一種基于綜合監控系統的智能化運維技術方案
2024-03-11 00:00:00邱麗蓉張志坤
今日自動化 2024年12期
[摘 要]近年來，隨著對大數據的深入分析應用，綜合監控系統作為上位系統，具有更深層次的數據挖掘潛力。文章研究如何應用智能化的手段對綜合監控系統進行運維，除了對重點問題自動跟蹤提示輔助維修人員處理跟進，科學指引運營人員的判斷決策，在提高重點設備運行可靠度的同時，還能提高便利性，以智慧運維的方式降本增效。
[關鍵詞]城市軌道交通；綜合監控系統；智能化運維
[中圖分類號]TM63 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）12–0159–03
Research on an Intelligent Operation and Maintenance Technology Scheme Based on Integrated Monitoring System
QIU Lirong，ZHANG Zhikun
[Abstract]In recent years， with the in-depth analysis and application of big data， comprehensive monitoring systems， as upper level systems， have deeper potential for data mining. This article studies how to apply intelligent means to the operation and maintenance of integrated monitoring systems. In addition to automatically tracking and prompting key issues to assist maintenance personnel in handling and following up， it scientifically guides the judgment and decision-making of operation personnel. While improving the reliability of key equipment operation， it can also enhance the efficiency and convenience of integrated monitoring users， reducing costs and increasing efficiency through intelligent operation and maintenance.
[Keywords]urban rail transit； integrated monitoring system； intelligent operation and maintenance
1 廣州地鐵六號線綜合監控系統的功能與應用
廣州地鐵六號線綜合監控系統自2013年開始投用，采用分層分布式結構，主要由中央級綜合監控系統和車站級綜合監控系統組成，通過綜合監控光纖骨干傳輸網連接成為一個有機整體。其主要集成了變電所綜合自動化系統（以下簡稱“PSCADA”）、環境與設備監控系統（以下簡稱“BAS”）、屏蔽門系統（以下簡稱“PSD”）及防淹門系統等，通過綜合監控系統可實現對互聯子系統的數據處理和監控功能。
2 六號線車站設備專業基于綜合監控系統的智能化運維技術方案
在《新時代城市軌道交通創新與發展（廣州2019）》白皮書中，提出軌道交通系統的智慧化運維要求。由于綜合監控系統對各子專業的集成程度較高，方案計劃在確保六號線綜合監控系統的穩定性及地鐵運營的安全性的前提下進行研究。
在提高設備管理的信息化與智能化程度方面，主要從兩方面進行研究：①對設備日常運維中遇到的處理難度大、技術復雜，以及需要較高的技術水平與處理時間的故障問題的智能運維處理；②對綜合監控系統設備安全性造成較大影響的故障問題的智能運維處理。
2.1 提高設備管理的信息化與智能化
隨著線路站點和數據的不斷增加，承載核心業務的數據庫業務不斷增大，數據庫承載壓力越來越大，系統數據庫問題也日益突出。
六號線綜合監控使用Oracle 10g 版本數據庫，由于版本較為老舊和高級隊列模塊先天缺陷問題存在運行不穩定等因素，同時中央歷史庫為實時應用集群架構，結構復雜，需數據庫管理員進行專業運維，故障時處理難度也較高。
