供電局典型一體化運(yùn)維管控系統(tǒng)的研究與建設(shè)

何潤泉

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東茂名525000）

1 總體思路

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)（OS2）建設(shè)及運(yùn)行要求的二次系統(tǒng)一體化總體建設(shè)原則，一體化運(yùn)維管控系統(tǒng)部署基于OSB服務(wù)總線的SOA架構(gòu)平臺(tái)，遵循南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)（OS2）的總體架構(gòu)和功能規(guī)劃，系統(tǒng)從硬件平臺(tái)、支撐平臺(tái)、各類業(yè)務(wù)應(yīng)用功能等方面遵循一體化運(yùn)維的原則，確保各業(yè)務(wù)功能模塊按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)現(xiàn)一體化建設(shè)。系統(tǒng)以基礎(chǔ)平臺(tái)為應(yīng)用支持，以資源管控、安全審計(jì)、運(yùn)行維護(hù)為核心實(shí)現(xiàn)對主站二次系統(tǒng)的監(jiān)視管理功能（圖1）；結(jié)合目前電力技術(shù)、IT技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用功能的智能化建設(shè)，提高了電網(wǎng)智能化應(yīng)用水平，向電力企業(yè)提供了遵循國際標(biāo)準(zhǔn)的、分布式的一體化系統(tǒng)運(yùn)行與開發(fā)環(huán)境，支撐業(yè)務(wù)面廣、信息量大，滿足南網(wǎng)“一體化、模塊化、智能化”調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)的要求。

圖1 一體化運(yùn)維管控系統(tǒng)架構(gòu)

1.2 系統(tǒng)建設(shè)思路

系統(tǒng)以《南方電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行管控系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)方案》為指導(dǎo)原則，遵循“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)籌建設(shè)、統(tǒng)一管理、分區(qū)負(fù)責(zé)”的總體思路在南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)（OS2）標(biāo)準(zhǔn)框架下開展自動(dòng)化運(yùn)行管控系統(tǒng)建設(shè)，統(tǒng)籌考慮、分步實(shí)施、逐步完善，實(shí)現(xiàn)對主站的二次系統(tǒng)建模、運(yùn)行狀態(tài)及安全監(jiān)視、告警、監(jiān)視畫面等信息的接入及綜合展示，提高自動(dòng)化、一體化運(yùn)行管理水平。

2 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

一體化運(yùn)維管控系統(tǒng)主要建設(shè)內(nèi)容包括資源管控、安全管控和系統(tǒng)支撐平臺(tái)三大部分，以系統(tǒng)支撐基礎(chǔ)平臺(tái)為應(yīng)用支持，以資源管控、安全審計(jì)、運(yùn)行維護(hù)為核心實(shí)現(xiàn)對主站二次系統(tǒng)或設(shè)備的監(jiān)視管理功能。

2.1 IT資源管控

IT資源管控模塊實(shí)現(xiàn)主站端的主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、中間件、數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)、備份和安全設(shè)備等平臺(tái)基礎(chǔ)軟硬件和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等設(shè)備對象的配置信息、運(yùn)行信息的采集和管理。

2.1.1 IT資產(chǎn)管理

通過對主站二次系統(tǒng)設(shè)備配置SNMP協(xié)議，建立統(tǒng)一的團(tuán)體名和端口號，運(yùn)維管控系統(tǒng)各安全區(qū)IT資源管控功能模塊自動(dòng)搜索本安全區(qū)內(nèi)二次系統(tǒng)設(shè)備和采集系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，通過獲取來自各個(gè)安全區(qū)的采集到的數(shù)據(jù)，根據(jù)模型解析入庫，形成統(tǒng)一的IT設(shè)備資產(chǎn)管理和跨廠商、跨平臺(tái)的統(tǒng)一拓?fù)涔芾?。IT設(shè)備資產(chǎn)管理對支持SNMP協(xié)議的設(shè)備自動(dòng)識別設(shè)備類型、型號、生成廠家以及設(shè)備的硬件配置信息，如CUP、內(nèi)存、DMA、I/O、DISK等，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能識別到端口的類型、速度、端口工作模式等，并對識別入庫的IT資產(chǎn)進(jìn)行分類管理；物理連接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾韺⒕W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、主機(jī)、防火墻等應(yīng)用于保障二次系統(tǒng)的設(shè)備納入統(tǒng)一的管理視野，按真實(shí)架構(gòu)關(guān)系進(jìn)行互聯(lián)，提供統(tǒng)一的全方位可視化管理。

