引言

截至目前,茂名地區(qū)全市范圍內(nèi)已安裝并投運(yùn)終端數(shù)目達(dá)2000臺(tái),至"十三五"結(jié)束,要求達(dá)到配網(wǎng)自動(dòng)化全覆蓋后,終端數(shù)量將達(dá)5000~6000臺(tái)。

終端的狀態(tài)數(shù)據(jù)是能最直觀地反映終端質(zhì)量問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)終端批量掉線時(shí),若不及時(shí)處理,故障將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大,嚴(yán)重時(shí)將影響調(diào)度員監(jiān)盤(pán)。

面對(duì)部分終端出現(xiàn)異常的情況,如何對(duì)終端運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并快速定位異常終端所在服務(wù)器、所在端口、所在進(jìn)程及所在地區(qū),找到終端發(fā)生異常的規(guī)律,成為相對(duì)迫切需要解決的問(wèn)題。

為進(jìn)一步規(guī)范信息管理,提升監(jiān)控業(yè)務(wù)水平,縮短運(yùn)維人員對(duì)于終端異常的處理時(shí)間顯得格外重要。

1研究的意義

由于配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,點(diǎn)多面廣,因而對(duì)設(shè)備和信息的組織可根據(jù)具體情況采用不同的結(jié)構(gòu),目前,"主站一終端"這種模式應(yīng)用廣泛,適用于配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小、信息分散的情況。配電終端是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)單元,其性能與可靠性將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的有效性。從配電自動(dòng)化主站端運(yùn)維方面看,終端掉線主要與終端所在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、裝置本身以及oCs系統(tǒng)運(yùn)行情況有關(guān),而導(dǎo)致異常成批出現(xiàn)的原因有多種,例如某地區(qū)信號(hào)狀態(tài)差、oCs系統(tǒng)與該終端通信的端口被占用、oCs系統(tǒng)中管理該終端的進(jìn)程假死、終端裝置本身質(zhì)量問(wèn)題等等。

終端裝置成批出現(xiàn)異常會(huì)導(dǎo)致終端在線率嚴(yán)重下跌,嚴(yán)重影響調(diào)度員判斷及監(jiān)盤(pán)。當(dāng)終端成批出現(xiàn)異常時(shí),以更直觀的方式統(tǒng)計(jì)并展示終端所在的地區(qū)、進(jìn)程、端口及服務(wù)器,能快速讓運(yùn)維人員知道異常點(diǎn)在哪,對(duì)于分析以及處理終端運(yùn)行情況有非常大的幫助!無(wú)論調(diào)度專(zhuān)業(yè)還是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)都非常需要這種技術(shù)的應(yīng)用。

終端掉線數(shù)據(jù)是體現(xiàn)終端質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,當(dāng)終端掉線情況成批出現(xiàn)時(shí),面對(duì)海量的終端運(yùn)行情況,目前的排查方法僅為通過(guò)界面工具一個(gè)個(gè)排查,因此,工作人員很難從中分析出終端成批掉線的深層原因,很難找到終端成批掉線的源頭。

可視化終端在線工具可深度展現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果,并對(duì)形成過(guò)程進(jìn)行深度挖掘,有助于從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中獲得更深層次的信息,使運(yùn)維人員能夠快速把握其中的異常及關(guān)鍵信息,從而進(jìn)一步對(duì)決策產(chǎn)生直接有益的影響。

2配電終端接入數(shù)據(jù)分析的整體架構(gòu)

多維度分析可以更全面地利用已有的終端接入數(shù)據(jù),對(duì)終端整體的運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷,提高運(yùn)維人員面對(duì)緊急問(wèn)題時(shí)決策的準(zhǔn)確性和可實(shí)施性,讓運(yùn)維管理人員及時(shí)掌握配電終端的性能指標(biāo)、運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)可提高缺陷分析、診斷的效率和水平,縮短處理時(shí)間,準(zhǔn)確對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定位并及時(shí)進(jìn)行處理。

結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

充分利用shell語(yǔ)言的便捷及高效性,對(duì)終端接入數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析、呈現(xiàn),并通過(guò)系統(tǒng)自帶的Excel軟件,以餅圖、柱狀圖等形式進(jìn)行多維展示,展示顆粒度包括管理服務(wù)器、進(jìn)程、端口、該端口管理終端的在線率、該端口管理終端的網(wǎng)絡(luò)情況,可指定特定端口查詢(xún),并支持人工篩選服務(wù)器。該工具支持在主站系統(tǒng)一區(qū)工作站及安全接入?yún)^(qū)發(fā)布并展示,主要針對(duì)運(yùn)維人員使用。

3終端異常情況分析的應(yīng)用

3.1終端異常的分析

主要針對(duì)FTU、DTU類(lèi)型終端,當(dāng)終端所在地區(qū)基站信號(hào)不好或者裝置通信模塊異常時(shí),會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)異常,一般分為無(wú)ping、無(wú)TCP鏈路建立、頻繁中斷三種。

對(duì)于無(wú)法ping通裝置,這類(lèi)故障只能現(xiàn)場(chǎng)處理,對(duì)于此類(lèi)終端,可以提取其位置信息和運(yùn)營(yíng)商信息,若是同一區(qū)域故障,則很可能為該區(qū)域的運(yùn)營(yíng)商基站損壞導(dǎo)致。

