一種基于離散化編址技術(shù)的iec104安全遙控方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，該方法包括以下步驟：基于IEC104通信規(guī)約現(xiàn)有的遙控遙調(diào)機制，將遙控遙調(diào)量的信息對象地址的編制方式，由現(xiàn)有的連續(xù)編址方式，改變?yōu)殡x散化的編址方式；設(shè)計特定的映射關(guān)系，能夠?qū)⑺羞b控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號映射為一個信息對象地址，且互不重復；廠站核查與認證遙控遙調(diào)命令所指定的信息對象地址，對主站的誤遙控意圖實施攔截。本發(fā)明解決了IEC104遠動通信中因廠站無法識別信息對象地址錯位而引發(fā)的誤遙控問題，保證了遙控遙調(diào)過程的安全可靠性，從而提高了電網(wǎng)運行的安全性。
【專利說明】—種基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及遠動設(shè)備及系統(tǒng)的傳輸規(guī)約【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]在電力調(diào)度自動化主站系統(tǒng)至廠站遠動通信服務器之間，目前基本采用DL/T634.5104通信規(guī)約，即《遠動設(shè)備及系統(tǒng)第5-104部分:傳輸規(guī)約米用標準傳輸協(xié)議集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問》。該標準等同采用IEC60870-5-104國際標準，經(jīng)常被簡稱為IEC10LIEC104通信規(guī)約一般被用于實現(xiàn)遙信遙測等廠站過程量信息的上傳以及遙控遙調(diào)等主站控制命令的下發(fā)。
[0004]隨著電網(wǎng)規(guī)模的快速發(fā)展，遙控遙調(diào)作為調(diào)度自動化系統(tǒng)對電網(wǎng)的調(diào)度運行實施控制和調(diào)節(jié)的核心技術(shù)支撐手段，顯得日益重要，并期待獲得更加普遍的應用。然而，遙控遙調(diào)過程的安全可靠性，尤其是遙控過程的安全可靠性，目前還是不盡人意的。其主要表現(xiàn)在于，在調(diào)度員發(fā)出遙控指令之后，廠站最終實際動作的一次設(shè)備并不是調(diào)度員所期望遙控的那個。無論基于何種原因，錯位了的遙控過程都將直接影響電網(wǎng)運行的安全性，甚至導致嚴重后果的發(fā)生。因此，提高并確保遙控遙調(diào)過程的安全可靠性，具有重要意義。
[0005]IEC104通信規(guī)約使用信息對象地址來指定一個遙控、遙調(diào)和設(shè)定的目標設(shè)備對象。無論是調(diào)度自動化主站系統(tǒng)(即IEC104通信的控制站)，還是廠站遠動通信服務器(SPIEC104通信的被控站)，通信雙方均有一份信息表，以完成在信息對象地址和一次設(shè)備的有關(guān)過程量或者控制量之間的相互轉(zhuǎn)換。在正常情況下，這兩份信息表應該是一致的，如某個信息對象地址在主站的信息表中對應設(shè)備A，在廠站的信息表中也對應設(shè)備A。
[0006]然而，實際運行經(jīng)驗表明，多種原因時常導致信息表出現(xiàn)不一致的情形。仍以上述信息對象地址為例，其在主站的信息表中仍然對應設(shè)備A，在廠站的信息表中可能已經(jīng)被調(diào)整為對應設(shè)備B。此時，主站如果對設(shè)備A實施遙控，廠站根據(jù)所給的信息對象地址，最終卻只會對設(shè)備B實施控制，從而出現(xiàn)遙控過程的錯位。這就是在IEC104遠動通信中，因信息對象地址錯位而弓丨發(fā)的誤遙控問題。
[0007]因信息對象地址錯位而引發(fā)誤遙控問題的本質(zhì)在于，對主站和廠站雙方而言，IEC104通信的遙控遙調(diào)過程缺乏認證信息，主站和廠站雙方均無法及時識別因信息對象地址錯位而引發(fā)誤遙控，更無法及時終止誤遙控，或者對誤遙控實施攔截。
