CN104463691A - 电力系统信息状态故障识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力系统信息状态故障识别方法，包括步骤：识别来自至少一个应用服务器中的应用接口类别；通过网络交换机随机访问所述集群系统中的任一应用服务器，识别出连接故障的应用服务器，获取其特定信息；接收和存储被识别的应用接口类别，以及存储所述应用服务器的特定信息，以将这些特定信息进行关联；根据关联信息查找与此应用服务器相邻的另一个应用服务器，根据其接口类别，控制所述数据接口识别模块连接其接口并重新传输应用。本发明系统对系统内设备的健康状态做出快速、科学的评价，并根据评价结果，采取必要的处理措施，是确保通讯、网络与信息系统安全稳定运行的前提。

Description

电力系统信息状态故障识别方法

技术领域

本发明主要涉及一种电力系统，尤其是电网系统设备之间的通信服务系统，包括对设备故障精确评价的方法。

背景技术

长期以来，通讯、信息设备只能根据运行年限、缺陷发生率及故障发生率来确定设备的健康状况，同时也无法像高压电气设备那样可以定期进行停电试验和维护，无法对通讯、信息设备的健康状况进行准确定性。随着通讯、信息系统在电力系统中重要性的凸显，对通讯、信息设备运行的可靠性要求也越来越高。因此，对设备的健康状态作出快速、科学的评价，并根据评价结果，采取必要的处理措施，是确保通讯、网络与信息系统安全稳定运行的前提。但目前尚没有通讯、信息设备状态评估方面的规程、流程和评价方法。因此需要制订一系列规程和制度，研究一套评价方法，以支撑设备状态评估体系的建立。深入研究信息设备状态评估及检修工作填补了目前国内电力信息设备状态检修的空白，对于保持我省在电力系统信息化运维方面的先进性有着十分重要的意义。

发明内容

本发明提出一种能够实现电力信息交互服务系统的设备快速故障识别方法，并实现设备故障的及时检修，本发明技术方案：电力系统信息状态故障识别方法，所述服务器包括了数据库服务器和应用服务器，包括步骤：识别来自至少一个应用服务器中的应用接口类别；通过网络交换机随机访问所述集群系统中的任一应用服务器，识别出连接故障的应用服务器，获取其特定信息；接收和存储被识别的应用接口类别，以及存储所述应用服务器的特定信息，以将这些特定信息进行关联；根据关联信息查找与此应用服务器相邻的另一个应用服务器，根据其接口类别，控制所述数据接口识别模块连接其接口并重新传输应用。

在一个实施例中，所述应用是存储在一个或多个数据库服务器中，在其中的至少一个应用服务器出现故障时，通过与之相邻的应用服务器从至少一个数据库服务器中抽取应用数据，转移其中的应用给相邻的应用服务器，使之作为备用设备。

在一个实施例中，所述的电力系统信息状态故障识别方法进一步包括步骤：提取所述特定信息中的数据，按照数据位置、数据结构和数据完整性进行格式化；以及接收格式化的数据，根据一个评价集成工具进行算法计算，发送给远程控制模块对相应的应用服务器的应用进行控制。

在一个实施例中，所述评价集成工具是设置在一个非易失性存储器(NVM)中。在一个实施例中，所述的电力系统信息状态故障识别方法进一步包括设置所述的评价集成工具以将格式化的数据自动拆分为多个控制代码，将这些控制代码与每一应用服务器的接口类别加以对应。

在一个实施例中，所述特定信息包括服务器设备状态数据、应用状态数据。

在一个实施例中，根据实际应用需求，系统采用高可靠设备和必要冗余，以及先进的网络管理技术，使系统、数据得以有效保护。系统设备具有企业级要求，提供7×24小时的不间断服务。系统应消除单点故障，提供关键设备的故障切换，按照负载均衡方式或active-active方式工作。

