信息機房綜合報警系統的設計和實踐

王旭亮

（山西義棠煤業有限責任公司，山西 介休 032000）

信息機房綜合報警系統的設計和實踐

王旭亮

（山西義棠煤業有限責任公司，山西 介休 032000）

近年來，煤炭企業信息化不斷建設，各種主機長時間運行會出現軟、硬件異常。但由于目前監控主機數量多，存放場所不集中，機房監控員不能實時實地進行綜合監管，導致被監控系統的實時信息不能及時獲取，對安全生產造成了嚴重影響?；诖?，將各種監控主機進行聯網，對監控主機進行異常狀態監控，實現信息化機房綜合報警系統的建設開發是保障煤炭企業信息監控機房安全新的課題。實現方法是利用高級語言編程，如利用．net編程與數據庫技術，通過網絡技術對各種監控主機進行實時的軟硬件異常監測，形成機房綜合預警系統，達到機房“一人監管，多點監測”的機房新型管理模式。

綜合報警煤礦；信息化；機房；系統規劃

1．引言

1．1 研究的背景和意義

隨著煤炭企業自動化系統、計算機網絡系統的不斷建設應用，信息化、工業化在煤炭企業呈百花齊放的狀態，各級管理技術人員對監控系統的認識觀念不斷提升，提出了監控系統新的報警維護管理模式，形成中、小型企業特有的機房監控自檢、預警系統的軟件項目，將分散的各個監測監控系統稱為被監控客戶端，對應到局部的監控自檢管理服務端，實現了在服務端集中監控管理的模式。

這種集中監控管理與人工看守式管理在模式上不同，更大的區別是監控系統綜合報警系統能夠實現自動實時監控，當被監控主機的硬件、網絡、軟件或者是被監控系統內部的系統報警（下位機異常報警）有異常情況時，綜合報警系統將作出快速響應，及時上傳到管理服務端。從根本上改變了傳統的人工監管模式，比如在過去人工看管各個被監測系統時，需要定時定點進行報表記錄，針對時間段內的系統運行情況，異常情況等進行一一記錄。采用監控綜合報警系統后，進行了實時監控，自動記錄，形成了以日報表的形式存儲并可以進行歷史調用、打印。在被監控設備可靠性不斷提高的基礎上，全面提高各個監控系統的安全可靠性，進而也更新了過去人工看守式的維護觀念，建立新的監測監控制度。

1．2 當前現狀分析

經過多年的發展，煤炭信息管理系統建設已經初具規模。信息系統的發展經歷了從單機系統、局部網絡系統到整個部門統一信息系統的多個階段。但是，煤炭信息管理系統的建設涉及面廣、信息量大、數據交換頻繁。由于受資金和管理模式的影響，現行信息管理系統的建設存在的問題很多。比如業務流程不規范，多個系統分部門、分場所管理，造成監控人員配備多；管理模式和業務流程不規范造成系統報警信息不能互相傳達；還有一些地方在系統建設之初，由于缺乏充分的需求分析，造成系統穩定性不足。

針對上述問題，將各種監控系統進行統一聯網，進行集中管理，對監控主機進行異常狀態實時監測，實現信息化機房的綜合報警系統的開發建設是保障煤炭企業各種監控系統長期有效運行的方法之一。利用高級語言如．net編程與數據庫技術，通過網絡技術對各種監控主機進行實時的軟硬件異常監測，形成機房綜合報警系統，達到機房“一人監管，多點監測”的機房新型管理模式。

1．3 主要故障風險分析

煤炭企業自動化程度的提高，推進了信息化機房的建設，經過調查，煤炭企業信息化機房中運行的業務服務器、監控主機數量處于遞增的狀態。主要有各種信息化系統平臺、千兆工業以太網、井下人員定位系統、井口射頻卡檢測平臺、皮帶保護系統、視頻監控系統、井下廣播系統、無線通訊系統、視頻錄像系統、程控調度通訊系統、產量監控系統和安全綜合監控測系統（瓦斯監控系統），瓦斯抽放系統、污水處理系統。隨著公司信息化建設的不斷延伸，建立了內部ERP（辦公平臺），架設了WEB與FTP服務器。下面列舉部分系統平臺名稱及被監測主機數量，如表1。

表1 部分系統平臺名稱及被監測主機數量

各種監控系統的建設應用，為煤炭企業的安全生產提供了參考依據，也為決策分析提煉了相應的數據。但各個監測監控系統的上位機在機房中由于24小時不間斷運行，監測監控主機設備、軟件在長時間運行的情況下，不定期地會出現各種故障。如：

