智能一體化管控平臺系統監視管理軟件設計

紀 菁，靳祥林

（國網電力科學研究院/南瑞集團公司，江蘇省南京市 210000）

智能一體化管控平臺系統監視管理軟件設計

紀 菁，靳祥林

（國網電力科學研究院/南瑞集團公司，江蘇省南京市 210000）

智能一體化管控平臺計算機設備眾多、軟件功能復雜，如何了解眾多的計算機設備和軟件功能的工作情況，快速對故障情況分析定位是一個重要而薄弱的環節。針對此問題，本文設計并開發了系統監視管理軟件。該軟件通過Browser/Server的方式實時反映系統運行情況，并能在故障發生時及時發出報警和定位。實際使用表明，該軟件可大幅減少維護人員的工作量，提高設備可用率。

智能一體化管控平臺；監視管理軟件；Browser/Server；FLEX

0 引言

隨著近年來智能水電廠建設的不斷發展，越來越多的水電廠和梯級流域采用了智能一體化管控平臺，并且采用無人值班（少人值守）的工作方式以提高水電廠的運營水平、降低運營成本[1，2]。智能一體化管控平臺計算機設備眾多、軟件功能復雜，如何了解眾多的計算機設備和軟件功能的工作情況，快速對故障情況分析定位是一個重要而薄弱的環節。這就需要有工具能夠實時監視當前系統的運行情況，及時發現故障、發出報警，以便維護人員快速響應，及早地解決問題。因此，需要研制智能一體化管控平臺系統監視管理軟件。

1 體系結構

1.1 體系結構[3，4]

智能一體化管控平臺系統監視管理軟件對管理域內的計算機的資源及其安裝的各種應用軟件和數據庫實現集中監視、管理和控制，以Browser/Server[5，6，7]的方式展現于后臺管理。

監視管理軟件總體體系結構如圖1所示。

智能一體化管控平臺系統中每臺需要監管的計算機中都需要部署應用軟件控制模塊，應用軟件控制模塊駐留于計算機上，采用共享內存的方式與各應用軟件進行信息交互。它可以采集各應用軟件的狀態信息，配置應用軟件參數，控制應用軟件執行不同命令并把結果返回控制服務模塊，自動恢復故障的應用軟件等。

控制服務模塊是管理中心執行具體管理和控制的邏輯單元。主要功能如下：

（1）接受應用軟件控制模塊注冊，管理應用軟件控制模塊活動列表，維護自身與應用軟件控制模塊之間的網絡連接。

（2）匯總各應用軟件控制模塊上報的信息，進行分析和處理，并啟動相應的報警和主備切換。

（3）解釋執行Web界面的命令并發送到對應的應用軟件控制模塊，接收返回的執行結果。將Web界面的配置修改轉發到應用軟件控制模塊。匯總的信息可通過共享內存，由Web界面展示。

圖1 監視管理軟件總體體系結構

報警服務模塊主要功能是接收報警事件、綜合處理生成報警信息、存取報警信息。

1.2 各模塊之間的數據交互

各模塊之間的數據交互如圖2所示。

圖2 模塊間數據交互

2 軟件功能

2.1 系統監視

根據系統配置情況自動生成智能一體化管控平臺系統網絡設備拓撲結構圖并在主頁實時展示，設備圖標上會實時標示出有故障的計算機和網絡，并用彈出面板顯示每個計算機和網絡設備的當前重要信息，方便系統維護人員統觀整個系統運行情況。

監視系統中的計算機和網絡設備的各種詳細運行狀態可以通過圖文報表方式進行展示，主要信息包括主機的操作系統、CPU使用率、內存使用率、文件系統、主機啟動時間、網絡狀態、進程狀態、報警信息，交換機和路由器各端口的狀態、總帶寬、上行帶寬、下行帶寬、丟報率、錯報率，實時監視數據庫運行信息，包括數據庫IP地址、數據庫類型、實例名、運行狀態、表空間使用上限、SQL狀態等。

程序監視用來查看一段時間內各主機中關鍵進程的運行狀態、啟動時間，通過查看這些信息可以了解某些進程在指定時間內的運行狀態。

2.2 系統控制

系統控制功能分為兩個方面。一是自動控制，包括服務器和工作站中的關鍵進程意外終止情況下會自動重啟；對于主備配置的關鍵進程檢測主進程異常后自動進行熱主備切換。二是人工遠程控制，即具備遠控權限的人員可以遠程對進程進行啟停操作，可以遠程發送各種命令對進程進行控制交互，執行一系列遠程任務。

2.3 系統報警

系統報警對系統中的進程故障、網絡故障、主機資源、數據庫資源越限等進行實時判斷，并及時啟動報警。報警方式不僅支持通過友好圖文報表展示，還可以通過短信服務器發送到移動設備。對于歷史報警信息可以按照時間和類別查詢。

