變電站類Unix操作系統(tǒng)數據文件優(yōu)化管理系統(tǒng)的開發(fā)與設計

鄧 科，李 挺，汪承茂，劉曉華，王 匯

（1.國網湖北省電力公司 檢修公司，湖北 武漢 430050；2.南瑞繼保電氣有限公司 江蘇 南京 211100）

變電站類Unix操作系統(tǒng)數據文件優(yōu)化管理系統(tǒng)的開發(fā)與設計

鄧 科1，李 挺1，汪承茂2，劉曉華1，王 匯1

（1.國網湖北省電力公司 檢修公司，湖北 武漢 430050；2.南瑞繼保電氣有限公司 江蘇 南京 211100）

針對湖北電網500 kV變電站已出現的多次不同廠家類Unix系統(tǒng)監(jiān)控服務器設備，由于磁盤空間滿而造成頻繁重啟或無法進入操作系統(tǒng)，以及監(jiān)控數據無法刷新的現象。文中開發(fā)與設計了基于原監(jiān)控系統(tǒng)的數據文件優(yōu)化管理系統(tǒng)，通過對關鍵文件夾磁盤空間的優(yōu)化管理，有效避免了因重要文件夾磁盤空間不足引起的服務器系統(tǒng)崩潰，使得變電站監(jiān)控服務器穩(wěn)定運行得到了保障。

變電站類Unix系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；數據文件優(yōu)化管理

變電站監(jiān)控系統(tǒng)是變電站（水力、火力發(fā)電廠）的“眼睛”，其可對站端各運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。監(jiān)控服務器作為站端重要設備，一旦出現故障，監(jiān)控系統(tǒng)則直接申報為“危急缺陷”或“嚴重缺陷”，維修工作人員必須在3～7天內排除服務器故障。而監(jiān)控服務器出現故障時通常不能正常進入監(jiān)控服務器操作系統(tǒng)，導致故障處理工作困難且耗時長。湖北電網類Unix操作系統(tǒng)（各種傳統(tǒng)的Unix系統(tǒng)以及各種與傳統(tǒng)Unix類似的系統(tǒng)，諸如Solaris Unix、Linux等操作系統(tǒng)）監(jiān)控服務器已多次出現類似現象，2014年500 kV恩施變電站更是出現兩臺監(jiān)控服務器同時頻繁重啟及數據不刷新的嚴重故障。通過對現場故障進行排查發(fā)現，大部分故障是由于監(jiān)控系統(tǒng)服務器重要文件夾磁盤空間不足所導致的，且加大磁盤空間并不能從根本上解決問題，同時還會增加硬盤成本[1-9]。

為了解決現有變電站類Unix管理系統(tǒng)存在的數據文件累積使得重要文件夾磁盤空間不足而導致監(jiān)控系統(tǒng)崩潰的問題，文中在對類Unix系統(tǒng)及各廠家監(jiān)控系統(tǒng)程序結構研究的基礎上，從 “規(guī)范文件夾目錄管理”、“文件操作權限設定”、“歷史數據自動清理功能”3個方面，在現有系統(tǒng)的基礎上開發(fā)與設計了數據文件優(yōu)化管理系統(tǒng)。

1 磁盤容量不足原因分析

經調查統(tǒng)計，導致磁盤空間滿的原因，主要分為如下幾點：

1.1 歷史數據清理堆積

監(jiān)控服務器操作系統(tǒng)的歷史數據庫文件夾設置為自動擴展方式，監(jiān)控歷史數據長期未得到清理，當變電站運行幾年后，監(jiān)控歷史數據不斷堆積，使文件夾不斷增大，磁盤剩余空間逐漸變小，直到整個硬盤空間被占滿，這時歷史數據文件無擴展空間；其次，若歷史數據庫文件夾設置為固定空間方式，當固定空間滿，同樣也會導致監(jiān)控數據無法刷新。

1.2 備份文件管理不規(guī)范

每次對監(jiān)控服務器進行調試和維護工作后，廠家人員僅將最新的監(jiān)控數據進行備份，而未將之前的備份歷史監(jiān)控數據刪除，且未按規(guī)定放置在備份文件夾內，而是存放在根目錄下，或系統(tǒng)文件夾、歷史數據文件夾等其他重要文件夾中，從而導致了由于相關磁盤空間不足而引發(fā)的監(jiān)控服務器故障。