主机服务器和存储设备的可靠性是整个系统正常可靠运行的基础，选用的主机服务器必须保证具有高可靠性。本系统是7×24小时连续运行的核心关键任务系统，从硬件、软件、网络等方面来保证系统的高可靠性。系统的主要部件采用冗余结构，主要的计算机设备(如数据库服务器)，采用双机热备处理方式，保证系统不间断运行，并采用双路网卡来增加可靠性，全冗余的连接方式使系统具备高可靠。

在另一个方面，本发明技术方案2：提供一种服务器集群系统中的核心交换机，它包括：数据接口识别模块，用于识别来自至少一个应用服务器中的应用接口类别,以进一步连接和控制这些应用；中断识别模块，通过网络交换机随机访问所述集群系统中的任一应用服务器，识别出连接故障的应用服务器，获取其特定信息；非易失性存储器(NVM)，用于接收和存储被识别的应用接口类别，以及存储所述应用服务器的特定信息，以将这些特定信息进行关联；以及远程控制模块，用于根据关联信息查找与此应用服务器相邻的另一个应用服务器，根据其接口类别，控制所述数据接口识别模块连接其接口并重新传输应用；数据格式化模块，用于提取所述特定信息中的数据，按照数据位置、数据结构和数据完整性进行格式化；以及状态评价模块，接收格式化的数据，根据所述NVM中存储的一个评价集成工具进行算法计算，发送给远程控制模块对相应的应用服务器的应用进行控制。

在一个实施例中，信息设备评价工具是以部件为单位，分别评价每套部件各状态量参数。同时研究信息设备状态评价依据，制定状态评价标准，根据信息设备缺陷和故障的性质和概率统计分析，借鉴以往发现、处理缺陷和故障的方法、数据和经验，通过状态量的表述方式，以现有的运行巡视、定期检测、在线监测等技术手段获取状态信息，对在役信息设备的运行性能进行综合评定，为设备运行、维护和检修提供依据。

基于此，本发明技术效果显而易见，本发明系统对系统内设备的健康状态做出快速、科学的评价，并根据评价结果，采取必要的处理措施，是确保通讯、网络与信息系统安全稳定运行的前提。

附图说明

图1为本发明系统实施例的架构原理示意图。

具体实施方式

参照图1，电力系统快速信息状态检修与服务系统的较佳实施例设置有服务器、局域网络(LAN或WLAN)和磁盘阵列3，服务器通过局域网络中的双通道光纤交换机连接至磁盘阵列3，使磁盘阵列3的存储链路产生冗余，其中服务器包括数据库服务器1和应用服务器2，在一个较佳例子中，采用多个数据库服务器和应用服务器搭建成各自的集群系统，在其中的至少一个应用服务器2出现故障时，通过与之相邻的应用服务器转移其中的应用，例如服务器上安装的应用程序，插件或类似模块化组件，使得相邻应用服务器作为备用设备。

在一个实施例中，在所述局域网络中进一步设置多个网络交换机4和负载均衡器5，通过网络交换机将服务器彼此互连，并通过负载均衡器连接网络交换机以在在出现单点故障时分配应用。

参照图1，在多个数据库服务器1和应用服务器2搭建成的集群系统中连接有核心交换机，且连接多个网络交换机，其中所述核心交换机包括：数据接口识别模块，用于识别来自至少一个应用服务器中的应用接口类别,以进一步连接和控制这些应用；中断识别模块，通过网络交换机随机访问所述集群系统中的任一应用服务器，识别出连接故障的应用服务器，获取其特定信息；非易失性存储器(NVM)，用于接收和存储被识别的应用接口类别，以及存储所述应用服务器的特定信息，以将这些特定信息进行关联；以及

远程控制模块，用于根据关联信息查找与此应用服务器相邻的另一个应用服务器，根据其接口类别，控制所述数据接口识别模块连接其接口并重新传输应用。在一个实施例中，所述特定信息包括每一应用服务器的服务器用户ID、IP地址、MAC地址或心跳帧。

