環(huán)境動力集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用

2019-11-03 09:59:02

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供稿：網(wǎng)友

中國網(wǎng)絡(luò)通信有限公司北京分公司邢權(quán)

北京國信集團公司邢鐸

通過合理設(shè)計及配置環(huán)境動力集中監(jiān)控系統(tǒng)，電信運營商可以做到對設(shè)備故障、環(huán)境情況及安全性的迅速、準確反應(yīng)和有目的性的維護，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的維護管理質(zhì)量，降低系統(tǒng)維護費用，同時保證系統(tǒng)運行處于良好的工作狀態(tài)，降低運行成本。目前電信運營商均面臨的問題包括設(shè)備運行環(huán)境要求高、機房多、人員配備少等，智能化的環(huán)境動力集中監(jiān)控系統(tǒng)可為設(shè)備的運行維護提供良好的保障。

一、境動力集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1．為適應(yīng)系統(tǒng)維護體制及維護習(xí)慣及發(fā)展的要求，遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用逐級匯接的倒樹型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，由監(jiān)控中心及分布的各個監(jiān)控端局構(gòu)成。監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫及通信協(xié)議采用統(tǒng)一的格式，為逐步實現(xiàn)多級網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)作好基本架構(gòu)。

2．集中監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對像

（1）動力與環(huán)境監(jiān)控的監(jiān)控對象

逆變電源、開關(guān)電源、UPS系統(tǒng)、油機、低壓配電系統(tǒng)、高壓配電系統(tǒng)、空調(diào)、蓄電池組、溫度、濕度、水浸等。

（2）圖像監(jiān)控的監(jiān)控對像

圖像監(jiān)視范圍：機房公共入口、公共區(qū)域、公共通道。圖像監(jiān)視要求：對以上監(jiān)視區(qū)域的狀況及出入人員進行實時監(jiān)視；與安防系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。

3．系統(tǒng)所需設(shè)備的配置及組網(wǎng)方案

環(huán)境動力集中監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用透傳方式，避免數(shù)據(jù)在多次轉(zhuǎn)換中出現(xiàn)誤碼，系統(tǒng)設(shè)備配置及組網(wǎng)方案。

4．邊緣接點端局的傳輸及組網(wǎng)方案

根據(jù)邊緣接點機房的設(shè)備特點，每個端局配置一臺通用采集器和協(xié)議轉(zhuǎn)換器，利用端局傳輸設(shè)備提供2Mbit/s通信線路，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過MUX傳送到監(jiān)控中心。

5．骨干接點匯接局的傳輸及組網(wǎng)方案

骨干接點匯接局除動力與環(huán)境監(jiān)控外，還要把圖像監(jiān)視的內(nèi)容上傳至監(jiān)控中心，視頻信號經(jīng)視頻處理器壓縮編碼后，連同環(huán)境監(jiān)控的數(shù)據(jù)量，經(jīng)過MUX復(fù)用通信模塊，利用傳輸網(wǎng)SDH的一個2Mbit/s通道，傳送到監(jiān)控中心。

6．監(jiān)控中心的設(shè)備配置及組網(wǎng)方案

監(jiān)控中心除了負責(zé)本機房的動力與環(huán)境監(jiān)控、圖像監(jiān)控外，還把其它端局傳來的監(jiān)控信號合并處理。監(jiān)控中心設(shè)置一臺監(jiān)控主機，本局的被監(jiān)測設(shè)備采用星型連接通過橋接設(shè)備接入監(jiān)控主機，匯接到本局的動力與環(huán)境量，直接通過橋接設(shè)備接入監(jiān)控主機。本局圖像與經(jīng)過視頻處理的各個端局圖像，輸入視頻切換矩陣，在主處理機的控制下，輸出到屏幕墻顯示。

7．電源監(jiān)控系統(tǒng)電源設(shè)備及環(huán)境監(jiān)控點要求

電源監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對像主要包括智能開關(guān)電源系統(tǒng)、UPS、低壓配電系統(tǒng)及環(huán)境量。智能設(shè)備的監(jiān)控量直接由通信接口獲取。開關(guān)電源等智能設(shè)備具備RS232／RS485等通信接口，監(jiān)控廠家可以通過通信接口獲得相關(guān)的測試量。除低壓配電以外，不宜對機房的非智能UPS進行智能改造。為防止因蓄電池失效導(dǎo)致機房電源設(shè)備故障，維護人員應(yīng)采用蓄電池監(jiān)測儀對開關(guān)電源及UPS的蓄電池組進行檢測。

二、電源監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)要求

（1）監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使之具有最大的靈活性和擴展性，以適應(yīng)不同規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和不同數(shù)量監(jiān)控對像的需要。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)的采用不應(yīng)影響被監(jiān)控設(shè)備的正常工作，不應(yīng)改變被監(jiān)控設(shè)備的自動控制功能。

（3）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有良好的電磁兼容性，被監(jiān)控設(shè)備處于任何工作狀態(tài)下，監(jiān)控系統(tǒng)都應(yīng)能正常工作；同時監(jiān)控設(shè)備本身不應(yīng)產(chǎn)生影響被監(jiān)控設(shè)備正常工作的電磁干擾。

（4）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)控具有不同接地要求的多種設(shè)備，任何監(jiān)控點的接入均不應(yīng)破壞被監(jiān)控設(shè)備的接地系統(tǒng)．不應(yīng)破壞或降低原有設(shè)備的電氣絕緣隔離性能。

（5）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有容錯和自診斷功能，對數(shù)據(jù)紊亂、通信于擾等可自動恢復(fù)；對通信中斷、軟硬件故障等應(yīng)能診出故障并及時告警；監(jiān)控系統(tǒng)故障時不應(yīng)影響被監(jiān)控設(shè)備的正常工作。

