CN111008713A - 一种基于3d技术的设备故障智能检测与应急处置***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***及方法，监控数据采集模块采集各种IT设备及动力设备和环境设备的状态数据；数据采集及入库模块读取采集服务器上传的数据并存储到数据库中，配置关联模块实现监控数据关联资产信息、3D场景及设备建模、资产信息绑定3D模型，所述配置关联模块包括映射关联表，映射关联表由监测点表、资产数据表、3D模型表、告警表、告警类型表和应急脚本库构成。本发明通过映射关联表实现资产信息数据、监测点数据、3D模型、告警信息、应急脚本关联，进而实现对所有生产安全设备的告警情况进行统一监视、统一管理，第一时间根据告警的类型及内容推送相应的应急脚本，提高故障处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于3D技术的IT设备故障智能检测与应急处置***及方法，应用在数据中心运维领域。
背景技术
随着企业信息化建设的不断推进，智能IT设备的种类和数量不断增加，对IT设备安全可靠运行的要求也不断提高，迫切需要对不同种类的IT设备运行状况进行集中监控管理。为了进一步提升信息应用***的可靠运行和运维管理水平，提高IT设备安全可靠运行保障能力，有必要结合企业信息调运体系的实际情况，积极研究和应用信息技术对现有信息应用***的运行监控分析与应急处置机制进行创新改进。
现有的信息应用***故障检测和处置方法需要运维人员赶赴现场，通过专业操作才能排除故障。对于夜间只有调度员值守的情况，当信息应用***突发重大故障时，运维人员需要一定的时间才能到达现场排除故障，而在这段时间内信息应用***将一直处于故障状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***及方法，以实时发现企业信息***运维中存在的故障和异常状态并即时告警，通过模拟真实的运维环境，对***中复杂的监测设备的实时运行状态、运行数据进行集中监控，以直观可视化的视角对发现的故障进行告警定位，并根据智能化的脚本推送功能对故障实现“一键恢复”的处理操作。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，包括监控数据采集模块、数据采集及入库模块、配置关联模块、3D告警呈现及应急处理模块，监控数据采集模块包括若干采集服务器，采集服务器采集各种IT设备及动力设备和环境设备的状态数据；数据采集及入库模块读取采集服务器上传的数据并存储到数据库中，配置关联模块实现监控数据关联资产信息、3D场景及设备建模、资产信息绑定3D模型，3D告警呈现及应急处理模块包括实时监控模块、告警管理模块、***管理模块、应急脚本库，所述配置关联模块包括映射关联表，映射关联表由监测点表、资产数据表、3D模型表、告警表、告警类型表和应急脚本库构成，所述监测点表至少包括监测点ID、资产ID；所述资产数据表至少包括资产ID、3D模型ID；所述D模型表至少包括3D模型ID；告警表至少包括告警ID、资产ID、告警类型ID；告警类型表至少包括告警类型ID；所述应急脚本库至少包括应急脚本ID、告警类型ID。
进一步优选，所述监测点表还包括监测点名称、监测点值、监测点单位、监测点类型。
进一步优选，所述资产数据表还包括资产名称、资产类型、资产运行状态、资产描述。
进一步优选，所述3D模型表还包括模型名称、模型类型、模型所在的物理地址、监控单元在线状态、监控单元服务地址。
进一步优选，所述告警表还包括告警等级、告警内容、告警策略、告警描述。
进一步优选，所述告警类型表还包括告警类型名称、告警类型描述。
进一步优选，所述应急脚本库还包括脚本类型、脚本名称、脚本内容、脚本描述。
一种基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置方法，步骤如下：
S1.监控数据采集：监控数据采集模块对现实场景中各种IT设备、动力设备和环境设备的状态数据进行采集；
S2.采集数据入库：将监控数据采集模块得到的各种不同类型的监测数据存入数据库；
S3.监控数据与资产的关联：建立监控数据与资产数据的映射关联表；映射关联表包括监测点表、资产数据表，经过监控数据采集模块采集到的各类智能设备的监测点数据后存入数据库中的监测点表里；监测点表和资产数据表都设置资产ID，从而将监测点表与资产数据表实现关联；资产信息数据必定会跟监测点数据进行一一对应；
S4.3D模型与资产数据绑定：设计3D场景与模型，为每个模型标识唯一3D模型ID，设计映射关联表将3D模型ID与资产ID进行关联，从而将不同类型设备的监控状态数据与对应的3D模型进行绑定，资产数据表中设有3D模型ID来实现资产数据表与3D模型表关联，从而实现3D模型与资产数据绑定；
