CN108879956B - 基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法 - Google Patents

基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，包括以下方法：将设备按照设备接线拓扑结构进行顺序校验；根据校验结果分析故障原因；根据故障原因对故障设备进行修复。对***故障及时准确的主动判断，并修复现实中遇到的绝大部分故障，避免了人工定期巡检带来的故障发现和处理不及时，和需投入大量人力、物力、财力的缺点，绝大部分故障可以自修复，不再需要赶赴现场；对小部分无法修复的故障，能够将明确的故障原因远传至上位机主站***，提示管理员及时调度相应人员抢修，避免了故障原因不明带来的协调困难，和赶赴现场排查故障，提高了运维效率和***可靠性。

Description

基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法
技术领域
本发明涉及运维自动化技术领域，包括但不限于智能交通、智慧城市、智能家居，具体地说是一种基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法。
背景技术
随着智能交通、智慧城市、智能家居等的建设及其功能实用化的不断推进，电子设备种类及数量***式增长，对设备管控力度和运维效率提出了越来越高的要求，尤其是智能交通、智慧城市等应用场景中故障处理的及时性和准确性还是一项很重要的考核指标。而目前的运维手段，要么靠人工定期巡检和故障排查，人力、物力、财力投入巨大，故障发现和故障处理不及时；要么有运维管理装置，但是该装置只能提供设备的故障时运行状态，无法精确定位故障原因，协调电力部门、网络运营商、各设备厂家处理故障困难，且仍然免不了人工赶赴现场进行故障排查和故障处理。
由于传统的运维工作模式主要是靠人工现场干预实施，需要人工定期巡检和故障排查，人力、物力、财力投入巨大，故障发现和故障处理不及时，缺点显而易见，因此出现了一些运维管理装置的解决方法，这些解决方法大致分为如下两类。
一类是监测型，即监测设备的运行状态，出现故障时将所有设备的运行状态，原封不动的上报给上位机，这种方法的缺点是无法精确定位故障原因，导致协调电力部门、网络运营商、各设备厂家处理故障困难，且仍然免不了人工赶赴现场进行故障排查和故障处理。这种方法仅仅免除了人工定期巡检，应用性价比非常低。
另一类是监测加控制型，即监测设备的运行状态并上报给上位机，同时可以接收上位机下发的控制命令，这种方法的缺点依然是无法精确定位故障原因，只能通过上位机下发控制命令尝试处理故障，若故障处理失败，依然会由于无法精确定位故障原因，导致协调困难，以及需要人工赶赴现场进行故障排查和故障处理。这种方法相较于监测型，多了远程控制功能，但是该功能的实现，一般是基于GSM网络，为了能够随时接收控制命令，需要心跳机制来保持网络连接不断，流量费用高。
发明内容
本发明实施例中提供了一种基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，用于解决目前运维无法精确定位、无法对故障进行处理的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明提供了一种基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，包括以下方法：
将设备按照设备接线拓扑结构进行顺序校验；
根据校验结果分析故障原因；
根据故障原因对故障设备进行修复。
在第一种可能的实现方式中，在上述步骤之前还包括：
根据设备接线拓扑结构，建立***的供电与网络的关系拓扑模型；
实时采集设备的运行状态。
在第二种可能的实现方式中，建立***的供电与网络的关系拓扑模型具体包括下述方法：设备正确接线后，根据设备的ID或IP，将接线拓扑结构建立设备间供电与网络关系拓扑；
