機房供電系統(tǒng)故障影響區(qū)域分析定位的實現(xiàn)

林驚雷 劉向東

華北石油通信有限公司

目前，動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)用于實時監(jiān)測機房基礎(chǔ)設(shè)施運行狀態(tài)，為機房管理自動化、運行智能化、決策科學(xué)化提供有力的技術(shù)支撐。但大部分系統(tǒng)基于通用性考慮，多側(cè)重于設(shè)備監(jiān)測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，但在數(shù)據(jù)庫建模上忽視了設(shè)備間的關(guān)聯(lián)性。在部署階段，被監(jiān)測設(shè)備通常以空間為單位進行組織，用組態(tài)方式展示出來，這種方式有利于用戶快速定位故障設(shè)備，但由于缺乏設(shè)備間的關(guān)聯(lián)性描述，故障告警只能體現(xiàn)設(shè)備單體故障狀態(tài)，無法評估或預(yù)測該故障的影響區(qū)域，而這點對于全面掌控供電系統(tǒng)的故障影響至關(guān)重要。

當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，運營管理者更關(guān)心機房哪些設(shè)備會受到影響，而這多依賴運維人員對供電系統(tǒng)的熟悉程度和故障處理經(jīng)驗，對于不熟悉系統(tǒng)的維護人員多通過人工檢索組網(wǎng)圖完成，時效性很差。如果能解決供電設(shè)備關(guān)聯(lián)性問題，便可通過程序?qū)╇娤到y(tǒng)進行分析，快速定位出終端用電設(shè)備，并關(guān)聯(lián)出該故障點上下游供電設(shè)備，這樣，可有效收斂故障邊界，提升應(yīng)急響應(yīng)時間。

由于大部分動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)都存在封裝性，這導(dǎo)致系統(tǒng)擴展性差，用戶只能停留在應(yīng)用層面，特定需求只能通過廠家定制開發(fā)實現(xiàn)，既增加了投入成本，也限制了用戶主動運維的積極性。實際上，實現(xiàn)該功能難度并不大，只要考慮好如何描述設(shè)備間的邏輯關(guān)系，并依此關(guān)系建立數(shù)據(jù)模型，圍繞此模型進行程序開發(fā)即可。該文以某數(shù)據(jù)機房供電系統(tǒng)為例，為該機房供電系統(tǒng)設(shè)備建立數(shù)據(jù)模型，通過對故障節(jié)點的分析，快速定位出故障影響區(qū)域，并在矢量拓撲圖上展示出來。

1 建立設(shè)備關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)模型

該運維應(yīng)用以某數(shù)據(jù)機房供電系統(tǒng)為參考，以拓撲圖方式構(gòu)建出該數(shù)據(jù)機房供電系統(tǒng)組建結(jié)構(gòu)（圖1）。

該供電組網(wǎng)的局部拓撲結(jié)構(gòu)比較簡單，由圖1可知，供電設(shè)備并非一對一的鏈表關(guān)系，相對于可靠性要求高的機房，都存在多機并聯(lián)或冗余的情況，因而在實體關(guān)系描述上存在多對一或一對多的情況?；诖丝捎枚嗖鏄鋵崿F(xiàn)對整個供電系統(tǒng)的描述。通過數(shù)據(jù)建模，構(gòu)建出供電系統(tǒng)各設(shè)備的關(guān)聯(lián)性。在實際應(yīng)用中，可從告警事件中獲取到設(shè)備ID，依據(jù)設(shè)備間的關(guān)聯(lián)性，可快速遍歷出故障設(shè)備關(guān)聯(lián)的上下游設(shè)備。表1將對依據(jù)模型建立起來的表單中的主要字段進行簡要說明。圖2展示了該表的查詢結(jié)果。

圖1 機房供電系統(tǒng)拓撲圖Fig.1 Topology of machine room power supply system

表1 字段描述Tab.1 Field description

圖2 記錄查詢Fig.2 Record query

2 遍歷實現(xiàn)

遍歷程序采用Python語言編寫，當(dāng)動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)上報某供電設(shè)備停電告警后，以告警設(shè)備為錨點分別進行上行和下行的遍歷，從而獲取到與之相關(guān)完整供電設(shè)備鏈的輸出。假設(shè)圖1中的UP-2-1并機輸出柜出現(xiàn)停電，輸出結(jié)果如下：

輸出結(jié)果是和故障節(jié)點相關(guān)的完整設(shè)備鏈，即故障影響區(qū)域。這些數(shù)據(jù)從后端傳遞給前端，并在矢量拓撲圖上展示出來。圖3 是告警觸發(fā)后對機房供電系統(tǒng)上行的遍歷代碼[1-2]。

圖3 上行遍歷代碼Fig.3 Upward traversal code

3 程序功能實現(xiàn)展示

采用B/S 架構(gòu)，后端采用DJANGO，前端為HTML5+JS。供電系統(tǒng)拓撲圖采用SVG（可縮放矢量圖）格式繪制，展示效果好，繪制完成的SVG圖嵌入到HTML中，

供電設(shè)備停電告警會觸發(fā)后端進行設(shè)備遍歷，并把遍歷結(jié)果發(fā)送給前端。前端根據(jù)接收數(shù)據(jù)定位SVG文件中的對應(yīng)元素，并通過代碼對其屬性進行操作（如顏色填充或閃動等特效），把故障設(shè)備及相關(guān)的上下鏈設(shè)備和其他設(shè)備區(qū)分開，實現(xiàn)了對故障邊界的收斂。該處理方式對擁有龐大且組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的供電系統(tǒng)而言，能顯著提升應(yīng)急處理的時效。

如圖1所示，深灰填充部分是告警節(jié)點，淺灰填充部分為該設(shè)備關(guān)聯(lián)的上下游供電設(shè)備。故障邊界收斂有利于提升處理故障的時效，尤其對擁有龐大且組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的供電系統(tǒng)而言效果更為明顯。

3.1 后端的實現(xiàn)

后端的主要功能是根據(jù)告警節(jié)點把遍歷的數(shù)據(jù)集傳遞給前端。在實際應(yīng)用場景中可通過動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的北向接口獲取實時告警事件。測試階段是通過前端發(fā)送設(shè)備名稱給后端，來模擬從動環(huán)獲取供電設(shè)備停電告警事件。圖4為后端主要代碼[3]。

圖4 后端主要代碼Fig.4 Back-end core code

3.2 前端的實現(xiàn)

前端測試瀏覽器為IE。根據(jù)后端傳遞的數(shù)據(jù)匹配對應(yīng)的SVG 控件對象，并填充該控件，從而實現(xiàn)對遍歷結(jié)果的展示。需要注意的是當(dāng)頁面加載完成后才能操作SVG，程序里時延100 ms 后開始操作，具體時延根據(jù)頁面的復(fù)雜程度進行調(diào)整。圖5為前端主要代碼[4-5]。

圖5 前端主要代碼Fig.5 Front-end core code

開發(fā)及測試環(huán)境為

4 結(jié)束語

供電系統(tǒng)作為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其安全性決定了整體運營質(zhì)量。為供電系統(tǒng)提供安全保護措施，除了設(shè)計階段冗余保障，運維階段需要更多的快速定位和消除故障保護措施[6]。本文提供的對供電系統(tǒng)故障影響區(qū)域快速分析定位的方法，彌補了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的不足，今后將進一步提高保障供電系統(tǒng)安全的自動化運維水平。