（电气工程专业论文）电力调度自动化系统综合运维平台设计方案.pdf

浙江大学工程硕士学位论文 摘要 摘要 电力调度自动化系统涵盖了各种实时监视控制电网运行的系统，也包括各种 非实时的应用系统，涵盖范围广，专业系统众多，是由多种硬件，软件共同构成 的一个复杂的运行系统，硬件装置较多，并且这些系统分散在不同的地域，通信 环境也较复杂。自动化系统的安全运行，对于支撑电网运行具有重要的意义。随 着电力应用的不断增加和扩展，电力调度自动化系统所涉及的内容越来越多。各 级电力部门自身的系统与网络建设不断丰富，s c a d a e m s 系统、电能量计量系统 ( t m r ) 、继电保护及故障录波信息管理系统、调度生产管理系统等的实用化程度 不断深入，自动化运维人员为了保证系统与网络的安全稳定运行，工作量与工作 复杂度也大大增加，而且作为控制系统，有别于一般的企业管理系统系统，对运 维有特殊的要求。监管这样的系统，需时刻关注大量繁杂数据：机房环境参数、 设备运行状况、网络流量、厂站数据采集情况等等这些数据数量巨大，分布分 散，且格式不一，可理解性差。没有合理的技术手段对实际运行环境的实时运行 情况与安全状况进行监督管理，仅通过手工管理和制度约束，导致系统运行维护 工作效率低下。对管理人员来说，查看数量巨大的数据费时费力，且会遗漏重要 信息。管理员容易湮没在大量的各种运行数据中，无法从这些数据中快速获取所 需的管理与安全信息。因而对系统中各种事件与故障也就无法准确识别、及时响 应，以致直接影响整个运维体系效能的有效发挥。 本文主要研究如何运用现有的各种技术手段( s n m p 、s y s l o g 等) ，实现对分 布于各地的自动化系统从机房环境、设备及应用系统的安全运行进行全面的监 管，第一时间发现缺陷，缩短缺陷处理时间，提高系统运行率等指标。同时引 入i t 服务管理理论，规范自动化系统的运维，提高运维效率，保障自动化系统 的可靠运行，从而保障电网的安全稳定运行。 本系统已在衢州电力局投入运行，系统运行稳定，达到了预期的各项功能和 性能指标，有效改善了自动化系统运维效率。 关键词：自动化系统；运维平台；i t i l ；i t s m ；s n m p ；s y s l o g 浙江大学工程硕士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t e l e c t r i cp o w e ra u t o m a t i o ns y s t e mc o v e r e daw i d er a n g eo fr e a l - t i m em o n i t o r i n g s y s t e mt oc o n t r o lt h eo p e r a t i o no fs t a t eg r i d ，b u ta l s oav a r i e t yo fn o n r e a l - t i m e a p p l i c a t i o ns y s t e m s ，c o v e r i n gaw i d er a n g eo fp r o f e s s i o n a ll a r g es y s t e m s ，ac o m p l e x o p e r a t i n gs y s t e mi sc o n s t i t u t e do fh a r d w a r ea n ds o f t w a r e ，t h em o r eh a r d w a r ed e v i c e s a n ds y s t e m ss p r e a da r o u n dd i f f e r e n tg e o g r a p h i c a ls p r e a d ，t h ec o m m u n i c a t i o n s e n v i r o n m e n ti sm o r ec o m p l e x i ti so fg r e a ts i g n i f i c a n c et h a tt h es a f eo p e r a t i o no f a u t o m a t i o ns y s t e m ss u p p o r t e df o rt h eo p e r a t i o no fs t a t eg r i d w i t ht h ei n c r e a s i n g e x p a n s i o no fp o w e ra p p l i c a t i o n ，e l e c t r i cp o w e ra u t o m a t i o ns y s t e mi si n v o l v e dm o r e a n dm o r ec o n t e n t t h eo w ns y s t e m sa n dn e t w o r k so fp o w e rd e p a r t m e n ta ta l ll e v e l so f c o n t i n u e dt oe n r i c h ，s c a d a e m ss y s t e m s ，t e l em e t e rr e a d i n