所述的供电关系拓扑包括：“相线：空开编号’设备编号，设备编号”；
所述的网络关系拓扑包括：“网络交换机编号’网络交换机的IP：设备编号’设备的IP”；
实时采集设备的运行状态包括采用轮询方式采集设备运行状态，设备运行状态包括线路供电状态、总闸状态、各个设备前级空开状态、各个设备网络状态、防雷器状态、环境温湿度。
在第三种可能的实现方式中，将设备按照设备接线拓扑结构进行顺序校验具体包括：
将设备的实时运行状态与前一轮询周期的运行状态进行比对，如果不同，则表示设备运行异常。
在第四种可能的实现方式中，故障原因分析的规则包括：
在供电与网络拓扑关系中，先判断供电关系拓扑是否异常，后判断网络关系拓扑是否异常；
在前后级关联关系中，先判断前级关联关系是否异常，后判断后级关联关系是否异常；
在平级关系中，先判断空开，后判断设备；或，先判断前端设备，后判断后端设备。
在第五种可能的实现方式中，根据故障原因对故障设备进行修复具体包括：
将故障设备的前级空开分闸后再合闸，使设备重启。
在第六种可能的实现方式中，方法还包括通过窄带物联网与上位机的主站***进行交互。
在第七种可能的实现方式中，所述的交互具体包括以下方法：
将故障记录和修复记录远传至上位机主站***；或，
接收上位机主站***下发的控制命令。
在第八种可能的实现方式中，所述的故障记录包括故障***、故障***上所有设备修复后的状态、故障原因和故障发生时间；所述的修复记录包括修复成功记录和修复失败记录。
在第九种可能的实现方式中，所述的控制命令包括合闸分闸操作。
由以上技术方案可见，本发明根据设备的运行状态和设备接线拓扑结构对***故障及时准确的主动判断，并修复现实中遇到的绝大部分故障，避免了人工定期巡检带来的故障发现和处理不及时，和需投入大量人力、物力、财力的缺点，绝大部分故障可以自修复，不再需要赶赴现场；对小部分无法修复的故障，能够将明确的故障原因远传至上位机主站***，提示管理员及时调度相应人员抢修，避免了故障原因不明带来的协调困难，和赶赴现场排查故障，提高了运维效率和***可靠性。
本发明实施例无论故障修复成功与否都会将故障记录和修复记录远传至上位机主站***，在上位机形成记录，方便数据分析，并让运维有依据，考核有指标。
本发明实施例采用窄带物联网，降低了运维成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法流程示意图；
图2为本发明实施例的场景接线图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，包括以下步骤：
S1、根据设备接线拓扑结构，建立***的供电与网络的关系拓扑模型。
S2、实时采集设备的运行状态。
S3、将设备按照设备接线拓扑结构进行顺序校验。
S4、根据校验结果分析故障原因。
S5、根据故障原因对故障设备进行修复。
S6、通过窄带物联网与上位机的主站***进行交互。
S1中的设备接线拓扑结构如果是：供电结构：空开1-设备1，空开2-设备2、设备3，空开3-设备4；网络结构：设备1-设备2-设备3-设备4；
则建立供电、网络逻辑关系拓扑模型如下：
供电：市电-总闸-防雷器-空开1(设备1)-空开2(设备2、设备3)-空开3(设备4)；网络：设备1-设备2-设备3-设备4。
S2中，实时采集设备的运行状态包括采用轮询方式采集设备运行状态，设备运行状态包括线路供电状态、总闸状态、各个设备前级空开状态、各个设备网络状态、防雷器状态、环境温湿度。
S3中，将设备按照设备接线拓扑结构进行顺序校验具体包括：
将设备的实时运行状态与前一轮询周期的运行状态进行比对，如果不同，则表示设备运行异常。
一般设备出现异常会因为设备处于同一供电线路、网线连入同一网络交换机(设备1)、设备间接线关联(如空开1-设备1)等情况，如果出现不止一个异常，这样就需要综合分析故障原因，将异常状态按拓扑模型顺序校验，校验过程中将跳闸的空开合闸一次，配合所有运行状态与清晰的关系拓扑模型进行分析，具体如下：