S5.3D故障发现及告警定位：按照给定规则对监控数据中的有效数据进行分析，对存在不符合规则的监测数据进行告警定，并最终定位在绑定监控状态数据的3D模型上；
S6.3D应急处置操作：根据设备故障类别，设计相对应的应急脚本并细分类别，设计的应急脚本与告警类别ID进行关联，形成解决方案库；
S7.故障解决：在三维可视化场景中，根据告警的3D模型类别及告警的故障信息分类，***智能化调用应急脚本集合，用户可以选择集合中的某个合适的脚本，一键点击执行，即可准确、快速地恢复故障信息。
本发明的技术效果：通过映射关联表关联监控数据采集模块、数据采集及入库模块、配置关联模块、3D告警呈现及应急处理模块，将资产信息数据与监测点数据进行一一对应，将3D模型ID与资产ID进行关联，从而将不同类型设备的监控状态数据与对应的3D模型进行绑定；告警表与资产数据表关联，再实现3D模型ID与告警信息关联，应急脚本与告警类别ID进行关联。进而实现对所有生产安全设备的告警情况进行统一监视、统一管理，为调度管理值班人员提供一个监控整个***的硬件设备和软件***运行状况的机制，在虚拟场景环境中通过告警动画等直观表现形式定位告警设备，帮助调度员直观、准确的了解故障设备在实际环境中所在真实位置信息，***第一时间根据告警的类型及内容智能推送相应的应急脚本，执行脚本从而对故障达到“一键恢复”的效果，让非专业人员能够及时处理，在故障处理的问题上避免复杂的流程和问题查找，大大提高故障处理效率。
附图说明
图１是本发明的***模块组成框图。
图2是本发明的流程图。
图3是本发明的关联配置核心业务的结构图。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合附图和实施例进一步详细阐明本发明。
如图1所示，本发明的基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***包括监控数据采集模块、数据采集及入库模块、配置关联模块、3D告警呈现及应急处理模块，监控数据采集模块包括若干采集服务器（采集服务器即监控单元），采集服务器采集各种IT设备（包括服务器、交换机、路由器等）及动力设备和环境设备的状态数据（包括运行参数和传感器监控数据）；数据采集及入库模块读取采集服务器上传的数据并存储到数据库中，配置关联模块实现监控数据关联资产信息、3D场景及设备建模、资产信息绑定3D模型，3D告警呈现及应急处理模块包括实时监控模块、告警管理模块、***管理模块、应急脚本库。所述配置关联模块包括图3所示的映射关联表，映射关联表由监测点表、资产数据表、3D模型表、告警表、告警类型表和应急脚本库构成，所述监测点表至少包括监测点ID、资产ID；所述资产数据表至少包括资产ID、3D模型ID；所述D模型表至少包括3D模型ID；告警表至少包括告警ID、资产ID、告警类型ID；告警类型表至少包括告警类型ID；所述应急脚本库至少包括应急脚本ID、告警类型ID。
参照图2和图3，基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置方法，步骤如下：
S1.监控数据采集：监控数据采集模块对现实场景中各种IT设备（包括服务器、交换机、路由器等）及动力设备、环境设备（包括温湿度、烟感、测漏水、精密空调、UPS、配电柜等）的状态数据（告警数据+实时运行数据）进行采集，IT设备采集协议包括SNMP、Modbus、TCP/IP，动力设备、环境设备采集协议包括RS485、RS232，采集周期为1分钟1次；
S2.采集数据入库：开启监控采集服务，读取采集服务器上传的数据，得到各种不同类型的设备运行状态数据，通过入库程序（该程序在***运行后会自动执行）将每一分钟采集到的数据（告警数据+实时数据）按照一定的规则（需要有唯一的资产ID属性进行标识）自动存入数据库，后一分钟采集到的数据覆盖并更新前一条的数据，保证采集到数据的实时性、有效性。自动入库方式：构建webservice服务，开放2个端口，一个端口是自动推送实时的监测点数据（主要字段包括资产ID、监测点ID、监测点名称、监测点值、监测点类型），数据为JSON格式；另一个端口是推送实时告警数据（主要字段包括告警资产ID、告警内容、告警等级、告警描述等。
