核電全范圍模擬機常規維護自動化功能的實現

摘要：全范圍模擬機在核電站操縱員培訓過程中起著至關重要的作用，而模擬機的正常使用則很大程度上依賴于軟件數據和硬件設備的正常運轉，做好模擬機軟硬件的定期維護可大大提高模擬機的穩定性。本文通過采用多個Windows系統自帶工具，實現了全范圍模擬機多種常規維護自動化進行的功能。

關鍵詞：全范圍模擬機;維護;Windows系統自帶工具

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）28-0284-02

1 引言

全范圍模擬機（簡稱“模擬機”）有“虛擬核電站”之稱，每座核電站至少配備一臺全范圍模擬機，用于核電操縱員培訓與取照考試、邏輯或規程修改的驗證、應急演練等多項工作，為核電站安全運行提供必不可少的保障。模擬機一般處于滿負荷運行狀態，且24h不關機，隨著運行時間的積累，文件的修改及程序的開關都在不斷增加，整體性能會不斷下降，為保障模擬機的運行性能和運行安全，需要定期對軟件數據進行備份、對修改的數據進行下裝、對硬件設備進行重啟和磁盤碎片整理。如果手動開展相關維護的話，需要在模擬機使用間隙或使用結束后才能進行，使得維護人員需要加班加點開展維護工作。因此，本文采用Windows系統自帶的Windows nt腳本文件及任務計劃程序等多個工具，實現了數據備份、工作站重啟、磁盤數據整理、數據下裝等常規維護自動化功能。

2 模擬機架構及使用工具說明

2.1 模擬機架構

模擬機中主要包含模型計算機和客戶端工作站兩類服務器設備，以及用于信息傳遞和交互的交換機及KVM等硬件設備。通過局域網的形式構建了模擬機網絡，且該網絡與因特網是完全物理隔離的。網絡結構簡圖如圖1所示。

2.2 使用工具說明

模型計算機是模擬機中最主要的硬件設備，承擔了所有模型的運算工作，模擬機的維護管理及數據修改基本都需要在模型計算機中完成。模型計算機服務器中安裝的是Windows server 2008 R2 standard sp1的操作系統。在無須考慮因特網病毒侵襲及黑客攻擊的情況下，通過對操作系統進行分析，選取了Windows nt腳本文件、任務計劃程序、psexec工具、robocopy工具作為常規維護自動化功能實現的工具。

1） Windows nt腳本文件

Windows nt腳本文件是以“cmd”為擴展名的文件，它的作用和批處理文件一樣，能夠連續執行一條或多條命令。它的啟動只需要在文件上雙擊鼠標，而不用打開“命令提示符窗口”。通過Windows nt腳本文件可以方便且快速地對一臺或多臺設備執行相關維護指令。

2） 任務計劃程序

任務計劃程序可以讓服務器按照我們設置的要求，在指定的時間執行指定的程序，并且可以設定時間間隔重復執行。

3） psexec

Psexec是一個遠程執行工具，需要在遠程訪問的客戶端工作站上安裝客戶端軟件。在模擬機中，利用模型計算機某一賬號，通過SMB協議連接客戶端工作站的命名管道，在客戶端工作站上創建并啟動一個名為psexesvc的服務，psexesvc服務會創建新的命名管道。psexec連接至psexesvc命名管道，并通知客戶端執行我們制定的程序，且將程序的stdin與stdout通過命名管道轉回本地。

4） robocopy

robocopy為Windows服務器系統常用的備份工具，利用robocopy命令可以創建兩個文件結構的完全鏡像副本，且通過該命令僅復制源位置中的新增加或修改的文件。

3 Windows nt腳本文件編寫

基于Windows nt腳本文件的編寫規范，結合psexec及robocopy命令，編寫了能夠實現相應維護功能的腳本文件。

3.1 數據備份腳本文件

數據備份是針對模擬機內重要的數據及模型等文件進行備份，分為日備份和周備份兩種形式。

1） 日備份腳本文件

日備份需要對三種文件數據進行備份，一是針對Mysql數據庫中的數據進行備份，需使用Mysql數據庫語言輸出備份文件db_backup.sql;二是將保存在Conf工作站中趨勢文件備份至模型計算機H盤的相應目錄下，需使用robocopy命令;三是直接將H盤目錄下重要數據備份至外接移動硬盤G中，同樣是使用robocopy命令。三種數據備份之間，使用sleep命令延遲5秒進行。選取部分命令如下：