2.2 對Oracle數據庫基本信息的檢測與分析
Oracle數據庫系統的錯誤信息保存在警告日志與蹤文件（alert_
2.3 Oracle數據庫表空間的智能化運維技術方案
目前，六號線綜合監控系統現有數據庫表空間的日常運維，主要通過數據庫界面軟件運行巡檢語句，手動輸出巡檢信息展示。但由于數據庫各數據表使用頻率的不一致性，對于數據增長較少的表空間來說，80%的使用率足夠連續使用幾個月甚至1 a，但是對于數據增長較多的表空間來說，80%的使用率意味著余量可能只可以用幾個小時，需對其通過進一步的解讀分析后評估表空間是否需要擴容。
故方案通過創新實現數據庫表空智能檢測，將表空間的使用率信息自動轉化為可使用天數和異常表空間告警，通過可視化的數據信息輸出輔助運營人員的表空間擴容操作和異常表空間故障處理。
2.3.1 數據采集
實現對一定增長期的表空間數據量監控數據的采集，如剩余空間余量。
2.3.2 數據分析
通過獲取的數據，選取超過閥值的表空間（異常表空間）作為目標表空間，對該部分數據增長量進行定量分析處理，并過濾人工介入數據清理等因素造成的數據增長異常值，得出正常情況下的數據自增值。
2.3.3 閥值調整
通過分析得出各數據庫表空間的增長均值后，依據各數據表空間的使用頻率設置不同閥值，使得各數據表空間達到可用設備的最合理分配。
2.3.4 預警處理
整合得到數據后，對檢測結果和檢測詳情通過界面和報表輸出可視化的預警內容，為決策提供輔助支持，如圖2所示。
2.4 對Oracle數據庫高級隊列AQ模塊的智能化運維分析方式
Oracle數據庫高級隊列是Oracle數據庫中集成的一種消息隊列機制，可以用于不同應用程序間的消息交互。綜合監控系統站級事件通過高級隊列消息上傳到中央歷史庫，實現事件消息的出列和入列操作。高級隊列的智能化運維分析主要通過獲取高級隊列當前狀態和發生的錯誤信息，并對檢測結果做出解析。
2.5 日常設備的巡檢類運維
六號線綜合監控系統通過前端處理器（以下簡稱“FEP”）與部分子專業進行數據交換，如PSD、火災自動報警系統及廣播系統等。除了PSCADA專業外，所有接入六號線綜合監控系統的子專業均需經過FEP后，上傳至綜合監控系統服務器，每日需進行海量的數據處理。
六號線綜合監控系統FEP和服務器之間的數據交換為MODBUS TCP/IP通訊協議，FEP和服務器之間的通訊由主服務器發起和主FEP或從FEP的通訊，一旦通訊建立，服務器會從FEP循環讀取FEP輪詢表，包括FEP狀態表和其他所有外部系統表，每個FEP狀態表表明其內部的操作狀態和與外部系統的鏈接狀態。
3 提高綜合監控系統用戶使用的高效性與便利性
隨著專業融合、崗位優化路線的深入，運營人員的運作方式也發生改變，以響應降本增效新要求。另外不同的用戶之間的需求也有差異。
故針對車務人員的需求，方案通過在數據庫眾多數據中，二次提取重點關注設備進行多維度報警輸出（圖3），提高行車值班員工作效率和可靠度，第一時間發現影響，如行車及運營安全等設備發生故障，以便作出及時響應，縮小故障的影響范圍。
4 基于六號線綜合監控系統的智能化運維技術方案應用成果
應用基于六號線綜合監控系統的智能化運維技術方案，2020年10月1日—2021年10月1日，六號線綜合監控系統的數據庫故障問題數量為18起，參照2018年、2019年同時段大幅降低，此18起故障在智能化運維工具應用下，均幫助運營人員及時跟進處理，對數據庫性能進行及時維護，且未再發生過可能危及中央歷史數據庫崩潰的嚴重故障。
同時，數據庫運維工具的使用將數據庫的檢測從原先的8 h/次縮減到0.5 h/次，每年僅數據庫檢測即可節省至少人力430個工時（數據庫檢測頻次1次/周，人工遠程巡查32個站，用時8 h/次，使用工具是0.25 h/次，故1 a節省430工時）。
FEP智能化運維工具的使用，將FEP巡檢從原先的1 h/次縮減到5 min/次，每年節省人力670個工時（數據庫巡檢頻次2次/d，人工遠程巡查巡查全線166臺FEP，用時1 h/次，使用工具是5 min/次，故1 a節省670工時）。
5 結束語
方案主要針對廣州地鐵六號線車站設備專業基于綜合監控系統專業進行智能化運維。但是對于綜合監控系統而言，仍有更大的智能化運維下探空間。以日常設備的巡檢類運維為例，除了綜合監控系統FEP外，對網絡設備（如交換機）的巡檢，對子專業（如BAS專業及FAS專業）的傳感器、二通閥開度等的巡檢，均可通過同類手段進行智能化運維。
參考文獻
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