S4中分析故障原因包括将跳闸的设备的空开合闸一次，配合所有设备的运行状态和关系拓扑模型，进行故障原因分析，具体包括：
如果网络交换机没电，则该网络交换机下的所有设备网络不通；
如果总闸跳闸，则所有设备的供电和网络都不通；
如果某个空开跳闸，则该空开控制的供电和网络不通。
根据故障原因对故障设备进行修复具体包括：
将故障设备的前级空开分闸后再合闸，使设备重启。
S6中的交互具体包括以下方法：
将故障记录和修复记录远传至上位机主站***；或，接收上位机主站***下发的控制命令。
故障记录包括故障***、故障***上所有设备修复后的状态、故障原因和故障发生时间；所述的修复记录包括修复成功记录和修复失败记录。控制命令包括合闸分闸操作。
以下根据图2智能交通场景举一详细实施例：
在智能交通场景中某十字路口的监控立杆上，有2路卡口摄像机、2路补光灯、1路球形摄像机，一个抱杆箱，抱杆箱内装有1个防雷器、1个网络交换机、3路带自动合闸功能的智能空气开关、1个插排。
(1)建立***的供电与网络的关系拓扑模型：设智能空气开关依次编号为01、02、03，防雷器、卡口摄像机1、卡口摄像机2、球形摄像机、网络交换机的设备编号依次为10001、20001、20002、30001、40001；卡口摄像机1、卡口摄像机2、球形摄像机、网络交换机的IP地址依次为IP1、IP2、IP3、IP4。
根据实际接线，将接线拓扑结构按照一定格式写入txt文本：
01,02,03,10001,40001’IP4
02,20001’IP1,30001’IP3
03,20002’IP2
根据文本内容与约定的格式(包括设备编号规则、分隔符)，在内存中建立设备间供电关系拓扑:
ULine:01:02’20001’30001,03’20002,10001,40001
“：”为前后级关联关系，前级故障后级状态必定显示故障；“’”为空气开关与其后所接设备的对应关系；“,”为平级空开或设备之间的分隔符。
网络关系拓扑:
40001’IP4:20001’IP1,20002’IP2,30001’IP3
“：”为前后级关联关系，前级故障后级状态必定显示故障；“’”为设备的设备编号与其IP地址的分隔符；“,”为平级设备之间的分隔符。
(2)实时采集设备的运行状态：采用轮询方式采集所有设备的运行状态，如实例中的运行状态包括：市电输入电压电流、智能空气开关123的分合闸状态、防雷器状态、卡口摄像机12的供电和网络状态、球形摄像机的供电和网络状态，网络交换机的供电和网络状态，实时对比当前运行状态和前一轮询周期的运行状态。
当对比结果不同时，则需要(3)主动分析故障原因。
因为设备间错综复杂的供电和网络关系，出现运行状态异常时，往往不只一个异常，而是相关联的状态均表现为异常，例如市电ULine故障，所有设备的供电和网络全部异常；运营商网络故障，所有网络设备的网络状态均异常；网络交换机故障，其他网络设备的网络状态异常；网络设备的供电故障，其网络状态也异常。
如：智能空气开关2因瞬间过电流跳闸，表现出异常的运行状态为：智能空气开关2跳闸、卡口摄像机1掉电且断网、球形摄像机掉电且断网。此时应根据步骤1中的供电关系拓扑和网络关系拓扑定位到故障源头。
定位规则为：
(a1)先供电关系拓扑，后网络关系拓扑
(a2)前后级的关联关系，先“:”前，后“:”后
(a3)平级关系，先“,”前，后“,”后
(a4)其他，先“’”前，后“’”后
判断智能空气开关2跳闸是否是准故障源头：若在供电、网络关系拓扑中准故障原因的后关联状态均为异常，该准源头即为真源头，否则该状态为错误状态，可能为检测电路或装置异常导致，也可能为设备损坏导致，该异常为一个故障点，记录该故障点并尝试修复后，继续定位故障源头。
(4)主动修复：如果真源头为智能空气开关跳闸，尝试将其合闸；如果真源头为设备故障，尝试将其重启，若设备本身不具备重启功能，则将其前一级所接空气开关分闸后重合闸实现设备的重启。
通过重启可以解决现实运维场景中的绝大部分故障问题，例如雷雨天雷击或者瞬时过电流导致的空开跳闸、设备运行卡死、网络阻塞故障，不必奔赴现场处理。