（6）監(jiān)控系統(tǒng)硬件應(yīng)能在本站給出的基礎(chǔ)電源條件下不間斷地工作。

（7）從邊緣站告警發(fā)生到監(jiān)控中心接受到告警信息的時間間隔不大于30min。

（8）監(jiān)控系統(tǒng)的測量精度要求為：直流電壓應(yīng)優(yōu)于0.5％；其他電量應(yīng)優(yōu)于2％；非電量一般應(yīng)優(yōu)于5％。

（9）監(jiān)控系統(tǒng)的硬件可靠性指標MTBF應(yīng)大于100000h，MTTR應(yīng)小于0.5h，整個監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性指標MTBF應(yīng)大干20000h。

三、圖像監(jiān)視系統(tǒng)的功能與技術(shù)要求

1．系統(tǒng)性能指標

監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計在性能指標上能夠滿足基本要求。

（1）圖像分辨率和幀率：

傳輸線路：E1；傳輸速率：2.048Mbit/s；圖像幀率：25幀/秒；圖像質(zhì)量：CIF格式352×288。

（2）實時性：系統(tǒng)控制響應(yīng)時間<0.5s（不包括被控制設(shè)備自身的反應(yīng)時間）。

2．局端監(jiān)控功能

將端局攝像機所采集到的視頻信號經(jīng)過壓縮編碼后送入通信鏈路傳向監(jiān)控中心；將端局麥克風(fēng)(或監(jiān)聽頭)所采集到的聲音信號經(jīng)過PCM編碼后送入通信鏈路上傳至監(jiān)控中心；接收圖像中心傳送過來的控制命令并執(zhí)行。

3．監(jiān)控中心功能

各個端局傳來的經(jīng)過壓縮編碼的圖像數(shù)據(jù)流解碼并生成模擬視頻信號送到監(jiān)視設(shè)備顯示；控制視頻切換矩陣，選擇接收任意一個端局的圖像；對監(jiān)控對像可以設(shè)置輪詢檢測、即時檢測等監(jiān)測狀態(tài)，有選擇的監(jiān)測任一被監(jiān)視點的圖像畫面；顯示全部監(jiān)視對像的工作狀態(tài)、運行和告警情況；

4．接口單元的功能

將安防系統(tǒng)的告警輸出送到視頻控制臺和通用采集器，使視頻控制臺控制視頻切換器實現(xiàn)告警自動切換，告警信號由通用采集器通過接口轉(zhuǎn)換設(shè)備上送至集中監(jiān)控中心，使中心可以收到安防告警信息。

5．視頻處理器的功能

將監(jiān)控端局攝像機的圖像經(jīng)過壓縮編碼后經(jīng)傳輸線路上傳監(jiān)控中心；將中心收到的經(jīng)過壓縮的圖像碼流解碼生成PAL制視頻信號輸出到視頻切換矩陣。

6．中心主處理機的功能

系統(tǒng)通過主處理機可自動顯示全部監(jiān)視對像的工作狀態(tài)、運行和告警情況；對監(jiān)控對像可以設(shè)置輪巡檢測、即時檢測等監(jiān)測狀態(tài)，有選擇的監(jiān)測任一被監(jiān)視的點的圖像畫面；具有漢字處理和圖形處理功能，為用戶生成各種規(guī)定的報表和監(jiān)控畫面；監(jiān)控畫面提供的主要功能有:主畫面、告警顯示、操作命令、畫面選擇日期顯示等；安防告警時，能控制視頻切換矩陣將圖像切換到告警區(qū)域，啟動照明和錄像。

四、系統(tǒng)主要硬件組成與配置

系統(tǒng)主要硬件設(shè)備指監(jiān)控中心各個主要的監(jiān)控主機、所有的接口轉(zhuǎn)換設(shè)備、通用采集器等。為完成功能，系統(tǒng)還應(yīng)根據(jù)其他要求適當(dāng)配置打印機、多媒體設(shè)備、多串口卡、MODEM、UPS、傳感器、變送器等設(shè)備。通信協(xié)議采用中國電信交換（1999）625號文《通信局站電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)前端智能設(shè)備通信協(xié)議》。

擴展的模擬量范圍：與采用的變送器配套使用，精度與被測量要求一致，即：直流電壓應(yīng)優(yōu)于0.5％；其他電量應(yīng)優(yōu)于2％；非電量一般應(yīng)優(yōu)于5％。

橋接設(shè)備的功能要實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)形式之間數(shù)據(jù)的橋接，主要完成多個同步64k數(shù)據(jù)流或異步數(shù)據(jù)流與中心系統(tǒng)局部網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳遞。

五、系統(tǒng)軟件構(gòu)成及功能要求

計算機系統(tǒng)所采用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和程序設(shè)計語言等必須采用國際上通用的系統(tǒng)，(且便于納入本地網(wǎng)管系統(tǒng))；監(jiān)控硬件應(yīng)包含以下功能模塊：安全管理；配置管理(設(shè)備管理、人員管理、監(jiān)控點管理);通信管理；設(shè)備監(jiān)控；告警管理；性能管理；數(shù)據(jù)管理；打印；幫助等。

目前國內(nèi)已有多家公司有能力設(shè)計研發(fā)環(huán)境動力集中監(jiān)控系統(tǒng)，均有各自的特點。作為電信運營商一定要合理設(shè)計配置，方可在有限的投資情況下最大效用使用系統(tǒng)。本設(shè)計亦根據(jù)電信運營商網(wǎng)絡(luò)特點及實用情況而作，并在中國網(wǎng)通北京分公司城域網(wǎng)得到實際應(yīng)用，使用效果良好。

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