摘要：随着国家电网有限公司“大运行”体系建设不断深入，通信机房监控系统已向省集中方向发展。面对海量且复杂的监控参数，如何提高数据处理能力和故障告警准确率已成为主要问题。本文设计了一套面向通信机房省集中监控的实时处理系统。首先，分析了实时处理系统的设计思路，随后介绍了实时数据解析、实时信息定位以及资源存储等关键技术。通过测试验证了系统对数据处理能力速度和故障告警的准确率，进而表明所用技术的可靠性和所设计系统的实用性。
关键词：通信机房省集中监控；实时处理系统；实时数据解析；实时信息定位；资源存储
引言
“十二五”期间，国家电网有限公司为转变公司发展方式，强化管理模式，优化业务流程，提出了建设“三集五大”的整体思路，通信机房监控系统已由传统地调监控模式向省集中监控模式方向发展[1-4]。省集中监控系统是通过图形化人机界面实现对各地市通信机房分站内动力、环境、门禁以及IMS多媒体数据的实时监控、控制和管理。
目前，在国网电力监控系统中，机房监控一般采用由监控模块、监控单元、区域监控中心、监控中心四层结构组成的分级管理方案，该方案是由分散的区域监控中心（地县）将处理好的告警信息统一上报到监控中心，这虽缓解了监控中心数据处理压力，但硬件部署成本和人员运维成本较高，处理的点位数量有限，告警判断能力弱，IMS多媒体视频交互实时性差，无法满足集约化程度较高的省集中监控系统的需求。针对以上问题，本文设计了一套部署于省一级的实时处理系统，该系统综合运用实时数据解析、实时信息定位、资源存储等技术，有效提高了数据的集中处理速度以及设备故障告警的准确率。
1 通信机房集中监控实时处理系统
实时处理系统作为机房监控系统的核心组件，与大数据架构类似需具备分布式计算、内存计算和流处理等能力[6]。针对监控特点，在业务上需具有数据接收解析、数据计算、规则匹配、告警分析、告警上报、数据入库、资源同步、IMS多媒体流数据处理等功能，在系统管理上需具有链路管理、内存管理、数据库管理等能力，最终实现机房省集中监控系统的一体化管理。图1.1为实时处理系统功能架构图。
图1.1 实时处理系统功能架构
对于通信机房监控系统而言，主要需要展示设备监控数据、机房告警信息、系统运行参数、IMS多媒体视频四大信息，实时处理系统采用最优化嵌入式处理算法，充分挖掘服务器的处理能力，为省集中监控中心提供全方位的数据展示支持。
2 实时处理系统关键技术
2.1 实时数据解析技术
（1）资源信息解析。
实时处理系统与WEB前端采用B/S架构，对外支持标准HTTP通信协议并提供 XML接口。用户通过前端录入点位数据，再将资源经过标准数据根式同步给实时处理系统。为保证数据一致性，在前台对点位信息进行的增、删、改操作，都会向实时处理系统同步资源变更信息。由于省集中监控的点位众多，每个点位的信息量较大，涉及参数包括设备名称、告警等级、告警门限、计算方式、系数、偏移量、变化率等信息。系统采用的VTD-XML（VTD：Virtual Token Descriptor，虚拟令牌描述符）技术来解析XML中点位信息。该技术是一种非提取（non-extractive）解析方法，将XML的偏移量、长度和深度信息封装成64bits的VTD，以便应用程序遍历读取和修改对应信息。
（2）远动数据接收解析
系统利用网络通道接收采集服务器转发的分时遥测、遥信报文。为避免省集中环境下，采集服务器大并发接入而导致远动数据遗的漏和网络阻塞，系统利用异步事件驱动方式保证网络连接数不受限制，多线程数据处理相关数据，这样既保证了数据不丢失，也提高数据解析的速度。
2.2 实时信息定位技术
实时信息定位包括数据的定位计算和告警信息的匹配，为实现系统快速准确定位，有如下定义：
定义1 点位值。实时处理系统的点位值根据前置转发服务器、站房和设备进行编号存储，点位值包括点位性能参数和实时值。形如三元数组：
<f,s,p> （1）
f为前置转发服务器编号，用于标识不同的前置转发服务，s为站房编号，它用于标识不同区域站房，以此区分不同设备汇聚点，p为设备号，用于定位具体被采设备数据。点位实时值查询函数为Value（f，s，p），点位性能参数值由XML（f，s，p）获得。
定义2 告警值。告警值记录故障设备的告警状态和等级。
<Level，Flag> （2）
Level为当前告警等级，取值有上上限（U2）、上限（U）、下限（L）、下下限（L2）；Flag为告警状态标识符。
告警值是点位实时值与告警规则的定位，告警规则中规定了数据类型（遥测/遥信）、告警门限等信息。以遥测为例，告警等级有警告、次要、重要、严重4种，为实现告警阶梯性产生和恢复的准确上报，对单字节 Flag中的后四位进行标定，由低位到高位分别存储4种告警等级，这样能够准确记录设备全过程告警和恢复情况。
3 处理性能测试
为了便于处理性能的测试，按真实环境模拟了系统部署环境，如图3.1所示，其中模拟4个采集服务器，每个采集服务器上模拟50个前置转发服务程序，每个前置服务下模拟200个站房点，每个站房点下模拟128个设备信息，共计512万个点位。在实时处理服务器上调用进程监控接口统计处理进程每秒接收到的数据数，经测试，每秒能处理7万个点位。这与同类系统数据处理能力只达4000点位/s相比，具有绝对优势。
4 结语
本文为提高通信机房省集中监控的实时性和准确性，设计了一套部署于省一级服务器的实时处理系统。系统综合利用数据解析、信息定位和资源存储等关键技术提高了数据的处理速度，以及故障设备告警的准确率，使机房省集中监控系统的一体化管理，保障了通信机房在无人值守情况下的平稳运行。
参考文献
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[4]陈宁,徐春雷,庄卫金,等.地县一体化调度自动化系统分布式数据采集方法[J].电力系统自动化, 2011, 35(24):89-92.
论文作者:罗贵舟,王锦杰,李志鹏,张华峰,孙婕
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/12
标签：实时论文; 系统论文; 数据论文; 点位论文; 机房论文; 信息论文; 监控系统论文; 《电力设备》2019年第14期论文;