国家电网数据中心一体化监控系统的部署实施

1、中图分类号：TP311.13文献标志码：B文章编号：1672-4844（2011）10-0093-05国家电网数据中心一体化监控系统的部署实施谭军，王文亮（上海市电力公司 信息通信中心，上海 200135）摘要：目前，节能减排已成为全社会的共识。 在数据中心的日常维护及运行中，一体化监控系统将很好地诠释这一点。 国家电网公司一体化监控系统实现了对数据中 心内各个智能化系统， 包括环境监控、 安防、 消防、BA、 电力系统监控、RFID 资产管 理、MMT 气流与热场管理等子系统的统一监控管理，能够实时地监控相互关联的数 据，并即时进行调整安排，极大降低了管理和运行成本，并提高了工作效率。关键词

2、：数据中心；一体化监控；管理研 究 与 应 用性和运行效率是此次建设的核心目的。设 有 关 技 术规范的规定建设实 施， 采用高标准的监控系统设计 原则，达到“国内领先、国际先进” 的总体建设目标。设计方案自始至终体现了以 下原则：整体性、先进性与实用性 相结合、实时性、可靠性、安全性、 可管理性、灵活性及可扩展性、节 能、环保、减排、可持续发展原则。2.2 体系架构数据中心一体化监控系统体 系架构分为： 物理设备层、 网络 层 、 系 统 层 、 数 据 层 、 应 用 支 撑 层及应用层等（见图 1）。0 引言如何对数据中心进行集中统 一的管理， 达到系统在线监管及 快速响应的目的， 如何

3、在发生问 题， 甚至问题未发生之前解决问 题， 并为未来数据中心扩容提供 基础数据依据， 建立一体化监控 系统是国家电网公司解决上述问 题的最好手段。 如何监管机房各 部分设备的运行情况， 确保正常 运作， 减少对机房管理的不可控 不可知因素， 是数据中心建设的 重点。 通过对数据中心一体化监控系统的建设来提高生产的可靠1 建设目标数据中心一体化监控系统的 建设，可以实现以下 4 个目标：第一时间发现问题； 第一时间通知相关人员；第一时间预测问题；整合资源，充分发挥现有系统的效益。2 系统整体规划设计2.1 设计原则一体化监控系统按照机房建2011 年 第 9 卷 第 10 期93图 1 一体

4、化体系架构Fig.1 Architecture of integrated monitoring system图 2 一体化数据架构Fig.2 Data framework of integrated monitoring system ELECTRIC POWER IT于同一软件平台， 极大地简化了用户的操作管理。 所有的监控子 系统共享同一数据库， 保证数据 的完整性、一致性和唯一性。 系统 卓越的安全监控核心技术， 能有 效地解决监控难题， 这也是数据中心一体化管理的核心功能。一体化监控管理功能3.1一体化监控管理系统集机房监控、 环境监控和智能化集成管 理系统监控于一身， 对机房动力

5、环境、安防、消防、智能照明、楼宇 及变配电等系统进行实时的监控 和管理， 并具有强大的告警及联 动管理功能， 可实现各子系统直 接的报警联动。 系统在监控的基 础上， 应用拓扑原理， 按应用项 目、地理位置、对象类型和对象类 型监控元素值纵向对比， 对所有 监控设备实时查看， 同时通过监 控系统设置功能对设备进行自定 义设置。一体化监控管理系统的一个 明显优点是集中显示、统一查询。 用户通过登录界面系统后， 即可显示数据中心的 3D 画面，可以直研 究 与 应 用2.3 数据架构数据中心一体化监控系统通 过各监控子系统采集现场设备的 实时数据， 并将各数据分类存储 于各数据库， 以便于服务器进

6、行 数据的分析处理， 从而在系统平台上实现人性化显示（见图 2）。3 系统功能一体化监控系统采用简单易用的人机界面，将各应用功能集部署架构2.4在数据中心一体化监控系统中，底层为现场设备采集层，由各 种 I/O 采控模块、传感器组成。 嵌 入 式 服 务 器 可实现脱网工作 ， 并 具有独立数据处理及数据存储能 力， 用于将现场设备采集层传输 来的各种信息进行存储、 实时处 理、分析和输出，并负责将控制命 令发往前端设备， 实现对现场设备的远程控制（见图 3）。2011 年 第 9 卷 第 10 期ELECTRIC POWER IT94图 3 一体化监控管理系统部署架构Fig.3 Deploy