[0008]IEC104通信規(guī)約使用3字節(jié)長度的信息對象地址來指定一個遙信、遙測、遙控或遙調(diào)量，而遙信、遙測、遙控、遙調(diào)等數(shù)據(jù)類型各自使用相對連續(xù)的信息對象地址區(qū)域，也就是采用連續(xù)編址方法。也就是說，對所有的信息對象，按數(shù)據(jù)類型分片編址，相同數(shù)據(jù)類型的信息對象占據(jù)連續(xù)的地址區(qū)域。比如，在信息對象地址從0x000021、0x004001、0x006601、0x006001,0x006101和0x006201開始的連續(xù)區(qū)域，分別存放所有的遙信量、遙測量、步位置量、遙控量、分接頭調(diào)節(jié)量和設(shè)定值控制量。一般而言，使用連續(xù)的編址方法，有利于提高遙信遙測量通信過程的總體效率，對于遙控遙調(diào)量來說則沒有太大的實際意義。
[0009]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，該方法基于IEC104通信規(guī)約現(xiàn)有的遙控遙調(diào)機制，將遙控遙調(diào)量，將遙控遙調(diào)量的信息對象地址的編制方式，由現(xiàn)有的連續(xù)編址方式，改變?yōu)殡x散化的編址方式，通過設(shè)計特定的映射關(guān)系，能夠?qū)⑺羞b控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號映射為一個信息對象地址，且互不重復，廠站(即被控站-下同)核查與認證遙控遙調(diào)命令所指定的信息對象地址，從而使得廠站能夠及時發(fā)現(xiàn)主站(即控制站-下同)的誤遙控意圖，并對其實施攔截。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，包括以下步驟:
(1)對IEC104通信規(guī)約中各遙控遙調(diào)量的信息對象地址進行離散化編址；
(2)確定各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號與信息對象地址之間的映射關(guān)系，將所有遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號映射為互不重復的信息對象地址；主站與廠站使用相互一致的映射關(guān)系；
(3)準備遙控遙調(diào)量的信息表，所述遙控遙調(diào)量的信息表包括各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號；
作為主站的準備工作，針對遙控遙調(diào)量的信息表，事先為各遙控遙調(diào)量計算并確定將為其使用的互不重復的信息對象地址；
作為廠站的準備工作，針對遙控遙調(diào)量的信息表，事先為各遙控遙調(diào)量計算所有可能被使用的互不重復的信息對象地址；
(4)主站將遙控遙調(diào)ASDU發(fā)送到廠站，所述遙控遙調(diào)ASDU使用信息表中為其選定的信息對象地址；
(5)廠站對接收到的遙控遙調(diào)ASDU的信息對象地址進行核查與認證處理，并向主站發(fā)送相應的確認；
(6)主站對廠站返回的確認進行檢查，判斷是肯定確認還是否定確認，若是否定確認，則視為已經(jīng)發(fā)生了遙控遙調(diào)命令的錯位，啟動相應的后續(xù)處理。
[0012]所述的基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，所述步驟(2)具體包括以下步驟:
(21)確定用于遙控遙調(diào)量的信息對象地址的區(qū)域范圍；
(22)設(shè)計多個子映射關(guān)系，將遙控遙調(diào)量的信息對象地址的區(qū)域范圍相應地劃分為多個連續(xù)的子空間；
(23)為各子映射關(guān)系靜態(tài)指定使用某個子空間；
(24)按照各子映射關(guān)系對各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號進行計算和轉(zhuǎn)換，得到所述調(diào)度編號在各個子空間所對應的信息對象地址。
[0013]所述的基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，所述步驟(5)具體包括以下步驟:
(51)廠站檢查由ASDU中的信息對象地址所指定的遙控遙調(diào)量是否存在，是否對應某個一次設(shè)備，并復查該遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備的調(diào)度編號與ASDU中的信息對象地址是否具有約定的映射關(guān)系；
(52)廠站若發(fā)現(xiàn)ASDU中的信息對象地址與某個一次設(shè)備不對應，或者該一次設(shè)備的調(diào)度編號與ASDU中的信息對象地址不具有約定的映射關(guān)系，則視為認證失敗，認定為發(fā)生了遙控遙調(diào)命令的錯位；
(53)廠站對于認證失敗的遙控遙調(diào)命令，中止當前的遙控遙調(diào)選擇過程或者遙控遙調(diào)執(zhí)行過程，并向主站發(fā)回相應的否定確認。
[0014]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供了一種基于離散化編址技術(shù)的IEC 104安全遙控方法，首先，基于IEC104通信規(guī)約現(xiàn)有的遙控遙調(diào)機制，將遙控遙調(diào)量的信息對象地址的編制方式，由現(xiàn)有的連續(xù)編址方式，改變?yōu)殡x散化的編址方式；其次，設(shè)計特定的映射關(guān)系，能夠?qū)⑺羞b控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號映射為一個信息對象地址，且互不重復；最后，廠站核查與認證遙控遙調(diào)命令所指定的信息對象地址，從而使得廠站能夠及時發(fā)現(xiàn)主站的誤遙控意圖，并對其實施攔截。本發(fā)明解決了 IEC 104遠動通信中因廠站無法識別信息對象地址錯位而引發(fā)的誤遙控問題，保證了遙控遙調(diào)過程的安全可靠性，從而提高了電網(wǎng)運行的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的方法流程圖；
圖2是子映射關(guān)系設(shè)計示意圖；
圖3是主站遙控遙調(diào)量的調(diào)度編號與信息對象地址映射示意圖；
圖4是廠站遙控遙調(diào)量的調(diào)度編號與信息對象地址映射示意圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步說明本發(fā)明。
[0018]如圖1所示，一種基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，包括以下步驟: S1、改變IEC104通信中遙控遙調(diào)量的信息對象地址的編制方式，由現(xiàn)有的連續(xù)編址方
式，改變?yōu)殡x散化的編址方式。
[0019]S2、確定由遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號向信息對象地址映射的方法。具體涉及以下幾個要點:
S21、確定用于遙控遙調(diào)量的信息對象地址區(qū)域范圍。原則上，除了遙信、遙測等所有其它量所使用的，其它部分都是可以用于遙控遙調(diào)量的。調(diào)研IEC104現(xiàn)有的信息對象編址方法，均未發(fā)現(xiàn)有超出使用0X00000(T0X0FFFFF這片低地址范圍的。為此，將0X10000(T0XEFFFFF確定為用于遙控遙調(diào)量的信息對象地址區(qū)域范圍。
[0020]S22、設(shè)計特定的映射關(guān)系，以將所有遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號映射為一個信息對象地址，且互不重復。
[0021]S23、主站和廠站使用相互一致的映射關(guān)系。
[0022]S24、理論上，由于調(diào)度編號空間大于信息對象地址空間范圍，所以，所有的映射關(guān)系均可能產(chǎn)生重復的信息對象地址。為便于確保前述互不重復要求，采用如下步驟:S241、設(shè)計多個子映射關(guān)系，同時，將遙控遙調(diào)量的信息對象地址區(qū)域范圍相應地劃分為多個連續(xù)的子空間，并為各子映射關(guān)系靜態(tài)指定使用某個子空間。將信息對象地址的最高階4個比特位，規(guī)定為子映射關(guān)系類型；信息對象地址的余下28個比特位則使用該子映射關(guān)系，通過對遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號進行相應的計算和轉(zhuǎn)換后得到。
