加軟件復用，提高系統(tǒng)報警數(shù)據(jù)傳遞的及時性和可靠性。信息推送技術信息推送技術就是通過一定的技術標準或者協(xié)議，有目的、按時將用戶感興趣的信息主動發(fā)送到用戶的計算機中。常見的計算機信息系統(tǒng)間推送數(shù)據(jù)的方式包括網(wǎng)絡消息、WEB頁面和腳本、電子郵件、數(shù)據(jù)文件等。由于網(wǎng)絡和系統(tǒng)安全的限制，某些信息推送技術可能不能適用或者需要修改，需要提供對網(wǎng)絡和通訊協(xié)議包的檢測功能，根據(jù)網(wǎng)絡通訊狀況和通訊協(xié)議支持情況判斷需要采取何種通訊手段實現(xiàn)信息的推送功能。在工業(yè)過程平臺一般采用標簽來標識數(shù)據(jù)的流動信息標簽為一個帶名字的值，一般表示一個過程數(shù)據(jù)變量，它的值可以是模擬量、數(shù)字量，為一個實時數(shù)據(jù)或者一個一個帶時間戳的歷史數(shù)據(jù)值。在本系統(tǒng)主要通過標簽變量傳遞各種原始數(shù)據(jù)信息和報警信息。工業(yè)報警常使用報警限和報警區(qū)間來描述報警點的配置信息。報警限包括高報限和高高報限，低報和低低報限四個報警限。當報警點的取值超過了高報限的時候，系統(tǒng)進入了一個預報警的狀態(tài)，當取值超過了高高報限的時候，系統(tǒng)進入了正式報警狀態(tài)；同樣，當報警點的取值低于了低報限的時候，系統(tǒng)進入了一個預報警的狀態(tài)，當取值低于低低報限的時候，系統(tǒng)也是進入了正式報警狀態(tài)；數(shù)據(jù)在在低報限和高報限之間時認為系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。數(shù)據(jù)在低低報限和低報限之間、高報限和高高報限之間系統(tǒng)處于預報警狀態(tài)，稱為黃區(qū)；數(shù)據(jù)在低低報限以下、高高報限以上為正式報警狀態(tài)，稱為紅區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，它可以在兩個不同的工業(yè)信息系統(tǒng)之間充當一個中介的角色，可以從第一個工業(yè)信息系統(tǒng)獲得原始的報警數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過一系列的加工、處理，采用信息推送技術將報警信息傳遞給第二個工業(yè)信息系統(tǒng)。本發(fā)明的前提條件是兩個不同的工業(yè)信息系統(tǒng)不能直接共享報警信息，有兩個系統(tǒng)報警數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式、類型、范圍、尺度不相同等原因以及兩個系統(tǒng)之間不存在相互接口或者接口不兼容等因素，兩方的報警信息很難直接被對方系統(tǒng)加以利用。本發(fā)明提出的系統(tǒng)以一種獨立于兩個不同工業(yè)信息系統(tǒng)的第三方系統(tǒng)模塊存在，能夠從第一個信息系統(tǒng)獲 取報警信息數(shù)據(jù)，在對報警信息經(jīng)過一系列的處理和轉(zhuǎn)換之后，根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)和第二個工業(yè)信息系統(tǒng)對報警信息的使用需求，采取合適的信息推送方式將該報警信息傳遞給它。第二個工業(yè)信息系統(tǒng)可以針對報警信息進行處理，通知工廠的調(diào)度系統(tǒng)采取必要的處理措施，及時發(fā)現(xiàn)和處理隱患，確保工業(yè)生產(chǎn)過程平穩(wěn)可靠地運行。如圖1，本發(fā)明為由位于兩個工業(yè)信息系統(tǒng)之間的一組用于對報警信息轉(zhuǎn)換、處理和傳遞的功能模塊組成，包括配置管理模塊、報警輸入模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、報警處理模塊、報警輸出模塊、網(wǎng)絡監(jiān)測模塊和信息推送模塊。兩個工業(yè)信息系統(tǒng)，一個為本系統(tǒng)提供原始的報警信息，為第一工業(yè)信息系統(tǒng)I ;另外一個接收經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理的報警信息，為第二工業(yè)信息系統(tǒng)2，這兩個系統(tǒng)為外部系統(tǒng)，本身不屬于本專利的范疇。