(1)監控軟件自動關閉；

(2)監控軟件獲取的下位機異常報警不能及時排除（監控員脫崗或忽視故障等現象）；

(3)數據采集服務停止；

(4)數據庫連接中斷；

(5)網絡中斷。

由于在各個監測監控系統的軟、硬件不定期地會產生各種故障，當故障發生時，如不能夠及時發現，將不能夠對監控數據進行完整統計，為決策管理提供的參考信息會大打折扣，同樣也造成了安全隱患。主要體現在以下幾點：

(1)造成了實時數據丟失；

(2)造成了歷史記錄不完整；

(3)造成了設備財產損失；

(4)影響了調度及時指揮；

(5)形成了安全生產隱患。

圖1 預警軟件工作流程

根據以上現象，將各個分監控系統上運行預警軟件，監控系統上的異常信息實進傳送到中心服務端，在中心服務端上進行綜合預警與監測，并能以圖形、聲音的方式進行報警，見圖1。系統自身下位機報警等)，報警軟件客戶端第一時間將異常信息反饋回監控報警服務端，監控報警軟件服務端作出異常報警，并具有報警類型、報警級別，同時將報警信息記錄數據，以便日后作歷史查詢。最終達到“多個系統，集中監控；異常信息，及時處理”的效果，為煤炭企業信息監測監控系統的系統完整性、穩定性起到決定性作用。

(1)穩定性：機房監控綜合報警系統具備運行穩定，并不影響各被監測系統的正常運行，軟件不與被監測系統運行時所需的服務、控件等產生軟件沖突，客戶端軟件運行時在正常進行系統自檢的時候不會產生超過3M的內存使用率，并具有定時優化內存占用功能。

(2)智能性：機房監控報警系統具備智能判斷功能，對網絡中斷、被監控軟件停止運行、服務關閉、硬件溫度過高等作出智能判斷，分清故障類別。

(3)實時性：機房監控報警系統具備異常報警及時傳輸功能，當被監測端發生軟、硬件異常時，監控自檢客戶端在不大于10s的時間范圍內傳回中心數據庫，之后監控報警服務端軟件在不大于5s的時間范圍內將中心數據庫的數據讀取并做出報警，便于監控員在第一時間獲取發生故障的被監控主機的詳細異常信息，及時通知維護人員以故障處理流程進行異常排除。

煤炭企業的機房監控報警系統以各個信息化、自動化監控系統為基礎內容，通過對各個被監測的監控系統進行異常狀態監測，形成煤炭企業特色的機房監控報系統軟件平臺，以“多個系統，集中監控；異常信息，及時處理”為主導思想，進行煤炭企業機房監控自檢系統軟件項目的開發，見圖2。

圖2 煤炭企業監控綜合報警系統軟件流程圖

2．機房監控系統綜合報警的實現方法

2．1 建設思路

機房監控綜合報警系統要建成為實時監測各個工業化、信息自動化系統的監控主機(上位機及下位機)軟、硬件運行情況，當被監測系統發生軟、硬件異常時(如被監測軟件停止運行、網絡中斷或者通訊中斷、被監控主機硬件異常、被監控

2．2 解決方法提綱

(1)軟件監控：對被監測軟件運行進程名稱，運行服務名稱進行分析；

(2)網絡監控：對被監測主機網絡中斷、異常進行監測；

(3)硬件監控：對被監控主機硬件(CPU、硬盤、主板等)進行溫度異常監測；

(4)優化平衡：監控報警系統軟件具備軟件自身故障排查，保證軟件運行效率。

2．3 綜合報警系統軟件建設規劃

(1)需求分析：完成軟件總體需求分析，統計出需進行自檢的系統數量及需自檢的軟件類型；

(2)總體系統設計：完成軟件總體框架的設計、完成與數據庫接口設計；形成客戶端與監控端模塊設計；

(3)編碼：進行軟件代碼開發，完成功能模塊；

(4)預留接口：為后續需報警的監控子系統預留接口；

(5)測試：對系統進行測試。

2．4 開發工具

(1)程序設計。采用先進的．NET環境作為軟件開發平臺，利用VS2005作為具體開發工具，用VB．net作為軟件開發語言。

(2)系統數據存儲：采用SQL SERVER2008作為數據存取庫。數據資源存儲在煤炭公司內部的磁盤陣列中。

3．系統實現關鍵步驟

3．1 機房綜合報警系統客戶端開發

被監測端作為監控綜合報警系統軟件的核心功能端，以下通稱為客戶端軟件，被監測主機的異常信息都將由客戶端將監測的到異常信息進行捕獲，并及時將異常信息發送到中心數據庫，供監測綜合報警服務端進行判斷并報警，客戶端軟件運行時自動運行在任務欄左下側，不影響被監測系統的界面顯示。客戶端將對被監測系統的以下情況作異常監測：

