道路機電設施動態運維管理系統構建與實現

劉 洋 肖 遙

（中交世通資產管理（北京）有限公司， 北京 100024；重慶中交渝武高速公路有限公司， 重慶 401520）

目前，較多地區的道路機電設施運維管理都是以區域集中型設備管理體系為主，也就是將路段監控中心作為現場維護層，區域提供綜合技術作為管理層的設備管理體系[1]。但是該管理體系效果存在一些問題，如何使機電設施實現更加高效、可靠的管理，還需要進行動態化系統的構建。

1 道路機電設施運維動態管理概述

雖然區域集中型設備運行維護的模式在機電設施投入應用的初期效果良好，但是運營管理范圍逐漸擴張、機電運營年限增長、機電工程缺陷責任期結束，整體運行維護管理需要極為龐大的資源維持，以此使維護成本提升，整體運維工作的效率降低等問題發生[2]。道路機電資產可以根據系統劃分為：監控、收費、供配電、通信、輔助管理、隧道機電六個系統，同時根據資產的使用年限、獨立使用性、資產價格來進行固定資產分類。

收費系統中，主要包含有出入口車道設備、收費站設備軟件等；監控則是車輛檢測器、閉路電視監控系統等；通信系統則包含有光電纜線路、通信管道等；供配電系統則主要是外場設備電力電纜、低壓配電設備等；隧道機電系統則主要有隧道車輛檢測器、隧道閉路電視監控系統等。機電系統設備是整體道路運營管理中的重要工具，對于整體道路運維管理提供保障就需要保證電力設備的使用、管理、養護、維修幾個方面。隨著現代道路系統的不斷完善，利用龐大的機電系統來整體道路運維管理十分必要，為此就需要結合工作實際，展開動態化的管理活動，從而提升整體道路管理效率及效果。

2 道路機電設施動態運維管理系統設計

道路機電設施動態運行維護管理進行系統設計，需要先整合傳統機電設施運維管理系統資產管理、養護流程等管理職能，同時要能實現對機電設施的實時監測，以此使異常故障發生的情況下，能夠及時將源頭鎖定。將故障鎖定后，能夠經過自動報警功能將故障信息發送至搶修人員與管理人員，以此使故障的發現、定位和維修等流程效率提升，且為后續開展設備升級、設備預養護等提供可靠的保障。

具體而言，進行系統設計要實現以下管理功能：機電設施資產管理，主要含有IP地址、備品備件、設備的管理項目；機電設施動態管理，主演含有網絡設備、數據庫、服務器、應用軟件、操作軟件、主機、機房環境實時監測、自動報警，自動報警包含有電子郵件、彈出窗口、手機信息、語音提示等；機電設施故障報修，是指故障的發現、派單、處理、修復過程的記錄；系統管理，是指登錄、日志管理與參數設置功能。

在整體系統中，最為核心的就是將各個功能進行整合，將其分成各個子系統，總體組成機電設施動態運維管理系統，通過各項子系統的功能，實現整體機電設施的動態管理。

3 道路機電設施動態運維管理系統實現

在現階段中，機電設施實現動態運維管理是較為依賴于軟件的，同時會對界面進行漢化，比如Nagios、zabbix、openfalcon等，相對來說，Nagios這一款軟件在適用性上更為良好。Nagios軟件是免費的網絡監視工具，具有加強的靈性，同時功能強大，可以實現對Unix、Linux、Windows住家狀態的監控，并且可進行路由器、交換機、打印機等參數設置，服務狀態或者系統存在異常的情況，系統會第一時間以發送郵件、短信方式告知管理人員，狀態恢復后則會有相應的郵件、短信告知。

3.1 基礎功能

本文以Nagios軟件為例，對整體功能進行分析。該軟件本身可以分成插件和核心兩個組成，監控任務主要是由插件實現，插件是可以自行編寫的，因此具有較高的靈活性，該軟件能夠實現以下功能：對遠程主機過程本地主機資源進行監控，比如內存、磁盤和進程等；對網絡服務資源進行監視，比如FIP、PING、HTTP、POP3等；用戶可自行編寫插件，進而用自己的插件提供服務；預前進行時間處理流程的定義，在服務器或者主機的狀態出現故障，可自動運行指定程序；可運用web界面對各個服務器或者主機在運行中的狀態；在監控的目標發生故障時，能夠使用短信或者郵件的方式來通知有關人等

通過部分插件、監測腳本的自定義華，用戶可以針對特定程序展開監測，同時對于監測目標進行分層，實現檢測結構的層次化。該軟件也能夠實現監測信息的統計，是通過和其他程序的結合提供動態化的統計圖表。該軟件的一大特點是日志管理功能十分強大，能夠進行詳實的記錄與回卷。此外，對于整體架構拓展、服務器數量增加，也能夠達成監測區域拓展。

3.2 監控功能的實現

Nagios系統一般由主程序Nagios與一個插件程序Nagiosplugins、四個可選附件ADDON構成，分別為NPPE、NDOUtils、NSClient++、NSCA。該軟件實現監控功能是通過插件完成的，所以Nagios與Nagiosplugins在動態化道路運維管理中是必須的。ADDON中的四個可選，NRPE可以通過遠程Unix/Linux主機中執行腳本插件，來進行遠程主機資源監控；NSCA則是可以將監控信息發送至系統服務器；NSClient++則是將各個event產生的信息與系統配置信息存入到數據庫中，進而來實現數據的快速處理和檢索。四個可選附件中，NSClient++與NPPE是在客戶端中工作，NDOUtils則是在服務器端作業，NSCA則是在客戶端與服務器端中同時安裝。此外，snmp協議可以達成Windows、linux/unix服務、打印機、交換機等監控。

在打開Nagios之后，系統會以周期階段自動進行插件調用，以此進行服務器狀態的檢測，同時系統會自動進行隊列維持，所有插件返還狀態信息會進入到隊列中，系統讀取信息是先從隊首開始的，讀取、處理完成之后，會通過web將狀態結果顯示出來。Nagios系統針對返還信息可以識別四種，即正常狀態，顯示為綠色、ok；警告狀態，顯示為綠色、WARNING；嚴重錯誤狀態，顯示為紅色、CRITICAL；未知錯誤狀態，顯示為深黃色、UNKNOWN。Nagios系統會通過返還數據信息，對監控目標的狀態進行判斷，進而使用web界面進行展示。

3.3 報警功能實現

利用Nagios系統，有三種途徑可實現報警功能：首先是web途徑，也就是通過瀏覽器進行監控目標查看，根據頁面顯示存在圖標差異，明確問題的主要類型；其次是通過郵件進行報警。在故障發生的情況下，達到設置的重試次數、探測間隔時間的情況下，系統會向有關人員自動發送郵件，明確問題及其狀況；最后是手機短信途徑。故障在發生時，通過短信進行報送，在非工作時間中該途徑發揮的效果更好，能夠及時、有效的進行通知。一般而言，可以三種方式同時使用，在工作時間來通過瀏覽器進行設備運行狀態的監測，郵件針對不能實時進行設備監測界面觀看的管理人員，而手機短信則補充了非工作時間系統發生問題無法及時報警的缺漏，形成互補的報警系統。

4 結束語

隨著現代道路系統整體規模越來越大，機電設備越來越多樣化，如何進行高效的道路系統管理，維護道路機電設備運用，成為現代道路運維管理中的重要問題。通過道路系統機電設備動態運維管理系統，能夠實現機電設備的維護與管理，同時也能夠為整體道路系統管理提供臂助，