◎王旭 張建業(yè) 陳濤

電力信息機房智能化監(jiān)控系統(tǒng)方案研究與設(shè)計

◎王旭 張建業(yè) 陳濤

電力信息機房智能化監(jiān)控系統(tǒng)幫助運維人員實時掌控機房的整體的可視化信息，動態(tài)環(huán)境信息、動力信息、設(shè)備運行參數(shù)，能夠提高運維人員工作效率，豐富運維手段，強化機房的信息化管理。通過平臺的應用可以實現(xiàn)機房管理可視化、模塊化、數(shù)字化、報表化，能夠幫助企業(yè)進一步提高信息化管理水平。

隨著電力公司信息化建設(shè)逐步推進，機房規(guī)模逐步變大，其重要性也日益重要。機房動力環(huán)境設(shè)備主要包括供配電﹑UPS﹑空調(diào)等,一旦這些機房動力環(huán)境和設(shè)備出現(xiàn)故障或災害,就會危及機房內(nèi)主設(shè)備的安全正常運行。本文將在機房及動環(huán)監(jiān)控三維可視化管理﹑進入機房人員動態(tài)定位跟蹤﹑機房自動巡維﹑設(shè)備連線管理等多個方面對機房建設(shè)與改造提出新的解決思路。

現(xiàn)狀

信息化機房作為電力公司信息化的樞紐，其安全穩(wěn)定運行直接關(guān)系公司信息化工程的安全，目前機房內(nèi)建成了側(cè)重各專業(yè)需要的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，對機房內(nèi)電源設(shè)備﹑環(huán)境狀況進行采集監(jiān)控以及視頻監(jiān)控，并設(shè)置告警規(guī)則，通過語音﹑短信等方式告知監(jiān)控運維人員，但目前沒有統(tǒng)一的機房動力環(huán)境設(shè)備﹑視頻設(shè)備的監(jiān)控平臺，需要通過動力環(huán)境設(shè)備﹑視頻設(shè)備自帶的監(jiān)控系統(tǒng)查看設(shè)備的監(jiān)控狀態(tài)，并且這些機房動力環(huán)境設(shè)備﹑視頻設(shè)備的監(jiān)控數(shù)據(jù)﹑監(jiān)控頁面等由于各方面的原因，無法與其他系統(tǒng)共享，因此告警規(guī)則等方面也沒有辦法進行統(tǒng)一配置和管理，導致告警不可控或告警的可用性比較低。主要存在以下問題：

現(xiàn)場運維信息化程度低：在現(xiàn)場動力環(huán)境維護信息的載體是圖紙﹑表格﹑文本，通過電話與通信調(diào)度監(jiān)控人員進行溝通，協(xié)同處理現(xiàn)場問題，致使效率低下﹑準確性不高。

機房監(jiān)管相關(guān)信息查詢﹑展現(xiàn)方式單一：目前對于信息機房動力環(huán)境量﹑門禁﹑視頻等相關(guān)信息，只能通過電腦登錄各自系統(tǒng)進行查詢，操作繁瑣，且依靠人腦將這些信息關(guān)聯(lián)起來，缺少將這些數(shù)據(jù)進行綜合展現(xiàn)的平臺，此外缺少通過移動終端方便地使工作人員在任何時間﹑任何地點查看機房監(jiān)管相關(guān)信息的手段。

現(xiàn)場運維工作難以進行績效考核：由于信息機房物理設(shè)備日益增多，同時各種動力環(huán)境設(shè)備的數(shù)量還在不斷增長，維護和優(yōu)化的工作顯得日趨緊張。但是在現(xiàn)場運維時，維護人員是否按要求保質(zhì)保量的完成運維工作的要求，目前缺乏有效的監(jiān)督手段，運維工作質(zhì)量無法保證。

機房相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)各自為陣，存在信息孤島現(xiàn)象：缺少有效手段將其數(shù)據(jù)（如動力環(huán)境量﹑門禁﹑火災﹑視頻﹑工作票等）進行融合，并在此基礎(chǔ)上進行綜合聯(lián)動，綜合展現(xiàn)，從而進一步保障信息機房安全﹑穩(wěn)定地運行。

