数字化转型背景下水电厂信息基础设施集约化运维模式探索

Abstract： In the context of digital transformation， the operation and maintenance （O&M） model of information infrastructure in hydropower plants is undergoing profound changes. T his paper focuses on the intensive O&M model of information infrastructure in hydropower plants. T hrough an in- depth analysis of its current status and challenges， combined with practical cases， it elaborates on the construction and implementation path of the intensive O&M model. At the same time， it evaluates the application effect of this model， demonstrates its significant advantages in improving O&M efficiency， reducing costs， and enhancing system stability， and provides an outlook on future development trends. T he aim is to provide a useful reference for hydropower plants to achieve efficient and reliable O&M of information infrastructure in the digital era.

Keywords： digital transformation; hydropower plant; information infrastructure; intensive operation and maintenance

一、引言

随着数字化技术在水电行业的深度渗透，水电厂的运营管理正经历着从传统模式向数字化、智能化模式的深刻转变。信息基础设施作为水电厂实现数字化转型的关键支撑，其运维的高效性和可靠性直接影响着水电厂的整体运营效能。新基建时代，信息基础设施建设地位作用日趋凸显 [1]。传统的分散式运维模式在面对日益复杂的信息系统时，暴露出成本高、效率低、响应慢等诸多弊端。在此背景下，集约化运维模式应运而生，通过整合资源、优化流程、应用先进技术，为水电厂信息基础设施运维提供了全新的解决方案 [2]，有助于提升水电厂在数字化时代的竞争力，保障其安全、稳定、高效运行。

二、水电厂信息基础设施运维现状

2.1 信息基础设施构成

水电厂信息基础设施涵盖软硬件多个关键层面[3]。其中，服务器负责运行各类业务系统；存储设备用于保存海量的生产数据、设备参数等信息；网络设备构建起厂内各部门、各系统之间以及与外部网络通信的桥梁。操作系统为硬件资源的管理和分配提供基础环境；数据库管理系统用于数据的高效存储和管理；各类业务应用系统则直接服务于水电厂的日常运营和管理。安全防护体系也是信息基础设施的重要组成部分，包括防火墙、入侵检测系统、数据加密技术等，用于抵御网络攻击、保障数据安全和系统稳定运行。

2.2 传统运维模式弊端

传统的水电厂信息基础设施运维多采用分散式模式，各部门各系统独立负责自身相关设施的运维工作 [4]。每个部门可能都配备一套独立的服务器维护团队和备用设备，造成资源利用率低下，重复投入成本高。运维流程缺乏统一规范，造成故障排查和问题解决耗时较长，降低了运维效率，各部门之间容易出现推诿责任的情况。分散式运维对运维人员的技术要求较为全面，人员的流动性对运维工作也容易造成影响。

三、集约化运维模式的提出与优势

3.1 集约化运维模式概念

约化运维模式是指将分散的信息基础设施运维资源进行集中整合，制定标准化的运维流程和规范，通过统一的运维管理平台，应用先进的云计算和人工智能技术对信息基础设施进行集中监控、统一管理和协同运维[1]。通过设立专门的运维中心，集中调配运维人员、技术工具和备品备件等资源，服务器、网络、软件等各类运维工具的效用实现最大化，实现了对水电厂所有信息基础设施进行全方位、一体化的运维服务目标。

3.2 与传统模式对比优势

集约化运维模式通过集中整合信息基础设施运维资源，避免了运维资源的重复配置，既降低了配置成本，又提高了设备利用率和运维人员的工作效率。以服务器运维为例，集约化管理可以根据各业务系统的实际负载情况，动态调配服务器资源，减少服务器闲置时间。当出现故障时，运维人员可以通过统一平台快速获取故障信息，按照既定流程进行排查和处理，减少了沟通成本和操作的不确定性。资源的优化配置和运维效率的提高，减少了人力、物力和财力的浪费，降低了总体运维成本，增强了系统的稳定性和可靠性，为水电厂的安全生产和运营提供了有力保障。

