仝 亮，朱立新，楊龍保

（華能瀾滄江水電股份有限公司漫灣水電廠，云南省臨滄市 675805）

漫灣水電站多通道短信報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

仝 亮，朱立新，楊龍保

（華能瀾滄江水電股份有限公司漫灣水電廠，云南省臨滄市 675805）

為了解決漫灣水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)短信報警系統(tǒng)發(fā)送速度慢、系統(tǒng)不可靠等問題，通過采用多種通道短信報警的方式實現(xiàn)了短信報警系統(tǒng)快速、可靠地發(fā)送報警信息。從存在的問題、需求分析、設計與實現(xiàn)、進一步優(yōu)化內(nèi)容等方面討論了漫灣水電站多通道短信報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，分析了短信報警系統(tǒng)的優(yōu)點和不足，并提出了后期優(yōu)化完善目標。

短信報警；多通道；漫灣水電站

0 引言

為了滿足水電站“無人值班”工作模式的要求，計算機監(jiān)控系統(tǒng)對報警功能的要求不斷提高，報警的方式不斷增多，從以往的畫面報警到現(xiàn)在通過語音、電話、短信等各種方式報警，水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)報警系統(tǒng)的方式逐步向多樣化發(fā)展。短信報警方式突破了空間的限制[1]，只要有手機信號的地方，就可以收到報警，有快速、準確、簡單等特點，逐漸被廣泛地應用到計算機監(jiān)控系統(tǒng)中。

1 概述

基于全球移動通信系統(tǒng)（Global system for Mobile Communication，簡稱GSM）網(wǎng)絡的短信息業(yè)務是一種無線通信方式，用來實現(xiàn)GSM客戶間短信息的傳遞。短信息服務（Short Messaging Service，簡稱SMS）業(yè)務采用儲存轉發(fā)機制，短信息發(fā)出后，經(jīng)GSM基站傳送到SMS中心并儲存，再由SMS中心轉發(fā)到接收終端。SMS是有保證的雙向服務，短信息發(fā)送出后將得到確認通知，返回傳遞成功或者失敗的信息以及不可到達的原因。采用SMS，非常適合于數(shù)據(jù)量不大，通信不頻繁的場合[2]。

根據(jù)《大中型水電站無人值班技術規(guī)范》相關要求，為了及時將計算機監(jiān)控系統(tǒng)重要報警信息及時傳達給相應的運行維護人員，漫灣水電站建立了一套短信報警系統(tǒng)。系統(tǒng)采用中國移動企信通平臺+多通道調(diào)制解調(diào)器（貓池）的冗余配置方式，通過因特網(wǎng)將需發(fā)送的報警信息發(fā)送至中國移動企信通平臺，由企信通平臺實現(xiàn)報警信息短信發(fā)送功能；當系統(tǒng)與企信通平臺通信中斷時，通過貓池里面配置的多張移動和電信SIM卡發(fā)送報警短信。報警信息通過短信實時、準確的發(fā)送到對應分組的運行維護人員值班手機中，讓相應運行維護人員第一時間掌握報警信息，及時做出有效的應對措施。

2 原系統(tǒng)存在的問題

漫灣水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)原來配置有短信報警系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)置于計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡中，在一臺工作站上配置了語音和短信報警系統(tǒng)，語音和短信報警是合并的一套系統(tǒng)，語音短信報警工作站與一臺8端口GSM貓池連接，實現(xiàn)短信發(fā)送功能。系統(tǒng)拓撲見圖1。

原系統(tǒng)主要存在以下問題：

（1）發(fā)送速度慢，平均每6s發(fā)送一條報警短信，一條報警短信全部發(fā)送完成，需要10min左右時間；

（2）發(fā)送通道單一，信號發(fā)送依賴與移動信號，當移動信號消失后就不能發(fā)送；

（3）系統(tǒng)負載能力弱，同時發(fā)送大量報警短信會導致程序僵死；

（4）系統(tǒng)通過excel進行信號配置，界面不友好。

3 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

3.1 結構設計

3.1.1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)共配置兩臺服務器，服務器硬盤采用RAID5冗余模式，其中短信報警系統(tǒng)服務器部署在管理信息大區(qū)，短信發(fā)送服務器接入互聯(lián)網(wǎng)，與短信報警系統(tǒng)服務器通過橫向隔離裝置連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)單向傳輸。在短信報警系統(tǒng)服務器上安裝WEB管理平臺、數(shù)據(jù)監(jiān)聽服務及數(shù)據(jù)跨網(wǎng)傳輸服務；在短信發(fā)送服務器安裝數(shù)據(jù)接收服務、短信發(fā)送服務。系統(tǒng)架構見圖2。

