一种空管自动化系统的集中监控系统的设计与实现

【摘 要】提出一种能够适用于LINUX/UNIX/SOLARIS多种空管自动化操作系统的监控系统，系统通过C/S模式，部署相应的监控主机对来自各个服务器终端的运行环境和主要监控指标进行采集，最终通过数据库集中处理后进行显示和告警。系统通过C#、SQL sever以及相关系统的脚本编写设计实现。

【关键词】空管自动化；监控；操作系统

0 引言

当前，空管越来越依赖以空管自动化为中心的雷达管制，自动化系统在空管通信导航监视中的作用越来越重要。考虑信息的安全性以及系统运行的可靠性，大多数空管自动化系统是基于LINUX、UNIX和SOLARIS等操作系统，这些系统相对WINDOWS而言对空管的运行实际有较大的优势，而另一方面也带来了技术维护的繁琐和不便。因此，本文从空管终端管理角度出发提出一种空管自动化系统的集中监控，为相关技术维护提供手段。

1 系统设计

设计通过在各个服务器和终端部署相应的软件脚本，基于TCP/UDP网络形成星形拓扑结构进行监控。考虑空管自动化产品型号较多的现场运行情况，系统必须满足不同自动化之间的鲁棒性。以汕头空管站为例ATC3000自动化系统是基于LINUX 系统的，而NUMEM2000是基于SOLARIS的，这对我们设计提出了一定的要求；其次，作为一种在用在产的设备，监控系统必须接入设备系统的内部局域网，实现数据的交互，这要求系统设计必须考虑相应的信息安全问题；再之，为了保障设备运行，系统开发的任务执行必须尽可能少占用系统资源。系统主要设计模块有数据采集和分析、控制流程和告警以及数据存储等。

1.1 数据采集和分析

数据采集主要目标在于系统运行状态、软件运行状态以及网络运行状态，设计采用每隔5分钟对数据进行采集一次。监控机定时发起FTP命令，提取来自各个UNIX/LINUX/SOLARIS系统的指标数据文件。在自动化各个服务器终端上同时也部署有两个守护进程，守护进程主要任务在于采集数据并存储到需要传输的文件中。另一方面，UNIX/LINUX的CRONTAB配置文件设置好相应的数据采集，CRON则守护进程将采集的数据文件在服务器和终端通过守护进程定时存储文件，而监控主机则设置相应的监控控制模块，在定时器的控制下定时采集各种监控指标数据。系统的数据分析主要在监控主机上进行，分析将接收到的数据进行规则判断、阈值比较以及模板比对。CRONTAB实现如下（其中ds为定时执行脚本）：

在监控机上，本地控制模块通过FTP指令对管道文件进行调用，并且将获取的数据保存在本地数据库。管道文件则一方面监听守护进程并返回瞬间采集文件，通过FTP传送回监控机的控制模块；再之，通过CRON守护进程读取配置文件将采集的连续采集文件通过FTP传送回监控机的控制模块。换言之，系统采集的数据文件主要分为瞬间采集文件和连续采集文件。对于守护进程实现的部分代码如下：

1.2 系统主要控制流程和告警信息

系统主要基于监控主机和自动化各个服务器终端建立起连接，服务器终端通过LINUX/UNIX/SOLARIS的管道接收来自监控主机的各个指令，通过将指令进行预处理后执行监控机的相关请求。首先，监控主机通过TCP连接的建立读取自动化服务器终端的配置文件，并且进行用户的端口验证；其次，监控机通过管道进行命令传输，自动化系统将根据命令进行操作，并实现采集文件的保存，此时第二次TCP连接将建立，采集文件通过TCP传输到监控机；再次，系统采用定时的方式进行流程控制，为了避免造成自动化系统的负担和资源耗费，采用瞬时指标采集的方法进行。鉴于上述的设计思路，告警信息主要分为数据采集告警信息、连接告警信息、返回告警信息等。

1.3 监控主机的设计

系统主体采用C/S模式进行设计，在监控主机上部署相应的本地数据库通过SQL server进行设计和实现。数据库为各个自动化服务器和终端建立起唯一的数据库文件，包括来自不同服务器终端的实时信息、采集数据和告警信息。采集到的数据文件必须进行基于正则表达式的特殊字符提取，为了设计方便，在监控主机的软件设计采用C#设计。作为数据入库的预处理，C#正则表达式字符处理部分代码如下（以CPU运行状况为例）：

当然，在数据分发上，系统首先必须初始化字符流读取数据文件，数据必须有相应的阈值设定、模板对比和关键检索，这也是数据判断的关键所在。由于不同服务器终端的运行状况不同CPU的使用情况也不同，因此必须根据现场情况进行设置。同理，文件系统的采用情况也必须有相应的判断（unix系统提供了命令dfCk可以方便查看），此不赘述。

1.4 关于数据存储

数据存储是监控系统的重要功能。对于接入监控的自动化系统服务器和各个终端，系统在固定的目录下对本机的采集数据文件进行存储，此处简称为采集文件夹。在监控机上，系统则一方面保存来自网络的采集文件，另一方面实现数据库的数据存储。对于采集文件，虽然个体占用空间较小，但是长年累月的存储容易不断占用空间资源，因此在采集文件夹中，部署相应的定期清理脚本，该脚本在每个月1日的凌晨对采集文件夹中的前三月数据进行清空。而SQL数据库处理相应的作业即可完成数据的备份和定期清理，因此在监控机上，数据存储的主要工作在于对配置信息的存储，通过软件提供用户交互接口，实现系统监控自动化的接入配置以及终端告警功能的设置并实现与远端机的一致性检查。当然，日志管理也是监控主机和远端机的数据存储组成部分，其主要在于提供日常技术维护数据支持以及为空管自动化设备评估提供数据参考，篇幅所限此处不再深入探讨。

2 结束语

本文从空管终端运行现场实际出发，提出一种基于C/S模式的空管自动化集中监控系统。系统可以将不同自动化系统进行集中监控，为空管技术保障提供一种手段，也为相关研究抛砖引玉。

【参考文献】

[1]曾培彬，高升秋.基于Web信息处理的机位信息融合设计与实现[J].中国民航飞行学院学报，2014（5）：8.

[2]姚琥.Unix系统下基于脚本的程序设计[J].中国金融电脑，1998（8）：15.