在一个实施例中，所述特定信息包括服务器设备状态数据、应用状态数据。

在一个实施例中，电力系统信息状态服务系统进一步包括：数据格式化模块，用于提取所述特定信息中的数据，按照数据位置、数据结构和数据完整性进行格式化；以及状态评价模块，接收格式化的数据，根据所述NVM中存储的一个评价集成工具进行算法计算，发送给远程控制模块对相应的应用服务器的应用进行控制。

其中，设置所述的评价集成工具以将格式化的数据自动拆分为多个控制代码，将这些控制代码与每一应用服务器的接口类别加以对应。

进一步地，设置所述远程控制模块以：从被查找的应用服务器接收表示可用应用的接口类别，基于存储在所述NVM中的应用服务器特定信息，将接口类别发送至网络中的至少一个应用服务器；通过中断识别模块获取网络链路上可用的应用服务器接口类别信息；基于所述的可用接口类别信息生成更新信息，替换原先NVM中出现故障的应用服务器的接口类别信息；以及控制数据接口识别模块向至少一个应用服务器发送应用数据。

在一个实施例中，进一步设置有连接每一应用服务器的键盘、视频与鼠标交换机(KVM)6，以通过其中的一个应用服务器远程访问另一应用服务器中的应用。在一个实施例中，所述局域网络中的数据是以心跳帧加以发送。

在一个实施例中，信息设备状态检修与服务系统硬件架构由服务器、网络、存储部分组成，其中服务器分为数据库服务器和应用服务器。为了保障系统的高可用性，数据库服务器和应用服务器分别采用多台设备搭建集群系统，实现故障时能够将应用自动切换到备用服务器上。服务器通过双通道连接光纤交换机连接到后端的存储磁盘阵列设备上，做到存储链路的冗余，提高了整个系统的可靠性。同样的，在网络架构上通过多台网络交换机、负载均衡器，避免整个硬件架构中出现单点故障。为了便于管理员远程维护，采用了KVM将控制信号传输到终端进行管理。

进一步地，在所述数据库服务器之间，或者所述数据库服务器与光纤交换机之间采用RS232心跳连线加以连接；所述应用服务器之间，或者所述应用服务器与光纤交换机之间采用RJ45心跳连线加以连接；所述光纤交换机与服务器之间，或者与磁盘阵列之间采用SAS光纤连线或SAN连线加以连接。

在一个实施例中，信息设备状态检修系统的数据源来自于年度数据、季度数据、月度数据、随机抽样，从机房温控系统、网管系统自动获取的实时监控数据，以及从漏洞扫描系统中的扫描结果，然后将这些数据按照数据位置、数据结构、数据完整性等标准进行格式化。格式化完毕的数据就可以通过用户定制算法，进行数据计算，对信息设备进行状态评价。用户能够通过浏览器查看到最终的信息设备定级情况和状态检修综合报告，作为今后执行信息设备状态检修的依据。

信息设备状态检修系统用户分为运行管理人员和检修管理人员，其中运行管理人员负责信息设备日常运行、性能监控、机房巡视、上报故障缺陷等工作内容，检修管理人员负责制定检修计划、处理设备故障缺陷、信息设备应急演练、反事故演习等工作内容。用户通过企业内网，访问位于省公司防火墙后端的应用程序服务器，由应用程序服务器对数据库服务器中的数据进行操作。信息设备状态检修系统底层数据库为oracle，顶层信息录入系统为定制的ERP系统——信息设备状态检修与服务目录系统，该系统集中部署在专用服务器上，通过提供网络门户的形式汇总由运行(检修)部门采集的数据，根据专为该项目设计的算法，最终得出各信息设备的评价和运行状态，并出具初评报告。

在一个实施例中，设计一种电力系统信息状态故障识别方法，具体包括：

1、通过所述的数据接口识别模块识别来自至少一个应用服务器中的应用接口类别。在一个实施例中，在一个应用服务器2中安装了ERP系统应用，同时其应用中的数据被存储在一个相邻的数据库服务器1中，所述服务器2自动生成一个关联ERP系统应用的接口类别信息，供核心交换机查询，当此服务器2上的ERP系统应用被核心交换机中的评价工具检测出存在系统故障/缺陷时，通过查找与之相邻的应用服务器来移动这个ERP系统应用，从而在这个备用设备中重新安装这个ERP应用，而数据库服务器1中与之相关联的数据被与之关联，且此数据库服务器1与这个备用设备进行互连。