g ( t m r ) ，r e l a y p r o t e c t i o nr e c o r d e df a u l tm a n a g e m e n ts y s t e m s ，d i s t r i b u t i o np r o d u c t i o nm a n a g e m e n t s y s t e m ，s u c ha st h ed e g r e eo fp r a c t i c a li n - d e p t h ，a u t o m a t i co p e r a t i o np e r s o n n e l e n s u r e dt h es a f ea n ds t a b l eo p e r a t i o no fs y s t e ma n dt h en e t w o r k ，t h ew o r k l o a da n d c o m p l e x i t yo fw o r kh a da l s oi n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ，a n di t i sd i f f e r e n tf r o mt h e g e n e r a ls y s t e mo fe n t e r p r i s em a n a g e m e n ts y s t e m sa sac o n t r o ls y s t e m ，w i t has p e c i a l r e q u e s t m o n i t o r i n gs u c hs y s t e ma ta l lt i m e s t ob ec o n c e m e da b o u tt h el a r g en u m b e ro f c o m p l e xd a t a ：t h em a c h i n er o o me n v i r o n m e n t a lp a r a m e t e r s ，e q u i p m e n to p e r a t i o n ， n e t w o r kt r a f f i c ，f a c t o r yd a t ac o l l e c t i o ns t a t u sa n ds oo n t h e s ee n o r m o u sa m o u n t so f d a t a ，s c a t t e r e dd i s t r i b u t i o n ，a n dt h ed i f f e r e n tf o r m a t ，u n d e r s t a n d a b l ep o o r l y i ti sn o r e a s o n a b l et e c h n i c a lm e a n st os u p e r v i s ea n dm a n a g e m e n tt h er e a l t i m eo p e r a t i o na n d s e c u r i t ys i t u a t i o no ft h ea c t u a le n v i r o n m e n t ，a n do n l yt h r o u g hh a n d b o u n ds y s t e m ， r e s u l t i n gi nl o we f f i c i e n c yo fs y s t e mm a i n t e n a n c ew o r k i tw a st i m e c o n s u m i n gt ot h e m a n a g e r ss e e i n gt h ee n o f m o u sa m o u n to fd a t a ，a n ds o m ei m p o r t a n ti n f o r m a t i o n w o u l db el e f t a d m i n i s t r a t o r se a s i l yl o s ti nal o to fr u n n i n ga l lk i n d so fd a t aa n dc o u l d n o tq u i c k l yg e ta c c e s st oi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n ds e c u r i t yf r o mt h e s ed a t a t h u s av a r i e t yo fe v e n t sa n df a i l u r e si nt h es y s t e mc o u l dn o tb ei d e n t i f i e d ，a n db er e s p o n d e d i i i 浙江大学工程硕士学位论文a b s t r a c t i nat i m e l ym a n n e r , i tr e s u l t e di nad i r e c ti m p a c to ne x e r t i n gt h ew h o