解決思路

信息化機房可視化管理及智能運維平臺項目，它的著眼點為“智能化”﹑“自動化”﹑“立體化”﹑“集成化”的進行機房運維，關(guān)注細節(jié)到設(shè)備級﹑接口級的運維管理。平臺融合動力環(huán)境采集數(shù)據(jù)﹑機房資產(chǎn)數(shù)據(jù)﹑設(shè)備連接關(guān)系數(shù)據(jù)﹑日常運維數(shù)據(jù)等多維數(shù)據(jù)源，以盡量用工具方式分析判斷機房的運維情況，減少人為干預機房及設(shè)備，實現(xiàn)機房進行自動巡維，進入機房人員動態(tài)定位跟蹤，機房無死角可視化管理，機房業(yè)務(wù)分類管理等。

機房及動環(huán)監(jiān)控三維可視化管理

機房是立體的空間概念，包括配電﹑制冷﹑消防﹑通信機柜﹑布線等多種環(huán)節(jié)，平臺通過3D建模技術(shù)實現(xiàn)機房的桌面化3D呈現(xiàn)，可實現(xiàn)樓宇可視﹑機房可視﹑機柜組可視﹑機柜可視﹑設(shè)備可視﹑端口可視，實現(xiàn)所見即所得，根據(jù)需求在各設(shè)備3D模型上分布設(shè)備IP﹑溫度﹑濕度﹑告警等靜﹑動態(tài)信息。

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)分布于各機房內(nèi)部，是通過對機房動力設(shè)備和環(huán)境等信息量的采集實施監(jiān)控，傳統(tǒng)的動環(huán)監(jiān)控是抽象化的監(jiān)控方式，即通過設(shè)備分類與列表陳列方式提供動環(huán)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與分析內(nèi)容。隨著現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)的改善，僅有的數(shù)據(jù)監(jiān)控已經(jīng)不能完全滿足信息化發(fā)展的需求，本項目結(jié)合機房可視化技術(shù)，實現(xiàn)了動力機房﹑信息機房的可視化展示﹑數(shù)據(jù)分析﹑業(yè)務(wù)聯(lián)動等內(nèi)容，可視化效果見圖1。

圖1 動力機房與信息機房3D可視化管理

可視化管理能夠提高運維人員對機房細節(jié)的了解程度，提高運維能力，增加運維手段；操作方便，形象，模型成像角度多維；信息展示及存儲靜態(tài)與動態(tài)結(jié)合，實時與歷史共用，統(tǒng)計與分析并重。圖2所示為信息機房IT設(shè)備可視化管理的部分內(nèi)容，可細致到接口與絲印級別：

圖2 IT設(shè)備接口級可視化管理

進入機房人員動態(tài)定位跟蹤

機房是安全保密性要求非常高的場所，人員出入都有嚴格的管理，但人員進入機房后的行為管理是更重要的及追求細節(jié)的管理需求。機房IT設(shè)備往往分割成以服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，制冷設(shè)備，配線單元等不同區(qū)域，進入機房的運維人員尤其是定點廠家的運維人員需要進入的是指定的區(qū)域空間﹑指定的機柜甚至是指定的設(shè)備進行運維操作，平臺提供人員機房內(nèi)動態(tài)定位跟蹤功能，根據(jù)人員佩帶的電子標簽識別裝置，安裝于機房側(cè)面及角落內(nèi)的無線定位設(shè)備通過實時計算獲得人員的定位信息并自動顯示在機房3D模型中，可對人員限定行走區(qū)域，超過區(qū)域則平臺會顯示告警信息提供給運維監(jiān)管人員。

配合機柜門禁管理及機柜室內(nèi)定位技術(shù)則可進一步監(jiān)管到人員動態(tài)操作行為，如駐留時間﹑開門動作﹑移動IT設(shè)備動作，并形成記錄及報表。如圖3所示。

機房自動巡維

圖3 利用機房空間定位實現(xiàn)人員動態(tài)定位跟蹤

機房定期巡維是運維人員日常管理的日常重要職責，平臺提供自動巡維功能，結(jié)合機柜微環(huán)境管理，IT設(shè)備動態(tài)運行信息提取功能及機房3D可視化呈現(xiàn)手段幫助運維人員獲得量化的巡維數(shù)據(jù)，提高機房運維效果及運維效率，減少甚至擺脫靠運維人員目測方式進行巡查，提供數(shù)字化運維數(shù)據(jù)及報表。巡維策略可根據(jù)實際需要選擇巡維路線設(shè)定﹑告警優(yōu)先巡維﹑巡維周期配置等多種組合方式。