報警處理模塊是本系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)融合模塊與報警處理模塊連接，報警輸入模塊則和數(shù)據(jù)融合模塊連接，來自第一工業(yè)信息系統(tǒng)I的原始報警信息首先傳遞給報警輸入模塊，再經(jīng)數(shù)據(jù)融合模塊處理后輸入報警處理模塊；報警處理模塊和配置管理模塊連接，從配置管理模塊讀取配置信息，處理后的報警信息輸出至報警輸出模塊；報警輸出模塊和報警處理模塊、網(wǎng)絡檢測模塊連接，網(wǎng)絡監(jiān)測模塊負責提供網(wǎng)絡狀態(tài)信息和信息推送建議，報警信息從報警輸出模塊流出，輸入至第二工業(yè)信息系統(tǒng)2。其中，報警輸入、報警處理、配置管理、報警輸出模塊安裝在一個專門的報警處理設備上，通過以太網(wǎng)電纜接入工業(yè)以太網(wǎng)；網(wǎng)絡監(jiān)測模塊安裝在一臺專門的網(wǎng)絡監(jiān)視設備上，負責監(jiān)聽以太網(wǎng)絡和防火墻的通訊狀態(tài)。工業(yè)信息系統(tǒng)I和工業(yè)信息系統(tǒng)2都部署在專門的網(wǎng)絡服務器上，第一工業(yè)信息系統(tǒng)I通過以太網(wǎng)電纜直接連接到本地以太網(wǎng)絡中，而第二工業(yè)信息系統(tǒng)2則通過防火墻設備連接到本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡中。報警處理設備、網(wǎng)絡監(jiān)視設備以及兩個工業(yè)信息系統(tǒng)都通過TCP/IP協(xié)議之上的網(wǎng)絡消息進行通訊，傳遞各種報警配置和數(shù)據(jù)項，共同完成報警數(shù)據(jù)的采集、融合、處理和推送一系列的工作。配置管理模塊主要管理報警信息處理相關的配置信息，包括(I)來自工業(yè)信息系統(tǒng)的報警標簽配置信息。工業(yè)信息系統(tǒng)I使用標簽來表示一個用于產(chǎn)生報警的數(shù)據(jù)量。配置信息包括數(shù)據(jù)類型，模擬量還是數(shù)字量，量程，報警限和報警區(qū)間的設置信息、報警級別信息；(2)報警處理規(guī)則。包括如何數(shù)據(jù)映射和報警約束的處理規(guī)則。數(shù)據(jù)映射信息描述原始數(shù)據(jù)標簽(來自第一工業(yè)信息系統(tǒng)I)和目標數(shù)據(jù)標簽(來自第二工業(yè)信息系統(tǒng)2的數(shù)據(jù)映射關系，包括數(shù)據(jù)變換比率、偏移，是否自動取絕對值、報警限的變換關系；報警約束規(guī)定了報警的必要觸發(fā)條件。本系統(tǒng)規(guī)定使用報警的忽略時間和保持時間作為報警有效性判斷的依據(jù)，無論是在預報警還是在正式報警狀態(tài)，報警狀態(tài)的持續(xù)時間少于忽略時間則被忽略，超過忽略時間則認為有效；在報警持續(xù)過程中，如果短報警恢復正常狀態(tài)，如果這個狀態(tài)的保持超過保持時間則認為系統(tǒng)恢復正常狀態(tài)，報警狀態(tài)正式結束。無論系統(tǒng)進入報警狀態(tài)還是離開報警狀態(tài)，只要系統(tǒng)報警狀態(tài)發(fā)生變化就需將報警信息推送給目標信息系統(tǒng)第二工業(yè)信息系統(tǒng)2。(3)目標報警推送規(guī)則。定義了本系統(tǒng)推送報警信息的條件、時間、頻率等觸發(fā)條件。對于觸發(fā)條件，一種是只要目標標簽的報警狀態(tài)發(fā)生變化，就會觸發(fā)目標標簽的報警狀態(tài)的變化，一種是將報警信息緩存起來，當系統(tǒng)到達指定時刻或者兩次發(fā)送報警信息的頻率超過一定期限后集中將報警信息傳遞給工業(yè)信息系統(tǒng)2 ;可以設置具體的時間和觸發(fā)頻率，設置尺度以目標方能及時處理為宜。數(shù)據(jù)輸入模塊負責采集來自工業(yè)信息系統(tǒng)I的數(shù)據(jù)，主要是來自工業(yè)傳感器、 PLC、智能儀表等硬件的數(shù)據(jù)。同一個報警點信息可能來源于多個傳感器。對于數(shù)據(jù)的獲取方式，主要通過訂閱獲得。