2、通过中断识别模块，使用网络交换机随机访问所述集群系统中的任一应用服务器2，识别出其中连接故障的应用服务器，获取其特定信息；

3、通过NVM接收和存储被识别的应用接口类别，以及存储所述应用服务器的特定信息，以将这些特定信息进行关联；

4、通过远程控制模块根据关联信息查找与此应用服务器相邻的另一个应用服务器，根据其接口类别，控制所述数据接口识别模块连接其接口并重新传输应用。在一个实施例中，所述应用是存储在一个或多个数据库服务器中，在其中的至少一个应用服务器出现故障时，通过与之相邻的应用服务器从至少一个数据库服务器中抽取应用数据，转移其中的应用给相邻的应用服务器，使之作为备用设备。

在一个实施例中，所述的电力系统信息状态故障识别方法进一步包括步骤：提取所述特定信息中的数据，按照数据位置、数据结构和数据完整性进行格式化；以及接收格式化的数据，根据一个评价集成工具进行算法计算，发送给远程控制模块对相应的应用服务器的应用进行控制。

在一个实施例中，所述评价集成工具是设置在NVM中。所述的电力系统信息状态故障识别方法进一步包括设置所述的评价集成工具以将格式化的数据自动拆分为多个控制代码，将这些控制代码与每一应用服务器的接口类别加以对应。例如，评价工具的控制代码中包含了一个服务器的设备运行环境评价目录，根据温度采集数据，按照其在评价周期内所处时间的长短进行计算，计算公式为

$K1=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Xi}*\mathrm{Bi}.$

其中Xi为对应分值，Bi为所处的时间占整个评价时间的百分比，当0分时间所占比值超过10％时，表示服务器出现故障。或者，包括在正常条件下，实际运行无故障时间，实际平均无故障时间K＝累计运行年度/故障次数，评分取各分项中的最小值：K＝min(K1,K2)。或者，对于网络链路上的设备存储冗余状况应当满足①设备由双路电源供电②具有相互冗余的设备③设备具有2个及以上的上联链路④设备具有冗余引擎配置⑤设备业务光端口和电端口具有冗余端口配置。

在一个实施例中，所述特定信息包括服务器设备状态数据，例如运行状态，温度和CPU利用率等；以及应用状态数据，例如ERP系统应用的运行状态，包括1、数据延时：正常运行状态网内各交换机平均延时小于10ms；2、重要接口错误包：正常运行状态重要端口错误包为0；3、帧丢失率：正常运行状态帧丢失率为0％；4、重要端口负载率：正常情况下端口负载率低于50％；错误包评价K2应满足公式：

$K2=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Xi}/n,$

Xi为每个端口所对应的分值，n为设备的重要端口数量。帧丢失率评分标准结合在线网管和巡视测试分析，当帧丢失率大于0％，或者出现连续帧丢失超过5个时表示故障出现。端口负载率，检查重要端口95％时间内的负载率，对每个重要端口评分如下：根据在线网管采集数据，按照其在评价周期内所处时间的长短进行计算，计算公式为：Xi为对应分值，Bi为所处的时间占整个评价时间的百分比，当0分时间所占比值超过5％或者连续时间超过10天时，评价故障出现。