l es y s t e m s p e r f o r m a n c eo p e r a t i o ne f f e c t i v e l y t h i sp a p e rs t u d i e st h eu s eo fe x i s t i n gt e c h n o l o g i e s ( s n m p ，s y s l o g ，e t c ) ，t h e a u t o m a t i o ns y s t e md i s t r i b u t e da r o u n dt h e a r e aw a sm o n i t o r e di nac o m p r e h e n s i v e m a n n e rf r o mt h em a c h i n er o o me n v i r o n m e n t ，e q u i p m e n ta n dt h es a f eo p e r a t i o no f a p p l i c a t i o ns y s t e m s ，f i n d i n gd e f e c t st h ef i r s tt i m e ，s h o r t e n i n gd e f e c t sp r o c e s s i n gt i m e ， i n c r e a s i n gt h er a t es y s t e ma n ds oo n a tt h es a m et i m e ，i n t r o d u c i n gi ts e r v i c e m a n a g e m e n tt h e o r y ，n o r m a l i z i n go p e r a t i o na u t o m a t i o ns y s t e m ，i m p r o v i n g t h e e f f i c i e n c yo ft h eo p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c e ，s e c u r i n gr e l i a b l eo p e r a t i o no ft h e a u t o m a t e ds y s t e mw e r em e a n st os e c u r et h es a f ea n ds t a b l eo p e r a t i o no fs t a t e 鲥d t h es y s t e mh a db e e np u ti n t oo p e r a t i o ni nt h eq u z h o ue l e c t r i c i t yp o w e rb u r e a u ， s y s t e ms t a b i l i t y ；i ta c h i e v e dt h ed e s i r e df u n c t i o n sa n dp e r f o r m a n c ei n d i c a t o r st o e f f e c t i v e l yi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo ft h ea u t o m a t i o ns y s t e m so p e r a t i o n k e yw o r d s ：a u t o m a t i o ns y s t e m ；o p e r a t i o np l a t f o r m ；i t i l ；i t s m ；s n m p ；s y s l o g i v 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得迸望盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿态堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本 论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：导师签名： 签字同期：年月 日 签字日期： 年月日 浙江大学工程硕士学位论文致谢 致谢 感谢我的导师吴国忠教授。三年来，我一直都在吴老师的关怀、指导下学 - j ， 深刻体会到吴老师严谨的治学态度、精深的学术造诣，平易近人的品格。在我论 文的撰写过程中，吴老师给予了悉心的指导，使我的论文撰写能力有了明显的提 高，在此，我衷心的向吴老师表示感谢。 感谢王岳忠高工、陈利越高工和马国梁高工，他们具有多年的自动化系统工 作经验，对自动化系统具有很深的造诣，在课题的研究及系统的设计上提了很多 宝贵意见，开阔了我的思路，规避了系统实施中的风险，对项目的顺利实施有很 大的帮助。感谢我的同事和项目合作方南瑞信息所的工程师们，是你们的辛勤工 作，保证了项目的成功实施。特别感谢我的妻子，悉心照顾我们的女儿，让我有 更多的时间投入课题的研究，是你们的爱激励着我刻苦钻研、认真工作。 最后，感谢各位评委在百忙之中抽出宝贵时间评阅本论文。 