本系統(tǒng)首先向工業(yè)信息系統(tǒng)提交一個列表信息，包含了所有感興趣的傳感器對象，規(guī)定當傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)生變化的時候就將數(shù)據(jù)發(fā)送給本系統(tǒng)。數(shù)據(jù)融合模塊用于對輸入本系統(tǒng)的報警點數(shù)據(jù)執(zhí)行必要的數(shù)據(jù)融合操作。在工業(yè)信息系統(tǒng)對同一個數(shù)據(jù)點往往包含了多個傳感器的信息，為了更加客觀地表達第一工業(yè)信息系統(tǒng)I的數(shù)據(jù)狀況，需要執(zhí)行一個數(shù)據(jù)融合操作。數(shù)據(jù)融合的方法是根據(jù)數(shù)據(jù)的特征(是離散還是連續(xù))、數(shù)據(jù)采樣頻率、變化范圍等信息進行統(tǒng)一處理，提取特征矢量，根據(jù)傳感器點的準確性、距離目標遠近等特征設置不同的權值，采用加權平均法計算融合后的數(shù)據(jù)結果，組織為一個數(shù)據(jù)隊列，然后輸入報警處理模塊。報警處理模塊負責處理輸入本系統(tǒng)的報警數(shù)據(jù)信息。在本系統(tǒng)啟動的時候報警解析器需要讀取配置管理信息中的配置項進行初始化。在報警信息來臨的時候，報警處理器需要根據(jù)報警標簽配置(來自第一工業(yè)信息系統(tǒng)I)中的數(shù)據(jù)映射對輸入的數(shù)據(jù)進行計算，得到當前報警點的即時狀態(tài)值，然后根據(jù)報警的約束條件和前次報警的上下文環(huán)境來對報警的有效性進行確認。在處理目標報警信息的時候，使用一個〈約束標簽，約束時間，約束狀態(tài) > 元組信息來描述傳遞到目標報警信息的有效性約束。約束標簽描述了參與報警觸發(fā)的目標標簽列表；約束時間描述確定報警有效性的時間約束。決定報警的有效性的時間值包括忽略時間和保持時間兩個量，忽略時間指的是一個報警需要持續(xù)的最小時間，只有報警的持續(xù)時間大于忽略時間才認為是一個有效的報警；保持時間的含義是報警從報警狀態(tài)恢復到正常的狀態(tài)之后保持狀態(tài)的最小時間，如果在此期間又恢復到報警狀態(tài)，則認為報警還沒有結束，則報警狀態(tài)會繼續(xù)持續(xù)。報警狀態(tài)信息指的是當前報警狀態(tài)是高報警還是低報警，是預報警還是正式報警，不同的報警狀態(tài)決定在目標系統(tǒng)中報警的處理方式。在標簽滿足相應的約束條件的前提下，目標報警信息的狀態(tài)就是推算、可確定的；反過來，系統(tǒng)根據(jù)約束標簽、約束狀態(tài)的統(tǒng)計規(guī)律，可以推算約束時間-忽略時間和保持時間的閥值。結合實際的工況和用戶對報警狀態(tài)的經(jīng)驗判斷，我們可以智能調(diào)整報警限、忽略時間和持續(xù)時間等參數(shù)的設定來彌合報警輸出和用戶對報警正確狀態(tài)預期的鴻溝，不斷改進系統(tǒng)，減少錯報、漏報現(xiàn)象的發(fā)生。當報警被確認為有效之后，報警點的報警值和數(shù)據(jù)取值信息將根據(jù)原始標簽和目標標簽的映射關系對報警信息進行轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換后，如果報警點的狀態(tài)發(fā)生了變化，比如原來有效地報警在目標系統(tǒng)被判斷稱為一個正常的狀態(tài)，系統(tǒng)默認對該報警執(zhí)行拋棄操作并輸出日志信息。用戶可以動態(tài)修改配置信息，報警處理模塊可以動態(tài)讀取到變化的配置信息并在報警處理上反映更改。在系統(tǒng)發(fā)生崩潰的情況下，報警處理器可以將報警標簽最新的狀態(tài)和取值信息保存起來，在系統(tǒng)重新恢復后讀取，恢復報警狀態(tài)處理的上下文，保證報警處理的正確性。報警輸出模塊。報警輸出模塊保證報警信息能夠正確地到達目標系統(tǒng)一第二工業(yè)信息系統(tǒng)2。在本模塊根據(jù)目標報警推送規(guī)則推送數(shù)據(jù)。從推送策略來說，采用綜合主動/被動方式和時間策略。主動方式指的是推送操作是由本系統(tǒng)發(fā)起的方式。