網(wǎng)管系統(tǒng)與電源監(jiān)控結(jié)合在黑龍江省地震臺(tái)網(wǎng)的應(yīng)用

王 卓，康 健，方 瑤，賈 軍，胡 越，婁建起

（黑龍江省地震局，哈爾濱 150090）

0 引言

黑龍江省基于網(wǎng)絡(luò)化的地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)始建于“九五”項(xiàng)目時(shí)期，在“十五”期間通過(guò)黑龍江數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目得到了極大的擴(kuò)建，以測(cè)震業(yè)務(wù)為例，省屬測(cè)震臺(tái)站由原來(lái)的8個(gè)增加到“十五”項(xiàng)目建設(shè)后的35個(gè)。后續(xù)又經(jīng)過(guò)“十一五”、黑龍江省地震深井綜合觀測(cè)網(wǎng)工程等一系列項(xiàng)目的建設(shè)，臺(tái)站數(shù)量逐漸增加。黑龍江省地震局已建成涵蓋測(cè)震、強(qiáng)震、地球物理場(chǎng)觀測(cè)、信息節(jié)點(diǎn)、GNSS 觀測(cè)、地震應(yīng)急等多項(xiàng)業(yè)務(wù)的綜合信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件既包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、供電設(shè)備、操作終端等通用型設(shè)備，也包含種類繁多的地震行業(yè)專業(yè)儀器（數(shù)據(jù)采集器、地震計(jì)等）。由于設(shè)備種類多樣且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，多數(shù)臺(tái)站為無(wú)人值守模式，因此遠(yuǎn)程管理和維護(hù)能力尤為重要。

為管理和維護(hù)好黑龍江省的地震信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，黑龍江省地震局從“十五”時(shí)期開(kāi)始到現(xiàn)在陸續(xù)開(kāi)發(fā)了智能電源管理平臺(tái)和基于開(kāi)源軟件Cacti 的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。后又將上述兩套系統(tǒng)的關(guān)鍵監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)提取出來(lái)再次開(kāi)發(fā)了臺(tái)網(wǎng)智能監(jiān)控與運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)端無(wú)人值守臺(tái)站的故障智能判定功能，幫助值班員和運(yùn)維人員快速定位故障原因并及時(shí)處理，通過(guò)降低修復(fù)時(shí)間來(lái)提高運(yùn)維效率，減少因各類故障帶來(lái)的數(shù)據(jù)損失。以下將詳細(xì)介紹監(jiān)控及運(yùn)維管理系統(tǒng)在黑龍江省地震局的配置和應(yīng)用情況。

1 系統(tǒng)監(jiān)控需求分析

根據(jù)黑龍江省地震信息系統(tǒng)的特點(diǎn)，測(cè)震系統(tǒng)對(duì)在網(wǎng)設(shè)備的連續(xù)率和運(yùn)行率要求是最高的，因此對(duì)于測(cè)震臺(tái)站儀器設(shè)備的監(jiān)控也是重中之重。在開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)之前，通常的維護(hù)方式是使用JOPENS（地震速報(bào)系統(tǒng)）軟件，以檢驗(yàn)地震波形是否正常的方式來(lái)判斷臺(tái)站是否正常運(yùn)行。地震波形是測(cè)震系統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)，而在信息系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)據(jù)出現(xiàn)異?；蛑袛啵赡艿脑驎?huì)有許多。在黑龍江省地震臺(tái)站長(zhǎng)期運(yùn)行中，故障原因最多的主要有以下幾種：①市電停電導(dǎo)致臺(tái)站所有設(shè)備供電中斷；②運(yùn)營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò)專線中斷導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失??；③臺(tái)站數(shù)據(jù)采集器故障導(dǎo)致地震波形數(shù)據(jù)上傳失敗。其它故障原因包括臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障、雷擊或其他原因?qū)е略O(shè)備損壞等也偶有發(fā)生，但相對(duì)比較少見(jiàn)。