浙江大学工程硕士学位论文绪论 1 绪论 1 1 课题研究背景 随着电力应用的不断增加和扩展，电力调度自动化系统所涉及的内容越来越 多各级电力部f - j 自身的系统与网络建设不断丰富，s c a d a e m s 系统、电能量计 量系统( t m r ) 、继电保护及故障录波信息管理系统、电力营销信息系统等的实用 化程度不断深入，自动化管理人员为了保证系统与网络的安全稳定运行，工作量 与工作复杂度也大大增加，作为实时控制系统，有别于一般的企业管理信息系统。 没有合理的技术手段对实际运行环境的实时运行情况与安全状况进行监督管理， 仅通过手工管理和制度约束，导致系统运行维护管理工作效率低下。主要存在问 题有： 电力调度自动化系统涵盖范围广，专业系统众多，是由多种硬件、软件共同 构成的一个复杂的运行系统，各种硬件装置较多，而且这些系统分布于各个地域， 通信环境非常复杂。监管这样的系统，需时刻关注大量繁杂数据：机房环境参数、 设备运行状况、网络流量、厂站数据采集情况等等。这些数据数量巨大，分布分 散，且格式不一，可理解性差。对管理人员来说，查看数量巨大的数据费时费力， 且会遗漏重要信息。管理员容易湮没在大量的各种运行数据中，无法从这些数据 中快速获取所需的管理与安全信息。因而对系统中各种事件与故障也就无法准确 识别、及时响应，以致直接影响整个安全防御体系效能的有效发挥。 各级电力部门一般都采用了一些通用的安全产品，如防病毒系统，入侵检测 系统等这些安全产品大都是以传统的i t 元素监控为出发点，基于各自独立的 派系式模式，即使在同一网络的不同区域也是各自为政，甚至普遍存在着同一机 房中同时使用多套分散监控工具的局面，更谈不上从电力应用的业务宏观角度去 主动管理整体的i t 架构。缺乏对电力系统中特有的业务系统与安全产品等的监 管。 现有运行维护与安全管理基本还停留在人工管理与制度约束的阶段，缺乏 浙江大学工程硕士学位论文 绪论 人、技术、流程结合的有效机制与技术手段。运维管理水平较低，不能完全故障 和问题的闭环处理，同时运维经验与知识无法以有效方式积累。 为解决上述问题，构建一个电力调度自动化系统综合运维平台，实时监视自 动化系统的运行，提供问题故障管理流程，“防患于未然”，为保障电力信息系统 安全运行提供有力的技术管理工具，成为电力调度自动化系统管理决策者所面临 的新课题 1 2 国内外的研究现状 1 ) 国际背景 2 0 世纪8 0 年代，英国国家计算机与电信局( c c t a ) 为了应对信息系统运维 效率的低下，组织了国际上i t 管理领域的专家、组织和政府部门联合开发并发 布了信息技术基础架构库( i t i l ) ，形成了”以流程为中心”的i t 服务管理方法论 思想。后来，该方法论开始在英国进入实用阶段，随后在欧美国家等发达国家得 到了广泛的应用，许多机构和组织都建立了自己的i t s m 模型。2 0 世纪9 0 年代 初开始，研究机构和公司围绕i t i l 不断开发各种各样的i t 服务管理方法，如 h p 开发的实施i t 服务管理的方法论h pi t s mr e f e r e n c em o d e l ( 惠普i t 服务管 理参考模型) 1 等。同时，该领域的软件公司经过一系列的开发、整合，针对i t 服务管理的软件系统和解决方案越来越完善，为客户提供越来越多的服务，如 h p 和i b m 公司都是该领域的领导厂商，都拥有较成熟的产品和解决方案，积 累了非常多的实施经验。国际上众多的大型企业已经认识到了i t 服务管理的重 要性，开始实践i t 服务管理。这些企业实施i t 服务管理的经验和教训很有力地 促进了i t 服务管理方法的改进、提高和发展，对其它企业实施i t 服务管理具有 较强的指导意义 2 ) 国内背景 国内的大型企业，包括中移动、工商银行以及中石化、中石油、交通银行 等的信息化建设经历了“从支撑到运营，从分散到整合”的建设过程，遵循了 i t 管理发展的客观规律，在此过程中业务的信息化推动了信息运维管理的建设 2 浙江大学工程硕士学位论文绪论 与推广 从分级部署角度看，以上企业的运维管理建设都是：信息化业务建设到哪 里，运维管理就延伸到哪里。体现了“运维管理的部署与业务的分布一致”的最 佳实践分散的业务管理模式决定了分散的运维管理；集中的业务管理模式决定 了一体化的运维管理。 运维管理应用的成功实施保障了企业核心应用系统的可靠、连续、有效，缩 短了平均故障时间，提高了故障解决率，对提高运行维护的效率和降低成本起到 关键作用。 国内的大型企业都在持续不断地部署运维系统，同时该市场也吸引了很多专 业的软件公司和咨询服务机构的参与，已形成了从解决方案、产品、服务等全方 位的产业链，有效地促进了国内i t 服务理论的推广应用。 3 ) 国家电网公司背景 2 0 0 7 年开始，在国网全公司开展的“s g l 8 6 ”工作进一步推动了公司内部的 信息化建设，通过构筑一体化企业级信息集成平台，建设公司八大业务应用，建 立健全六个保障体系，全面落实深化采用信息技术支撑公司各项业务工作，为实 现“一强三优”现代公司提供了坚强技术支撑。“s g l 8 6 ”工程实施以来，已初 步形成总部、网省、地市三级“平台贯穿、门户级联”的信息共享局面，“纵向 贯通、横向集成”的信息化建设理念已初见成效。