[0023]S242、保留子映射關(guān)系類型0X0為繼續(xù)使用常規(guī)的連續(xù)編址方法，其所對應的OXOOOOOO^OXOFFFFF范圍內(nèi)的信息對象地址區(qū)域，正好可以兼容現(xiàn)有的連續(xù)編址方法，繼續(xù)供遙信遙測等過程量使用。
[0024]S243、其它子映射關(guān)系類型，均對應一種離散化的編址方法，供遙控遙調(diào)等控制量使用。
[0025]S244、此時，對各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號，僅需確保有一個或者以上的子映射關(guān)系，其映射所得的對應子空間中的某個信息對象地址，在該子空間中其是與眾不同的。
[0026]S245、一種不意的子映射關(guān)系設(shè)計如圖2所不。
[0027]S246、以上映射方法一旦確定，宜保持長期不變，并盡可能列入有關(guān)標準，擴大應用范圍。
[0028]S3、準備遙控遙調(diào)量的信息表。具體包括如下幾個步驟:
S31、新上廠站之際，在主站和廠站之間離線交換的遙控遙調(diào)量的信息表，應包含各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號，但不應包含各自將要為之使用的信息對象地址。
`[0029]S32、作為主站的準備工作，針對遙控遙調(diào)量的信息表，必須事先為各遙控遙調(diào)量計算并確定將為其使用的信息對象地址，需確保其是唯一的、與眾不同的。如圖3所示，其中:斜體字符部分表示了出現(xiàn)重復、不可使用；加粗字符表示了被選定使用；最后兩行表示了現(xiàn)有的這幾個子映射關(guān)系均無法確保不會重復，需增加新的子映射關(guān)系類型，以進一步確?；ゲ恢貜?；另外，目前實際的調(diào)度編號一般不會超過5位。
[0030]S33、作為廠站的準備工作，針對遙控遙調(diào)量的信息表，必須事先為各遙控遙調(diào)量計算所有可能被使用的信息對象地址，并刪除所有的重復項，如圖4所示。
[0031]S34、一旦遙信遙調(diào)量的信息表發(fā)生改變，則需要重新進行前述三個步驟。
[0032]S4、使用離散化信息對象地址的IEC104遙控遙調(diào)通信過程，所使用的ASDU類型標識、ASDU格式、遙控遙調(diào)命令傳輸過程等細節(jié)，均與現(xiàn)有標準保持完全一致，但必須注重增加實現(xiàn)以下幾個步驟:
S41、主站為各遙控遙調(diào)量所外發(fā)的遙控遙調(diào)ASDU，均使用信息表中已為其選定的信息對象地址,如圖3中的加粗字符部分。
[0033]S42、廠站對每一個所接收到的遙控遙調(diào)ASDU，無論是在選擇階段，還是在執(zhí)行階段，均必須對其信息對象地址進行額外的核查與認證，具體地，至少包括以下子步驟:
S421、檢查由ASDU中的信息對象地址所指定的遙控遙調(diào)量是否存在，是否對應哪個一次設(shè)備，匹配查找過程分兩步進行，第一步先按信息對象地址的最高階4位確定子映射關(guān)系類型，第二步則是在該子映射關(guān)系類型下面的那一列進行全面匹配與查找。
[0034]S422、復查該遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備的調(diào)度編號與ASDU中的信息對象地址，是否具有約定的子映射關(guān)系，其類型同樣可以由信息對象地址的最高階4位確定。
[0035]S423、其它常規(guī)檢查。
[0036]S43、廠站一旦發(fā)現(xiàn)ASDU中的信息對象地址并不對應哪個一次設(shè)備，或者該一次設(shè)備的調(diào)度編號與ASDU中的信息對象地址不具有約定的映射關(guān)系，即視作認證失敗，認定為發(fā)生了遙控遙調(diào)命令的錯位。
[0037]S44、廠站對于認證失敗的遙控遙調(diào)命令,應中止當前的遙控遙調(diào)選擇或者遙控遙調(diào)執(zhí)行過程，盡快向主站發(fā)回相應的否定確認，并設(shè)置其原因碼為“<47>:=未知的信息對象地址”。