從結(jié)果上看上述所有原因都會(huì)導(dǎo)致測(cè)震系統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)丟失，但僅通過(guò)對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)無(wú)法分辨出故障原因，這時(shí)常見(jiàn)的做法是聯(lián)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)信道運(yùn)營(yíng)商或臺(tái)站看護(hù)人員前往實(shí)地查看，再根據(jù)反饋結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處置。黑龍江省地域遼闊，前往臺(tái)站路途遙遠(yuǎn)，如果恰逢冬季又格外增添了出行方面的困難，因此更加需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行充分的監(jiān)控來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程判斷故障原因的功能。

2 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)

2.1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需求

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可以使運(yùn)維人員充分了解信息系統(tǒng)底層支撐平臺(tái)——網(wǎng)絡(luò)信道和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)時(shí)情況。根據(jù)黑龍江省地震臺(tái)網(wǎng)的設(shè)備種類、設(shè)備分布情況、傳輸信道及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，總結(jié)出以下網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方面的需求：

（1）對(duì)設(shè)備及重要服務(wù)的在線狀態(tài)監(jiān)控：直觀掌握運(yùn)行情況和設(shè)置告警通知；

（2）對(duì)信道的流量監(jiān)控：掌握全省網(wǎng)絡(luò)中哪些信道帶寬資源不足，可及時(shí)為信道擴(kuò)容或限制一些視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控等大量占用帶寬的應(yīng)用，來(lái)避免造成擠占專業(yè)數(shù)據(jù)帶寬的問(wèn)題；

（3）對(duì) 不 支 持SNMP（Simple Network Management Protocal，簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)控：如臺(tái)站數(shù)據(jù)采集器、供電設(shè)備、地球物理場(chǎng)觀測(cè)儀器等IP 設(shè)備，更豐富的數(shù)據(jù)有利于判斷故障原因；

（4）拓?fù)鋱D展示：有助于網(wǎng)絡(luò)管理員分析和判斷網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障，而且將相同網(wǎng)絡(luò)信道類型或相同網(wǎng)絡(luò)接口的從屬設(shè)備在拓?fù)鋱D上歸納到一起后，發(fā)生批量故障時(shí)原因非常直觀；

（5）其它常用功能：多種手段告警、監(jiān)控報(bào)表產(chǎn)出、多用戶分級(jí)權(quán)限管理等。

2.2 開(kāi)源軟件Cacti

根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需求，黑龍江省地震局使用Cacti 實(shí)現(xiàn)對(duì)本省網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的多種監(jiān)控和告警等功能。

Cacti 是一種網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)圖形分析工具，它基于B/S（Browser/Server Architecture，瀏覽器和服務(wù)器架構(gòu)）架構(gòu)，通過(guò)安裝各種插件不僅可以實(shí)現(xiàn)流量監(jiān)控，還可實(shí)現(xiàn)多種擴(kuò)展功能。

黑龍江省地震局配置應(yīng)用的Cacti 軟件部署在CentOS 操作系統(tǒng)上，用到的Cacti 插件主要有以下幾種：

（1）cacti-plugin：用于擴(kuò)展Cacti 架構(gòu)，支持安裝其它插件；

（2）weathermap：將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以拓?fù)浠螯c(diǎn)位等圖形化方式展示；

（3）monitor：以圖標(biāo)方式展示主機(jī)狀態(tài)，中斷后通過(guò)本地聲音告警；

（4）nectar：郵件報(bào)告及定制化報(bào)表推送功能；

（5）thold：擴(kuò)展告警功能，對(duì)各項(xiàng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)設(shè)定閾值，超出閾值范圍后告警；

（6）syslog：用于收集路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日志，集中分析和管理。

2.3 Cacti系統(tǒng)的配置和應(yīng)用

2.3.1 監(jiān)控主機(jī)和圖形配置

Cacti 中的監(jiān)控主機(jī)類型用主機(jī)模板加以區(qū)分，模板涵蓋了多種不同的監(jiān)控圖形模型。如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型的模板包括設(shè)備接口流量、負(fù)載和數(shù)據(jù)包等信息，通常用于路由器和交換機(jī)設(shè)備的監(jiān)控；而服務(wù)器類型的模板則包括性能、硬盤(pán)內(nèi)存空間占用、系統(tǒng)線程等信息，通常用于對(duì)服務(wù)器、工作站等Linux 和Windows 主機(jī)的監(jiān)控。以上幾種類型的設(shè)備需要在主機(jī)中開(kāi)啟SNMP 協(xié)議即可獲取豐富的網(wǎng)管監(jiān)控信息，Linux 和Windows 操作系統(tǒng)需要安裝相應(yīng)的組件才能實(shí)現(xiàn)。

MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)控模板，需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立與Cacti 配置文件中相對(duì)應(yīng)的用戶名和口令的可讀取權(quán)限賬戶，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)程、響應(yīng)時(shí)間、連接數(shù)等數(shù)據(jù)庫(kù)性能和可用性上的監(jiān)控。

對(duì)于不具備開(kāi)啟網(wǎng)管協(xié)議功能的設(shè)備和服務(wù)，可以利用PING 命令來(lái)探測(cè)主機(jī)或端口的存活和開(kāi)放狀態(tài)。在Cacti 圖形模板中添加Advance Ping 監(jiān)控模板，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)定時(shí)、定量及定向端口的探測(cè)功能。對(duì)于系統(tǒng)服務(wù)來(lái)說(shuō)，相應(yīng)端口的開(kāi)放是服務(wù)正常的必要條件，以EQIM（地震速報(bào)信息系統(tǒng)）服務(wù)為例，其使用的是5001 端口提供連接和服務(wù)，如果探測(cè)到5001 端口處于關(guān)閉狀態(tài)則需要立即搶修該服務(wù)。

在Advance Ping 模板應(yīng)用設(shè)置中建議不要將時(shí)間間隔設(shè)置過(guò)小，也不要將發(fā)送數(shù)據(jù)包數(shù)量設(shè)置過(guò)多，主要為防止探測(cè)行為過(guò)于頻繁造成主機(jī)端網(wǎng)絡(luò)阻塞，同時(shí)也減輕監(jiān)控服務(wù)器負(fù)載，尤其是在使用Advance Ping 模板監(jiān)控大量主機(jī)和服務(wù)時(shí)尤為重要。

黑龍江省地震局Cacti 監(jiān)控系統(tǒng)已將全省測(cè)震臺(tái)網(wǎng)、地球物理臺(tái)網(wǎng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的大部分設(shè)備、專業(yè)儀器和重要服務(wù)納入到監(jiān)控中，目前已有監(jiān)控主機(jī)279個(gè)，監(jiān)控圖形675個(gè)，典型監(jiān)控圖形見(jiàn)圖1。

圖1 典型Cacti監(jiān)控圖形Fig.1 Typical cacti monitoring graphics

從監(jiān)控圖形我們可以發(fā)現(xiàn)一些系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題和隱患，例如圖1中地震臺(tái)數(shù)采的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)不穩(wěn)定和個(gè)別時(shí)段數(shù)據(jù)包丟失嚴(yán)重等。如果沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)則只有在網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)中斷嚴(yán)重時(shí)通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)丟失將問(wèn)題暴漏出來(lái)，許多隱患無(wú)法在日常運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)。解決這些或大或小的隱患就能使系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定，達(dá)到更高的運(yùn)行率。

2.3.2 氣象圖配置

Cacti 通過(guò)weathermap 插件實(shí)現(xiàn)拓?fù)鋱D功能。/var/www/html/plugins/weathermap 為氣象圖配置目錄，每張氣象圖都有一個(gè)獨(dú)立的配置文件。氣象圖目錄下的images是素材目錄，想要繪制出美觀的拓?fù)鋱D需要有優(yōu)質(zhì)素材做支撐，可將背景圖、設(shè)備圖標(biāo)等素材拷貝到該目錄下即可實(shí)現(xiàn)高度自由定制。

圖2 是本系統(tǒng)在用的全省測(cè)震臺(tái)站設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)位圖，按照臺(tái)站大體所在位置標(biāo)識(shí)出全省臺(tái)站的數(shù)據(jù)采集器與智能電源設(shè)備，可一目了然測(cè)震臺(tái)站的運(yùn)行情況。

圖2 黑龍江省測(cè)震臺(tái)站設(shè)備監(jiān)控圖Fig.2 Equipment monitoring diagram of seismic stations in Heilongjiang Province