2.1.2 IT資源監(jiān)控

一體化運(yùn)維管控系統(tǒng)IT資源管控模塊能接收和檢測到各種形式的設(shè)備運(yùn)行、故障告警、閾值告警信息。主要包括：

（1）服務(wù)器性能監(jiān)視，自動(dòng)收集服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、DISK等性能狀態(tài)，并與設(shè)置閾值進(jìn)行比較監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及處理資源分配出現(xiàn)的不正?；蛘叻?wù)器運(yùn)行中core文件大量產(chǎn)生影響服務(wù)器運(yùn)行性能的情況。

（2）服務(wù)器進(jìn)程運(yùn)行監(jiān)視，服務(wù)器正確情況下運(yùn)行著大量的系統(tǒng)進(jìn)程和應(yīng)用進(jìn)程，通過進(jìn)程管理能有效避免由于進(jìn)程過多導(dǎo)致占用大量系統(tǒng)資源，造成服務(wù)器不穩(wěn)定的可能性。通過進(jìn)程運(yùn)行監(jiān)視能及時(shí)監(jiān)視服務(wù)器所有進(jìn)程的名字和設(shè)置匹配的進(jìn)程數(shù)量，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免故障發(fā)生。

（3）KPI運(yùn)行指標(biāo)監(jiān)視，通過收集所需監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)構(gòu)建可視化的KPI指標(biāo)駕駛艙，正確反映ICT基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶?shí)際運(yùn)行狀態(tài)，能夠滿足實(shí)時(shí)運(yùn)行和事后統(tǒng)計(jì)的需要，預(yù)防并及時(shí)發(fā)現(xiàn)二次系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全隱患、主機(jī)運(yùn)行負(fù)載過高、網(wǎng)絡(luò)流量異常等問題，為二次系統(tǒng)運(yùn)行提供決策依據(jù)。

2.1.3 IT資源分析

運(yùn)維管控系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多種角度的數(shù)據(jù)分析，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)或設(shè)備的性能分析及故障分析提供依據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析預(yù)測未來的需求及發(fā)展，提高服務(wù)質(zhì)量及管理層次。數(shù)據(jù)的分析、匯總及統(tǒng)計(jì)功能包括：

（1）對于不同類型的設(shè)備，選擇監(jiān)測不同的性能指標(biāo)，提供監(jiān)測性能數(shù)據(jù)（如設(shè)備的內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)流量、磁盤、響應(yīng)時(shí)間、可用率等）從大到小TOP N排名情況，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中負(fù)荷最重的資源；

（2）提供常用的網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、通用、SLA等多種報(bào)表模板，運(yùn)維人員可基于模板根據(jù)不同需求靈活定義分析內(nèi)容。

2.2 安全防護(hù)管控

安全管控模塊可對已接入運(yùn)維管控系統(tǒng)監(jiān)管范圍內(nèi)的所有設(shè)備，包括一般主機(jī)及安全設(shè)備，如防火墻、正反向隔離裝置、縱向加密裝置、入侵檢測裝置、運(yùn)維堡壘機(jī)等安全設(shè)備的安全策略、日志進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，結(jié)合漏洞掃描、防病毒系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行日志、操作系統(tǒng)運(yùn)行日志、數(shù)據(jù)庫重要日志、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行日志等對全網(wǎng)的整體安全情況進(jìn)行綜合審計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種違規(guī)行為以及病毒和黑客的攻擊行為。

安 全 管 控 模 塊 通 過 SNMP、Trap、Syslog、JDBC、WMI、FTP、NetBIOS、OPSEC等多種協(xié)議方式對監(jiān)管范圍內(nèi)的所有設(shè)備完成日志收集，并對異構(gòu)日志格式統(tǒng)一規(guī)范化及日志設(shè)備類型、日志類型、日志級別等進(jìn)行重定義。系統(tǒng)結(jié)合知識庫和規(guī)則引擎等專家系統(tǒng)技術(shù)、人工智能技術(shù)的支撐，從海量原始日志數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，以多維度實(shí)時(shí)監(jiān)視的形式展示安全事件并自動(dòng)識別與網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)相關(guān)的內(nèi)容，對于需關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)安全事件可依據(jù)其源目的IP和端口信息進(jìn)行深入的事件追蹤調(diào)查分析行為，并可視化地展示描述事件之間相互關(guān)系的行為圖，使得運(yùn)維人員及時(shí)準(zhǔn)確掌握網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行故障，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)網(wǎng)絡(luò)故障，提升系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)水平，保障二次系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

2.3 智能化綜合管控平臺(tái)

