电力机房的智能巡检技术

2017-07-05李峰郭文斌

电子技术与软件工程 2017年12期

李峰++郭文斌

摘要本文引入了电力机房智能巡检技术，针对传统电力机房日常巡检技术的工作内容，提出了基于业务域、基于场景可视化的智能巡检技术，给出了智能巡检系统平台的系统架构和系统功能，实施效果表明，机房智能巡检技术适用于电力企业，具有较好的推广意义。

【关键词】电力机房智能巡检可视化场景展示

目前随着社会经济的高速发展，具有数字化与高度信息化集成的电力信息系统成为实现智能电网的重要手段。电力机房，为整个电网系统提供所有应用服务运营的场所，是电网中发电、输电、配电、售电的数据交互连接桥梁与应用服务无缝集成的平台，但是，目前大部分电力机房在投入使用后的管理仍然有较大不足，日常运维、巡检还停留在人工通过肉眼查看的方式，这样不仅浪费宝贵的人力资源、同时由于容易出现设备管理与机房空间管理的混乱而对数据中心的安全运行与可扩容性产生隐患。因此，当下迫切需要一套能为电力机房管理人员提供直观、远程、便于操控的智能巡检技术来解决此类问题。

1 机房日常巡检

1.1 巡检周期

巡检是电网日常维护工作的重要任务。一般来说，巡检工作分为例行巡检、节假日巡检、自然灾害和重要通信期的巡检。机房的管理要求是定期对机房的状况进行巡检，如每天早上某一时间和晚上某一时间要求巡检人员进入机房对机房内设备进行巡检。为保障机房的稳定运行，最简单的手段就是增加巡检的次数，缩短了对机房的巡检时间间隔，便于更全面地了解机房内各系统的运行情况。

1.2 巡检内容

对机房设备进行巡检时，主要包括机房各类基础设施、服务器、网络设备安全设备等，巡检设备运行是否正常，是否存在告警或缺陷，同时巡检的路线至关重要。一般情况下，一个典型的机房巡检在进入机房时首先要对空调运行情况进行查看，然后对机房的温湿度进行查看，最后依次对各个设备进行巡检。

1.3 巡检记录

巡检记录可以直接反映巡检人员对机房设备巡检的结果，是体现机房内设备运行情况的重要依据。巡检记录的细致程度依不同区域、不同类型的机房有所差异，一般而言，比较关注于机房的环境信息，如温度，湿度，重要设备的指标等内容。

2 智能巡检技术

随着电力企业信息化的建设，电力设备的智能化程度越来越高，同时承载这些设备的机房监控手段、信息化建设水平也越来越高，传统的巡检方式目前正逐步向智能化巡检方式过渡，有应用智能机器人进行巡检的技术研究，有應用信息系统数据挖掘进行巡检的技术研究等方式。

2.1 基于业务域的机房智能巡检

由于电力机房承载的系统较多，且系统跨区域跨机房的布局，单一模式下的机房巡检模式难以适应各种各样的业务系统，在兼顾巡检工作共性，如工单管理、信息记录、报表分析情况下，对特定业务域的巡检要体现其业务特性。

基于业务域的智能巡检策略其核心思想是：

（1）以机房基础信息为各业务域的共性，涉及巡检工作的基本内容，如巡检路径、工单管理、巡检周期等内容提炼出共性，这些共性的集合作为机房基础智能巡检的公共项。

（2）针对不同业务域的特点提炼出属于该业务域巡检的必要项，并加以规范化，形成属于该业务域的智能巡检模板。

2.2 基于场景可视化的机房智能巡检

可视化展示无疑是机房智能巡检中重要的环节，其关键在于巡检工作如何进行可视化展示，如机房基础性质的资产可视化、容量可视化等内容显然不是智能巡检工作的重点，而实际设计中由于可视化工作具有开发周期，因此要尽量提炼巡检工作展示的共性。

