T-CAEE 023-2025 基于边缘计算的电力通信分布式运维系统

T/CAEE023—2025基于边缘计算的电力通信分布式运维系统ICS33.040.01

CCSM33

团体标准

T/CAEE023—2025基于边缘计算的电力通信分布式运维系统

Distributedoperationandmaintenancesystemofpowercommunicationbasedonedgecomputing2025-12-24发布2026-01-24实施

中国电力企业联合会发布前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力企业联合会提出并归口。本文件起草单位：（预留起草单位填写位置）本文件主要起草人：（预留主要起草人填写位置）1范围本文件规定了基于边缘计算的电力通信分布式运维系统（以下简称“运维系统”）的术语和定义、系统架构、技术要求、功能要求、性能要求、安装调试要求、验收要求、运行维护要求及安全要求。本文件适用于基于边缘计算的电力通信分布式运维系统的设计、研发、安装、调试、验收、运行及维护，涵盖电力通信网络中的传输设备、接入设备、终端设备及配套设施的分布式运维，可作为电力行业相关单位开展运维系统建设和管理的依据。本文件不适用于电力通信核心骨干网集中式运维系统，也不适用于非边缘计算架构的电力通信运维系统。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T19582.1基于Modbus协议的工业自动化网络第1部分：Modbus应用协议GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T26875.2电力系统安全稳定导则第2部分：电力系统安全稳定控制技术导则GB/T30976.1工业控制系统信息安全第1部分：评估规范GB/T33745物联网术语GB/T34995边缘计算参考架构GB/T35319电力通信网络运行维护规程GB/T50621电力通信工程施工及验收规范DL/T544电力通信运行管理规程DL/T860电力自动化通信网络和系统DL/T1406电力通信网网络管理技术要求DL/T2800电力系统边缘计算技术导则YD/T1099以太网交换机技术要求YD/T2785面向物联网的边缘计算网关技术要求3术语和定义GB/T33745、GB/T34995、DL/T2800界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1边缘计算edgecomputing在靠近终端设备或数据源头的网络边缘侧，融合计算、存储、网络、应用等核心能力，提供就近的数据处理、分析和服务的新型计算架构，可减少数据传输延迟，降低核心网络带宽压力。3.2电力通信分布式运维系统distributedoperationandmaintenancesystemofpowercommunication基于边缘计算架构，部署于电力通信网络边缘节点，实现对电力通信设备、链路及业务的分布式监测、故障诊断、运维调度和状态评估的智能化运维系统，由边缘节点、汇聚节点和中心管理节点组成。3.3边缘运维节点edgeoperationandmaintenancenode部署在电力通信网络边缘侧（如变电站、配电房、通信基站等），具备数据采集、本地计算、故障预警和基础运维功能的硬件设备及配套软件，是分布式运维系统的核心执行单元。3.4汇聚节点aggregationnode连接多个边缘运维节点，负责边缘节点数据的汇总、预处理和转发，实现边缘节点与中心管理节点之间的通信调度，具备一定的本地管理和应急处理能力。3.5中心管理节点centralmanagementnode部署在电力通信运维中心，负责整个分布式运维系统的统筹管理、策略配置、数据存储、全局分析和可视化展示，实现对边缘节点和汇聚节点的远程管控。