一体化的信息集成平台、纵向 贯通的八大应用需要建立健全对信息化工作管控机制和手段，实现各级信息管理 部门对公司信息化工作的可控、能控、在控。 运行维护体系是s g l 8 6 的六大保障体系之一，信息系统运维管理应用是运行 维护体系的有力技术支撑。通过构建国网一体化的运维管理系统，保障一体化平 台和数据中心的安全运行；保障八大业务系统以及其它业务的安全运行；保证信 息应用在公司经营、生产、管理等方面发挥重大的作用。建立和健全各级公司对 信息化工作的管控机制和手段，实现国网一体化的运行监管与维护体系是建设运 行维护体系下一阶段的工作重点。 浙江大学工程硕士学位论文 绪论 1 3 课题解决的主要问题和突破点 针对电力调度自动化的运行中所存在的问题，期望从底层提供自动化系统综 合运维平台，并建立合理的电子流程来保证日常运行管理的规范化，制度化，并 通过技术手段来辅助运行管理中故障的分析、定位、排查，以及故障处理知识库 的积累，从而形成一套完整的电力自动化运行的服务流程管理体系，最终达到对 指标体系、考核标准以及管理制度的有效支撑 因此，确立以业务为核心的基础运行监管，包括网络设备、网络运行状况、 主机、数据库、标准中间件，业务系统用；明确以业务系统为监管的核心，在直 接监管电力应用的运行状况的同时，结合主机、数据库、标准中间件的监管，从 多角度监测电力应用运行，科学地区分各种预警和紧急状态，分析发生的事件与 异常，保障业务应用的持续运行与有效。引入i t 服务管理流程，从运行监管与 运维管理的两方面着手，实现对资源和管理的全局把握，有效提高系统电力调度 自动化系统的运行管理水平。 建设总体目标包括： 1 ) 变分散管理为集中管理 通过自动化系统综合运维平台的实施，电力调度自动化系统将使用该平台对 相关i t 系统，包含软件系统、硬件设备等进行综合的监视和管理，管理的对象 包含网元设备、机房环境、安全系统、主机系统等。将原来的分立的系统管理模 式变为集中的管理模式。 2 ) 变被动处理为主动监视 对自动化系统各环节出现的异常和故障，改变过去由使用人员发现后报告， 再由值班人员处理的被动局面，而是由系统自动对系统的重要参数和状态进行实 时扫描，及时发现潜在的异常和故障，并通过音响、短消息或语音提示等方式通 知值班员，以便得到及时处理，提高系统设备的运行率和系统的可靠性，减轻值 班人员的工作负担。 3 ) 变经验型故障处理为分析型故障处理 对自动化系统各环节出现的异常和故障，过去依赖值班人员的个人能力和处 4 浙江大学工程硕士学位论文 绪论 理经验，报警系统提供相应的处理预案，汇集了各种故障现象和相应的处理方法， 提高了故障处理的水平，缩短了故障处理的时间 4 ) 人员、技术、流程相结合 吸取i t i l 服务管理标准库设计自己的i t s m 模型中适用于电力调度自动化系 统的流程和技术，从从人员、技术、流程相结合的角度实现电力调度自动化系统 运行维护管理中故障和问题的闭环处理，提高系统运行及维护的水平。 5 ) 知识库的积累 通过对问题和故障的闭环处理流程，使得每一个故障处理都能责任落实到 人，处理的过程形成宝贵的知识库。 6 ) 变经验型管理为分析型管理 通过当前自动化运行状况的监控及统计，以及故障问题等流程处理的的分类 统计，积累丰富的历史数据，使得自动化系统及设备的维护、改造、规划由传统 的经验型转变为科学的分析型管理，对管理人员的素质考核及提高也提供了量化 指标进行参考管理，从而更有效地提高专业管理水平。 主要突破点：国网公司信息部门各级运维中心均已开始在统一部署下建设综 合运维平台，但自动化部门还未全面铺开建设运维系统，本系统着重研究自动化 系统综合运维平台的建设，系统的建设应遵循国网公司的总体建设思路，引入成 熟的理论与技术，关键是要研究自动化作为电力控制系统所相关的一些行业特点 和技术规范，符合行业的相关技术管理要求( 如二次安防n 卯等) ，开发一套适用 于自动化系统的综合运维平台。 5 浙江大学工程硕士学位论文基本理论知识介绍 2 基本理论知识介绍 2 1 基于s i o i p 的数据收集 1 ) s n m p 概述 简单网络管理协议( s n m p ) 首先是由i n t e r n e t 工程任务组织( i e t f ) 的研究 小组为理解决i n t e r n e t 上的路由器管理问题而提出的。s l q l d p 被设计成与协议无 关，所以它可以在i p ，i p x ，a p p l e t a l k 以及其他用到的传输协议上被使用。s n i d p 是一系列协议组和规范，它们提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的 方法。s n m p 也为设备向网络管理工作站报告问题和错误提供了一种方法。 2 ) 采用s n m p 收集数据 收集s n m p 消息是收集运行数据的重要手段。目前s n m p 应用很广，几乎所有 的网络厂商推出的网络管理系统都支持s n m p 协议；而且经过不断的扩充，s n m p 增加了收集主机资源信息的规范m i b 2 。w i n d o w s 系统、u n i x 、l i n u x 操作系统均 支持该协议。在数据收集模块中，采用收集s n m p 信息的手段，获取网络设备及 主机的运行及性能数据，包括网络设备及主机设备的运行状态、内存使用率、c p u 使用率以及主机的重要进程运行信息等等。 