在主動方式下主要有兩種方式，一種是周期性推送的方式，系統(tǒng)將目標標簽的狀態(tài)進行累積到計算機內(nèi)存中，按照一定·周期發(fā)送數(shù)據(jù)包到目標信息系統(tǒng)；一種方式是本系統(tǒng)不定時向目標信息發(fā)送查詢發(fā)送狀態(tài)的消息，解析返回的數(shù)據(jù)包，如果第二工業(yè)信息系統(tǒng)2的狀態(tài)為準備好狀態(tài)時就主動向目標系統(tǒng)發(fā)送報警數(shù)據(jù)。主動方式下推送時間也可以根據(jù)用戶需求進行調(diào)整，在生產(chǎn)時間內(nèi)可能系統(tǒng)負荷較重，報警信息多，推送報警的頻率比較高；在停產(chǎn)或者下班時間報警信息量少的時候減少推送報警的頻率。如果第二工業(yè)信息系統(tǒng)2向本系統(tǒng)發(fā)起，則為被動方式。被動方式也分為主動式請求和訂閱方式兩種。主動式請求指的是第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)向本系統(tǒng)主動查詢最新報警的信息，要求本系統(tǒng)提供查詢報警信息的接口 ；訂閱方式是第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)提供感興趣的目標標簽信息給本系統(tǒng)，本系統(tǒng)和第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)產(chǎn)生一個報警訂閱關系，在新的目標報警產(chǎn)生時就通過這個訂閱關系，報警信息可以從當前系統(tǒng)通過網(wǎng)絡傳送到目標系統(tǒng)。在被動方式下考慮到本系統(tǒng)對網(wǎng)絡的壓力情況，設置一個報警推送的最小時間閥值，相鄰兩次報警信息發(fā)送的推送的時間間隔必須大于或者等于這個時間閥值。網(wǎng)絡檢測模塊。網(wǎng)絡檢測模塊負責監(jiān)測原始系統(tǒng)(第一工業(yè)信息系統(tǒng)I )、本系統(tǒng)、第二工業(yè)信息系統(tǒng)2之間的網(wǎng)絡通訊狀況，根據(jù)報警實時性要求、網(wǎng)關和防火墻特征為目標報警觸發(fā)器提供當前網(wǎng)絡情況以及最佳的推送方法和推送策略建議，提供參考。在實際的工業(yè)現(xiàn)場有多種不同的工業(yè)信息系統(tǒng)，為了安全和防病毒的需要，兩個工業(yè)系統(tǒng)可能部署在不同的網(wǎng)絡之中，雙方之間不能建立直接有效的通訊。從建立推送的過程來看，有多種可能的方式來實現(xiàn)。為了從源系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的方便，本系統(tǒng)一般部署在工業(yè)信息系統(tǒng)I同一個網(wǎng)段，而目標系統(tǒng)的部署則可以隨意部署，下面我們根據(jù)實際的網(wǎng)絡拓撲情況來討論。如果兩個工業(yè)信息系統(tǒng)在同一個局域網(wǎng)，不受防火墻限制，則本系統(tǒng)肯定與兩個工業(yè)信息系統(tǒng)部署在同一網(wǎng)絡，則當前系統(tǒng)采用上面提到的任何一種方式實現(xiàn)報警信息推送的過程。從時效性來說，郵件和文件傳輸、WEB發(fā)布等方式是比較慢的方式，適用于對時間限制要求不高的報警信息的推送；遠程過程調(diào)用、應用系統(tǒng)API是實時性比較高的推送方法，在處理緊急報警的時候優(yōu)先采用。如果目標系統(tǒng)和原始系統(tǒng)不在一個局域網(wǎng)中，雙方需要跨越防火墻進行通訊，就需要采取特別的策略。如果雙方之間的防火墻可以允許一個方向的數(shù)據(jù)包通過，那就可以直接實現(xiàn)報警信息推送。分兩種情況，一種是工業(yè)信息系統(tǒng)I發(fā)送的數(shù)據(jù)包可以直接到達工業(yè)信息系統(tǒng)2，則推送策略采用主動式的方法；反之，如果工業(yè)信息系統(tǒng)2可以訪問工業(yè)信息系統(tǒng)1，則采用被動式的方法。如果雙方的防火墻不允許本系統(tǒng)和目標系統(tǒng)建立直接的通訊過程，則將報警標簽進行分類，如果對時間要求不高的標簽，可以考慮采用公用的郵件服務器、WEB服務器、文件服務器作為報警信息的中轉(zhuǎn)；如果報警標簽的實時性和傳輸要求比較高，那就需要在公共網(wǎng)絡上架設專門的通訊服務器，本系統(tǒng)和目標系統(tǒng)都去連接該通訊服務器，通訊服務器作為中轉(zhuǎn)服務器實現(xiàn)報警信息的轉(zhuǎn)發(fā)。