模擬機模型計算機中日期和時間設定中短日期使用的是“ddd-yyyy-mm-dd”的格式，即“周-年-月-日”，執行%date：～0，2%命令時，代表以今天為周幾來命名文件夾，假設今天是周一，則上述命令所代表的就是將數據文件夾內容拷貝至G：＼HYG2Backup＼HYG2Sim周一＼CMS文件夾下。因此，上一周保存在“HYG2Sim周一”目錄下的數據就會被本周新備份的數據所覆蓋掉。

2） 周備份腳本文件

周備份的目的，就是每周進行數據備份，且數據不會被覆蓋。由于日備份已經將所有需備份的數據拷貝至了G盤中，因此，周備份只需對G盤中的日備份文件夾進行備份即可。選取部分命令內容如下：

為了保證周備份數據不被覆蓋，其使用日期命名文件的命令為%date：～0，14%，生成的數據備份文件夾名字為“HYG2Sim周日-2019-08-11”，由于最后的日期不一樣，因此周備份會被長期保存在G盤中，可根據需要手動刪除掉兩年以前的數據。

3.2 工作站重啟腳本文件

模擬機中共配置了34個客戶端工作站，工作站運行一段時間后，隨著開啟程序的增多，或者有些程序沒能正常關閉等各種原因，導致工作站進程中的程序越來越多，占用的內存也會增多，導致工作站運行速度變慢，通過定期對工作站的重啟可解決此問題。使用psexec命令，在模型計算機中遠程發送命令至各客戶端工作站，執行重啟命令。選取部分命令如下：

3.3 磁盤碎片整理腳本文件

模擬機中主要包含模型計算機和客戶端工作站兩類服務器設備，模型計算機承擔了所有模型運算的工作，任何模型的修改也都只能在模型計算機中進行，導致文件的修改和變動非常多，相應的磁盤碎片也就比較多;而工作站正常多用于操作及接收模型計算機下裝的文件數據，整體變動較小。因此，主要需對模型計算機進行定期的磁盤碎片整理工作，直接在模型計算機中調用磁盤碎片整理程序即可，命令如下：

3.4 數據下裝腳本文件

模擬機升級或日常維護過程中，在模型計算機中修改的數據文件需要及時下裝至各客戶端工作站，以保障各工作站能夠正常運轉，且人機界面等模型或規程數據與模型計算機一致。針對修改頻率高、數據大，腳本文件執行耗時長的文件，使用robocopy命令編寫了數據下裝腳本文件，選取部分命令如下：

4 任務計劃設定

通過在任務計劃程序中設定執行Windows nt腳本文件的計劃，便可在指定的時間自動執行腳本文件內所設定的維護命令。

4.1 任務計劃設定

在系統管理工具中可啟動任務計劃程序，在任務計劃程序庫中可創建所需要定期執行的維護計劃工作，其中最主要的是觸發器和操作的設定。

在觸發器選項卡中，可以設定任務計劃執行的頻次、間隔、開始時間等內容。以日備份計劃為例，其觸發器設定為每天凌晨1點執行，且每隔一天執行一次。觸發器設置如下圖2所示。

通過對觸發器及操作選項卡的設定，任務計劃程序便會按照設定的計劃，每天凌晨1點啟動日備份腳本文件，自動完成每日數據備份的維護工作。

4.2 各任務計劃觸發器的設定

根據模擬機常規維護工作需求及各工作特點，對數據日備份、數據周備份、工作站重啟、磁盤碎片整理、數據下裝均設置了任務計劃，每個任務均是根據各自的執行要求和相關數據特點設定的觸發器，各任務計劃觸發器設定情況如下表1所示。

5 結語

在未增加任何投入、未安裝任何新軟件的情況下，通過使用Windows系統自帶的Windows nt腳本文件和任務計劃程序等工具，有效利用模擬機空閑時間，實現了模擬機常規維護工作定期自動化開展的功能，即保障了相關維護工作能夠按時開展，又節省了人力和時間成本的投入，進一步提升了模擬機運行的穩定性及數據的安全性。

參考文獻：

[1] 蔡顯崗，孫憲. 某核電站全范圍模擬機數據備份方案分析和應用[J].信息系統工作，2016（12）：54-56.

【通聯編輯：聞翔軍】