(1)被監控系統進程監測

獲取被監測各監控系統的進程名稱，存入客戶端自帶的Access數據庫中，客戶端軟件定時(默認為5S，并可根據實際情況進行自定義設置)進行檢查系統進程中有無進程名稱，如檢測到進程列表中沒有被監測的進程名稱，將該異常信息保存到中心數據庫中，保存格式以計算機名稱(被監測系統名稱)+異常情況+異常發生時間，當監控人員將異常問題處理以后，客戶端軟件將會在進程列表中捕獲到被監控系統的進程名稱，同時將存入到中心數據庫的異常記錄刪除，以消除異常報警。如圖3：

圖3進程監控

例如視頻監控系統的自檢流程：視頻監控系統DVR1主機錄像軟件的進程名稱為NetControl．exe，監控報警客戶端將該進程名預先在客戶端定義保存，程序運行后，當在進程列表中找不到NetControl．exe名稱的進程時，將以DVR1+停止錄像+發生時間的格式發送到中心數據庫異常信息表中。當客戶端軟件檢測到異常消除時，將自動將中心數據庫中的異常記錄清除。

(2)被監控系統自身異常報警監測

各種信息化系統在運行時，下位機都會不定期地發生各種故障，這些故障異常通常都會被自身的監控軟件采集并進行提示報警，可以通過監控報警系統軟件客戶端將各個信息化、自動化系統的監控軟件在運行時獲取的異常信息進行數據采集，形成對接接口，定時將各個被監測系統的異常信息發送到中心數據庫，便于監控員統一監控，及時發現、處理各個系統的異常報警。

例如煤炭企業的人員定位系統，在井下基站斷電時，報警系統客戶端通過讀取人員定位系統數據庫，以基站編號+發生時間+報警類型的格式存儲在數據表t_SiteStatus中。監控報警系統系統軟件客戶端定時讀取被監測人員定位的數據庫，當有異常記錄時，將異常記錄轉存至監控報警系統軟件的中心數據庫中。當客戶端軟件檢測到異常消除時，將自動將中心數據庫中的異常記錄清除。

(3)被監測系統硬件監測

監控報警系統軟件客戶端具有對被監測主機的硬件使用情況如CPU、內存、硬盤的占用情況進行定時檢測，如當前的硬件占用率持續過高時，會將數據定時（每1h進行一次采樣）發送到監控報警系統的中心數據庫中。當客戶端軟件檢測到異常消除時，將自動將中心數據庫中的異常記錄清除。

監控報警系統客戶端還具備硬件溫度監測功能，通過獲取第三方軟件的溫度監測數據對主要硬件設備如CPU、硬盤、主板及CPU風扇轉速進行監測，當硬件溫度過高或轉速變慢時，客戶端軟件將異常情況發送到監控報警系統軟件的中心數據庫中。當客戶端軟件檢測到異常消除時，將自動將中心數據庫中的異常記錄清除。

(4)被監測系統網絡狀態監測

監控報警系統軟件客戶端具有對被監測系統網絡進行全部的定向監測，當網絡正常時，監控報警系統軟件客戶端會定時向中心數據庫保存一條最近時間的記錄，監控報警系統服務端將會根據數據庫存取的時間與當前時間作對比，如大于5分鐘，則說明網絡連接斷開或網絡質量降低，進行網絡異常報警。

網絡監測采用Ping命令和定時利用SQL語名獲取存儲最后時間的方式進行網絡正常與否的判斷。如人員定位檢卡器所用的網絡IP為：192.168.20.66，監控報警系統客戶端軟件將定時(默認為10S)向中心數據庫保存檢卡器名稱+ 192.168.20.66+保存時間的格式數據。當客戶端軟件檢測到異常消除時，將自動將中心數據庫中的異常記錄清除。

3．2 機房監控報警系統中心數據庫設計

中心數據庫作為機房監控自檢系統中的中間服務層，為整個系統的正常運行起到了核心作用，中心數據庫用于保存各個客戶端軟件反饋回來的異常信息，以便監控報警系統服務端軟件進行數理分析，進一步做出決策信息。

