基于性能預測的跨GIS平臺電網數據在線遷移系統

唐琳　邵欣　孫葉

摘 要：研究跨GIS平臺電網系統數據遷移方法，詳細闡述了基于性能預測的跨GIS平臺電網數據在線遷移的實現過程和注意要點，為跨GIS平臺電網數據在線遷移提供了參考和借鑒。

關鍵詞：性能預測；GIS平臺；數據遷移

隨著計算機技術在電網領域發展，各省、地市陸續建立電網空間地理信息系統（GIS）。建設初期信息數據沒有統一規范，如電網GIS的坐標系、數據模型等內容，為規范電網GIS數據的管理，建立統一的GIS平臺時，需要跨GIS平臺進行電網數據遷移。目前跨GIS平臺電網數據遷移往往是將舊GIS平臺存量數據一次性導入到新GIS平臺，或者是將不同GIS平臺的數據進行中間轉換（XML文件轉換或中間庫轉換），但存在處理步驟多、無法批量處理等缺陷，處理效率低，并且很難保證數據的完整性。針對現有跨GIS平臺數據遷移技術的不足，國網德州供電公司研發了基于性能預測的跨GIS平臺電網數據在線遷移系統，利用服務器虛擬化技術，實現更加柔性、靈活的跨GIS平臺數據遷移，并提高服務器利用率，解決電網系統數據遷移領域關鍵性、共性的技術難題。

1 問題現狀

1）數據遷移期間需停機。

2）數據遷移時間長，造成帶寬的浪費，并且服務器利用率低。

3）數據遷移沒有提供修復功能。

4）跨平臺遷移缺乏靈活性和擴展性。

2 工作原理及技術方案

2.1 跨GIS平臺數據遷移方法

基于性能預測的跨GIS平臺電網數據在線遷移系統包括三個功能模塊：性能檢測系統、多路管理系統、平臺交換系統。跨GIS平臺數據遷移方法包括如下步驟：

1）將待遷移GIS平臺主機通過交換機或路由器連接至物理服務器；

2）物理服務器中性能檢測系統評估該物理服務器虛擬化能力，為待遷移GIS平臺分配一個新GIS平臺邏輯單元；

3）物理服務器中多路管理系統將待遷移GIS平臺存儲磁盤和平臺交換系統待交換磁盤空間映射為單一邏輯磁盤，將待遷移GIS平臺數據遷移至物理服務器中平臺交換系統；

4）物理服務器中平臺交換系統構建配置表，將待遷移GIS平臺數據映射為新GIS平臺數據，并寫入新GIS平臺邏輯單元。

2.2 虛擬機優化部署方法

性能檢測系統評估物理服務器已分配的每個虛擬機的最大性能指標，然后計算已分配所有虛擬機的最大性能指標之和與基準指標值的比值，即 。其中 表示服務器性能指標，Si，max表示第i個虛擬機的最大性能指標，Si，std表示第i個虛擬機的基準指標值。這種服務器性能計算在系統集群數據遷移中尤其重要，只有每臺物理服務器達到最大性能指標，整體系統才不會冗余，造成資源浪費。

當比值超出設定閾值時，通知用戶增加新的物理服務器，否則為待遷移GIS平臺分配一個新GIS平臺邏輯單元。本系統最大性能指標及基準指標值的計算和測算，采用業界公認的標準性能評估組織TPC和SPEC發布的基準測試體系的技術規范內的相關內容。根據實際應用，本系統優選的設定閾值為0.6～0.8。

2.3 數據抽取轉換方法

第一步：多路管理系統分發器將位圖表所有bit清零，設置為數據未遷移狀態，然后建立待遷移GIS平臺存儲磁盤與平臺交換系統待交換磁盤空間的連接；

第二步：分發器根據位圖表的記錄，當位圖表中對應bit值為零時，則發送讀請求至待遷移GIS平臺，提取512bit數據寫入平臺交換系統待交換磁盤空間對應位置，并更新位圖表中相應bit為1；分發器將從待遷移GIS平臺存儲磁盤提取數據寫入平臺交換系統待交換磁盤空間時，以工程、供電所、線路或設備為單位提取，以保證在寫入的時候電網設備間的拓撲結構不發生改變；

