变电站类Unix操作系统数据文件优化管理系统的开发与设计

邓 科，李 挺，汪承茂，刘晓华，王 汇

（1.国网湖北省电力公司 检修公司，湖北 武汉 430050；2.南瑞继保电气有限公司 江苏 南京 211100）

变电站类Unix操作系统数据文件优化管理系统的开发与设计

邓 科1，李 挺1，汪承茂2，刘晓华1，王 汇1

（1.国网湖北省电力公司 检修公司，湖北 武汉 430050；2.南瑞继保电气有限公司 江苏 南京 211100）

针对湖北电网500 kV变电站已出现的多次不同厂家类Unix系统监控服务器设备，由于磁盘空间满而造成频繁重启或无法进入操作系统，以及监控数据无法刷新的现象。文中开发与设计了基于原监控系统的数据文件优化管理系统，通过对关键文件夹磁盘空间的优化管理，有效避免了因重要文件夹磁盘空间不足引起的服务器系统崩溃，使得变电站监控服务器稳定运行得到了保障。

变电站类Unix系统；监控系统；数据文件优化管理

变电站监控系统是变电站（水力、火力发电厂）的“眼睛”，其可对站端各运行状态进行实时监控。监控服务器作为站端重要设备，一旦出现故障，监控系统则直接申报为“危急缺陷”或“严重缺陷”，维修工作人员必须在3～7天内排除服务器故障。而监控服务器出现故障时通常不能正常进入监控服务器操作系统，导致故障处理工作困难且耗时长。湖北电网类Unix操作系统（各种传统的Unix系统以及各种与传统Unix类似的系统，诸如Solaris Unix、Linux等操作系统）监控服务器已多次出现类似现象，2014年500 kV恩施变电站更是出现两台监控服务器同时频繁重启及数据不刷新的严重故障。通过对现场故障进行排查发现，大部分故障是由于监控系统服务器重要文件夹磁盘空间不足所导致的，且加大磁盘空间并不能从根本上解决问题，同时还会增加硬盘成本[1-9]。

为了解决现有变电站类Unix管理系统存在的数据文件累积使得重要文件夹磁盘空间不足而导致监控系统崩溃的问题，文中在对类Unix系统及各厂家监控系统程序结构研究的基础上，从 “规范文件夹目录管理”、“文件操作权限设定”、“历史数据自动清理功能”3个方面，在现有系统的基础上开发与设计了数据文件优化管理系统。

1 磁盘容量不足原因分析

经调查统计，导致磁盘空间满的原因，主要分为如下几点：

1.1 历史数据清理堆积

监控服务器操作系统的历史数据库文件夹设置为自动扩展方式，监控历史数据长期未得到清理，当变电站运行几年后，监控历史数据不断堆积，使文件夹不断增大，磁盘剩余空间逐渐变小，直到整个硬盘空间被占满，这时历史数据文件无扩展空间；其次，若历史数据库文件夹设置为固定空间方式，当固定空间满，同样也会导致监控数据无法刷新。

1.2 备份文件管理不规范

每次对监控服务器进行调试和维护工作后，厂家人员仅将最新的监控数据进行备份，而未将之前的备份历史监控数据删除，且未按规定放置在备份文件夹内，而是存放在根目录下，或系统文件夹、历史数据文件夹等其他重要文件夹中，从而导致了由于相关磁盘空间不足而引发的监控服务器故障。

1.3 跟目录文件夹大小设置不当

首先是系统文件夹磁盘空间分配过小。系统文件夹用于存放系统文件，是整个系统最为关键的部分，其直接决定操作系统是否能够稳定运行。根据实际调查，500 kV变电站监控系统运行中会在系统文件夹中产生一些临时文件和历史文件，总增量为每年1 G左右，而现在500 kV变电站监控服务器实际运行时间普遍超过8年，若原系统文件夹磁盘空间分配较小，当该文件夹磁盘空间无剩余容量时，系统将无缓存空间，从而导致服务器频繁重启或无法进入操作系统。

其次是历史数据文件夹磁盘空间分配过小。监控服务器系统的历史数据文件夹用于存放历史数据，其一般设定为固定空间方式。以500 kV变电站监控系统为例，系统在运行中会产生几G到十几G的历史数据，若历史数据文件夹磁盘空间分配过小，则随着历史数据的增多，当历史数据文件夹剩余磁盘空间不足时，监控数据将无法写入，造成数据无法刷新，历史数据无法存贮。

2 优化系统的开发与设计

湖北电网所属的500 kV变电站监控系统服务器均为Solaris Unix或Linux国产版操作系统，本文以南瑞继保有限公司的监控系统PCS9700的服务器文件夹架构图为例进行讲解，其中在Solaris Unix操作系统和Linux国产版操作系统文件夹构架，分别如图 1（a）和（b）所示。

图1 PCS9700服务器文件夹架构图

由图1中可看到，南瑞继保监控系统服务器硬盘的根目录文件共分为4个，user（操作系统），swap（内存），oradata或his（历史数据），users（用户数据）。其中oradata（历史数据）的文件夹名称可改变，且可设置为自动扩展或固定大小。湖北电网500 kV变电站监控系统服务器硬盘空间均为500 G或250 G，实际使用空间根据硬盘品牌不同分别为480 G或230 G左右。