四、集约化运维模式的构建

4.1 资源整合策略

1. 硬件资源整合

在硬件资源整合方面，采用服务器虚拟化技术是资源的集约化整合的关键举措，该技术可以将物理服务器虚拟化为多个相互隔离的虚拟机，每个虚拟机可独立运行不同的业务系统[5]。某水电厂原本拥有 10 台物理服务器，分别承载着独立的业务系统，资源利用率平均仅为30%_⨀ 。通过服务器虚拟化技术，将这些业务系统整合到 3 台高性能物理服务器上，资源利用率提升至 70% 以上，大大降低了硬件采购成本和能源消耗。对于存储设备，构建存储区域网络（SAN）实现集中存储管理。SAN 通过高速光纤网络将存储设备与服务器连接，所有数据集中存储在 SAN 中的存储阵列中。各业务系统可以根据需求从 SAN 中灵活分配存储空间，实现了存储资源的统一调配和高效利用，避免了数据分散存储带来的管理困难和数据安全隐患。

2. 软件资源整合

操作系统和数据库管理系统的统一管理是软件资源整合的核心环节。在操作系统方面，选择一款兼容性强、稳定性高的操作系统作为水电厂的标准操作系统，对所有服务器和终端设备进行统一安装和配置。这不仅便于软件的升级和维护，降低了运维人员的工作复杂度，还能提高系统的安全性和兼容性。将水电厂内原来多种不同版本的 Windows 操作系统统一升级为WindowsServer 2019，通过组策略进行集中管理，实现了软件安装、更新和安全设置的统一配置。对于数据库管理系统，整合分散的数据库实例，采用集中式数据库架构。将多个业务系统的数据库集中部署在高性能的数据库服务器上，通过数据库集群技术实现数据的高可用性和负载均衡。同时，建立统一的数据标准和接口规范，便于不同业务系统之间的数据共享和交互，消除了数据孤岛现象，提高了数据 的一致性和完整性。

3. 人力资源整合

一支专业化、高效率的运维团队对运维工作的实施起到核心关键的作用 [6]。首先要设立不同的职能小组，如网络运维组、服务器运维组、软件运维组等，对运维人员进行集中管理。将原来负责网络设备维护的人员集中到网络运维组，通过专业培训和经验交流，提升其网络故障排查和优化能力。其次，建立完善的培训和考核机制，定期组织运维人员参加技术培训，制定科学合理的考核指标，对运维人员的工作绩效进行量化考核，激励员工积极提升工作质量和效率。引入外部专家资源，在遇到复杂技术难题时能够及时获得技术支持和指导，保障运维工作的顺利进行。

4.2 运维流程优化

1. 建立标准化运维流程

标准化运维流程是集约化运维模式的关键内容。以故障处理流程为例，当系统发生故障时，监控系统或用户首先将故障信息反馈至运维服务台，运维服务台人员按照既定的故障分类标准对故障进行初步分类和登记，并根据故障类型将故障处理任务分配至相应的专业运维小组。专业运维小组接到故障任务后，按照标准化的故障排查流程进行处理，确定故障原因。如故障能在小组内部解决则及时修复，并将修复结果反馈至运维服务台。如无法确定故障原因或需要其他小组协作，运维服务台及时发起跨小组协作流程，组织相关小组共同进行故障排查和解决。在整个故障处理过程中，严格按照时间节点进行监控和跟踪，确保故障能够在规定时间内得到有效解决。

2. 引入自动化运维流程

强化故障自动预警管理，部署智能监控系统，通过对信息基础设施的各项性能指标进行实时监测和分析，利用机器学习算法建立正常运行模式的基线模型，当指标数据偏离基线模型达到一定阈值时，系统自动发出预警信息，通知运维人员及时进行处理，实现故障的提前发现和预防，有效降低了故障损失。

五、集约化运维模式的实施路径

5.1 组织架构调整

水电厂需要设立独立的信息基础设施运维中心，负责统筹协调所有信息基础设施的运维工作。运维中心具有较高的管理权限和决策权力，确保运维工作能够得到足够的重视和资源支持。加强运维中心与其他业务部门之间的沟通与协作机制建设，建立定期的沟通会议制度，及时了解业务部门对信息基础设施的需求和反馈意见，确保运维工作能够紧密围绕业务需求展开，为业务部门提供优质的信息技术支持。