設(shè)備連線管理

平臺提供端口級別的設(shè)備連線管理功能，機房規(guī)模越大設(shè)備連線關(guān)系就越復雜，通常情況下運維人員會用標簽形式將機房布局布線進行歸類，形成EXCEL表格等形式的統(tǒng)計信息，表格的維護﹑查找往往比較費時費力，尤其在工作交接過程中容易形成紕漏。平臺的設(shè)備連線管理功能有效地解決了上述問題，對連線關(guān)系形成可視化展示及后臺記錄，讓運維人員一目了然的看到設(shè)備間的連線方式，連線種類，設(shè)備的連線布局，并可根據(jù)策略輸出連線關(guān)系報表，讓運維人員對連線的管理從臺賬式管理進入到桌面化管理階段。

圖4 網(wǎng)絡(luò)拓撲及連線可視化管理

機房IT設(shè)備資產(chǎn)管理

平臺提供智能化﹑報表化的機房IT設(shè)備資產(chǎn)管理，依托機柜室內(nèi)定位技術(shù)可實現(xiàn)IT設(shè)備資產(chǎn)精確定位﹑IT設(shè)備資產(chǎn)自動盤查﹑IT設(shè)備資產(chǎn)自動追蹤﹑IT設(shè)備資產(chǎn)快速查找﹑IT設(shè)備資產(chǎn)信息動態(tài)錄入等多種功能，為運維人員提供可量化﹑可備份﹑可溯源的IT設(shè)備資產(chǎn)管理手段，提高運維人員工作效率，減少人力工作并提高IT設(shè)備資產(chǎn)管理的準確性及實時性。如圖4所示。

核心設(shè)備狀態(tài)管理

機房的服務(wù)器﹑交換機﹑路由器等設(shè)備是運維人員最為關(guān)心的核心設(shè)備，需要高的關(guān)注度，其動態(tài)的運行狀態(tài)的提取﹑分析﹑預警是幫助運維人員管理核心設(shè)備的重要輔助手段，平臺提供核心設(shè)備狀態(tài)管理功能，通過核心設(shè)備的SNMP管理協(xié)議提取核心設(shè)備的運行信息并根據(jù)參數(shù)閥值的設(shè)定形成預警及告警信息。也可通過帶外console口管理器的形式通過核心設(shè)備的console口提取參數(shù)信息。參數(shù)信息可選擇性的布置在機房3D模型空間內(nèi)，可模板式的配置在自動巡維功能中進行巡維關(guān)注并產(chǎn)生告警及預警內(nèi)容。

圖5 信息化機房業(yè)務(wù)域劃分規(guī)則圖

結(jié)合動力關(guān)系的業(yè)務(wù)分類管理

動力系統(tǒng)支撐機房的各類業(yè)務(wù)，而機房的業(yè)務(wù)又是由各設(shè)備支撐的，各設(shè)備間的端到端的連接關(guān)系構(gòu)成了業(yè)務(wù)拓撲，業(yè)務(wù)服務(wù)于具體的機房運維系統(tǒng)，如安防系統(tǒng)﹑政務(wù)系統(tǒng)等。信息化機房可視化管理及智能運維平臺通過設(shè)備﹑端口﹑場景三大要素并結(jié)合其供電關(guān)系構(gòu)建機房業(yè)務(wù)域，依托設(shè)備間端到端的連接關(guān)系串聯(lián)起支撐業(yè)務(wù)的設(shè)備（邏輯域），關(guān)聯(lián)動力數(shù)據(jù)﹑業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)具體業(yè)務(wù)特性設(shè)計可視化場景予以管理與呈現(xiàn)，從而形成關(guān)聯(lián)動力信息的可視化業(yè)務(wù)管理。圖5為信息化機房業(yè)務(wù)域劃分的物理支撐規(guī)則圖。

機房運維經(jīng)驗庫管理

機房的運維是長期的不間斷的過程，問題總有發(fā)生，解決，再發(fā)生，再解決的過程，運維人員總有調(diào)崗變動的時候，運維經(jīng)驗的規(guī)范化積累及傳承就是提高運維人員水平從而保障機房運維管理水平的重要因素。平臺提供機房運維經(jīng)驗庫管理功能，對各種IT設(shè)備建立了依據(jù)設(shè)備種類及廠家索引的設(shè)備圖形庫，提供高清的前面板﹑后面板圖形展示；根據(jù)IT設(shè)備庫的索引一一對應建立IT設(shè)備電子文檔庫，用于運維人員放置對應設(shè)備的說明書，操作指南等文檔；根據(jù)IT設(shè)備庫的索引一一對應建立IT設(shè)備運維經(jīng)驗文檔庫，對任何IT設(shè)備曾發(fā)生的運維事件根據(jù)標準化表格進行記錄，形成可傳承的信息載體。