1.3 跟目錄文件夾大小設置不當

首先是系統(tǒng)文件夾磁盤空間分配過小。系統(tǒng)文件夾用于存放系統(tǒng)文件，是整個系統(tǒng)最為關鍵的部分，其直接決定操作系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定運行。根據實際調查，500 kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)運行中會在系統(tǒng)文件夾中產生一些臨時文件和歷史文件，總增量為每年1 G左右，而現在500 kV變電站監(jiān)控服務器實際運行時間普遍超過8年，若原系統(tǒng)文件夾磁盤空間分配較小，當該文件夾磁盤空間無剩余容量時，系統(tǒng)將無緩存空間，從而導致服務器頻繁重啟或無法進入操作系統(tǒng)。

其次是歷史數據文件夾磁盤空間分配過小。監(jiān)控服務器系統(tǒng)的歷史數據文件夾用于存放歷史數據，其一般設定為固定空間方式。以500 kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)為例，系統(tǒng)在運行中會產生幾G到十幾G的歷史數據，若歷史數據文件夾磁盤空間分配過小，則隨著歷史數據的增多，當歷史數據文件夾剩余磁盤空間不足時，監(jiān)控數據將無法寫入，造成數據無法刷新，歷史數據無法存貯。

2 優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)與設計

湖北電網所屬的500 kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)服務器均為Solaris Unix或Linux國產版操作系統(tǒng)，本文以南瑞繼保有限公司的監(jiān)控系統(tǒng)PCS9700的服務器文件夾架構圖為例進行講解，其中在Solaris Unix操作系統(tǒng)和Linux國產版操作系統(tǒng)文件夾構架，分別如圖 1（a）和（b）所示。

圖1 PCS9700服務器文件夾架構圖

由圖1中可看到，南瑞繼保監(jiān)控系統(tǒng)服務器硬盤的根目錄文件共分為4個，user（操作系統(tǒng)），swap（內存），oradata或his（歷史數據），users（用戶數據）。其中oradata（歷史數據）的文件夾名稱可改變，且可設置為自動擴展或固定大小。湖北電網500 kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)服務器硬盤空間均為500 G或250 G，實際使用空間根據硬盤品牌不同分別為480 G或230 G左右。

2.1 規(guī)范文件夾目錄管理

文件夾目錄的規(guī)范關系到磁盤空間的管理與優(yōu)化，文中從以下3個方面對系統(tǒng)進行改進[10-12]。

2.1.1 新增Other跟目錄

如圖2所示，為了能重點關注廠家維護數據文件夾，同時易于識別，本文將“備份數據”文件夾由原users（用戶數據）-ems文件夾位置進行轉移，作為整個硬盤的第5個根目錄文件夾，名稱為“other”，作為廠家維護專用數據存放文件夾，用于存放備份文件、IP設置信息等維護數據。 另外將原PCS9700文件夾取消，原ems文件夾名字改為monitoring，專用于存放監(jiān)控主程序。

圖2 數據文件優(yōu)化管理系統(tǒng)根目錄構架圖

2.1.2 統(tǒng)一目錄文件夾命名

為使本數據文件優(yōu)化系統(tǒng)具有通用性，同時利于規(guī)范管理，本文對5個根目錄和2個重要子目錄文件夾進行統(tǒng)一名稱管理，其中操作系統(tǒng)文件夾命名為usr，內存文件夾命名為swap，用戶數據文件夾命名為users，廠家維護專用數據文件夾命名為other，歷史數據文件夾命名為historydata，超級用戶文件夾命名為root，監(jiān)控主程序文件夾命名為monitoring。

2.1.3 合理分配系統(tǒng)模塊磁盤空間

根據各文件運行中的實際需求，將重要文件預留足夠的空間裕度，可有效避免相關文件夾磁盤空間不足的現象。在本優(yōu)化管理系統(tǒng)中，將usr設置為30 G的磁盤空間，users設置為50 G的磁盤空間；other設置為50 G的磁盤空間，swap文件磁盤空間大小根據服務器實際內存大小設置，系統(tǒng)剩余的磁盤空間全部分配給historydata，且設置為“不自動擴展方式”。

2.2 文件操作權限設定

對文件操作權限進行設定主要目的是在滿足日常維護需求（備份文件或監(jiān)控程序升級、數據庫更新）的前提下，通過對“手動移動文件夾”操作的范圍及途徑進行權限設定，避免由于人為存放文件混亂而導致相關重要文件夾（操作系統(tǒng)文件夾和歷史數據文件夾）磁盤空間數據過多而剩余磁盤空間不足引起系統(tǒng)無法正常運行，導致監(jiān)控服務器出現故障。