3.6分布式故障诊断distributedfaultdiagnosis由边缘运维节点对本地电力通信设备和链路进行实时监测，通过边缘计算能力实现故障初步诊断，汇聚节点进行故障信息汇总和协同分析，中心管理节点进行故障定位和闭环处置的分层诊断模式。4系统架构4.1总体架构运维系统采用“边缘层-汇聚层-中心层”三层分布式架构，各层独立运行、协同联动，确保系统的可靠性、实时性和可扩展性，架构如下：——边缘层：由若干边缘运维节点组成，部署于电力通信网络边缘场景，负责本地设备数据采集、实时监测、故障预警和基础运维操作；——汇聚层：由汇聚节点组成，负责边缘层数据的汇总、过滤、预处理和转发，协调多个边缘运维节点的协同工作，实现区域内运维资源的统一调度；——中心层：由中心管理节点组成，负责系统全局管理、策略配置、数据存储、大数据分析和可视化展示，实现对整个运维系统的远程管控和优化调度。4.2架构要求4.2.1边缘层应具备独立运行能力，在与汇聚层、中心层断开连接时，可正常完成本地设备监测、故障报警和基础运维功能，恢复连接后自动同步数据。4.2.2汇聚层应具备数据转发、负载均衡和容错能力，当某个边缘运维节点故障时，不影响其他边缘节点的正常运行，可动态分配运维任务。4.2.3中心层应具备高可靠性和可扩展性，支持边缘节点和汇聚节点的动态接入和退出，可根据运维需求扩展系统功能，具备数据备份和灾难恢复能力。4.2.4各层之间的通信应采用加密传输方式，确保数据传输的安全性和完整性，通信协议应符合电力通信网络的相关标准要求。5技术要求5.1边缘计算技术要求5.1.1边缘运维节点应采用轻量化边缘计算架构，支持计算资源的动态分配，满足本地数据实时处理需求，计算延迟不超过100ms。5.1.2边缘计算模块应支持多种操作系统（如Linux、WindowsIoT），具备良好的兼容性和可移植性，支持第三方运维软件的集成。5.1.3边缘节点应具备本地存储能力，可存储至少7天的本地监测数据，支持数据缓存和离线处理，恢复网络连接后自动上传数据。5.2通信技术要求5.2.1边缘运维节点与汇聚节点之间可采用有线通信（以太网、光纤）或无线通信（5G、LoRa、WiFi）方式，有线通信带宽不低于100Mbps，无线通信延迟不超过500ms。5.2.2汇聚节点与中心管理节点之间应采用光纤通信方式，带宽不低于1Gbps，支持冗余链路配置，确保通信的可靠性，通信中断后可自动切换至备用链路。5.2.3系统应支持DL/T860、Modbus等电力行业标准通信协议，同时支持自定义通信协议的扩展，确保与电力通信设备的兼容性。5.3数据处理技术要求5.3.1边缘运维节点应具备数据采集、过滤、清洗和初步分析能力，可对监测数据进行实时处理，识别异常数据并触发预警。5.3.2汇聚节点应具备数据汇总、融合和协同分析能力，可对多个边缘节点的监测数据进行关联分析，提升故障诊断的准确性。5.3.3中心管理节点应具备大数据分析能力，支持对历史数据进行统计分析、趋势预测，为运维决策提供数据支撑，数据分析延迟不超过5min。6功能要求6.1边缘层功能6.1.1数据采集功能：可采集电力通信设备（传输设备、接入设备、终端设备等）的运行参数、状态信息、故障告警信息，以及通信链路的带宽、时延、误码率等数据，采集频率可配置（1s~5min）。6.1.2实时监测功能：实时监测本地电力通信设备和链路的运行状态，可直观展示设备运行参数、链路状态，支持异常状态实时提示。6.1.3故障预警与初步诊断功能：根据采集的数据，通过边缘计算算法实现故障预警，对常见故障（如链路中断、设备离线、参数异常）进行初步诊断，明确故障类型和大致位置。6.1.4本地运维功能：支持本地手动操作，可对本地通信设备进行重启、配置修改、固件升级等基础运维操作，具备操作日志记录功能。