通過采用不同的推送方式執(zhí)行并行推送，可以減少了本系統(tǒng)的消息擁塞，提高工作效率。如圖2為本系統(tǒng)的各模塊的網(wǎng)絡消息交互圖。報警輸入模塊負責從輸入源一工業(yè)信息系統(tǒng)I獲得原始的報警點的數(shù)據(jù)信息，先向工業(yè)信息系統(tǒng)I發(fā)送一個訂閱消息，包含要處理的傳感器列表，工業(yè)信息系統(tǒng)I向報警輸入模塊返回所有查詢到的傳感器數(shù)據(jù)。報警輸入模塊將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)融合模塊，數(shù)據(jù)融合模塊對所有接收到的傳感器數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)融合操作，將匯總后的報警信息組織為標簽數(shù)據(jù)格式，發(fā)送給報警處理模塊。配置管理模塊從配置數(shù)據(jù)庫中讀取配置信息，發(fā)送給報警處理模塊。報警處理模塊在接收到標簽報警信息之后，結合配置信息中的映射規(guī)則、約束規(guī)則對標簽報警信息進行處理，將目標·報警信息發(fā)送給報警輸出模塊。報警輸出模塊從網(wǎng)絡監(jiān)測模塊接收網(wǎng)絡狀態(tài)消息和推送策略建議，采用合適的推送策略將報警信息傳遞到目標方一工業(yè)信息系統(tǒng)2。本發(fā)明的優(yōu)點和創(chuàng)新點本專利提出了一種為了在兩個不同工業(yè)應用系統(tǒng)之間傳遞報警信息的而設計的系統(tǒng)和以及實現(xiàn)方法。在當前系統(tǒng)中包括報警輸入模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、配置管理模塊、報警處理模塊、報警輸出模塊、網(wǎng)絡監(jiān)測模塊等完成報警的處理和推送操作，在當前系統(tǒng)中與報警信息傳遞有關的數(shù)據(jù)項包括原始報警標簽配置信息、報警處理規(guī)則、目標報警推送規(guī)
則等信息。在處理目標報警信息的時候，使用一個〈約束標簽，約束時間，約束狀態(tài) > 三維關系來描述傳遞到目標報警信息的有效性約束。約束標簽描述了參與報警觸發(fā)的目標標簽列表；約束時間描述有效報警和實效報警的時間約束。決定報警的有效性的時間值包括忽略時間和保持時間兩個量，忽略時間指的是一個報警需要持續(xù)的最小時間，只有報警的持續(xù)時間大于忽略時間才認為是一個有效的報警；保持時間的含義是報警從報警狀態(tài)恢復到正常的狀態(tài)之后保持狀態(tài)的最小時間，如果在此期間又恢復到報警狀態(tài)，則認為報警還沒有結束，則報警狀態(tài)會繼續(xù)持續(xù)。在標簽滿足相應的約束條件的前提下，目標報警信息的狀態(tài)就是推算、可確定的；反過來，系統(tǒng)根據(jù)約束標簽、約束狀態(tài)的統(tǒng)計規(guī)律，可以判斷約束時間_忽略時間和保持時間的閥值。結合實際的工況和用戶對報警狀態(tài)的經(jīng)驗判斷，我們可以智能調(diào)整報警限、忽略時間和持續(xù)時間等參數(shù)的設定來彌合報警輸出和用戶對報警正確狀態(tài)預期的鴻溝，不斷改進系統(tǒng)，減少錯報、漏報現(xiàn)象的發(fā)生。在報警信息的推送策略上，提出一種結合網(wǎng)絡動態(tài)監(jiān)測進行報警信息推送方法，根據(jù)網(wǎng)絡狀況選擇主動和被動式、按照周期推送和不定周期推送以及訂閱/轉(zhuǎn)發(fā)模式、根據(jù)標簽對時間約束的不同對于不同的標簽選擇不同的推送策略。


圖I為本發(fā)明的報警信息處理與推送系統(tǒng)模塊圖。圖2為本發(fā)明的消息交互圖。圖3為本系統(tǒng)的網(wǎng)絡部署圖。
具體實施例方式如圖3描述了一種常見的本系統(tǒng)的網(wǎng)絡部署示意圖。第一工業(yè)信息系統(tǒng)I位于一個受防火墻保護的以太網(wǎng)中，本系統(tǒng)和第一工業(yè)信息系統(tǒng)I部署在同一個網(wǎng)絡中，兩者通過自定義的網(wǎng)絡消息通訊，具體通訊的消息格式可以由用戶自己定義。目標工業(yè)信息系統(tǒng)被阻擋在防火墻之外，可以位于一個公共網(wǎng)絡，也可能位于另外一個私有網(wǎng)絡中。