负载率评分数

$K4=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{ki}/n,$

ki为每个端口所对应的分值，n为设备的重要端口数量。采样评价结果为K＝K1×20％+K2×30％+K4×30％。

在一个信息设备状态检修系统的实施例中，采取1个服务器集中设置为主机服务器，多个地区分布式设置从机服务器。本系统跟门户系统进行单点登陆、用户同步以及待办事宜的集成，其次综合网管系统中的故障告警自动进行到本系统中走事件流程并处理，最后跟SAP(Solution Manager)、PMS(生产管理系统)中涉及到故障异常自动纳入到本系统中的事件管理中。信息设备评价对象分为网络设备和主机设备两大类，网络设备细分为汇聚层及以上网络设备和接入层网络设备，主机设备细分为PC服务器和小型机。信息设备评价以部件为单位，分别评价每套部件各状态量参数。同时研究信息设备状态评价依据，制定状态评价标准，根据信息设备缺陷和故障的性质和概率统计分析，借鉴以往发现、处理缺陷和故障的方法、数据和经验，通过状态量的表述方式，以现有的运行巡视、定期检测、在线监测等技术手段获取状态信息，对在役信息设备的运行性能进行综合评定，为设备运行、维护和检修提供依据。在一个实施例中，实现网络设备评价结果内容定义，网络设备评价内容主要包括：运行环境、设备外观、无故障时间、家族性无故障时间、运行年限、设备利用率、设备冗余情况、设备性能、设备缺陷情况、设备安全措施10个方面。

在一个实施例中，实现网络设备评价结果量化定义，根据网络设备类型不同，评价内容赋予不同的权重，各部件的评价结果按量化分值的大小分为“良好状态”、“正常状态”、“注意状态”、“异常状态”和“严重异常状态”五个状态。

在一个实施例中，实现服务器设备评价结果量化定义，评价内容包括：设备外观、设备运行环境、设备性能、设备冗余功能、系统资源检查、运行时间、设备缺陷情况、同厂同设备被通报的故障缺陷信息、设备安全措施等9个方面。根据PC服务器和小型机的区别，评价内容赋予不同的权重，各部件的评价结果按量化分值的大小分为“良好状态”、“正常状态”、“注意状态”、“异常状态”和“严重异常状态”五个状态。

进一步地，系统可根据功能和规模的发展进行扩展和升级。对于不断发展和变化的用户需求，系统不影响原有业务的前提下很容易地动态扩展和适应，保证各种新业务开展。

同时，本发明系统具有灵活的扩展能力，如存储容量的扩展等，扩展在线进行，不中断服务。此外，系统与现有系统的数据接口，例如ERP系统、机房温控系统、网管系统、漏洞扫描系统等，将这些系统的数据作为信息设备的状态评价的依据，避免重复录入。

Claims (6)

1.一种电力系统信息状态故障识别方法，其特征在于所述服务器包括数据库服务器和应用服务器，所述方法包括步骤：识别来自至少一个应用服务器中的应用接口类别；通过网络交换机随机访问所述集群系统中的任一应用服务器，识别出连接故障的应用服务器，获取其特定信息；接收和存储被识别的应用接口类别，以及存储所述应用服务器的特定信息，以将这些特定信息进行关联；根据关联信息查找与此应用服务器相邻的另一个应用服务器，根据其接口类别，控制所述数据接口识别模块连接其接口并重新传输应用。

2.根据权利要求1所述的电力系统信息状态故障识别方法，其特征在于：所述应用是存储在一个或多个数据库服务器中，在其中的至少一个应用服务器出现故障时，通过与之相邻的应用服务器从至少一个数据库服务器中抽取应用数据，转移其中的应用给相邻的应用服务器，使之作为备用设备。

3.根据权利要求1所述的电力系统信息状态故障识别方法，其特征在于进一步包括步骤：提取所述特定信息中的数据，按照数据位置、数据结构和数据完整性进行格式化；以及接收格式化的数据，根据一个评价集成工具进行算法计算，发送给远程控制模块对相应的应用服务器的应用进行控制。

4.根据权利要求2所述的电力系统信息状态故障识别方法，其特征在于：所述评价集成工具是设置在一个非易失性存储器(NVM)中。

5.根据权利要求2所述的电力系统信息状态故障识别方法，其特征在于：设置所述的评价集成工具以将格式化的数据自动拆分为多个控制代码，将这些控制代码与每一应用服务器的接口类别加以对应。

6.根据权利要求1所述的电力系统信息状态故障识别方法，其特征在于：所述特定信息包括服务器设备状态数据、应用状态数据。