中心數據庫采用SQL Server2008作為數據存儲系統，在數據庫中建立系統信息檔案表jkzj_信息檔案表，用于登記各個被監測系統的名稱、IP地址、硬件設備信息、軟件信息等；異常信息記錄表jkzj_異常信息記錄表，用于實時記錄各個被監測系統的運行狀態，存放客戶端軟件發送來的異常信息；歷史記錄查詢表jkzj_歷史查詢表，用于歷史查詢記錄。

3．3 機房監控報警系統服務端

服務端程序作為管理人員、監控員的統一的監控自檢系統實時狀態顯示平臺，它具備了從監控報警系統軟件客戶端實時獲取各個被監測端的各類異常信息并進行列表顯示、聲音報警以及系統參數設置等功能。服務端程序首先以列表的形式顯示當前有異常報警的被監測系統名稱、異常狀態、異常原因以及異常發生時間，同時以動畫、聲音提示報警信息，見圖4。

圖4 狀態監控列表

3．4 預警軟件穩定性設計

(1)兼容性檢查：服務端程序和客戶端程序在安裝時或者在軟件的工具里設計有容錯檢查，檢查計算機中安裝軟件與硬件是否兼容，并進行提示。

(2)自身異常排除：服務端程序具備軟件自身的異常排除性，當服務端軟件運行時，遇到軟件運行故障或其它難以預料的異常會自動將異常以日志的形式進行保存，并在界面上以文本的形式進行提示，避免了因軟件自身異常引起影響監測數據的現象發生。

(3)資源優化：服務端程序具備合理調用數據庫源，每10s－20s進行一次數據訪問，訪問后立即關閉網絡連接，即保證了客戶端異常捕獲取的及時性，又降低了網絡占用率；服務端程序具備內存優化功能，確保服務端程序資源占用不大于10M。

4．結論

通過機房監控報警系統在煤炭企業信息系統中的實際應用，信息化、自動化系統在運行效率上顯著提高，發生故障的排除速度明顯提高，各個被監測系統所監控的業務呈穩健上升的趨勢，起到了對各個業務系統在調度、安全、運輸等方面的數據保障。通過機房監控報警系統軟件的推廣應用，起到了以下實質成效。

4．1 經濟、管理效應

機房綜合報警系統軟件的應用，為信息化管理產生了明顯的經濟效應。以往各個監控系統都需為每個系統配備至少一個監控人員，用于對系統運行情況、異常報警做記錄及異常處理通知。機房綜合報警系統投入運行后，通過服務端軟件即可監控到全部的監測監控系統，實現了減少人員配備的效果；機房綜合報警系統因具備及時、準確的異常報警，監控人員在第一時間內便能作異常處理通知，由于異常處理及時，避免了因為長時間得不到故障排除而造成的設備、系統徹底癱瘓，形成更大的經濟損失，機房綜合報警系統經過統計計算，降低設備、軟件故障每年可降低費用15余萬元。

在管理上，由于采用專人交接班對機房監控自檢系統進行24小時的在線式管理，各種異常記錄由軟件自動記錄到數據庫，避免了人為操作、扯皮現象的出現。

4．2 安全指揮效應

機房綜合報警系統的建立，通過對各個被監測系統的進行異常分析、將異常報警信息實時傳回監控自檢系統服務端，及時準確地將異常反映到監控管理人員，為生產調度中心、安檢、通風、技術等相關職能部門提供了一手資料，即保證了被監測的各個監控系統穩定運行，又可以將各個被監測的系統內的異常報警信息及時反映，減少了人為操作，使各級管理人員能夠了解了實際的生產、監控情況，提高了安全和生產的決策指揮。

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Design and Practice of the IntegratedAlarming System in the Computer Room

Wang Xuliang
(Shanxi Yitang Coal Industry co.,LTD.,Jiexiu 032000,Shanxi)

With the information construction of the coal enterprises in recent years,problems of the software and hardware have come along with the long-running host.But due to the big number of the current monitoring host and disperse deposit place,computer room administrator cannot monitor in real time,resulting in the monitoring system information not being obtained and making bad influence on production.So this paper proposes an integrated alarming system to connect all the monitoring hosts to the Internet, to monitor the abnormal condition.The system uses.Net programming language and database technology,and monitors the hardware and software in real time with the network technology,achieving a new management mode of"one person supervising,multipoint monitoring".

comprehensive alarming;informatization;computer room;system planning

王旭亮，男，山西平遙人，本科，助理工程師，研究方向：煤炭應用程序系統設計。