圖3 是幾張典型拓?fù)鋱D，有些按照真實(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)繪制設(shè)計(jì)，有些按照相同信道類型或相近業(yè)務(wù)歸納設(shè)計(jì)。值班員或網(wǎng)絡(luò)管理員在維護(hù)系統(tǒng)時(shí)，不需要翻看臺(tái)站信道信息或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，多種信息一目了然。在監(jiān)控界面上將鼠標(biāo)放置在相應(yīng)點(diǎn)位上會(huì)自動(dòng)展示該點(diǎn)位的在線狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)等信息。

圖3 典型監(jiān)控氣象圖Fig.3 Typical monitoring weathermap

氣象圖的大部分繪制包括添加點(diǎn)位和流量等功能均可通過(guò)圖形化界面來(lái)實(shí)現(xiàn)，流量信息需要引用前面主機(jī)配置中使用SNMP 協(xié)議從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中獲取到的接口流量信息。在流量配置上需要注意設(shè)定正確的流量方向，并配置當(dāng)前信道或連接線的準(zhǔn)確帶寬。氣象圖上會(huì)根據(jù)當(dāng)前帶寬利用率的百分比按照?qǐng)D例將流量顯示為不同的顏色，帶寬占用過(guò)高的流量會(huì)顯示警示顏色，同時(shí)也可以為每個(gè)流量通過(guò)設(shè)置閾值的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)告警功能。

MMC型柔性直流輸電系統(tǒng)三次諧波注入調(diào)制策略的可行性//王慶,丁久東,劉海彬,肖建民,沈剛//(17):104

氣象圖上的主機(jī)在線狀態(tài)需要通過(guò)編輯氣象圖配置文件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如下截取兩段配置命令。

圖例配置：

KEYPOS cactiupdown 1305 279 主機(jī)狀態(tài)

KEYSTYLE cactiupdown tags

SCALE cactiupdown 0 0.5 192 192 192 關(guān)閉監(jiān)控SCALE cactiupdown 0.5 1.5 255 0 0 離線

SCALE cactiupdown 1.5 2.5 0 0 255 恢復(fù)中

SCALE cactiupdown 2.5 3.5 0 255 0 在線

主機(jī)點(diǎn)位配置：

LABEL 鶴崗

INFOURL/graph.php?rra_id=all&local_graph_id=649

OVERLIBGRAPH/graph_image. php? rra_id=0&graph_nolegend=true&graph_height=100&graph_width=300&local_graph_id=649

TARGET cactihost：169

USESCALE cactiupdown in

POSITION 1056 942

主機(jī)點(diǎn)位配置中TARGET一行需要引用前面主機(jī)配置中系統(tǒng)自動(dòng)分配到的主機(jī)ID。其它信息還包括了主機(jī)內(nèi)部名稱、顯示名稱、鼠標(biāo)放置時(shí)顯示圖形、點(diǎn)位坐標(biāo)位置等信息。

3 智能電源管理系統(tǒng)

智能電源管理系統(tǒng)由黑龍江省地震局與黑龍江天元時(shí)代自動(dòng)化儀表有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，為黑龍江省野外地震臺(tái)站的供電和遠(yuǎn)程維護(hù)管理提供服務(wù)，經(jīng)歷了多年的版本迭代更新和完善，與傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。

電源管理系統(tǒng)包括安裝在各無(wú)人值守臺(tái)站的野外智能電源設(shè)備，以及部署在省地震局端的電源監(jiān)控管理平臺(tái)。

野外智能電源設(shè)備專為直流電器裝置供電，正常的運(yùn)行模式是隔供模式，即隔離交流電或太陽(yáng)供電。一組蓄電池經(jīng)開(kāi)關(guān)電源供電，另一組蓄電池充電，保持二者輪換一充一放的方式，即保證了供電安全，也有助于延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。除隔供模式外，還有直供模式，將交流市電直接轉(zhuǎn)換為直流進(jìn)行供電；浮充模式，只有一組電瓶的時(shí)候同時(shí)進(jìn)行充放電。

電源監(jiān)控管理平臺(tái)（見(jiàn)圖4）是一款實(shí)時(shí)監(jiān)控全省各臺(tái)站電源設(shè)備信息的軟件，通過(guò)TCP協(xié)議與臺(tái)站電源終端進(jìn)行通信。軟件以臺(tái)站點(diǎn)位圖的方式顯示全省電源工作狀態(tài)，除了可以讀取全省野外智能電源設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)外，還具備遠(yuǎn)程控制通斷負(fù)載、改變臺(tái)站供電模式的功能。