S3.监控数据与资产的关联：建立监控数据与资产数据的映射关联表。如图3所示，映射关联表包括监测点表、资产数据表，监测点表包括监测点ID（monitor_id）、资产ID（device_id）、监测点名称（monnitor_name）、监测点值（monitor_value）、监测点单位（monitor_units）、监测点类型（monitor_type）,资产数据表包括、资产ID（device_id）、3D模型ID（model_id）、资产名称（device_name）、资产类型（device_type）、资产运行状态（device_status）、资产描述（device_desc）。因为监测点表和资产数据表都设置资产ID（device_id），从而将监测点表与资产数据表实现关联。经过监控数据采集模块采集到的各类智能设备的监测点数据后存入数据库中的监测点表里，如图3所示，这样监测点表里就含有资产ID的数据（此时，资产ID，即device_id是作为外键），而资产ID又关联了资产数据表里的资产ID（device_id）。资产信息数据必定会跟监测点数据进行一一对应，从而形成资产信息与监测点数据的映射关联关系，最终会自动呈现在应用层的展示页面上。这样就能建立监控数据与资产数据的关联关系，通常一个设备资产会有很多个监控点数据；
S4.3D模型与资产数据绑定：设计3D场景与模型，为每个模型标识唯一3D模型ID，设计映射关联表将3D模型ID与资产ID进行关联，从而将不同类型设备的监控状态数据与对应的3D模型进行绑定，使其具有交互性；如图3所示，映射关联表包括3D模型表，3D模型表包括3D模型ID（model_id）、模型名称（model_name）、模型类型(model_type)、模型所在的物理地址（model_position）、监控单元在线状态（su_status）、监控单元服务地址（su_address）。资产数据表中设有3D模型ID（model_id）来实现资产数据表与3D模型表关联，从而实现3D模型与资产数据绑定。
使用3DMAX、Maya等3D建模工具对建筑场景以及智能设备进行模型的构建，室内虚拟场景是虚拟交互***的最主要场景，主要由楼层、房间、门窗、室内动力设备（配电柜、UPS、蓄电池等）、环境设备（温湿度、烟感、精密空调、测漏水等）、机柜、机柜内网络设备（交换机、路由器、服务器等）构成，这样就可以按照树状的结构来组织场景中的实体建模。在室内虚拟环境建模时，按照从大到小的原则逐层进行构建。使用U3D引擎平台结合C#、JAVASCRIPT语言对室内三维虚拟交互***中的功能进行设计，引擎提供了强大的用户界面设计以及丰富的API，设计实现室内虚拟交互***中的功能模块。如图1所示，设计映射关联表将3D模型ID与资产ID进行关联，从而使获取到的不同类型设备的监控状态数据（属于XX设备）与对应的3D模型进行绑定，绑定交互脚本，使其具有交互性。
S5.3D故障发现及告警定位：按照给定规则（告警阈值）对监控数据中的有效数据进行分析，对存在不符合规则（超过告警阈值上限或下限）的监测数据进行告警定，并最终定位在绑定监控状态数据的3D模型上。图3的映射关联表包括告警表和告警类型表，告警表包括告警ID（alarm_id）、资产ID（device_id）、告警类型ID（alarm_typeid）、告警等级（alarm_level）、告警内容（alarm_content）、告警策略（alarm_policy）、告警描述（alarm_desc）；告警类型表包括告警类型ID（alarm_typeid）、告警类型名称（type_name）、告警类型描述（type_desc）。通过告警类型ID（alarm_typeid）实现告警表和告警类型表关联，通过在告警表中设置资产ID（device_id）实现告警表与资产数据表关联。针对入库后数据的合理性规则（设置告警阈值）进行定义，并按照给定规则对监测数据中的有效数据进行分析，对超过阈值上限及下限的监测数据进行告警提示，并自动找到这条告警数据关联的设备，根据资产ID找到对应的3D模型ID，最终在3D场景中定位其故障设备的位置信息，并以告警图标、告警闪烁动画的方式展现告警模式下的告警状态信息；
S6.3D应急处置操作：根据设备故障类别，设计相对应的应急脚本并细分类别，设计的应急脚本与告警类别ID进行关联，形成解决方案库。建立应急脚本库，应急脚本库包括应急脚本ID（script_id）、告警类型ID（alarm_typeid）、脚本类型（script_type）、脚本名称（script_name）、脚本内容（script_content）、脚本描述（script_desc）,通过在应急脚本库设置告警类型ID（alarm_typeid）来实现应急脚本库与告警类型表的关联。针对不同类型的IT设备故障情况设计不同的应急脚本，同一类型的故障应急脚本也进行需要细分，同一类型的设备故障，***会在3D场景中推送与其类似的应急脚本供运维人员进行选择。应急脚本库需要不断地积累完善形成成熟标准的解决方案库。
S7.故障解决：在三维可视化场景中，根据告警的3D模型类别及告警的故障信息分类，***智能化调用应急脚本集合（即，可供选择的同类型的所有脚本列表），用户可以选择集合中的某个合适的脚本，一键点击执行，即可准确、快速地恢复故障信息，从而提高运维人员发现故障及应急处置的效率。
