基于性能預(yù)測(cè)的跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)數(shù)據(jù)在線遷移系統(tǒng)

唐琳　邵欣　孫葉

摘 要：研究跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移方法，詳細(xì)闡述了基于性能預(yù)測(cè)的跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)數(shù)據(jù)在線遷移的實(shí)現(xiàn)過程和注意要點(diǎn)，為跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)數(shù)據(jù)在線遷移提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：性能預(yù)測(cè)；GIS平臺(tái)；數(shù)據(jù)遷移

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在電網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，各省、地市陸續(xù)建立電網(wǎng)空間地理信息系統(tǒng)（GIS）。建設(shè)初期信息數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一規(guī)范，如電網(wǎng)GIS的坐標(biāo)系、數(shù)據(jù)模型等內(nèi)容，為規(guī)范電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)的管理，建立統(tǒng)一的GIS平臺(tái)時(shí)，需要跨GIS平臺(tái)進(jìn)行電網(wǎng)數(shù)據(jù)遷移。目前跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)數(shù)據(jù)遷移往往是將舊GIS平臺(tái)存量數(shù)據(jù)一次性導(dǎo)入到新GIS平臺(tái)，或者是將不同GIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行中間轉(zhuǎn)換（XML文件轉(zhuǎn)換或中間庫(kù)轉(zhuǎn)換），但存在處理步驟多、無法批量處理等缺陷，處理效率低，并且很難保證數(shù)據(jù)的完整性。針對(duì)現(xiàn)有跨GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)遷移技術(shù)的不足，國(guó)網(wǎng)德州供電公司研發(fā)了基于性能預(yù)測(cè)的跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)數(shù)據(jù)在線遷移系統(tǒng)，利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更加柔性、靈活的跨GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)遷移，并提高服務(wù)器利用率，解決電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移領(lǐng)域關(guān)鍵性、共性的技術(shù)難題。

1 問題現(xiàn)狀

1）數(shù)據(jù)遷移期間需停機(jī)。

2）數(shù)據(jù)遷移時(shí)間長(zhǎng)，造成帶寬的浪費(fèi)，并且服務(wù)器利用率低。

3）數(shù)據(jù)遷移沒有提供修復(fù)功能。

4）跨平臺(tái)遷移缺乏靈活性和擴(kuò)展性。

2 工作原理及技術(shù)方案

2.1 跨GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)遷移方法

基于性能預(yù)測(cè)的跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)數(shù)據(jù)在線遷移系統(tǒng)包括三個(gè)功能模塊：性能檢測(cè)系統(tǒng)、多路管理系統(tǒng)、平臺(tái)交換系統(tǒng)。跨GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)遷移方法包括如下步驟：

1）將待遷移GIS平臺(tái)主機(jī)通過交換機(jī)或路由器連接至物理服務(wù)器；

2）物理服務(wù)器中性能檢測(cè)系統(tǒng)評(píng)估該物理服務(wù)器虛擬化能力，為待遷移GIS平臺(tái)分配一個(gè)新GIS平臺(tái)邏輯單元；

3）物理服務(wù)器中多路管理系統(tǒng)將待遷移GIS平臺(tái)存儲(chǔ)磁盤和平臺(tái)交換系統(tǒng)待交換磁盤空間映射為單一邏輯磁盤，將待遷移GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)遷移至物理服務(wù)器中平臺(tái)交換系統(tǒng)；

4）物理服務(wù)器中平臺(tái)交換系統(tǒng)構(gòu)建配置表，將待遷移GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)映射為新GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)，并寫入新GIS平臺(tái)邏輯單元。

2.2 虛擬機(jī)優(yōu)化部署方法

性能檢測(cè)系統(tǒng)評(píng)估物理服務(wù)器已分配的每個(gè)虛擬機(jī)的最大性能指標(biāo)，然后計(jì)算已分配所有虛擬機(jī)的最大性能指標(biāo)之和與基準(zhǔn)指標(biāo)值的比值，即 。其中 表示服務(wù)器性能指標(biāo)，Si，max表示第i個(gè)虛擬機(jī)的最大性能指標(biāo)，Si，std表示第i個(gè)虛擬機(jī)的基準(zhǔn)指標(biāo)值。這種服務(wù)器性能計(jì)算在系統(tǒng)集群數(shù)據(jù)遷移中尤其重要，只有每臺(tái)物理服務(wù)器達(dá)到最大性能指標(biāo)，整體系統(tǒng)才不會(huì)冗余，造成資源浪費(fèi)。

當(dāng)比值超出設(shè)定閾值時(shí)，通知用戶增加新的物理服務(wù)器，否則為待遷移GIS平臺(tái)分配一個(gè)新GIS平臺(tái)邏輯單元。本系統(tǒng)最大性能指標(biāo)及基準(zhǔn)指標(biāo)值的計(jì)算和測(cè)算，采用業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估組織TPC和SPEC發(fā)布的基準(zhǔn)測(cè)試體系的技術(shù)規(guī)范內(nèi)的相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，本系統(tǒng)優(yōu)選的設(shè)定閾值為0.6～0.8。

2.3 數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換方法

第一步：多路管理系統(tǒng)分發(fā)器將位圖表所有bit清零，設(shè)置為數(shù)據(jù)未遷移狀態(tài)，然后建立待遷移GIS平臺(tái)存儲(chǔ)磁盤與平臺(tái)交換系統(tǒng)待交換磁盤空間的連接；