2 2 基于s y sl o g 的日志收集 1 ) s y sl o g 概述 s y s l o g 协议是一种设计为在网络中高效传递系统消息的协议。s y s l o g 通过 支持s y s l o g 的协议的程序( 操作系统或应用程序) 产生并发送消息到本地的 s y s l o g 守护进程。s y s l o g 守护进程接受消息并将其存储在主机的文件系统中， 或是通过5 1 4 端口的u d p 报文将其发送到网络中的某一主机。s y s l o g 消息由p r i 编码、m e s s a g e 和h e a d e r 构成。p r i ( p r i o r i t y ) 将s y s l o g 的设备编码和优先 级编码组合成一个十进制数，并用 与h e a d e r 分割。设备编码是对产生消息的 源的分类，一般由特定的操作系统或是应用程序指定。在u n i x 系统中，设备编 6 浙江大学工程硕士学位论文 基本理论知识介绍 码0 表示来自操作系统的核心消息，4 表示安全和认证的消息。设备编码也可由 开发者定义，这为将其他格式的日志统一为s y s l o g 格式提供了方便。优先级编 码为0 7 h e a d e r 部分由t i m e s t a m p 和h o s t n a m e 组成。h o s t n a m e 包含主机名 称，i p 地址t i m e a r a m p 为消息产生的时间戳。由于u d p 是无连接报文，在网络 中传输时并不能保证一定能到达目的主机，且报文到达顺序与发送顺序不一定一 致。因此需要t i m e a r a m p 来确定消息的真实顺序。m e s s a g e 部分为消息的具体说 明，由t a g 和消息体组成，t a g 说明消息的来源，消息体是具体该日志消息的文 字说明 2 ) 采用s y s l o g 收集日志并统一日志收集标准 s y s l o g 被硬件厂商广泛采用，是大多数网络设备的事实标准。主机、交换 机、防火墙、隔离装置都采用了s y s l o g 标准u n i x 、li n u x 操作系统也采用了 s y s l o g 标准。采用s y s l o g 收集日志包括： a ) 设备层日志：设备层包括主机、p c 服务器、网络设备及隔离装置的日志。 b ) 操作系统层日志：操作系统层分为u n i x 平台及w i n d o w s 日志，操作系统日 志反应主机运行状况。 c ) 应用系统层日志：应用系统层如数据库日志等。 除s y s l o g 日志格式的日志外，还有多种其他类型的日志。为实现日志集中 过程中的统一，便于日志的集中存放、对将来新日志的扩展支持等，需要在日志 的集中过程以及原始集中存放时以s y s l o g 统一日志格式。s y s l o g 使用广泛，而 且s y s l o g 的消息定义有一定自由度，可为不同的日志转换提供了可能与方便。 因此采用s y s l o g 标准统一日志格式。 2 3 借鉴i t i l ，建立服务流程 1 ) i t i l 概述 i t i l 1 ，全称i n f o r m a ti o nt e c h n o l o g yi n f r a s t r u c t u r el i b r a r y ，也称“信 息技术基础架构库”它是英国中央计算机和电信局c c t a 于8 0 年代中期开始开 发的一套针对i t 行业的服务管理标准库。在2 0 版中，i t i l 主要包括六个模块， 浙江大学工程硕士学位论文基本理论知识介绍 即业务管理、服务管理、i t 基础架构管理、i t 服务管理规划与实施、安全管理 和应用管理。其中服务管理是其最核心的模块，该模块包括“服务提供”和“服 务支持”两个流程组。 i t i l 产生的背景是，当时英国政府为了提高政府部门i t 服务的质量，启动 一个项目来邀请国内外知名i t 厂商和专家共同开发一套规范化的、可进行财务 计量的i t 资源使用方法该方法独立于厂商的并且可适用于不同规模、不同技 术和业务需求的组织。该项目的最终成果就是现在被广泛认可的i t i l 。i t i l 虽 然最初是为英国政府部门开发的，但它很快在英国企业中得到广泛的应用。在 2 0 世纪9 0 年代初期，i t i l 被介绍到欧洲的许多其它国家并在这些国家得到应用。 到9 0 年代中期i t i l 成为欧洲i t 管理领域事实上的标准。9 0 年代后期i t i l 又 被引入美国、南非和澳大利亚等国。9 0 年代末，i t i l 也被有关公司引入中国。 自2 0 世纪8 0 年代中期英国商务部提出信息技术基础架构库( i t i l ) 以来， i t i l 作为i t 服务管理事实上的国际标准已经得到了全球几乎所有i t 巨头的全 力支持。i b m 、惠普、微软、c a 、b m c 等著名跨国公司作为i t i l 的积极倡导者， 基于i t i l 分别推出了实施i t 服务管理的软件和实施方案。i t i l 在欧洲，北美 已得到广泛应用，全球1 万多家在各行业处于领先地位的著名企业给我们带来了 众多实施i t i l 的成功案例，通过实施i t i l 大大改进了企业i t 服务的质量，促 进了i t 与业务的融合。 