數(shù)據(jù)傳輸層包含數(shù)據(jù)讀取程序、數(shù)據(jù)跨網(wǎng)傳輸程序、WEB管理程序三個模塊，均配置在短信報警系統(tǒng)服務器上。數(shù)據(jù)讀取程序負責監(jiān)聽從監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的報警信息并存儲，數(shù)據(jù)跨網(wǎng)傳輸程序將獲取到的報警信息逐條通過橫向隔離裝置向外網(wǎng)進行傳輸。WEB管理端負責維護信息發(fā)送的相關配置，如人員基本信息、發(fā)送分組信息、報警信息類別、信號報警表、報警信號推送組、信息推送開關配置等。

數(shù)據(jù)接收層包含：數(shù)據(jù)接收程序和發(fā)送管理程序。數(shù)據(jù)接收程序接收來自系統(tǒng)的短信報警信息，并存入報警信息數(shù)據(jù)庫。發(fā)送管理程序負責負載均衡和發(fā)送模式切換。

數(shù)據(jù)推送層提供兩種推送方式：企信通和SIM卡貓池。

3.1.2 部署方式

報警數(shù)據(jù)通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心發(fā)送給短信報警系統(tǒng)服務器，短信報警系統(tǒng)服務器經(jīng)過處理后將需要發(fā)送的短信通過橫向隔離裝置向短信發(fā)送服務器傳輸。短信發(fā)送服務器在接收到待發(fā)送短信信息后，默認采用企信通發(fā)送短信通知相關人員，在企信通無法完成短信發(fā)送的情況下，自動切換至貓池進行報警短信發(fā)送。系統(tǒng)拓撲見圖3。

3.2 功能設計

共涉及有數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、WEB管理、短信接口四大模塊，系統(tǒng)設計見圖4。

3.2.1 數(shù)據(jù)發(fā)送

信息發(fā)送管理：信息發(fā)送管理將監(jiān)控系統(tǒng)中產(chǎn)生的報警信息通過橫向隔離裝置進行發(fā)送。信息發(fā)送后，需要自動存儲每次發(fā)送的報警信息、類別、發(fā)送時間和數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。

數(shù)據(jù)跨網(wǎng)傳輸：根據(jù)橫向隔離裝置的配置及所提供的API，將報警信息進行封裝、傳輸。提供數(shù)據(jù)傳輸日志，可查詢傳輸是否成功，對于發(fā)送不成功的信息，具備自動重發(fā)的功能。

3.2.2 數(shù)據(jù)接收

接收結果反饋：負責與數(shù)據(jù)跨網(wǎng)傳輸程序進行交互，返回傳輸?shù)慕Y果，反饋模式按照橫向隔離裝置建議的處理方式編程。數(shù)據(jù)接收端必須開發(fā)守護程序隨時偵聽通過橫隔裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)，響應時間不超過10s。

接收數(shù)據(jù)存儲：按照機組、報警分類、時間等維度進行數(shù)據(jù)存儲，并為WEB端提供信息推送的數(shù)據(jù)源。

3.2.3 WEB管理

推送開關設置：可打開或關閉報警信息推送功能，如：在檢修期關閉信息推送功能。

短信發(fā)送方式設置：可切換報警短信的發(fā)送模式：企信通或貓池。

報警信號表：可由系統(tǒng)管理員維護管理報警信號表。提供增刪查改和導入、導出功能。

報警信號分組：可由系統(tǒng)管理員維護管理報警信號分組。提供增刪查改和導入、導出功能。

人員分組：包含人員設置和分組設置兩個功能，人員設置維護人員基本信息和手機號。分組設置將人員按組進行劃分。報警信息按組推送，一個消息可推送至多個分組[3]。

信息推送查詢：信息推送是在WEB后臺自動進行，在收到內(nèi)網(wǎng)發(fā)布的報警信號后，立即向前端進行信息推送。系統(tǒng)提供信息推送查詢，可查詢到信息推送的情況。

綜合統(tǒng)計：可按機組、報警類別、時間等條件，進行報警信息的圖表查詢統(tǒng)計，可導出相關明細。

權限管理：設置組織結構、用戶信息、角色、訪問權限、系統(tǒng)日志等。

3.2.4 短信接口

企信通接口程序：通過企信通.net服務程序將報警短信推送至企信通平臺，并對發(fā)送狀態(tài)跟蹤處理。

貓池接口程序：將需要發(fā)送的短信均衡分配給貓池內(nèi)部4張中國移動GSM卡和4張CDMA中國電信卡，同時跟蹤卡狀態(tài)和短信發(fā)送狀態(tài)。