[0038]S45、無論是在選擇階段，還是在執(zhí)行階段，主站必須始終檢查廠站所返回的確認，檢查到底是肯定的、還是否定的。對于否定確認，應視作遙控遙調(diào)過程的失敗，并對原因碼為“<47>:=未知的信息對象地址”的遙控遙調(diào)對象引起足夠的重視，將其視作已經(jīng)發(fā)生了遙控遙調(diào)的錯位，并及時啟動相應的后續(xù)處理，比如:警告有關(guān)運行值班人員、日志記錄等。
[0039]以上所述實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)對IEC104通信規(guī)約中各遙控遙調(diào)量的信息對象地址進行離散化編址； (2)確定各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號與信息對象地址之間的映射關(guān)系，將所有遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號映射為互不重復的信息對象地址；主站與廠站使用相互一致的映射關(guān)系； (3)準備遙控遙調(diào)量的信息表，所述遙控遙調(diào)量的信息表包括各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號； 作為主站的準備工作，針對遙控遙調(diào)量的信息表，事先為各遙控遙調(diào)量計算并確定將為其使用的互不重復的信息對象地址； 作為廠站的準備工作，針對遙控遙調(diào)量的信息表，事先為各遙控遙調(diào)量計算所有可能被使用的互不重復的信息對象地址； (4)主站將遙控遙調(diào)ASDU發(fā)送到廠站，所述遙控遙調(diào)ASDU使用信息表中為其選定的信息對象地址； (5)廠站對接收到的遙控遙調(diào)ASDU的信息對象地址進行核查與認證處理，并向主站發(fā)送相應的確認； (6)主站對廠站返回的確認進行檢查，判斷是肯定確認還是否定確認，若是否定確認，則視為已經(jīng)發(fā)生了遙控遙調(diào)命令的錯位，啟動相應的后續(xù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括以下步驟: (21)確定用于遙控遙調(diào)量的信息對象地址的區(qū)域范圍； (22)設(shè)計多個子映射關(guān)系，將遙控遙調(diào)量的信息對象地址的區(qū)域范圍相應地劃分為多個連續(xù)的子空間； (23)為各子映射關(guān)系靜態(tài)指定使用某個子空間； (24)按照各子映射關(guān)系對各遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備目標對象的調(diào)度編號進行計算和轉(zhuǎn)換，得到所述調(diào)度編號在各個子空間所對應的信息對象地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散化編址技術(shù)的IEC104安全遙控方法，其特征在于，所述步驟(5)具體包括以下步驟: (51)廠站檢查由ASDU中的信息對象地址所指定的遙控遙調(diào)量是否存在，是否對應某個一次設(shè)備，并復查該遙控遙調(diào)量所對應一次設(shè)備的調(diào)度編號與ASDU中的信息對象地址是否具有約定的映射關(guān)系； (52)廠站若發(fā)現(xiàn)ASDU中的信息對象地址與某個一次設(shè)備不對應，或者該一次設(shè)備的調(diào)度編號與ASDU中的信息對象地址不具有約定的映射關(guān)系，則視為認證失敗，認定為發(fā)生了遙控遙調(diào)命令的錯位； (53)廠站對于認證失敗的遙控遙調(diào)命令，中止當前的遙控遙調(diào)選擇過程或者遙控遙調(diào)執(zhí)行過程，并向主站發(fā)回相應的否定確認。
【文檔編號】H04L29/12GK103825889SQ201410054523
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】黃太貴, 方興其, 李端超, 黃少雄, 程栩, 馬金輝, 汪偉, 梁肖, 何星, 朱六璋, 吳金淦 申請人:國網(wǎng)安徽省電力公司, 上海交通大學, 安徽南瑞繼遠軟件有限公司