2.2.1 文件移動范圍及途徑權限設定

在日常維護過程中，涉及需進行文件移動的文件夾僅與“other”和“users”文件夾有關，而其他文件夾均無需存在“手動復制/粘貼/剪切”操作，可對文件“手動移動”操作設置權限和指定固定路徑，僅可在“other”和“users”文件夾中進行“手動復制/粘貼/剪切”操作，而在其他文件夾則無法進行此類操作，由此可避免將備份文件或監(jiān)控升級包等大文件被人為存放于其他文件夾，占用其他重要文件夾磁盤空間，導致重要文件夾磁盤空間不足。且當“other”和“users”文件夾數據空間已滿時，系統(tǒng)將自動提醒工作人員剩余磁盤空間不足，而工作人員通知廠家人員對服務器系統(tǒng)進行維護工作，廠家人員必須在清理無用的備份數據后，方可進行該文件夾的存貯操作，使“other”和“users”文件夾空間得到合理維護。

2.2.2 文件壓縮與解壓縮權限設定

對于解壓縮的方式和路徑也設置權限。在日常維護工作中，除了通過“復制/粘貼/剪切”方式進行文件轉移，解壓縮操作也會進行文件轉移。因此，對加壓縮文件的路徑進行權限設定，只能在“other”和“users”文件夾中進行壓縮/解壓縮操作。

2.2.3 維護專用FTP工具

在日常維護中，FTP工具也是文件移動途徑之一，可研制一個維護專用FPT工具，將文件的移動范圍進行權限設定，只能在“other”和“users”文件夾中進行文件移動操作。

2.3 歷史數據自動清理功能

南瑞繼保電氣有限公司、許繼集團有限公司、北京四方繼保自動化股份有限公司等監(jiān)控廠家的監(jiān)控系統(tǒng)均有自動清理2～3年歷史數據的功能，為了節(jié)省硬盤空間，應將此功能開啟，自動清除無用的歷史報文。另外，通過研發(fā)歷史數據自動清理程序，對于操作系統(tǒng)文件夾中的臨時文件和無需的日志文件及監(jiān)控程序文件夾中的程序日志文件及錄波文件進行自動定期清理。

3 結束語

為了解決現有變電站類Unix管理系統(tǒng)存在的數據文件累積使得重要文件夾磁盤空間不足而導致監(jiān)控系統(tǒng)崩潰的問題，文中開發(fā)與設計了基于原監(jiān)控系統(tǒng)的數據文件優(yōu)化管理系統(tǒng)，通過對關鍵文件夾磁盤空間的優(yōu)化管理，有效避免了因重要文件夾磁盤空間不足引起的服務器系統(tǒng)崩潰。本系統(tǒng)已由國內頂級監(jiān)控廠家南京南瑞繼保電氣有限公司研發(fā)部門承擔研發(fā)工作，待系統(tǒng)研發(fā)完成后，將通過掛網運行的方式進行階段性測試，然后制定詳細標準及細節(jié)說明，聯(lián)系其他監(jiān)控廠家按此方案進行實施。本系統(tǒng)所涉及的主體思路及相關技術將不僅僅適用于我國電力行業(yè)，同樣適用于其他多個領域，對類Unix操作系統(tǒng)服務器監(jiān)控程序設計與維護方面具有一定的參考價值。

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Development and design of data file manage and optimize system of substation Unixlike operating system

DENG Ke1，LI Ting1，WANG Cheng-mao2，LIU Xiao-hua1，WANG Hui1
（1.State Grid Maintenance Company Hubei Electric Power Company，Wuhan 430050，China；2.NARI-RELAYS Electric Co.，Ltd.，Nanjing 211100，China）

As the problem that Hubei power grid 500 kV transformer substation has appeared many different manufacturers Unix-like system monitoring server equipment due to the full disk space caused by frequent restart or unable to enter the operating system，and monitoring data can not be refreshed，this paper develop and design a data file optimize and manage system based on the original data monitoring system，through optimal management of key folder disk space，effectively avoiding server system due to important folders crashes caused by insufficient disk space，making the stable operation of substation monitoring server has been secured.

substation unix-like systems；monitoring system；the data file management optimization

TN0

A

1674-6236（2016）23-0093-03

2015-12-30稿件編號：201512304

鄧 科（1971—），男，湖南邵陽人，高級工程師。研究方向：500 kV至1 000 kV變電站電力主設備檢修管理及統(tǒng)籌。