在设备发生故障时，会在3D场景中显示具体的告警设备位置以及告警内容，点击告警设备，会显示告警设备的具体告警内容，同时会自动推送应急脚本（脚本功能）让运维人员选择执行何种操作（例如，重启服务器、重启程序服务、调控数值等）。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化 和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，其特征是：包括监控数据采集模块、数据采集及入库模块、配置关联模块、3D告警呈现及应急处理模块，监控数据采集模块包括若干采集服务器，采集服务器采集各种IT设备及动力设备和环境设备的状态数据；数据采集及入库模块读取采集服务器上传的数据并存储到数据库中，配置关联模块实现监控数据关联资产信息、3D场景及设备建模、资产信息绑定3D模型，3D告警呈现及应急处理模块包括实时监控模块、告警管理模块、***管理模块、应急脚本库，所述配置关联模块包括映射关联表，映射关联表由监测点表、资产数据表、3D模型表、告警表、告警类型表和应急脚本库构成，所述监测点表至少包括监测点ID、资产ID；所述资产数据表至少包括资产ID、3D模型ID；所述D模型表至少包括3D模型ID；告警表至少包括告警ID、资产ID、告警类型ID；告警类型表至少包括告警类型ID；所述应急脚本库至少包括应急脚本ID、告警类型ID。
2.根据权利要求1所述的基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，其特征是：所述监测点表还包括监测点名称、监测点值、监测点单位、监测点类型。
3.根据权利要求1所述的基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，其特征是：所述资产数据表还包括资产名称、资产类型、资产运行状态、资产描述。
4.根据权利要求1所述的基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，其特征是：所述3D模型表还包括模型名称、模型类型、模型所在的物理地址、监控单元在线状态、监控单元服务地址。
5.根据权利要求1所述的基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，其特征是：所述告警表还包括告警等级、告警内容、告警策略、告警描述。
6.根据权利要求1所述的基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，其特征是：所述告警类型表还包括告警类型名称、告警类型描述。
7.根据权利要求1所述的基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置***，其特征是：所述应急脚本库还包括脚本类型、脚本名称、脚本内容、脚本描述。
8.一种基于3D技术的设备故障智能检测与应急处置方法，其特征是，基于权利要求1-7任意一项所述的设备故障智能检测与应急处置***，步骤如下：
S1.监控数据采集：监控数据采集模块对现实场景中各种IT设备、动力设备和环境设备的状态数据进行采集；
S2.采集数据入库：将监控数据采集模块得到的各种不同类型的监测数据存入数据库；
S3.监控数据与资产的关联：建立监控数据与资产数据的映射关联表；映射关联表包括监测点表、资产数据表，经过监控数据采集模块采集到的各类智能设备的监测点数据后存入数据库中的监测点表里；监测点表和资产数据表都设置资产ID，从而将监测点表与资产数据表实现关联；资产信息数据必定会跟监测点数据进行一一对应；
S4.3D模型与资产数据绑定：设计3D场景与模型，为每个模型标识唯一3D模型ID，设计映射关联表将3D模型ID与资产ID进行关联，从而将不同类型设备的监控状态数据与对应的3D模型进行绑定，资产数据表中设有3D模型ID来实现资产数据表与3D模型表关联，从而实现3D模型与资产数据绑定；
S5.3D故障发现及告警定位：按照给定规则对监控数据中的有效数据进行分析，对存在不符合规则的监测数据进行告警定，并最终定位在绑定监控状态数据的3D模型上；
S6.3D应急处置操作：根据设备故障类别，设计相对应的应急脚本并细分类别，设计的应急脚本与告警类别ID进行关联，形成解决方案库；
S7.故障解决：在三维可视化场景中，根据告警的3D模型类别及告警的故障信息分类，***智能化调用应急脚本集合，用户可以选择集合中的某个合适的脚本，一键点击执行，即可准确、快速地恢复故障信息。
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