由于報 警系統(tǒng)和第一工業(yè)信息系統(tǒng)I在同一個網(wǎng)段，報警系統(tǒng)和第一工業(yè)信息系統(tǒng)I之間的通訊不受限制，報警系統(tǒng)和原始系統(tǒng)建立工業(yè)實時數(shù)據(jù)的訂閱關系，訂閱需要推送到目標系統(tǒng)的報警信息對應的源系統(tǒng)中存在的標簽名，那最新的實時的生產(chǎn)業(yè)務數(shù)據(jù)將會不斷輸入本系統(tǒng)并得到處理，得到輸入目標工業(yè)系統(tǒng)的報警消息隊列。一般的網(wǎng)絡防火墻一般不限制墻內(nèi)的機器向外部發(fā)送數(shù)據(jù)包，所以我們的推送方式采用主動式的，采用標準的TCP/IP和HTTP協(xié)議與目標方信息系統(tǒng)進行通訊，一旦有新的報警信息產(chǎn)生，那該報警信息將會被輸入目標系統(tǒng)。網(wǎng)絡監(jiān)測模塊可以部署在局域網(wǎng)內(nèi)的另外一臺機器上，監(jiān)控第一工業(yè)信息系統(tǒng)I和第二工業(yè)信息系統(tǒng)2之間的網(wǎng)絡的通訊情況，為報警信息推送模塊提供網(wǎng)絡狀態(tài)情況和推送方式的建議，幫助推送模塊選擇更好的消息推送方案，提高本系統(tǒng)工作的效率。
權利要求
1.一種用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，其特征在于， 由位于兩個工業(yè)信息系統(tǒng)之間的一組用于對報警信息轉(zhuǎn)換、處理和傳遞的功能模塊組成，包括配置管理模塊、報警輸入模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、報警處理模塊、報警輸出模塊、網(wǎng)絡監(jiān)測模塊和信息推送模塊；兩個工業(yè)信息系統(tǒng)，一個為本系統(tǒng)提供原始的報警信息，為第一工業(yè)信息系統(tǒng)(I);另外一個接收經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理的報警信息，為第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)，這兩個系統(tǒng)為外部系統(tǒng)， 數(shù)據(jù)融合模塊與報警處理模塊連接，報警輸入模塊則和數(shù)據(jù)融合模塊連接，來自第一工業(yè)信息系統(tǒng)(I)的原始報警信息首先傳遞給報警輸入模塊，再經(jīng)數(shù)據(jù)融合模塊處理后輸入報警處理模塊；報警處理模塊和配置管理模塊連接，從配置管理模塊讀取配置信息，處理后的報警信息輸出至報警輸出模塊；報警輸出模塊和報警處理模塊、網(wǎng)絡檢測模塊連接，網(wǎng)絡監(jiān)測模塊負責提供網(wǎng)絡狀態(tài)信息和信息推送建議，報警信息從報警輸出模塊流出，輸入至第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)； 報警輸入、報警處理、配置管理、報警輸出模塊安裝在一個報警處理設備上，通過以太網(wǎng)電纜接入工業(yè)以太網(wǎng)；網(wǎng)絡監(jiān)測模塊安裝在一臺網(wǎng)絡監(jiān)視設備上，負責監(jiān)聽以太網(wǎng)絡和防火墻的通訊狀態(tài)；第一工業(yè)信息系統(tǒng)(I)和第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)都部署在網(wǎng)絡服務器上，工業(yè)信息系統(tǒng)(I)通過以太網(wǎng)電纜直接連接到本地以太網(wǎng)絡中，而工業(yè)信息系統(tǒng)(2)則通過防火墻設備連接到本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡中；報警處理設備、網(wǎng)絡監(jiān)視設備以及兩個工業(yè)信息系統(tǒng)都通過TCP/IP協(xié)議之上的網(wǎng)絡消息進行通訊，傳遞各種報警配置和數(shù)據(jù)項，共同完成報警數(shù)據(jù)的采集、融合、處理和傳遞工作。