無(wú)TCP鏈路建立和頻繁中斷則可以先從主站側(cè)找問(wèn)題,若大多數(shù)異常終端都被同一進(jìn)程管理,則可側(cè)面證明該管理進(jìn)程出現(xiàn)異常。管理進(jìn)程的服務(wù)器同理。通過(guò)類(lèi)似結(jié)果驅(qū)動(dòng)原因的思路,將能快速定位問(wèn)題、解決問(wèn)題。

3.2數(shù)據(jù)抽取規(guī)則

在數(shù)據(jù)抽取的過(guò)程中,調(diào)用平臺(tái)的內(nèi)存庫(kù)接口查詢(xún)數(shù)據(jù),如何快速建立關(guān)于通信服務(wù)器到端口以及端口到終端IP的對(duì)應(yīng)關(guān)系則為最關(guān)鍵的一步。在配網(wǎng)主站中加入終端的參數(shù)后,會(huì)形成一套對(duì)應(yīng)關(guān)系,以東方配網(wǎng)主站為例,其為:服務(wù)器一RTU一通道一串行路徑,服務(wù)器、IP和port都能在通道參數(shù)中找到。一個(gè)port可對(duì)應(yīng)多個(gè)終端IP,但在正常情況下一個(gè)port只能由一個(gè)終端服務(wù)器管理。當(dāng)發(fā)生在線率異常時(shí),主站會(huì)在實(shí)時(shí)庫(kù)中更新各終端狀態(tài),從終端服務(wù)器開(kāi)始到端口到終端的遍歷,即可完成對(duì)所有終端狀態(tài)的收集。

對(duì)于常規(guī)方法,若要知道配置了某端口的終端在線情況,遍歷一次通道參數(shù)即可完成,但由于多端口遍歷,則檢索時(shí)間大大增加。為此,使用map容器技術(shù),在遍歷通道參數(shù)時(shí),分別在內(nèi)存中建立服務(wù)器到端口、端口到終端的map容器,則在做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí),可一次獲取所需要的數(shù)據(jù),時(shí)間復(fù)雜度從n2直接降到1。使用該算法能夠很好地解決端口多、對(duì)應(yīng)關(guān)系復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題,全部數(shù)據(jù)遍歷一遍只需6s。

3.3對(duì)端口的終端在線情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

對(duì)當(dāng)前時(shí)刻的終端在線率信息內(nèi)容,基于"服務(wù)器一進(jìn)程一端口一掉線個(gè)數(shù)一總數(shù)一在線率"的平衡式展示邏輯,對(duì)抽取的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,最后對(duì)異常終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)存庫(kù)參數(shù)檢查,并列舉所有的異常終端信息,點(diǎn)擊"查詢(xún)"即可得到結(jié)果。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成相應(yīng)信息內(nèi)容的詳細(xì)記錄,具體樣式可參考表1。

報(bào)表提供結(jié)構(gòu)樹(shù)選擇,運(yùn)維人員可以只選擇自己關(guān)心的端口或進(jìn)程,查詢(xún)后就只顯示選定的結(jié)果。報(bào)表可以對(duì)查詢(xún)結(jié)果進(jìn)行不同維度的展示,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)維度,顯示是網(wǎng)絡(luò)異常還是TCP建立異常:對(duì)于在線率,會(huì)在端口的維度進(jìn)行分析,讓運(yùn)維人員實(shí)時(shí)了解各端口的不同情況。模板如圖2、圖3、圖4所示。

網(wǎng)絡(luò)維度分析分為網(wǎng)絡(luò)異常和TCP建立異常,該類(lèi)方式可按終端是否能ping通和是否穩(wěn)定建立TCP連接的情況進(jìn)行分類(lèi),對(duì)于具體端口,在通常情況下,若批量出現(xiàn)無(wú)TCP連接且網(wǎng)絡(luò)正常的情況,則很可能為管理該端口的進(jìn)程出現(xiàn)異常。端口維度中,可根據(jù)管理終端的端口對(duì)終端在線率進(jìn)行分類(lèi),對(duì)比總體在線率可直觀地得到哪些端口的在線率整體偏低,可針對(duì)性地進(jìn)行整改。服務(wù)器維度中,則是在端口維度的基礎(chǔ)上進(jìn)行再分類(lèi),目的是能判斷是否為某服務(wù)器整體出現(xiàn)異常。

4結(jié)語(yǔ)

隨著配網(wǎng)建設(shè)的快速推進(jìn),終端接入數(shù)量也呈現(xiàn)出幾何上升的狀態(tài),對(duì)終端數(shù)據(jù)的分析能夠更快速、更靈活、也更全面地展示當(dāng)前終端狀態(tài),對(duì)終端根據(jù)端口、進(jìn)程及管理服務(wù)器進(jìn)行分類(lèi)分析,可快速診斷出異常點(diǎn),減輕運(yùn)維人員的運(yùn)維壓力,再加上在系統(tǒng)運(yùn)行中積累的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),有利于持續(xù)改進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、缺陷管理等工作的水平。