圖4 電源監(jiān)控管理平臺(tái)Fig.4 Power monitoring management platform

4 運(yùn)維管理平臺(tái)

在獲取到充足的網(wǎng)絡(luò)和電源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后，本系統(tǒng)已具備遠(yuǎn)程綜合判斷故障原因的基礎(chǔ)。運(yùn)維管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)目的是為了解決網(wǎng)絡(luò)和電源監(jiān)控兩款軟件數(shù)據(jù)相互獨(dú)立、無(wú)法合并處理業(yè)務(wù)的問(wèn)題。

通過(guò)數(shù)據(jù)接口實(shí)時(shí)獲取兩款軟件監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)與電源設(shè)備信息。為更準(zhǔn)確的進(jìn)一步分析臺(tái)站出現(xiàn)故障的原因，將cacti 的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與電源監(jiān)控管理平臺(tái)的電源設(shè)備信息關(guān)聯(lián)起來(lái)。例如：若cacti網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某電源設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中斷，發(fā)生這種情況的原因可能是設(shè)備斷網(wǎng)、設(shè)備故障、設(shè)備停電等，此時(shí)再?gòu)碾娫幢O(jiān)控管理平臺(tái)中獲取電源具體狀態(tài)和狀態(tài)的前后變化情況，即可確定設(shè)備中斷的具體原因并反饋給相關(guān)運(yùn)維人員進(jìn)行處理。運(yùn)維管理平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖5。

圖5 運(yùn)維管理平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)圖Fig.5 Software design drawing of operation and maintenance management platform

為滿足軟件系統(tǒng)功能需求，運(yùn)維管理平臺(tái)設(shè)計(jì)了多個(gè)功能模塊，主要有統(tǒng)計(jì)信息、通知消息、通知規(guī)則、觸發(fā)策略、設(shè)備信息、值班管理、系統(tǒng)管理和定時(shí)任務(wù)等。

4.1 Cacti監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取

Cacti監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)SNMP或其他方式獲取到的設(shè)備信息不是存儲(chǔ)在mysql 中，而是存在rrdtool 生成的rrd 文件中，存放在Cacti 根目錄的rra 文件夾下。rrd 文件是大小固定的檔案文件（Round Robin Archive），rrdtool 對(duì)數(shù)據(jù)的更新和存儲(chǔ)就是對(duì)rrd 文件的處理。由于數(shù)據(jù)直接繪制于底圖之上，無(wú)法直接從圖片中獲取數(shù)據(jù)，web 監(jiān)控界面中也不存在相關(guān)數(shù)據(jù)接口，因此在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的獲取功能上設(shè)計(jì)為采取數(shù)據(jù)抽取的形式直接讀取數(shù)據(jù)庫(kù)并實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)。

Cacti 的數(shù)據(jù)庫(kù)編碼使用latin1，直接抽取到本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中會(huì)存在中文亂碼現(xiàn)象，因此需要在數(shù)據(jù)同步過(guò)程中對(duì)含有中文的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼操作，從“CP1252”轉(zhuǎn)換成“utf-8”編碼。

Cacti 監(jiān)控系統(tǒng)顯示在地圖上的設(shè)備狀態(tài)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中的“host”表，其中“description”字段存儲(chǔ)設(shè)備名稱，“hostname”存儲(chǔ)設(shè)備ip，“status”存 儲(chǔ) 設(shè) 備 狀 態(tài)。“host_template_id” 關(guān) 聯(lián)“host_template”表中的id 字段，“host_template”表中的“name”字段存儲(chǔ)設(shè)備監(jiān)控方式。

此外，數(shù)據(jù)庫(kù)中還存有“fail_data”設(shè)備宕機(jī)時(shí)間和“rec_data”設(shè)備恢復(fù)時(shí)間等字段，可以輔助運(yùn)維管理平臺(tái)做設(shè)備的進(jìn)一步狀態(tài)判斷。