3.3 數(shù)據(jù)表設計

3.3.1 報警信號表

報警信號表需包含定義、分組、是否報警、推送人員組、消抖時間等信息，見表1。

3.3.2 人員信息表

人員信息表需包含姓名、手機號碼、部門、人員分組等信息，見表2。

3.4 技術平臺

系統(tǒng)規(guī)劃采用B/S結構為主的模式進行開發(fā)，MS Windows Server作為主要操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用微軟的SQL Server 2008。平臺結構見圖5。

4 需進一步完善的功能

漫灣水電站短信報警系統(tǒng)應用以來，運行情況良好，未發(fā)生重大異常，短信發(fā)送幾乎無延時。同時在使用過程中也發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)部分功能需進一步優(yōu)化完善。

4.1 服務器冗余

短信報警系統(tǒng)服務器雖然采用了磁盤冗余配置模式，但依然存在因磁盤、系統(tǒng)等問題導致磁盤損壞的可能性，可靠性沒有服務器冗余模式高，后續(xù)將新增服務器實現(xiàn)短信報警系統(tǒng)服務器冗余配置，當一臺服務器出現(xiàn)異常后自動切換至備用服務器，提高系統(tǒng)可靠性。

4.2 智能報警

短信報警系統(tǒng)只能單純地從計算機監(jiān)控系統(tǒng)報警信號中篩選需短信報警的信號，不能根據(jù)當前設備狀態(tài)動態(tài)的開啟關閉報警信號的短信發(fā)送功能。例如當機組檢修時，該機組相關的報警信號就自動關聯(lián)不再短信報警。

4.3 報警信息多樣化

因為短信的特定模式，發(fā)送的報警短信只含有文本內(nèi)容，不含帶顏色的字體、圖片等信息。隨著智能手機的普及，后續(xù)將開發(fā)手機APP等形式實現(xiàn)報警內(nèi)容的多樣化。

4.4 雙向互動

水電站常年運行的特點決定了工作人員休息方式不能采用工作日的工作方式，只能采用輪休模式，當工作人員休假期間，會有關閉短信報警的需求，目前該套系統(tǒng)只能單向發(fā)送報警短信，不能實現(xiàn)短信互動，動態(tài)調(diào)整短信報警接收人。

5 結束語

漫灣水電站短信報警系統(tǒng)結合實際情況采用了企信通平臺為主貓池為輔的方式，實現(xiàn)了對計算機監(jiān)控系統(tǒng)信號的短信報警。大大減少了報警短信延遲時間，提高了短信并發(fā)的容量，為快速、高效的處理故障和事故提供了參考信息，為實現(xiàn)“無人值班”奠定了堅實的基礎。

[1]李厚明，姜進成．實時報警短信在機房環(huán)境監(jiān)控中的應用和實現(xiàn)[J]．工業(yè)技術，2013，2：101．LI Houming，JIANG Jincheng． Application and Realization of Real-time Alarm SMS in Environmental Monitoring of Computer Room[J]． Industrial Technology，2013，2：101．

[2]詹雪明．基于MCGS組態(tài)的短信報警監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]．中國科技信息，2010，18：109-111．ZHAN Xueming． Design and Realization of SMS Alarm Monitoring System Based on MCGS Configuration[J]． China Science and Technology Information，2010，18：109-111．

[3]陳小松，文正國，彭放等．HC9000-ONCALL系統(tǒng)在瀑布溝電站的開發(fā)與應用[J]．水電站機電技術，2012，35（3）：43-44．CHEN Xiaosong，WEN Zhengguo，PENG Fang，et al．Development and Application of HC9000 - ONCALL System in Pubugou Power Station[J]． Hydroelectric Power Station，2012，35（3）：43-44．

2017-06-10

2017-07-25

仝 亮（1985—），男，工程師，主要研究方向：水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)維護。E-mail：15087155191@139．com

朱立新（1984—），男，工程師，主要研究方向：水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)維護。E-mail：254079502@qq．com

楊龍保（1987—），男，助理工程師，主要研究方向：水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)維護。E-mail：15126469720@163．com

Design and Realization of Multi-channel SMS Alarm System in Manwan Hydropower Station

TONG Liang，ZHU Lixin，YANG Longbao
（Huaneng Lancangjiang River Hydropower Co.，Ltd. Manwan Hydropower Plant，Lincang 675805，China）

In order to solve the problems such as slow sending speed and unreliable system of the short message alarm system of Manwan Hydropower Station computer monitoring system，the short message alarm system is adopted to send the alarm information quickly and reliably through adopting various channel SMS alarm. This paper discusses the design and implementation of multi - channel SMS alarm system in Manwan Hydropower Station from the aspects of existing problems， needs analysis， design and realization， and further optimization of content. The advantages and shortcomings of SMS alarm system are analyzed.

SMS alarm；multi-channel；Manwan hydropower station

TM622

A學科代碼：510．8060

10．3969/j．issn．2096-093X．2017．05．012