基于性能预测的跨GIS平台电网数据在线迁移系统

唐琳　邵欣　孙叶

摘 要：研究跨GIS平台电网系统数据迁移方法，详细阐述了基于性能预测的跨GIS平台电网数据在线迁移的实现过程和注意要点，为跨GIS平台电网数据在线迁移提供了参考和借鉴。

关键词：性能预测；GIS平台；数据迁移

随着计算机技术在电网领域发展，各省、地市陆续建立电网空间地理信息系统（GIS）。建设初期信息数据没有统一规范，如电网GIS的坐标系、数据模型等内容，为规范电网GIS数据的管理，建立统一的GIS平台时，需要跨GIS平台进行电网数据迁移。目前跨GIS平台电网数据迁移往往是将旧GIS平台存量数据一次性导入到新GIS平台，或者是将不同GIS平台的数据进行中间转换（XML文件转换或中间库转换），但存在处理步骤多、无法批量处理等缺陷，处理效率低，并且很难保证数据的完整性。针对现有跨GIS平台数据迁移技术的不足，国网德州供电公司研发了基于性能预测的跨GIS平台电网数据在线迁移系统，利用服务器虚拟化技术，实现更加柔性、灵活的跨GIS平台数据迁移，并提高服务器利用率，解决电网系统数据迁移领域关键性、共性的技术难题。

1 问题现状

1）数据迁移期间需停机。

2）数据迁移时间长，造成带宽的浪费，并且服务器利用率低。

3）数据迁移没有提供修复功能。

4）跨平台迁移缺乏灵活性和扩展性。

2 工作原理及技术方案

2.1 跨GIS平台数据迁移方法

基于性能预测的跨GIS平台电网数据在线迁移系统包括三个功能模块：性能检测系统、多路管理系统、平台交换系统。跨GIS平台数据迁移方法包括如下步骤：

1）将待迁移GIS平台主机通过交换机或路由器连接至物理服务器；

2）物理服务器中性能检测系统评估该物理服务器虚拟化能力，为待迁移GIS平台分配一个新GIS平台逻辑单元；

3）物理服务器中多路管理系统将待迁移GIS平台存储磁盘和平台交换系统待交换磁盘空间映射为单一逻辑磁盘，將待迁移GIS平台数据迁移至物理服务器中平台交换系统；

4）物理服务器中平台交换系统构建配置表，将待迁移GIS平台数据映射为新GIS平台数据，并写入新GIS平台逻辑单元。

2.2 虚拟机优化部署方法

性能检测系统评估物理服务器已分配的每个虚拟机的最大性能指标，然后计算已分配所有虚拟机的最大性能指标之和与基准指标值的比值，即 。其中 表示服务器性能指标，Si，max表示第i个虚拟机的最大性能指标，Si，std表示第i个虚拟机的基准指标值。这种服务器性能计算在系统集群数据迁移中尤其重要，只有每台物理服务器达到最大性能指标，整体系统才不会冗余，造成资源浪费。

当比值超出设定阈值时，通知用户增加新的物理服务器，否则为待迁移GIS平台分配一个新GIS平台逻辑单元。本系统最大性能指标及基准指标值的计算和测算，采用业界公认的标准性能评估组织TPC和SPEC发布的基准测试体系的技术规范内的相关内容。根据实际应用，本系统优选的设定阈值为0.6～0.8。

2.3 数据抽取转换方法

第一步：多路管理系统分发器将位图表所有bit清零，设置为数据未迁移状态，然后建立待迁移GIS平台存储磁盘与平台交换系统待交换磁盘空间的连接；

第二步：分发器根据位图表的记录，当位图表中对应bit值为零时，则发送读请求至待迁移GIS平台，提取512bit数据写入平台交换系统待交换磁盘空间对应位置，并更新位图表中相应bit为1；分发器将从待迁移GIS平台存储磁盘提取数据写入平台交换系统待交换磁盘空间时，以工程、供电所、线路或设备为单位提取，以保证在写入的时候电网设备间的拓扑结构不发生改变；

第三步：当多路管理系统收到待迁移GIS平台存储磁盘写命令时，将数据分别写入待迁移GIS平台存储磁盘和平台交换系统待交换磁盘空间，若写入数据超过512bit，则更新位图表中相应bit为1；

第四步：重复步骤2直至位图表所有bit为1，完成数据迁移，多路管理系统通知用户数据迁移完成，用户确认后，多路管理系统断开待迁移GIS平台存储磁盘与平台交换系统待交换磁盘空间的连接。

2.4 GIS平台无关性的异构交换模型构建

通过平台交换系统构建的配置表建立起新旧模型的对应关系，实现异构平台之间可以通过配置实现交换。交换模型包括属性域，空间域，拓扑关系域。

1）属性域：包括电网设备的私有属性、公有属性及枚举表；

2）空间域：包括电网设备的图形信息，以坐标形式记录；

3）拓扑关系域：包括设备间的连接关系、包含关系、从属关系和房内关系。通过主键ID关联方式记录。

为保证电网的拓扑完整性，多路管理系统分发器将从待迁移GIS平台存储磁盘提取数据写入平台交换系统待交换磁盘空间时，以供电所、线路或设备为单位提取，存量数据以供电所为单位迁移，增量数据以设备为单位迁移，修复功能以供电线路为单位迁移。

2.5 技术优势

1）采用服务器虚拟化方式，将不同类型的GIS平台通过转换为新的GIS平台统一到一个服务器中，便于用户使用和访问，实现灵活的跨GIS平台数据迁移。

2）采用性能检测系统评估服务器的虚拟化能力，使之符合TPC和SPEC制定的标准规范，有效提高服务器利用率。

3）采用多路管理系统进行数据迁移，在迁移过程中可以随时对旧GIS平台进行操作，从而实现在线迁移，提高了数据迁移的效率。

4）通过将平台交换系统与多路管理系统集成在物理服务器中，便于移植或规模化使用。

3 实施效果

1）实现在线、跨平台电网系统数据迁移，提高了服务器的利用率，减少了能耗需求，节省了能源，支持环保。

2）提供了操作自动化、资源优化和高可用性，减轻了运维人员的工作压力，集中化管理更加方便、便捷，从而直接带来管理和运行成本的降低。

3）有效提高了系统运维工作效率，减少了停运时间，提升了电力企业业务服务的水平和客户满意度，有利于社会经济建设。

4 结论

基于性能预测的跨GIS平台电网数据在线迁移方法及系统，真正实现了柔性、灵活的跨GIS平台数据迁移，目前已在国网德州供电公司及所属10个县公司实际应用，从应用情况来看，效果良好，迁移后的电网系统应用运行高效稳定，提高了信息化效益，规避了信息化运维风险，提升了系统运维水平和服务保障能力，保障了电力业务系统安全、稳定、高效、持续运行。

参考文献

[1]楼平，史英杰，陈军，粟勇，卢黎明，张页，李贤慧，黄立，朱恒，王秀欣，胡潇斐，张琦浩. 一种适用于电力系统的实时数据迁移方法[J]. 华东电力， 2014， 42（3）：496-499.

[2]李珏峰. 异构信息系统数据迁移方法研究[J]. 软件导刊， 2014， 13（9）：132-134.

作者简介

唐琳（1972-），女，山东德州人，高级工程师，主要从事电力企业信息化建设与管理工作；

邵欣（1976-），女，山东德州人，技师，主要从事电力企业信息化建设与管理工作；

孙叶（1971-），女，山东德州人，高级政工程师，主要从事电力企业信息化建设与管理工作。