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，其特征在于，所述的配置管理模塊管理報警信息處理相關的配置信息，包括 來自工業(yè)信息系統(tǒng)的報警標簽配置信息，第一工業(yè)信息系統(tǒng)(I)使用標簽來表不一個用于產(chǎn)生報警的數(shù)據(jù)量，配置信息包括數(shù)據(jù)類型，模擬量還是數(shù)字量，量程，報警限和報警區(qū)間的設置信息、報警級別信息； 報警處理規(guī)則包括如何數(shù)據(jù)映射和報警約束的處理規(guī)則；數(shù)據(jù)映射信息描述原始數(shù)據(jù)標簽，來自第一工業(yè)信息系統(tǒng)(I)和目標數(shù)據(jù)標簽，來自第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)的數(shù)據(jù)映射關系，包括數(shù)據(jù)變換比率、偏移，是否自動取絕對值、報警限的變換關系；報警約束規(guī)定了報警的必要觸發(fā)條件；本系統(tǒng)規(guī)定使用報警的忽略時間和保持時間作為報警有效性判斷的依據(jù)，無論是在預報警還是在正式報警狀態(tài)，報警狀態(tài)的持續(xù)時間少于忽略時間則被忽略，超過忽略時間則認為有效；在報警持續(xù)過程中，如果短報警恢復正常狀態(tài)，如果這個狀態(tài)的保持超過保持時間則認為系統(tǒng)恢復正常狀態(tài)，報警狀態(tài)正式結束。無論系統(tǒng)進入報警狀態(tài)還是離開報警狀態(tài)，只要系統(tǒng)報警狀態(tài)發(fā)生變化就需將報警信息推送給目標信息系統(tǒng)第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)； (3)目標報警推送規(guī)則定義了本系統(tǒng)推送報警信息的條件、時間、頻率等觸發(fā)條件；對于觸發(fā)條件，一種是只要目標標簽的報警狀態(tài)發(fā)生變化，就會觸發(fā)目標標簽的報警狀態(tài)的變化，一種是將報警信息緩存起來，當系統(tǒng)到達指定時刻或者兩次發(fā)送報警信息的頻率超過一定期限后集中將報警信息傳遞給第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2);設置具體的時間和觸發(fā)頻率，設置尺度以目標方能及時處理為宜。
3.根據(jù)權利要求I所述的用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)融合模塊用于對輸入本系統(tǒng)的報警點數(shù)據(jù)執(zhí)行必要的數(shù)據(jù)融合操作；在工業(yè)信息系統(tǒng)對同一個數(shù)據(jù)點往往包含了多個傳感器的信息，數(shù)據(jù)融合的方法是根據(jù)數(shù)據(jù)的特征是離散還是連續(xù)、數(shù)據(jù)采樣頻率、變化范圍信息進行統(tǒng)一處理，提取特征矢量，根據(jù)傳感器點的準確性、距離目標遠近特征設置不同的權值，采用加權平均法計算融合后的數(shù)據(jù)結果，組織為一個數(shù)據(jù)隊列，然后輸入報警處理模塊。
4.根據(jù)權利要求I所述的用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，其特征在于，所述的報警處理模塊負責處理輸入本系統(tǒng)的報警數(shù)據(jù)信息。在本系統(tǒng)啟動的時候報警解析器需要讀取配置管理信息中的配置項進行初始化；在報警信息來臨的時候，報警處理器需要根據(jù)報警標簽配置來自第一工業(yè)信息系統(tǒng)(I)中的數(shù)據(jù)映射對輸入的數(shù)據(jù)進行計算，得到當前報警點的即時狀態(tài)值，然后根據(jù)報警的約束條件和前次報警的上下文環(huán)境來對報警的有效性進行確認；在處理目標報警信息的時候，使用一個〈約束標簽，約束時間，約束狀態(tài) > 元組信息來描述傳遞到目標報警信息的有效性約束；約束標簽描述了參與報警觸發(fā)的目標標簽列表；約束時間限定了報警狀態(tài)變化需要考慮的時間約束忽略時間和保 持時間；約束狀態(tài)描述當前報警狀態(tài)約束需求，是高限報警還是低限報警，是預報警還是正式報警，該狀態(tài)約束影響第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)對報警的處理方式。
當報警被確認為有效之后，報警點的報警值和數(shù)據(jù)取值信息將根據(jù)原始標簽和目標標簽的映射關系對報警信息進行轉(zhuǎn)換；用戶動態(tài)修改配置信息，報警處理模塊動態(tài)讀取到變化的配置信息并在報警處理上反映更改；在系統(tǒng)發(fā)生崩潰的情況下，報警處理器將報警標簽最新的狀態(tài)和取值信息保存起來，在系統(tǒng)重新恢復后讀取，恢復報警狀態(tài)處理的上下文，保證報警處理的正確性。