6.2汇聚层功能6.2.1数据转发功能：将边缘运维节点采集的监测数据、故障信息汇总后，转发至中心管理节点，同时将中心管理节点的配置指令、运维策略下发至各边缘节点。6.2.2协同诊断功能：对多个边缘节点的故障信息进行协同分析，排除单点误报，精准定位故障根源，提升故障诊断的准确性和效率。6.2.3区域管理功能：对管辖范围内的边缘运维节点进行统一管理，监测边缘节点的运行状态，支持边缘节点的注册、注销和状态监控。6.2.4应急处理功能：当与中心管理节点断开连接时，可临时接管边缘节点的运维管理，实现区域内故障的应急处置，恢复连接后同步应急处理记录。6.3中心层功能6.3.1全局管理功能：对整个运维系统的边缘节点、汇聚节点进行统一管理，配置系统参数、运维策略，监控系统整体运行状态，支持用户权限分级管理。6.3.2数据存储与分析功能：存储整个系统的监测数据、故障记录、运维日志等信息，支持数据查询、统计和趋势分析，可生成运维报表，为运维决策提供支撑。6.3.3故障闭环管理功能：接收汇聚节点上报的故障信息，进行故障定位、派单、处置、复核，形成故障闭环管理，记录故障处置全过程。6.3.4可视化展示功能：通过图表、地图等形式，直观展示电力通信网络的拓扑结构、设备运行状态、故障分布、运维任务进度等信息，支持多维度查询和展示。6.3.5系统优化功能：根据系统运行数据和运维记录，分析运维瓶颈，优化运维策略和资源配置，提升运维效率和系统可靠性。7性能要求7.1实时性要求7.1.1边缘运维节点数据采集延迟不超过100ms，故障预警响应时间不超过1s。7.1.2汇聚节点数据转发延迟不超过500ms，协同诊断响应时间不超过3s。7.1.3中心管理节点数据分析延迟不超过5min，故障派单响应时间不超过10s。7.2可靠性要求7.2.1系统年平均无故障运行时间（MTBF）不低于8760小时，单次故障恢复时间（MTTR）不超过30min。7.2.2边缘运维节点、汇聚节点应具备冗余备份功能，关键部件（如电源、通信模块）故障时，可自动切换至备用部件，不影响系统正常运行。7.2.3系统数据存储可靠性不低于99.99%，支持数据备份和恢复，备份数据保存时间不低于1年。7.3可扩展性要求7.3.1系统支持边缘运维节点的动态接入，可扩展接入的边缘节点数量不低于1000个。7.3.2系统支持功能模块的扩展，可根据运维需求新增故障诊断算法、数据统计分析功能等，扩展过程不影响系统正常运行。7.4兼容性要求7.4.1系统应兼容主流电力通信设备（如SDH、OTN、交换机、路由器等），支持多种通信协议，可与现有电力通信网络管理系统对接。7.4.2系统应兼容不同厂家的边缘计算设备和软件，支持第三方运维工具的集成。8安装调试要求8.1安装要求8.1.1边缘运维节点的安装应符合GB/T50621的相关规定，安装位置应靠近被监测的电力通信设备，便于数据采集和设备维护，环境温度应控制在-10℃~55℃，相对湿度不超过85%。8.1.2汇聚节点的安装应部署在区域运维中心，具备良好的通风、散热和防雷措施，安装位置应便于与边缘节点和中心管理节点的通信连接。8.1.3中心管理节点的安装应部署在电力通信运维中心，机房环境应符合电力行业机房标准，具备稳定的电源、空调和防雷接地系统。8.1.4系统设备的安装应牢固，接线规范，标识清晰，电缆敷设应符合相关规范要求，避免干扰和损坏。8.2调试要求8.2.1调试前应检查系统设备的完整性、接线正确性，确认设备供电正常、通信链路畅通。8.2.2边缘运维节点调试：调试数据采集功能，确保能准确采集设备运行参数和链路状态；调试故障预警和初步诊断功能，验证预警准确性和诊断可靠性；调试本地运维功能，确保操作正常。8.2.3汇聚节点调试：调试数据转发功能，确保数据能准确转发至中心管理节点和边缘节点；调试协同诊断功能，验证协同分析的准确性；调试区域管理功能，确保能正常管理边缘节点。