2.2.1 拓扑可视化

任何业务域是有其拓扑分布，即逻辑关系，对于以业务为导向的智能巡检策略，拓扑可视化是基础功能。

2.2.2 端口可视化

端口可视化不仅指设备端口呈现在巡检人员面前，还指其连接关系，信息数据均能够呈现，即端口可视化涵盖了信息可视化。

2.2.3 故障可视化

故障点处于何处，要一目了然的呈现在拓扑图上。

2.2.4 方法可视化

不仅要能够找到故障点，还要有解决问题的策略，策略是日积月累逐步形成的，即机房智能巡检的设计必须具有专家知识库，否则难以称之为“智能”。

2.2.5 报表可视化

对形成的策略，解决方式，解决结果以报表形式呈现给管理人员。

2.2.6 路径可视化

对巡检的路径，周期，记录等基础信息形成简洁有效的方式方法。

3 智能巡检系统开发

智能巡检系统使生产流程及时准确地按照巡检计划进行，并通过计算机通信网络了解企业内部各工作点的数据信息，并提供相应的分析策略，为企业节省了人力、物力。

3.1 系统构架

机房智能运维系统开发的内容涵盖机房3D建模、软件3D引擎加载、机柜室内定位、机房空间定位、数据库同步等关键技术，最终呈现给运维人员的是智能化、自动化的动态可视化自成像运维管理平台。系统具体构架见图1。

3.2 系统功能

3.2.1 机房场景可视化

机房是立体的空间概念，包括所在环境、配电、制冷、消防、通信机柜、布线等多种环节，机房3D建模技术实现机房的桌面化3D呈现，实现机房可视化管理，可实现环境可视、机房可视、机柜组可视、机柜可视、设备可视、端口可视，实现所见即所得。

3.2.2 IT资源业务域分类管理

各类IT资源分布于实际的物理机房中，这些设备之间是构成特定的业务关系的，比如营销系统、办公系统、抄表系统，将这些设备根据业务、逻辑、冗余等关系进行分类能够构成不同的业务域，准确、按需求的描述设备间的内在关系，尤其是在一个设备参与多个业务的情况就更能够展示准确，实现业务层次的“所见即所得”。

3.2.3 连线资源智能配线管理。

设备布局布线对机房管理而言是非常重要的环节，由于施工方与运维方不一致，施工标准不统一，运维人员传承等方面的问题，与IP层监控日益完善相比，物理层的配线管理成了机房智能运维的短板。

3.2.4 机房IT设备资产管理。

智能运维技术包括机房IT设备的资产管理功能，对现代化信息机房来说，机房内的设备种类千差万别，数量巨大，靠人工管理及维护不仅容易出错且很难快速定位及查找，对其历史状况更是难以入手了解，尤其是遇到设备移动，机房搬迁状况时，且机房规模越大其管理复杂程度越高。对IT设备引入电子标签，电子标签内存储有该设备的历史及当前配置信息，生产相关、物流相关及运行相关的静态信息，与运维平台交互的可配置动态信息等。

3.2.5 核心设备状态管理。

机房的服务器、交换机、路由器等设备是运维人员最为关心的核心设备，需要高的关注度，核心设备除基本的生产信息、物流信息、配置信息等偏静态的信息外，动态的运行状态信息如CPU使用率、进程数、数据流量、设备温度、内存使用率等实时运行信息的提取、存储、分析、预警是帮助运维人员管理核心设备的重要辅助手段。

3.2.6 机房自动巡检功能。

机房定期巡检是运维人员日常管理的重要职责，平台提供自动巡检功能，结合机柜微环境管理，IT设备动态运行信息提取功能及机房3D可视化呈现手段帮助运维人员获得量化的巡检数据，提高机房运维效果及运维效率，减少甚至摆脱靠运维人员目测方式进行巡查，提供数字化运维数据及报表。

4 应用成效

4.1 应用成效

非结构性场景展示已经在本人单位予以实施，并在可视化场景基础上融合了动环监控、网络监控分析、电子配线数据等相关业务信息，使运维效率得到明显提高和改善。

（1）节省机房运行维护费用。实现机房3D自成像可视化、精细化管理，可快速实现设备自动定位，设备快速查找，提升效率70%以上。

（2）实现设备动态信息提取提与分析，提前预警设备问题，在设备故障时能快速查找问题的根本原因，设备平均故障解决时间减少30分钟，通过设备预警方式解决问题占总问题数的60%，通过专家系统引导故障解决目前占比在25%左右。

（3）将日常巡维工作桌面化呈现，减少运维人员工作压力，提高运维深度及广度，提高机房管理的规范化程度，建立了普通配线架改造为电子配线架的标准。

（4）通过研究，提高了专业技术及管理水平，提高了工作效率及智能化应用水平。通过系统的应用，解决了机房信息碎片化和数据孤岛的现象。

4.2 行业推广