4.2 電源管理平臺(tái)數(shù)據(jù)獲取

運(yùn)維管理平臺(tái)需要獲取電源監(jiān)控軟件中的設(shè)備列表、詳細(xì)信息以及異常設(shè)備日志，用于判斷設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)與狀態(tài)變化記錄。設(shè)備狀態(tài)包括恒流恒壓、DC12V 供電、隔供模式、市電停電、直供模式、回?cái)?shù)異常、充電故障、所數(shù)未回、通信中斷、浮充模式、工作端口連接不成功。

與電源監(jiān)控管理平臺(tái)的對(duì)接采用TCP協(xié)議，使用十六進(jìn)制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。命令格式是約定好的兩位十六進(jìn)制數(shù)字作為起始和結(jié)尾，同時(shí)包含了命令長(zhǎng)度的標(biāo)識(shí)。以獲取設(shè)備列表命令為例，發(fā)送命令為“起始標(biāo)識(shí) 長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)GetDeviceList 結(jié)尾標(biāo)識(shí)”可以被電源監(jiān)控管理平臺(tái)所識(shí)別。 其中GetDeviceList 字符也轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制進(jìn)行傳輸。收到命令后，返回?cái)?shù)據(jù)也以相似的命令進(jìn)行傳輸和識(shí)別。

public String send（String cmdInfor，String host，int port） {

// System.out.println（'ttttt：'+cmdInfor）;

//System.out.println（'發(fā)送成功'）;

String strReturn=null;

try{

//要連接的服務(wù)端IP地址

//String host='IP地址';

//要連接的服務(wù)端對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽(tīng)端口

//int port=端口號(hào);

//將十六進(jìn)制的字符串轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組

byte[] cmdInfor2 = hexStrToBinaryStr（cmdInfor）;

//1.建立客戶端socket連接，指定服務(wù)器位置及端口

Socket clientSocket = new Socket （host，port）;

//2.得到socket讀寫(xiě)流OutputStream os=clientSocket.getOutputStream

（）;

PrintWriter pw=new PrintWriter（os）;

//輸入流

InputStream is = clientSocket.getInputStream

（）;

//3.利用流按照一定的操作，對(duì)socket 進(jìn)行讀寫(xiě)操作

os.write（cmdInfor2）;

os.flush（）;

clientSocket.shutdownOutput（）;

//接收服務(wù)器的響應(yīng)

int line=0;

byte[]buf=new byte[1024];

long d=System.currentTimeMillis（）;

//接收收到的數(shù)據(jù)

ByteArrayOutputStream byteArrayOut = new ByteArrayOutputStream（）;

while（（line=is.read（buf））!=-1）{

byteArrayOut.write（buf，0，line）;

}

byte[]recv=byteArrayOut.toByteArray（）;

strReturn = BinaryToHexString（recv）;//將 字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的字符串

//4.關(guān)閉資源

is.close（）;

pw.close（）;

os.close（）;

clientSocket.close（）;

}catch（Exception e）{

e.printStackTrace（）;

}

if（'02 09 00 65 6D 70 74 79 03 '.equals（strReturn））{

return null;

}

if（strReturn==null）{

return null;

}

if（strReturn.length（）＜11）{

return null;

}

strReturn = strReturn. substring（7 + 1，strReturn.length（）-3）;//截取有用信息

return hexStringToString（strReturn）;//將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的字符串

}

4.3 故障智能判定設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

地震臺(tái)網(wǎng)傳統(tǒng)的運(yùn)維和監(jiān)控軟件一般更側(cè)重于覆蓋自身學(xué)科類別的設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)往往只監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、設(shè)備管理軟件只管理專業(yè)儀器、測(cè)震和地球物理臺(tái)網(wǎng)的軟件更側(cè)重于專業(yè)數(shù)據(jù)的處理和加工。本系統(tǒng)通過(guò)融合網(wǎng)絡(luò)和電源兩個(gè)類別的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，將獲取到的設(shè)備列表歸納到各自無(wú)人值守臺(tái)站的中心站運(yùn)維片區(qū)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的部門(mén)化統(tǒng)計(jì)、運(yùn)維和管理，并將智能電源設(shè)備與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信息關(guān)聯(lián)起來(lái)，通過(guò)多種信息綜合處理，見(jiàn)圖6。

圖6 電源設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控關(guān)聯(lián)Fig.6 Association of power supply device and network monitoring