第二步：分發(fā)器根據(jù)位圖表的記錄，當(dāng)位圖表中對(duì)應(yīng)bit值為零時(shí)，則發(fā)送讀請(qǐng)求至待遷移GIS平臺(tái)，提取512bit數(shù)據(jù)寫入平臺(tái)交換系統(tǒng)待交換磁盤空間對(duì)應(yīng)位置，并更新位圖表中相應(yīng)bit為1；分發(fā)器將從待遷移GIS平臺(tái)存儲(chǔ)磁盤提取數(shù)據(jù)寫入平臺(tái)交換系統(tǒng)待交換磁盤空間時(shí)，以工程、供電所、線路或設(shè)備為單位提取，以保證在寫入的時(shí)候電網(wǎng)設(shè)備間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不發(fā)生改變；

第三步：當(dāng)多路管理系統(tǒng)收到待遷移GIS平臺(tái)存儲(chǔ)磁盤寫命令時(shí)，將數(shù)據(jù)分別寫入待遷移GIS平臺(tái)存儲(chǔ)磁盤和平臺(tái)交換系統(tǒng)待交換磁盤空間，若寫入數(shù)據(jù)超過512bit，則更新位圖表中相應(yīng)bit為1；

第四步：重復(fù)步驟2直至位圖表所有bit為1，完成數(shù)據(jù)遷移，多路管理系統(tǒng)通知用戶數(shù)據(jù)遷移完成，用戶確認(rèn)后，多路管理系統(tǒng)斷開待遷移GIS平臺(tái)存儲(chǔ)磁盤與平臺(tái)交換系統(tǒng)待交換磁盤空間的連接。

2.4 GIS平臺(tái)無關(guān)性的異構(gòu)交換模型構(gòu)建

通過平臺(tái)交換系統(tǒng)構(gòu)建的配置表建立起新舊模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)之間可以通過配置實(shí)現(xiàn)交換。交換模型包括屬性域，空間域，拓?fù)潢P(guān)系域。

1）屬性域：包括電網(wǎng)設(shè)備的私有屬性、公有屬性及枚舉表；

2）空間域：包括電網(wǎng)設(shè)備的圖形信息，以坐標(biāo)形式記錄；

3）拓?fù)潢P(guān)系域：包括設(shè)備間的連接關(guān)系、包含關(guān)系、從屬關(guān)系和房?jī)?nèi)關(guān)系。通過主鍵ID關(guān)聯(lián)方式記錄。

為保證電網(wǎng)的拓?fù)渫暾?，多路管理系統(tǒng)分發(fā)器將從待遷移GIS平臺(tái)存儲(chǔ)磁盤提取數(shù)據(jù)寫入平臺(tái)交換系統(tǒng)待交換磁盤空間時(shí)，以供電所、線路或設(shè)備為單位提取，存量數(shù)據(jù)以供電所為單位遷移，增量數(shù)據(jù)以設(shè)備為單位遷移，修復(fù)功能以供電線路為單位遷移。

2.5 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1）采用服務(wù)器虛擬化方式，將不同類型的GIS平臺(tái)通過轉(zhuǎn)換為新的GIS平臺(tái)統(tǒng)一到一個(gè)服務(wù)器中，便于用戶使用和訪問，實(shí)現(xiàn)靈活的跨GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)遷移。

2）采用性能檢測(cè)系統(tǒng)評(píng)估服務(wù)器的虛擬化能力，使之符合TPC和SPEC制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，有效提高服務(wù)器利用率。

3）采用多路管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，在遷移過程中可以隨時(shí)對(duì)舊GIS平臺(tái)進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)在線遷移，提高了數(shù)據(jù)遷移的效率。

4）通過將平臺(tái)交換系統(tǒng)與多路管理系統(tǒng)集成在物理服務(wù)器中，便于移植或規(guī)模化使用。

3 實(shí)施效果

1）實(shí)現(xiàn)在線、跨平臺(tái)電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移，提高了服務(wù)器的利用率，減少了能耗需求，節(jié)省了能源，支持環(huán)保。

2）提供了操作自動(dòng)化、資源優(yōu)化和高可用性，減輕了運(yùn)維人員的工作壓力，集中化管理更加方便、便捷，從而直接帶來管理和運(yùn)行成本的降低。

3）有效提高了系統(tǒng)運(yùn)維工作效率，減少了停運(yùn)時(shí)間，提升了電力企業(yè)業(yè)務(wù)服務(wù)的水平和客戶滿意度，有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

4 結(jié)論

基于性能預(yù)測(cè)的跨GIS平臺(tái)電網(wǎng)數(shù)據(jù)在線遷移方法及系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了柔性、靈活的跨GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)遷移，目前已在國(guó)網(wǎng)德州供電公司及所屬10個(gè)縣公司實(shí)際應(yīng)用，從應(yīng)用情況來看，效果良好，遷移后的電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行高效穩(wěn)定，提高了信息化效益，規(guī)避了信息化運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)，提升了系統(tǒng)運(yùn)維水平和服務(wù)保障能力，保障了電力業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效、持續(xù)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

唐琳（1972-），女，山東德州人，高級(jí)工程師，主要從事電力企業(yè)信息化建設(shè)與管理工作；

邵欣（1976-），女，山東德州人，技師，主要從事電力企業(yè)信息化建設(shè)與管理工作；

孫葉（1971-），女，山東德州人，高級(jí)政工程師，主要從事電力企業(yè)信息化建設(shè)與管理工作。