7、ment framework of integrated monitoring systemELECTRIC POWER IT子系统之间的联动。2）基于智能化系统特点的联 动设计。 此部分联动设计涵盖了2 方面的内容： 一是审核及完善 相 关 子 系 统间的直接联动设计 ； 二是通过一体化监控平台构建系 统间的联动控制。3） 基 于 消 防 系 统 、 安 防 系 统 和楼控系统的应急处理联动。 本 系统提供专家预案辅助决策系统 及 可 执 行 的预案定制功能模块 ， 可以根据建筑物的全局性及应急 需要，包括控制设备操作、切换图 像、 利用通信手段传递信息的预 案设定。报 警 系 统 的 联

8、动 分 2 种 ： 一 是消防系统火灾报警联动； 二是 安防系统防盗报警联动。 对于这2 种联动分别以不同的联动方式 来处理： 对于消防报警联动采用 硬件联动的方式， 而安防系统的 防盗报警联动则采用软件方式的 联动。3.1.6 监控分析功能监控分析功能是对监控的数 据进行综合的分析， 其分析的结 果可以为用户提供有建设性的参 考数据，包括事件日志、设备汇总 表、历史曲线、通信状态。1）事件日志功能提供用户查 询， 用户可以根据需要的条件对 事件日志进行查询。2）设备汇总表汇总了所有的 设备， 用户也可以根据条件查询 所要显示的设备。3） 历 史 曲 线 功 能 ， 能 够 根 据 用户的要求

9、， 对选定的设备绘制 出历史曲线。4）通信状态详细列出了设备 的通信情况和所属的机房。观地查看到机房、 各机柜的温度情况；在显示器上，点击相应的机 房设备， 即出现此设备的运行监 控界面，方便查询；一体化监控管 理的前端采用组态软件， 客户可 根据现场的实际情况对界面进行 二次开发， 系统还可以提供设备 的集中报警和快速定位。3.1.1 机房动环监控管理数据中心机房的安全可靠运 行是数据中心正常运作的重要保 障。 机房动环系统主要包括机房 动力和机房环境监控管理， 对机 房中的精密空 调 、UPS、 低 压 配 电 柜、 蓄电池及机房的温湿度和漏 水环境等进行实时的监控和数据 采集。3.1.2

10、 楼宇（BA）系统集成楼宇自控系统对大楼内的设 备，如冷水机组、冷却塔、照明、新 排风和电梯等设备的运行状态及统的监控管理功能。3.1.4 告警管理功能告警管理具有强大的第一时 间告警功能， 并具备高度的准确 性。 告警平台提供自己定义的统 一事件库，对其进行统一管理。 用 户同构、 规范来自监控系统和管 理工具的事件信息， 形成统一的 事件信息，为各系统、应用项目的 进一步决策的关联分析提供强有 力的保障。 报警方式多样化，每个 事件又可设定多个报警组， 每个 报警组都可设定一种报警方式及 一组管理人员。 当有事件发生时， 管 理 模 块 根 据设定的报警流程 ， 把 报 警 信 息 及时反

11、馈给相关人 员， 这一系列的功能共同构成了 全面稳定的告警管理体系。3.1.5 联动管理功能在信息集中采集共享的基础 上，实现智能化系统的联动控制， 可以最大程度地利用现有的智能化资源，提高管理效率。 本方案结研 究 与 应 用参数进行实时监控，设施的正常运行。3.1.3 电力系统集成保障大楼内合集成管理平台功能，内容联动。设计以下电力系统集成主要实现对高低压配电柜和高压柴油发电机系1）基于建筑结构特点的联动设计。 主要针对重点分区内相关2011 年 第 9 卷 第 10 期ELECTRIC POWER IT95图 4 机柜分布均匀、探头布置均匀的温度切面Fig.4 Temperature d

12、isplay of homogeneously distributed cabinets and probes ELECTRIC POWER IT的信息与 RFID 电子标签进行绑 动位置， 也可通过支架升降调节高低。 三维温度云监测要求对数 据中心各层次的环境温度（场）做 全面监视，以直观的动态 3D 技术展现出来， 实现从设备运行所在机柜微环境再到数据中心整体环 境的多层次监控。机柜分布均匀、 探头布置均 匀的温度切面图如图 4 所示。3.6 报表管理功能系统提供了丰富的报表管理 功能，包括各种报表的浏览界面、 报表格式定义、报表发布管理等。 报表可由模板生成， 报表模板可 根据业务需求进