運(yùn)維平臺(tái)通過(guò)配置觸發(fā)策略及規(guī)則實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與電源故障智能判定。觸發(fā)策略可以創(chuàng)建幾組觸發(fā)規(guī)則，當(dāng)系統(tǒng)匹配到網(wǎng)絡(luò)或電源設(shè)備狀態(tài)與策略匹配一致時(shí)即可觸發(fā)，隨即根據(jù)觸發(fā)策略設(shè)置，將異常信息發(fā)送給對(duì)應(yīng)用戶。

觸發(fā)規(guī)則需要選擇網(wǎng)絡(luò)或電源設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要用到在線、正在恢復(fù)和宕機(jī)三個(gè)狀態(tài)，電源監(jiān)控主要用到隔供模式、市電停電、直供模式、通信中斷、浮充模式等幾個(gè)狀態(tài)。通過(guò)規(guī)則中這些設(shè)備狀態(tài)的變化來(lái)判斷當(dāng)前臺(tái)站故障原因，如圖7所示。通過(guò)創(chuàng)建多組故障特征的觸發(fā)規(guī)則來(lái)識(shí)別和判定各類故障原因。

圖7 故障綜合判斷設(shè)置Fig.7 Comprehensive fault judgment setting

由于兩套監(jiān)控的數(shù)據(jù)同步存在差異，因此在創(chuàng)建規(guī)則的時(shí)候需要設(shè)置每個(gè)狀態(tài)維持或者變化后維持的時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到設(shè)備狀態(tài)符合觸發(fā)規(guī)則后，會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的“fail_data”字段存儲(chǔ)時(shí)間進(jìn)行比較，如當(dāng)前時(shí)間減去fail_data 時(shí)間大于設(shè)置的持續(xù)時(shí)間，即表明該條狀態(tài)符合規(guī)則上的延時(shí)時(shí)間，進(jìn)行后續(xù)進(jìn)一步判斷。

同一組觸發(fā)規(guī)則采用從上到下的順序依次檢測(cè)，每條規(guī)則可以選擇邏輯上的“與”、“或”、“非”關(guān)系設(shè)置，本條規(guī)則會(huì)與上一條規(guī)則進(jìn)行邏輯判斷?！芭c”的關(guān)系需要本條規(guī)則與上一條同時(shí)滿足可通過(guò)；“或”的關(guān)系需要本條規(guī)則和上一條規(guī)則滿足其一即可通過(guò)；“非”的關(guān)系是本條規(guī)則不滿足時(shí)可通過(guò)。

在故障判定算法規(guī)則的設(shè)計(jì)上，對(duì)于一些易于識(shí)別的故障原因，如臺(tái)站的兩臺(tái)IP 設(shè)備：數(shù)據(jù)采集器和智能電源設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備在線而另一臺(tái)宕機(jī)的情況，可直接初步判斷為設(shè)備故障。對(duì)于電源故障，由于各臺(tái)站的蓄電池配備會(huì)有一些差別，根據(jù)實(shí)際情況增加電源浮充模式或直供模式的變化規(guī)則，且可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)判斷智能電源設(shè)備自身故障的可能性。

4.4 其它功能

本系統(tǒng)還包含許多運(yùn)維管理中常用的其它基礎(chǔ)功能，值班排班模塊可實(shí)現(xiàn)向當(dāng)天值班員定向發(fā)送告警信息；部門(mén)管理模塊可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)維屬地化管理；告警模塊可根據(jù)故障判定的觸發(fā)情況通過(guò)云短信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)短信告警。

5 總結(jié)

通過(guò)以上多年的工作，黑龍江省地震局信息系統(tǒng)中已開(kāi)發(fā)并建成了全省網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和電源監(jiān)控系統(tǒng)，并將兩者的數(shù)據(jù)整合到運(yùn)維管理平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)臺(tái)站故障的遠(yuǎn)程智能判定，為黑龍江省地震臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)維和管理工作提供服務(wù)和幫助。

豐富的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能夠使故障判斷更加準(zhǔn)確，如果在每個(gè)無(wú)人值守臺(tái)站使用可網(wǎng)管交換機(jī)，將每個(gè)端口的狀態(tài)和流量都監(jiān)控到位，遠(yuǎn)程運(yùn)維工作將會(huì)更加易于開(kāi)展。