總體設(shè)計

系統(tǒng)包括：系統(tǒng)采集層，包括對動力設(shè)備﹑環(huán)境設(shè)備的遙測﹑遙信等量的采集，并可輔助實現(xiàn)遙調(diào)以及遙控。如圖6所示。

數(shù)據(jù)存儲層：數(shù)據(jù)存儲層主要從數(shù)據(jù)量以及系統(tǒng)響應速度方面考慮，資源（設(shè)備）類數(shù)據(jù)﹑用戶數(shù)據(jù)﹑配置數(shù)據(jù)等涉及到頻繁聯(lián)合查詢的放在功能強大的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（比如oracle﹑sqlserver），而數(shù)據(jù)實時性高，數(shù)據(jù)量大的性能數(shù)據(jù)存采用分區(qū)表的形式存儲。

數(shù)據(jù)訪問層：數(shù)據(jù)訪問層一方面是連接展現(xiàn)層和數(shù)據(jù)存儲層，以及數(shù)據(jù)采集層和數(shù)據(jù)存儲層的橋梁。另一方面把展現(xiàn)層和數(shù)據(jù)存儲層分開，可以方便的接入第三方采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)展現(xiàn)層：數(shù)據(jù)展現(xiàn)層是對監(jiān)控數(shù)據(jù)的多形式展示，方便用戶從不同的維度了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)。主要包括監(jiān)控中心﹑告警中心﹑三維機房﹑安全管理﹑視頻監(jiān)管和設(shè)備管理等重要模塊。

圖6 總體架構(gòu)圖

業(yè)務(wù)架構(gòu)。平臺業(yè)務(wù)架構(gòu)依據(jù)業(yè)務(wù)范圍與開發(fā)范圍確定，完成動環(huán)監(jiān)控平臺（包括監(jiān)控中心﹑告警中心﹑設(shè)備管理﹑視頻監(jiān)控﹑門禁監(jiān)控﹑安全管理），動環(huán)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)（包括機房視頻實時監(jiān)控模塊﹑智能分析模塊﹑預置位管理模塊等）。

動環(huán)監(jiān)控平臺采用B/S結(jié)構(gòu)，動環(huán)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，和動環(huán)監(jiān)控平臺以數(shù)據(jù)方式集成；智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，通過頁面的方式和動環(huán)監(jiān)控平臺集成。

應用架構(gòu)。機房綜合監(jiān)管平臺應用架構(gòu)依據(jù)業(yè)務(wù)范圍與開發(fā)范圍確定，完成動環(huán)監(jiān)控平臺（包括監(jiān)控中心﹑告警中心﹑設(shè)備管理﹑視頻監(jiān)控﹑門禁監(jiān)控﹑安全管理），動環(huán)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。

部署方案。平臺部署包括動環(huán)監(jiān)控子系統(tǒng)（包括動環(huán)監(jiān)控﹑視頻智能分析）的部署，以及視頻數(shù)據(jù)采集服務(wù)﹑視頻智能分析服務(wù)﹑動環(huán)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)﹑數(shù)據(jù)庫訪問服務(wù)等的部署，至少需要兩臺應用服務(wù)器。未實現(xiàn)動環(huán)設(shè)備監(jiān)控的機房，需要根據(jù)監(jiān)控設(shè)備的多少判斷是否需要多串口服務(wù)器。整體部署架構(gòu)如圖7。

圖 7 部署架構(gòu)圖

本方案的設(shè)計與實現(xiàn)可以解決信息機房動環(huán)量﹑共作票﹑視頻等信息的匯集與綜合展示，在此基礎(chǔ)上進行聯(lián)動和對工作人員在機房異常行為的分析，通過移動監(jiān)管子系統(tǒng)可實現(xiàn)工作人員在任何時間任何地點掌握信息機房的全面信息，確保信息機房安全穩(wěn)定地運行，具有較高的推廣價值，為公司信息化建設(shè)提供更高的安全保障。

新疆電力科學研究院)