(5)通过窄带物联网(NB-IoT)与上位机主站***进行交互：交互包括将***的故障记录和修复记录远传至上位机主站***和接收上位机主站***下发的控制命令。故障记录包括故障***、该***上所有设备的修复后状态、故障原因和故障发生时间；修复记录包括修复成功记录和修复失败记录。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，其特征是，包括以下方法：
根据设备接线拓扑结构，建立***的供电关系拓扑与网络关系拓扑；
建立***的供电关系拓扑与网络关系拓扑具体包括下述方法：设备正确接线后，根据设备的ID或IP，将接线拓扑结构建立设备间供电关系拓扑与网络关系拓扑；
所述的供电关系拓扑包括：“相线：空开编号’设备编号，设备编号”；
所述的网络关系拓扑包括：“网络交换机编号’网络交换机的IP：设备编号’设备的IP”；
关系拓扑模型采用约定的格式，约定的格式包括设备编号规则、分隔符，具体为：“：”为前后级关联关系，前级故障后级状态必定显示故障；“’”为空气开关与其后所接设备的对应关系；“,”为平级空开或设备之间的分隔符；
实时采集设备的运行状态；
实时采集设备的运行状态包括采用轮询方式采集设备运行状态，设备运行状态包括线路供电状态、总闸状态、各个设备前级空开状态、各个设备网络状态、防雷器状态、环境温湿度；
将设备按照设备接线拓扑结构进行顺序校验；
将设备按照设备接线拓扑结构进行顺序校验具体包括：
将设备的实时运行状态与前一轮询周期的运行状态进行比对，如果不同，则表示设备运行异常；
根据校验结果分析故障原因；
分析故障原因包括将跳闸的设备的空开合闸一次，配合所有设备的运行状态和关系拓扑模型，进行故障原因分析，故障原因分析的规则包括：
在供电与网络拓扑关系中，先判断供电关系拓扑是否异常，后判断网络关系拓扑是否异常；
在前后级关联关系中，先判断前级关联关系是否异常，后判断后级关联关系是否异常；
在平级关系中，先判断空开，后判断设备；或，先判断前端设备，后判断后端设备；
故障原因分析具体包括：
如果网络交换机没电，则该网络交换机下的所有设备网络不通；
如果总闸跳闸，则所有设备的供电和网络都不通；
如果某个空开跳闸，则该空开控制的供电和网络不通；
当判断智能空气开关跳闸时，首先判断智能空气开关跳闸是否是准故障源头：若在供电、网络关系拓扑中准故障原因的后关联状态均为异常，该准故障源头即为真源头，否则该状态为错误状态，该异常为一个故障点，记录该故障点并尝试修复后，继续定位故障源头；
根据故障原因对故障设备进行修复。
2.根据权利要求1所述的基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，其特征是，根据故障原因对故障设备进行修复具体包括：
将故障设备的前级空开分闸后再合闸，使设备重启。
3.根据权利要求1所述的基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，其特征是，方法还包括通过窄带物联网与上位机的主站***进行交互。
4.根据权利要求3所述的基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，其特征是，所述的交互具体包括以下方法：
将故障记录和修复记录远传至上位机主站***；或，
接收上位机主站***下发的控制命令。
5.根据权利要求4所述的基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，其特征是，所述的故障记录包括故障***、故障***上所有设备修复后的状态、故障原因和故障发生时间；所述的修复记录包括修复成功记录和修复失败记录。
6.根据权利要求4所述的基于设备运行状态对***故障进行主动判断并修复的方法，其特征是，所述的控制命令包括合闸分闸操作。
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