第三步：當多路管理系統收到待遷移GIS平臺存儲磁盤寫命令時，將數據分別寫入待遷移GIS平臺存儲磁盤和平臺交換系統待交換磁盤空間，若寫入數據超過512bit，則更新位圖表中相應bit為1；

第四步：重復步驟2直至位圖表所有bit為1，完成數據遷移，多路管理系統通知用戶數據遷移完成，用戶確認后，多路管理系統斷開待遷移GIS平臺存儲磁盤與平臺交換系統待交換磁盤空間的連接。

2.4 GIS平臺無關性的異構交換模型構建

通過平臺交換系統構建的配置表建立起新舊模型的對應關系，實現異構平臺之間可以通過配置實現交換。交換模型包括屬性域，空間域，拓撲關系域。

1）屬性域：包括電網設備的私有屬性、公有屬性及枚舉表；

2）空間域：包括電網設備的圖形信息，以坐標形式記錄；

3）拓撲關系域：包括設備間的連接關系、包含關系、從屬關系和房內關系。通過主鍵ID關聯方式記錄。

為保證電網的拓撲完整性，多路管理系統分發器將從待遷移GIS平臺存儲磁盤提取數據寫入平臺交換系統待交換磁盤空間時，以供電所、線路或設備為單位提取，存量數據以供電所為單位遷移，增量數據以設備為單位遷移，修復功能以供電線路為單位遷移。

2.5 技術優勢

1）采用服務器虛擬化方式，將不同類型的GIS平臺通過轉換為新的GIS平臺統一到一個服務器中，便于用戶使用和訪問，實現靈活的跨GIS平臺數據遷移。

2）采用性能檢測系統評估服務器的虛擬化能力，使之符合TPC和SPEC制定的標準規范，有效提高服務器利用率。

3）采用多路管理系統進行數據遷移，在遷移過程中可以隨時對舊GIS平臺進行操作，從而實現在線遷移，提高了數據遷移的效率。

4）通過將平臺交換系統與多路管理系統集成在物理服務器中，便于移植或規模化使用。

3 實施效果

1）實現在線、跨平臺電網系統數據遷移，提高了服務器的利用率，減少了能耗需求，節省了能源，支持環保。

2）提供了操作自動化、資源優化和高可用性，減輕了運維人員的工作壓力，集中化管理更加方便、便捷，從而直接帶來管理和運行成本的降低。

3）有效提高了系統運維工作效率，減少了停運時間，提升了電力企業業務服務的水平和客戶滿意度，有利于社會經濟建設。

4 結論

基于性能預測的跨GIS平臺電網數據在線遷移方法及系統，真正實現了柔性、靈活的跨GIS平臺數據遷移，目前已在國網德州供電公司及所屬10個縣公司實際應用，從應用情況來看，效果良好，遷移后的電網系統應用運行高效穩定，提高了信息化效益，規避了信息化運維風險，提升了系統運維水平和服務保障能力，保障了電力業務系統安全、穩定、高效、持續運行。

參考文獻

[1]樓平，史英杰，陳軍，粟勇，盧黎明，張頁，李賢慧，黃立，朱恒，王秀欣，胡瀟斐，張琦浩. 一種適用于電力系統的實時數據遷移方法[J]. 華東電力， 2014， 42（3）：496-499.

[2]李玨峰. 異構信息系統數據遷移方法研究[J]. 軟件導刊， 2014， 13（9）：132-134.

作者簡介

唐琳（1972-），女，山東德州人，高級工程師，主要從事電力企業信息化建設與管理工作；

邵欣（1976-），女，山東德州人，技師，主要從事電力企業信息化建設與管理工作；

孫葉（1971-），女，山東德州人，高級政工程師，主要從事電力企業信息化建設與管理工作。