国内外一些大企业都基于i t i l 所提供的业界标准，制定了自己的i t 服务管 理模型( i t s m ) ，为i t 组织提供一套具体的计划、开发、实施和运维高质量服务 的方法。在1 9 9 7 年，h p 开始基于i t i l 服务管理标准库设计自己的i t s m 模型， 和i t i l 不同的是，h p 在其中加入了自己在i t 方面的运营经验【11 】。通过提供 咨询和相应的技术或解决方案帮助企业实现这些方法。同时h pi t s m 【2 】还定 义了一套公共的术语、定义和概念，使得企业与企业，企业不同部门之间能够有 共同的沟通语言。 2 ) 采用i t i l 框架的流程服务管理一一i t 服务管理 i t 服务管理( 即i t s m ，i ts e r v i c em a n a g e m e n t ) ，是采用i t i l 管理框架 的具体管理方法实现。i t s m 的核心模块是“服务管理”，这个模块一共包括了1 0 r 浙江大学工程硕士学位论文基本理论知识介绍 个流程和一项职能，这些流程和职能又被归结为两大流程组，即“服务提供”流 程组和“服务支持”流程组其中服务支持流程组归纳了与i t 管理相关的一项 管理职能及5 个运营级流程，印事故管理、问题管理、配置管理、变更管理和发 布管理；服务提供流程组归纳了与i t 管理相关的5 个战术级流程，即服务级别 管理、i t 服务财务管理、能力管理、i t 服务持续性管理和可用性管理。 服务台是i t 部门和i t 服务用户之间的单一联系点。它通过提供一个集中和 专职的服务联系点促进了组织业务流程与服务管理基础架构集成。服务台的主要 目标是协调客户( 用户) 和i t 部门之间的联系，为i t 服务运作提供支持，从而 提高客户的满意度 事故管理负责记录、归类和安排专家处理事故并监督整个处理过程直至事故 得到解决和终止。事故管理的目的是在尽可能最小地影响客户和用户业务的情况 下使i t 系统恢复到服务级别协议所定义的服务级别。 问题管理是指通过调查和分析i t 基础架构的薄弱环节、查明事故产生的潜在原 因，并制定解决事故的方案和防止事故再次发生的措施，将由于问题和事故对业 务产生的负面影响减小到最低的服务管理流程与事故管理强调事故恢复的速度 不同，问题管理强调的是找出事故产生的根源，从而制定恰当的解决方案或防止 其再次发生的预防措施。 ， 配置管理是识别和确认系统的配置项，记录和报告配置项状态和变更请求， 检验配置项的正确性和完整性等活动构成的过程，其目的是提供i t 基础架构的 逻辑模型，支持其它服务管理流程特别是变更管理和发布管理的运作。 变更管理是指为在最短的中断时间内完成基础架构或服务的任一方面的变更而 对其进行控制的服务管理流程。变更管理的目标是确保在变更实施过程中使用标 准的方法和步骤，尽快地实施变更，以将由变更所导致的业务中断对业务的影响 减小到最低。 发布管理是指对经过测试后导入实际应用的新增或修改后的配置项进行分 发和宣传的管理流程。发布管理以前又称为软件控制与分发，它由变更管理流程 控制。 服务级别管理是为签订服务级别协议( s l a s ) 而进行的计划、草拟、协商、 9 浙江大学工程硕士学位论文基本理论知识介绍 监控和报告以及签订服务级别协议后对服务绩效的评价等一系列活动所组成的 一个服务管理流程。服务级别管理旨在确保组织所需的i t 服务质量在成本合理 的范围内得以维持并逐渐提高 i t 服务财务管理是负责预算和核算i t 服务提供方提供i t 服务所需的成本， 并向客户收取相应服务费用的管理流程，它包括i t 投资预算、i t 服务成本核算 和服务计费三个子流程，其目标是通过量化服务成本减少成本超支的风险、减少 不必要的浪费、合理引导客户的行为，从而最终保证所提供的i t 服务符合成本 效益的原则i t 服务财务管理流程产生的预算和核算信息可以为服务级别管理、 能力管理、i t 服务持续性管理和变更管理等管理流程提供决策依据 i t 服务持续性管理是指确保发生灾难后有足够的技术、财务和管理资源来 确保i t 服务持续性的管理流程。i t 服务持续性管理关注的焦点是在发生服务故 障后仍然能够提供预定级别的i t 服务，从而支持组织的业务持续运作的能力。 能力管理是指在成本和业务需求的双重约束下，通过配置合理的服务能力使组织 的i t 资源发挥最大效能的服务管理流程。能力管理流程包括业务能力管理、服 务能力管理和资源能力管理三个子流程。 可用性管理是通过分析用户和业务方的可用性需求并据以优化和设计i t 基 础架构的可用性，从而确保以合理的成本满足不断增长的可用性需求的管理流 程。可用性管理是一个前瞻性的管理流程，它通过对业务和用户可用性需求的定 位，使得i t 服务的设计建立在真实需求的基础上，从而避免i t 服务运作中采用 了过度的可用性级别，节约了i t 服务的运作成本 1 0 浙江大学工程硕士学位论文系统设计思想与技术路线 3 系统设计思想与技术路线 3 1 系统设计思想 1 ) 借鉴s c a d a 系统的成功经验 用于电力调度的s c a d a 系统，是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动 化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、 测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。