8.2.4中心管理节点调试：调试全局管理功能，确保能正常配置系统参数和运维策略；调试数据存储与分析功能，验证数据存储和分析的准确性；调试故障闭环管理功能，验证故障处置流程的完整性；调试可视化展示功能，确保展示信息准确、直观。8.2.5系统联调：对边缘层、汇聚层、中心层进行联调，验证各层之间的协同工作能力，确保系统整体运行正常，各项功能和性能指标满足要求。9验收要求9.1验收条件9.1.1运维系统已完成安装调试，所有设备运行正常，各项功能和性能指标经调试符合本文件要求。9.1.2安装调试记录、设备出厂合格证、检测报告、技术文档等资料完整齐全。9.1.3系统已连续稳定运行不少于72小时，无重大故障。9.2验收组织验收工作由建设单位牵头组织，监理单位、设计单位、施工单位、运维单位及第三方检测机构参与，成立验收小组，明确验收职责和流程。9.3验收内容9.3.1资料核查：核查安装调试记录、设备资料、技术文档等，确保资料完整、规范。9.3.2设备检查：检查边缘运维节点、汇聚节点、中心管理节点的安装质量、接线规范性、设备完整性。9.3.3功能测试：测试系统各层的功能，包括数据采集、实时监测、故障诊断、运维管理、数据转发等，确保功能符合本文件要求。9.3.4性能测试：测试系统的实时性、可靠性、可扩展性、兼容性等性能指标，确保性能符合本文件要求。9.3.5安全测试：测试系统的安全防护功能，包括数据加密、权限管理、漏洞防护等，确保系统安全符合相关标准要求。9.4验收结论9.4.1所有验收项目均符合本文件要求的，判定为验收合格，出具验收报告，所有参与验收单位签字确认后，系统可正式投入运行。9.4.2存在少量不合格项，但不影响系统核心功能和性能的，判定为验收基本合格，由施工单位限期整改，整改完成后复验合格，方可正式投入运行。9.4.3存在重大不合格项，影响系统核心功能和性能的，判定为验收不合格，由施工单位整改后重新组织验收。10运行维护要求10.1日常维护10.1.1运维人员应每日检查系统设备的运行状态，包括边缘节点、汇聚节点、中心节点的运行参数、通信链路状态，及时发现和处理异常情况。10.1.2定期对系统设备进行清洁、除尘，检查设备电源、接线等，确保设备正常运行；定期备份系统数据，防止数据丢失。10.1.3定期检查系统软件版本，及时进行补丁更新和版本升级，确保系统功能完善和安全可靠。10.2故障处理10.2.1系统出现故障时，运维人员应根据故障告警信息，及时定位故障位置和故障原因，采取相应的处置措施，确保故障快速恢复。10.2.2故障处置完成后，应记录故障信息、处置过程和处置结果，形成故障处置日志，定期进行故障分析，优化运维策略。10.2.3对于重大故障，应及时上报相关管理部门，组织专业人员进行处置，确保故障不扩大影响。10.3运维培训运维单位应定期组织运维人员进行培训，包括系统功能、操作方法、故障处置、安全防护等内容，提升运维人员的专业能力。11安全要求11.1数据安全11.1.1系统数据应采用加密传输和存储方式，确保数据在采集、传输、存储过程中的安全性和完整性，防止数据泄露、篡改和丢失。11.1.2建立数据访问权限管理机制，分级授权，不同权限用户只能访问相应的数据和操作功能，防止未授权访问。11.1.3定期对数据进行备份和恢复测试，确保数据可恢复性。11.2设备安全11.2.1系统设备应具备防雷、防过压、防过载等保护功能，防止设备损坏。11.2.2边缘运维节点、汇聚节点应设置设备密码，定期更换密码，防止未授权操作。11.2.3定期对设备进行安全检测，及时发现和修复设备漏洞。11.3网络安全11.3.1系统应符合GB/T22239的相关要求，网络安全等级保护达到相应级别。11.3.2建立网络访问控制机制，限制外部网络对系统的访问，防止网络攻击。11.3.3定期进行网络安全检测和漏洞扫描，及时修复网络漏洞，更新安全防护策略。附录A（资料性）系统验收记录表表A.1基于边缘计算的电力通信分布式运维系统验收记录表验收项目验收内容验收依据验收结果（合格/不合格/