2.1 规范文件夹目录管理

文件夹目录的规范关系到磁盘空间的管理与优化，文中从以下3个方面对系统进行改进[10-12]。

2.1.1 新增Other跟目录

如图2所示，为了能重点关注厂家维护数据文件夹，同时易于识别，本文将“备份数据”文件夹由原users（用户数据）-ems文件夹位置进行转移，作为整个硬盘的第5个根目录文件夹，名称为“other”，作为厂家维护专用数据存放文件夹，用于存放备份文件、IP设置信息等维护数据。 另外将原PCS9700文件夹取消，原ems文件夹名字改为monitoring，专用于存放监控主程序。

图2 数据文件优化管理系统根目录构架图

2.1.2 统一目录文件夹命名

为使本数据文件优化系统具有通用性，同时利于规范管理，本文对5个根目录和2个重要子目录文件夹进行统一名称管理，其中操作系统文件夹命名为usr，内存文件夹命名为swap，用户数据文件夹命名为users，厂家维护专用数据文件夹命名为other，历史数据文件夹命名为historydata，超级用户文件夹命名为root，监控主程序文件夹命名为monitoring。

2.1.3 合理分配系统模块磁盘空间

根据各文件运行中的实际需求，将重要文件预留足够的空间裕度，可有效避免相关文件夹磁盘空间不足的现象。在本优化管理系统中，将usr设置为30 G的磁盘空间，users设置为50 G的磁盘空间；other设置为50 G的磁盘空间，swap文件磁盘空间大小根据服务器实际内存大小设置，系统剩余的磁盘空间全部分配给historydata，且设置为“不自动扩展方式”。

2.2 文件操作权限设定

对文件操作权限进行设定主要目的是在满足日常维护需求（备份文件或监控程序升级、数据库更新）的前提下，通过对“手动移动文件夹”操作的范围及途径进行权限设定，避免由于人为存放文件混乱而导致相关重要文件夹（操作系统文件夹和历史数据文件夹）磁盘空间数据过多而剩余磁盘空间不足引起系统无法正常运行，导致监控服务器出现故障。

2.2.1 文件移动范围及途径权限设定

在日常维护过程中，涉及需进行文件移动的文件夹仅与“other”和“users”文件夹有关，而其他文件夹均无需存在“手动复制/粘贴/剪切”操作，可对文件“手动移动”操作设置权限和指定固定路径，仅可在“other”和“users”文件夹中进行“手动复制/粘贴/剪切”操作，而在其他文件夹则无法进行此类操作，由此可避免将备份文件或监控升级包等大文件被人为存放于其他文件夹，占用其他重要文件夹磁盘空间，导致重要文件夹磁盘空间不足。且当“other”和“users”文件夹数据空间已满时，系统将自动提醒工作人员剩余磁盘空间不足，而工作人员通知厂家人员对服务器系统进行维护工作，厂家人员必须在清理无用的备份数据后，方可进行该文件夹的存贮操作，使“other”和“users”文件夹空间得到合理维护。

2.2.2 文件压缩与解压缩权限设定

对于解压缩的方式和路径也设置权限。在日常维护工作中，除了通过“复制/粘贴/剪切”方式进行文件转移，解压缩操作也会进行文件转移。因此，对加压缩文件的路径进行权限设定，只能在“other”和“users”文件夹中进行压缩/解压缩操作。

2.2.3 维护专用FTP工具

在日常维护中，FTP工具也是文件移动途径之一，可研制一个维护专用FPT工具，将文件的移动范围进行权限设定，只能在“other”和“users”文件夹中进行文件移动操作。

2.3 历史数据自动清理功能

南瑞继保电气有限公司、许继集团有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司等监控厂家的监控系统均有自动清理2～3年历史数据的功能，为了节省硬盘空间，应将此功能开启，自动清除无用的历史报文。另外，通过研发历史数据自动清理程序，对于操作系统文件夹中的临时文件和无需的日志文件及监控程序文件夹中的程序日志文件及录波文件进行自动定期清理。

3 结束语

为了解决现有变电站类Unix管理系统存在的数据文件累积使得重要文件夹磁盘空间不足而导致监控系统崩溃的问题，文中开发与设计了基于原监控系统的数据文件优化管理系统，通过对关键文件夹磁盘空间的优化管理，有效避免了因重要文件夹磁盘空间不足引起的服务器系统崩溃。本系统已由国内顶级监控厂家南京南瑞继保电气有限公司研发部门承担研发工作，待系统研发完成后，将通过挂网运行的方式进行阶段性测试，然后制定详细标准及细节说明，联系其他监控厂家按此方案进行实施。本系统所涉及的主体思路及相关技术将不仅仅适用于我国电力行业，同样适用于其他多个领域，对类Unix操作系统服务器监控程序设计与维护方面具有一定的参考价值。

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Development and design of data file manage and optimize system of substation Unixlike operating system

DENG Ke1，LI Ting1，WANG Cheng-mao2，LIU Xiao-hua1，WANG Hui1
（1.State Grid Maintenance Company Hubei Electric Power Company，Wuhan 430050，China；2.NARI-RELAYS Electric Co.，Ltd.，Nanjing 211100，China）

As the problem that Hubei power grid 500 kV transformer substation has appeared many different manufacturers Unix-like system monitoring server equipment due to the full disk space caused by frequent restart or unable to enter the operating system，and monitoring data can not be refreshed，this paper develop and design a data file optimize and manage system based on the original data monitoring system，through optimal management of key folder disk space，effectively avoiding server system due to important folders crashes caused by insufficient disk space，making the stable operation of substation monitoring server has been secured.

substation unix-like systems；monitoring system；the data file management optimization

TN0

A

1674-6236（2016）23-0093-03

2015-12-30稿件编号：201512304

邓 科（1971—），男，湖南邵阳人，高级工程师。研究方向：500 kV至1 000 kV变电站电力主设备检修管理及统筹。