13、行编辑修改。报表分为日报表、周报表、月 报表、年报表和监控报表等，系统 的报表提供 2 种格式： 电子表格 和 曲 线 图 形 ， 可 导 出 Excel 或PDF 格式，也可以直接打印。3.2 容量管理功能容量管理系统包括容量管理 和资源计划， 它们统一协调地完 成容量管理系统的功能。 首先资 源 配 置 是 在 自定义的前提下 ， 用 户根据需要设置相关参数， 达到 用户所需要的结果。 容量管理使 用户能方便对容量各个方面进行 有效的管理，结合资源计划，直观 又清晰地描绘出系统容量的详细 状态，为用户提供有价值的信息。3.3 PUE 能效管理功能PUE 能效管理功能包括机柜 电量管理功能和

14、机房整体电量监 测及 PUE 分析功能。1）机柜电量管理功能是通过 安装机柜电流采集器来实现对机 柜用电情况的监控和计算， 清晰 地反映出机柜当前的负载情况和 用电量。2）机房整体电量监测及 PUE分析功能是通过安装智能电量监定。资源配置 运 用 RFID 技 术 和管 理 软件共同实现对机房资产 基本资料的管理功能。 该系统运 用 于 资 产 管 理 中 ， 可 使 管 理 人 员 实 时 掌 握 各 个设备的详细信息 及 数 目 ， 排 查设备进出机房情 况 ， 在 机房使用手持设备 ， 更 可 实 时 查 询 到 相关设备的情况 ， 确 保 使 用 物 资 的正确性和安全性 。 RFID

15、 资产管理系统的功能包括： 信息录入、VIP 出入自动识别、 数 据 查 询 和 统 计 、 历史资料备份及 系统管理。3.5 气流与热场管理功能气流与热场管理系统的应用 将机柜微环境系统、 资产管理系 统、 机房环境监控系统和容量管 理系统结合起来， 充分发挥了资 产管理系统和机房环境监控管理 系统的作用，且 3D 系统具有很强 的立体感和视觉效果， 用户漫游 在 3D 机房中，会有身临其境的感 觉。对于风向气流的监测使用移研 究 与 应 用4 结语随着各个模块化机房的生产 投运， 一体化监控系统在实际生 产管理过程中将会发挥越来越大 的作用， 智能化系统也将进一步 完善，以便达到节能减排的

16、要求，测 仪 在总进线配电柜 、UPS 输 出配 电 柜 、 空 调及照明输入配电柜 中 ， 实 现 对 各部件用电情况的分 类 监 测 ， 了 解到机房总共使用了 多 少 电 ， 其 中多少被应用到了生 产 设 备 中 ， 多少被应用到了辅助 支 撑 设 备 中 ， 并通过这些数据统 计 出 PUE 值 。 具 体 功 能 包 括 ： PUE 实 时 测 量 、 用 电 分 布 情 况 测 量 、 日 、 月 、 年 统 计 报 表 、PUE 数 据 分 析 图 表 、 能耗分布状况分析 图表。3.4 无线射频识别资产管理功能无 线 射 频 识 别 （RFID） 资 产 管理系统集资产信息的

17、维护和资产在线状态的监控于一体， 该系动方式处理，即风速风向仪可移统以 RFID 技术为 依 托 ，将 资 产2011 年 第 9 卷 第 10 期ELECTRIC POWER IT96!ELECTRIC POWER IT 为国家的“十二五”计划贡献自己的力量。标准 S.作者简介：责任编辑 张钦芝收稿日期：2011-08-01参考文献：1 GB50174-2008： 电子信息系统机房 设 计 规范S.2 GB50462-2008： 电子信息系统机房 施 工 及验收规范S.3 GB/T 50314-2006：智能建筑设计标准S. 4 GB 50243-2002：通风与空调工程施工质量验收规范 S

18、.5 DB32/181-1998：建筑数据中心工程设计Deployment of Integrated Monitoring System for State Grid Data CenterTAN Jun, WANG Wen-liang(Information and Communication Center of Shanghai Power Company, Shanghai 200135, China)Abstract: Currently, energy conservation and pollution reduction have been a social consensus

19、. During the datacenter s daily maintenance and operation, the integrated monitoring system carries out the core idea of energy conservation and pollution reduction. The integrated monitoring system of State Grid can uniformly monitor and manage several intelligent systems within the data center, su

20、ch as environmental monitoring system, security protection system, fire fighting system, BA system, power monitoring system, RFID asset management system, MMT airflow and thermal field management system and so on. Further, the integrated monitoring system can real-time monitor related data and adjust schedules just in time, which is helpful to greatly reduce the management and operation cost and to improve work efficiency. I believe in the near future that the integrated monitoring system will be mandatory for th