一體化運(yùn)行管控系統(tǒng)部署于OSB服務(wù)總線，以基礎(chǔ)平臺(tái)為應(yīng)用支持，以資源管控、安全審計(jì)、運(yùn)行維護(hù)為核心，實(shí)現(xiàn)對主站OS2系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)視管理功能；系統(tǒng)支撐平臺(tái)通過資源管理、告警管理、指標(biāo)管理、風(fēng)險(xiǎn)管理與數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化方法等構(gòu)成面向?qū)ο蟮囊惑w化綜合智能管控平臺(tái)，將人工管理和信息點(diǎn)自動(dòng)識別相結(jié)合，同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)建立故障自動(dòng)檢測、報(bào)警功能模塊，讓整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)在第一時(shí)間被監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)檢測，并向相關(guān)運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)出正確的報(bào)警信息，有效幫助二次系統(tǒng)運(yùn)維人員解決信息化資源安全管理問題，實(shí)現(xiàn)從單項(xiàng)系統(tǒng)的運(yùn)維到跨系統(tǒng)、跨設(shè)備信息化協(xié)調(diào)一致統(tǒng)一管理，從單點(diǎn)解決方案到覆蓋各方面的全面管理，從面向功能的系統(tǒng)自動(dòng)化到面向服務(wù)的IT流程自動(dòng)化和從靜態(tài)的被動(dòng)管理到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的前瞻性管理，從而提高系統(tǒng)運(yùn)維質(zhì)量，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

3 系統(tǒng)實(shí)施情況與效果

一體化運(yùn)維管控系統(tǒng)的建設(shè)對自動(dòng)化運(yùn)維管理工作的開展有著顯著的提升作用，主要表現(xiàn)為以下方面：

3.1 實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)全面精準(zhǔn)巡視

通過對主站端的主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、中間件、數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)、備份和安全設(shè)備等平臺(tái)基礎(chǔ)軟硬件和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等設(shè)備對象的配置信息、運(yùn)行信息的采集和管理，物理連接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾韺⒕W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、主機(jī)、防火墻等應(yīng)用于保障二次系統(tǒng)的設(shè)備納入統(tǒng)一的管理視野，自動(dòng)檢測系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，按真實(shí)架構(gòu)關(guān)系進(jìn)行互聯(lián)（圖2）。通過大量實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)化標(biāo)注、顯示，直觀展示監(jiān)視的系統(tǒng)運(yùn)行全貌，打破各種監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)視角不同、管理獨(dú)立、信息分散互不相通、安全策略難以一致的壁壘，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)和信息的橫向協(xié)同和縱向貫通，為自動(dòng)化專業(yè)運(yùn)維人員提供統(tǒng)一的全方位可視化管理平臺(tái)，從而有效監(jiān)控設(shè)備及系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)全面精準(zhǔn)巡視。

圖2 二次系統(tǒng)全方位可視化管理界面

3.2 智能化故障分析及決策

一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)（OS2）技術(shù)橫跨電力系統(tǒng)、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等諸多專業(yè)，軟硬件實(shí)現(xiàn)方式眾多，數(shù)據(jù)分散、異構(gòu)，通信方式不一，要實(shí)現(xiàn)全面的運(yùn)維數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及處理故障，需要運(yùn)維人員不僅具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，還要具備相當(dāng)廣泛的專業(yè)面。因此，運(yùn)維故障事件處理過程中，往往難以快速地提取全局的、有效的信息，從而導(dǎo)致難以及時(shí)識別系統(tǒng)事件，定位故障原因（圖3）。通過一體化運(yùn)維管控系統(tǒng)對主站二次系統(tǒng)的建模、運(yùn)行狀態(tài)及安全監(jiān)視，結(jié)合知識庫和規(guī)則引擎等專家系統(tǒng)技術(shù)、人工智能技術(shù)的支撐，能夠快速地從全局海量原始數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，及時(shí)識別系統(tǒng)事件，快速定位故障原因，為自動(dòng)化運(yùn)維人員提供快速?zèng)Q策的建議。

圖3 系統(tǒng)安全管控模塊告警信息詳細(xì)內(nèi)容

4 結(jié)語

本地區(qū)一體化運(yùn)行管控系統(tǒng)經(jīng)過一年多的實(shí)用化應(yīng)用，打破了各種二次系統(tǒng)業(yè)務(wù)視角不同、管理獨(dú)立、信息分散互不相通、安全策略難以一致的壁壘，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)和信息的橫向協(xié)同和縱向貫通，人工管理和信息點(diǎn)自動(dòng)識別相結(jié)合。同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)建立故障自動(dòng)檢測、報(bào)警功能模塊，讓整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)能在第一時(shí)間被監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)檢測到，有效幫助二次系統(tǒng)運(yùn)維人員解決了信息化資源安全管理問題，實(shí)現(xiàn)從單項(xiàng)系統(tǒng)的運(yùn)維到跨系統(tǒng)、跨設(shè)備信息化協(xié)調(diào)一致統(tǒng)一管理，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)維質(zhì)量，保障了二次系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。