2.4 系統文件管理

可以遠程查看文件目錄，并選擇相關文件下載到本地，用戶只需在Web客戶端就可實現對系統中的文件進行查看和修改，修改完成后還可以上傳到原來的計算機節點上。

3 開發環境

軟件開發基于Browser/Server體系結構和J2EE技術標準。控制服務模塊采用IBM公司的Eclipse3.6作為集成開發環境，以Hibernate作為后臺訪問框架，具有跨操作系統、跨數據庫等優點；軟件支持Windows、Linux、HP-Unix、sun Solaris、AIX等操作系統和Oracle、Mysql數據庫。Web 后臺模塊采用Tomcat 6.0開發。

4 技術路線

4.1 Web前端開發

智能一體化管控平臺系統監視管理軟件采用Adobe公司推出的Flex[8，9，10，11]技術開發Web前端。可以運行于安裝Adobe Flash Player 軟件的瀏覽器中，實現跨瀏覽器、桌面和操作系統的一致性部署。其核心以ActionScript語言為基礎，運用XML來描述界面。

Flex的界面表現力可以和傳統的Clients/Server相媲美，可以滿足用戶對于Browser/Server界面更豐富、更友善、易用性更強的要求。

架構方面，Flex用XML來描述GUI的外觀，能夠將GUI和邏輯相分離，實現真正意義上的MVC。

Flex在第一次運行時將應用一次性下載到本地，然后采用本地運行的方式，只產生少量的數據更新請求，而不需要服務器端實時地產生刷新的頁面，減少了網絡流量，提高了性能。

Flex前端與后臺服務的通信交互采用BlazeDS[12，13]的遠程對象。BlazeDS是由Adobe公司開發并提供的一套開源的中間層技術解決方案，是一種基于服務器的 Java 遠程過程調用和 Web 消息傳遞技術，能夠使后端的 Java 應用程序和前臺Flex相互通信。

在服務器端，BlazeDS以servlet的方式存在于Java應用服務器上。它默認提供三種服務：遠程調用、訪問代理、消息服務，同時允許添加自定義的服務。

在客戶端，BlazeDS提供了RemoteObject、HttpServcie、WebService、Product和Comsumer等組件來提供訪問服務器端數據的能力，其中RemoteObject、Product和Comsumer是以amf協議來交換數據的，而HttpServcie和WebService則采用的是比較通用的訪問協議，可以用來訪問非BlazeDS服務器（即普通的Web服務器）。

智能一體化管控平臺系統監視管理軟件利用BlazeDS將后臺的業務邏輯封裝在其中，與前端Flex的應用相分離，采用RemoteObject進行數據交互，這樣使得應用開發的結構更為清晰。

4.2 模塊間交互

模塊間交互采用共享內存的方式。共享內存是進程之間傳遞數據的一種非常有效的方式。在Java中共享內存的方法是創建映像文件共享內存。

jdk1.6提供了新的輸入/輸出庫（NIO），NIO彌補了原來I/O的不足，提供了高速、面向塊的I/O，NIO支持鎖和內存映射文件的文件訪問接口。Buffer和Channel 是NIO中的兩個核心的對象。Buffer是一個磁盤文件的內存映像，Channel是一個文件通道，是數據的源頭或者數據的目的地，用于向Buffer提供數據或者讀取Buffer數據。緩沖區與磁盤文件二者的變化始終保持同步，即內存數據發生變化會立刻反映到磁盤文件中，這樣會有效地保證共享內存的實現。為了避免多個進程同時對映射文件進行操作，可以采用FileLock實現文件鎖功能。

在智能一體化管控平臺系統監視管理軟件中多處采用共享內存，每個應用軟件擁有自己獨立的共享內存；應用軟件控制模塊擁有全局共享內存保存各個應用程序的狀態信息。

控制服務模塊擁有中心共享內存，匯集每臺客戶端計算機上的應用軟件控制模塊采集的信息。

應用軟件共享內存結構分為控制命令及返回、監視信息、日志信息和報警信息區域，每一個區域為固定長度，如圖3所示。

圖3 共享內存結構

5 結束語

智能一體化管控平臺系統監視管理軟件已在多個智能水電廠、梯級調度系統中得到了實際應用。該軟件通過統一的信息化監視管理方式、友好的圖文報表展示，實時將智能一體化管控平臺系統的計算機設備和軟件功能的工作情況反應給操作人員和維護人員，能及時、快速分析定位故障，并發出報警，大大減少了維護人員查找故障的工作量，提高了設備可用率，節約了企業運營成本。

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Design of Monitoring and Management Software for Intelligent Integration Platform

JI Jing，JIN Xianglin
（State Grid Electric Power Research Institute，Nanjing 210000，China）

There are many computers which have many complex software functions in the intelligent integration platform. It is an important and weak point that how to know the working situation of computers and software and analyze the fault condition. So we design the monitoring and management software to solve the problem. The software could report the working situation of system in real-time by the Browser/Server mode，and take the alarm and locate the fault condition when it occurred. The practical application shows that the software can greatly reduce the workload of maintenance staff，and improve the availability rate of system.

intelligent integration platform；monitoring and management software；Browser/Server；FLEX