5.根據(jù)權利要求I所述的用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，其特征在于，所述的報警輸出模塊保證報警信息能夠正確地到達第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2);根據(jù)目標報警推送規(guī)則推送數(shù)據(jù)；從推送策略來說，采用綜合主動/被動方式和時間策略。
主動方式指的是推送操作是由本系統(tǒng)發(fā)起的方式。在主動方式下有兩種方式，一種是周期性推送的方式，系統(tǒng)將目標標簽的狀態(tài)進行累積到計算機內(nèi)存中，按照一定周期發(fā)送數(shù)據(jù)包到目標信息系統(tǒng)；一種方式是本系統(tǒng)不定時向目標信息發(fā)送查詢發(fā)送狀態(tài)的消息，解析返回的數(shù)據(jù)包，當?shù)诙I(yè)信息系統(tǒng)(2)的狀態(tài)為準備好狀態(tài)時就主動向目標系統(tǒng)發(fā)送報警數(shù)據(jù)；主動方式下推送時間根據(jù)用戶需求進行調(diào)整。
當?shù)诙I(yè)信息系統(tǒng)(2)向本系統(tǒng)發(fā)起，則為被動方式；被動方式也分為主動式請求和訂閱方式兩種；主動式請求指的是第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)向本系統(tǒng)主動查詢最新報警的信息，要求本系統(tǒng)提供查詢報警信息的接口 ；訂閱方式是第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)提供感興趣的目標標簽信息給本系統(tǒng)，本系統(tǒng)和第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)產(chǎn)生一個報警訂閱關系，在新的目標報警產(chǎn)生時就通過這個訂閱關系，報警信息從當前系統(tǒng)通過網(wǎng)絡傳送到第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2);在被動方式下考慮到本系統(tǒng)對網(wǎng)絡的壓力情況，設置一個報警推送的最小時間閥值，相鄰兩次報警信息發(fā)送的推送的時間間隔必須大于或者等于這個時間閥值。
6.根據(jù)權利要求I所述的用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，其特征在于，所述的網(wǎng)絡檢測模塊負責監(jiān)測第一工業(yè)信息系統(tǒng)(I)、本系統(tǒng)、第二工業(yè)信息系統(tǒng)(2)之間的網(wǎng)絡通訊狀況，根據(jù)報警實時性要求、網(wǎng)關和防火墻特征為目標報警觸發(fā)器提供當前網(wǎng)絡情況以及最佳的推送方法和推送策略建議。
全文摘要
一種用于在工業(yè)信息系統(tǒng)間處理和推送報警信息的系統(tǒng)，屬于工業(yè)自動化技術領域。它可以在兩個不同的工業(yè)信息系統(tǒng)之間充當一個中介的角色，位于兩個工業(yè)信息系統(tǒng)之間的一組用于對報警信息轉(zhuǎn)換、處理和傳遞的功能模塊組成，包括配置管理模塊、報警輸入模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、報警處理模塊、報警輸出模塊、網(wǎng)絡監(jiān)測模塊和信息推送模塊。可以從第一個工業(yè)信息系統(tǒng)獲得原始的報警數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過一系列的加工、處理，采用信息推送技術將報警信息傳遞給第二個工業(yè)信息系統(tǒng)。
文檔編號H04L29/06GK102970278SQ20121040266
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權日2012年10月19日
發(fā)明者李勇, 趙博, 賈天云, 盛剛, 梁青艷, 徐化巖, 于立業(yè), 孫彥廣 申請人:冶金自動化研究設計院