5.2 人员培训与技能提升

可以采用内部培训与外部培训相结合的培训方式，内部培训由厂内经验丰富的技术骨干担任讲师，分享实际工作中的经验和案例，交流对集中发生的故障进行交流和流程优化的探讨，提升培训的质量；外部培训则邀请专业的培训机构或行业专家进行授课，使运维人员能够学习到最新的技术理念和实践经验。鼓励运维人员参加相关的行业认证考试，如 Cisco 认证网络工程师（CCNA）、VMware 认证专家（VCP）等。

5.3 技术平台搭建

1. 运维管理平台建设

运维管理平台应具备集中监控、故障管理、配置管理、性能管理、运维流程管理等多项功能。在集中监控方面，通过与各类信息基础设施的监控接口对接，实现对服务器、网络设备、软件系统等的实时状态监控，以直观的界面展示设备的运行状态、性能指标等信息。当设备出现异常时，平台能够及时发出告警信息，并通过短信、邮件、系统弹窗等多种方式通知运维人员。故障管理模块实现对故障的全生命周期管理，从故障的发现、登记、分配、处理到解决后的验证和归档，所有环节都在平台上进行记录和跟踪，确保故障处理的规范化和可追溯性。配置管理模块对信息基础设施的配置信息进行集中管理，包括设备的硬件配置、软件安装信息、网络参数等，通过配置基线的建立和比对，及时发现配置变更带来的风险。性能管理模块通过对设备性能数据的长期收集和分析，为运维人员提供性能趋势报告，帮助其提前规划资源扩展和性能优化方案。运维流程管理模块将标准化的运维流程固化到平台中，实现流程的自动化流转和监控，提高运维工作的协同效率。

2. 数据中心建设与优化

数据中心作为水电厂信息数据的存储和处理的核心，需要加强对数据中心的建设与优化。应用全闪存存储阵列，相比传统机械硬盘存储，大大提高了数据读写速度，满足了水电厂实时数据处理和分析的需求。加强数据中心的网络架构优化，采用冗余网络链路设计，确保网络的高可用性。引入 SDN 技术，实现网络的灵活配置和管理，能够根据业务需求动态调整网络资源分配。在数据中心的软件层面，部署先进的数据管理系统和云计算平台。数据管理系统负责对水电厂各类数据进行高效存储、管理和安全防护，确保数据的完整性和一致性。云计算平台则为业务系统提供弹性计算资源，实现资源的按需分配和动态扩展，提高了资源利用率和业务系统的响应速度。此外，加强数据中心的安全防护体系建设，采用多重安全防护技术，如防火墙、入侵检测与防御系统、数据加密技术等，保障数据中心的安全稳定运行。

六、结语

本文通过对水电厂的信息基础设施进行集约化管理的研究，提升了信息基础设施的效益，提高了企业的管理水平。随着数字化社会的进一步发展，越来越多的设备实现了自动化智能化的转型，基础设施设备的集约化管理的市场需求将会持续提升，本研究成果预计将可以为更多的企业提供经验借鉴和参考。

参考文献

[1]. 那宝玉 ， 周红亮 ， 耿延军 . 基于智能运维平台的信息基础设施云资源虚拟化计费管理型研究 [J]. 通信技术 ，2021，54（02）：395- 401

[2]. 徐伟 . 基于信息基础设施集约化建设的信息内容服务机制研究 [J]. 现代经济信息 ，2015（10）：21- 22

[3]. 吴程楠，田茜，李曼 . 基于网络安全管理平台的电力监控系统网络安全应用实践 [J].电力与能源 ，2021，42（03）：287- 290

[4]. 刘茂强 . 发电企业网络安全管理体系的探索与建立 [J]. 网络安全技术与应用 ，2024（01）：105- 106

[5]. 齐磊， 冯嘉， 顾慧琼， 赵金， 殷佩仪. 业务支撑系统关键信息基础设施部署策略探讨[J].电信工程技术与标准化 ，2024，37（10） ：87- 92

[6]. 孙一玮 . 浅谈数字孪生模型对水利基础工程设施的运行维护辅助 [J]. 陕西水利 ，2024（10） ：126- 129