在电力系统中，s c a d a 系统应用 最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统( e m s 系统) 的核心子系 统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速 诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电 网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化 与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。 通过长期积累与发展，s c a d a 系统已建立了一整套成熟、完善的体系架构： 毫秒级的数据采集；包括实时数据库、历史数据库在内的基于c i m c i s 的数据集 成总线；专用的工具层提供图形平台支撑上层应用与展现。在本课题的研究中要 充分借鉴s c a d a 系统的成功经验，改革i t 监管现有的体系结构，达到实时管理、 精益管理的目标。 自动化系统的监控系统就是监控自动化系统的s c a d a 系统，可以借鉴s c a d a 系统实时数据与历史数据分离的概念，运维平台的应用系统监视画面可借鉴 s c a d a 系统的接线图展示模块。 2 ) 充分利用现有产品及技术 在信息运维领域，已有大量的指导理论以及适用于不同管理域的各种产品， 从管理域的角度可分为：系统( 主机、数据库、中间件) 管理产品、网络管理产 品，应用管理产品、安全管理产品、i t 服务管理产品以及桌面管理产品等等。 上述产品分别在网络、系统、应用、运维流程、安管与桌面等管理领域提供了成 型的解决方案。本系统的设计一方面要汲取现有的技术与经验，另一方面要兼顾 已投运的产品，要充分利用现有产品及技术，在现有产品与技术的基础上，创新 1 1 浙江大学工程硕士学位论文 系统设计思想与技术路线 构建一体化的自动化系统运维平台。 3 ) 应用系统平台化 采用平台化、模块化、工具化的软件设计思想，建立一个强有力的应用支撑 平台，包括实时数据库、历史数据库、网络通信、图形报表等基础支撑平台。该 平台应能对报警系统所面对的设备对象、数据对象建立统一的系统模型，采用对 象的概念，满足系统不断增长发展的需要。 4 ) 开放性设计 基础运行监控是一个应用集成系统，其中包含众多的数据接口、数据采集对 象，应用子系统，应用跨度大保持系统的开放性显得尤其重要，以满足应用多 样性的特点。 5 ) 完整性设计 实现对机房环境级、网络级、系统级、数据级的四级监测报警，真正实现“数 据级监视报警”功能，为自动化系统本身的运行监控提供完整的解决方案。 6 ) 应用服务构件化 把应用服务( 事务处理过程) 与应用界面分离，作为一个独立的功能构件存 在，是提高程序的开发效率、可维护性能、可扩性能，实现界面动态定义的前提。 3 2 系统设计原则 i ) 易用性 系统高度模块化，各软件模块可灵活实现不同的物理部署。不需要复杂的配 置装好后就可以直接使用，添加设备非常直观，监控画面可由用户定制，直观方 便。对于每类设备设置各项监控指标，不需要逐一添加，同时系统提供的默认阀 值，可以满足大多数情况的需要。各类报警配置也简便。 2 ) 稳定性 系统投运后将成为值班人员的重要依赖工具，系统的稳定性将直接决定了使 用人员对系统的信任度和系统的实用性。系统投运的功能必须充分有效。系统支 1 2 浙江大学工程硕士学位论文系统设计思想与技术路线 持7 * 2 4 小时不问断运行，依据二次安防要求进行部署，占用资源控制在较低范 围，不影响被监控系统的稳定运行 3 ) 可靠性 本系统也是一套实时系统，系统的目的是为了减轻值班人员的负担。系统设 备的不可靠到过来给自动化人员带来新的负担。基础传感器及采集的不可靠到过 来误导值班人员，扩大了事故，造成更大的损失 4 ) 安全性 监视对象是与调度运行密切相关的的自动化实时系统运行环境，具有最高的 网络安全需求，系统设计应将安全放在首位，既要保证业务系统运行稳定可靠， 又要防止外部通过网络入侵。应符合国电公司有关网络安全和电网调度系统安全 的规定 5 ) 智能性 系统根据事先配置好的规则，从底层开始逐步判断，精确定位故障源头比 如，业务系统出现不可访问，智能分析定位系统会从网络层，主机层，数据库层 逐步向上，找到最初引发故障的源头，节约了运行人员定位故障的时间。 6 ) 可扩展性 自动化系统综合运维平台是一个开放的系统，对于主机、网络设备等接入极 其方便，特别是应用系统的接入，具备多种常用协议。系统所面临的设备对象多 样，数据类型多样，系统因建立良好的数据模型和接口模型以满足多样性的要求。 报警对象的数量和特性都在动态变化，系统必须具有较好的可扩充性。 7 ) 规范性原则 自动化系统综合运维平台采用各种成熟的技术，标准的协议，在系统架构及 具体协议端口的选择上符合电力系统二次安全防护中的相关规定【1 9