环境动力集中监控系统的设计应用

中国网络通信有限公司北京分公司 邢权

北京国信集团公司 邢铎

通过合理设计及配置环境动力集中监控系统，电信运营商可以做到对设备故障、环境情况及安全性的迅速、准确反应和有目的性的维护，提高网络系统的维护管理质量，降低系统维护费用，同时保证系统运行处于良好的工作状态，降低运行成本。目前电信运营商均面临的问题包括设备运行环境要求高、机房多、人员配备少等，智能化的环境动力集中监控系统可为设备的运行维护提供良好的保障。

一、境动力集中监控网络结构

1．为适应系统维护体制及维护习惯及发展的要求，远程监控系统应采用逐级汇接的倒树型网络拓扑结构，由监控中心及分布的各个监控端局构成。监控系统的数据库及通信协议采用统一的格式，为逐步实现多级网络管理结构作好基本架构。

2．集中监控系统的监控对像

（1）动力与环境监控的监控对象

逆变电源、开关电源、UPS系统、油机、低压配电系统、高压配电系统、空调、蓄电池组、温度、湿度、水浸等。

（2）图像监控的监控对像

图像监视范围：机房公共入口、公共区域、公共通道。图像监视要求：对以上监视区域的状况及出入人员进行实时监视；与安防系统实现联动。

3．系统所需设备的配置及组网方案

环境动力集中监控系统的数据传输采用透传方式，避免数据在多次转换中出现误码，系统设备配置及组网方案。

4．边缘接点端局的传输及组网方案

根据边缘接点机房的设备特点，每个端局配置一台通用采集器和协议转换器，利用端局传输设备提供2Mbit/s通信线路，将监测到的数据通过MUX传送到监控中心。

5．骨干接点汇接局的传输及组网方案

骨干接点汇接局除动力与环境监控外，还要把图像监视的内容上传至监控中心，视频信号经视频处理器压缩编码后，连同环境监控的数据量，经过MUX复用通信模块，利用传输网SDH的一个2Mbit/s通道，传送到监控中心。

6．监控中心的设备配置及组网方案

监控中心除了负责本机房的动力与环境监控、图像监控外，还把其它端局传来的监控信号合并处理。监控中心设置一台监控主机，本局的被监测设备采用星型连接通过桥接设备接入监控主机，汇接到本局的动力与环境量，直接通过桥接设备接入监控主机。本局图像与经过视频处理的各个端局图像，输入视频切换矩阵，在主处理机的控制下，输出到屏幕墙显示。

7．电源监控系统电源设备及环境监控点要求

电源监控系统的监控对像主要包括智能开关电源系统、UPS、低压配电系统及环境量。智能设备的监控量直接由通信接口获取。开关电源等智能设备具备RS232／RS485等通信接口，监控厂家可以通过通信接口获得相关的测试量。除低压配电以外，不宜对机房的非智能UPS进行智能改造。为防止因蓄电池失效导致机房电源设备故障，维护人员应采用蓄电池监测仪对开关电源及UPS的蓄电池组进行检测。

二、电源监控系统的主要技术要求

（1）监控系统的软、硬件应采用模块化结构，使之具有最大的灵活性和扩展性，以适应不同规模监控系统网络和不同数量监控对像的需要。

（2）监控系统的采用不应影响被监控设备的正常工作，不应改变被监控设备的自动控制功能。

（3）监控系统应具有良好的电磁兼容性，被监控设备处于任何工作状态下，监控系统都应能正常工作；同时监控设备本身不应产生影响被监控设备正常工作的电磁干扰。

（4）监控系统应能监控具有不同接地要求的多种设备，任何监控点的接入均不应破坏被监控设备的接地系统．不应破坏或降低原有设备的电气绝缘隔离性能。

（5）监控系统应具有容错和自诊断功能，对数据紊乱、通信于扰等可自动恢复；对通信中断、软硬件故障等应能诊出故障并及时告警；监控系统故障时不应影响被监控设备的正常工作。

（6）监控系统硬件应能在本站给出的基础电源条件下不间断地工作。

（7）从边缘站告警发生到监控中心接受到告警信息的时间间隔不大于30min。

（8）监控系统的测量精度要求为：直流电压应优于0.5％；其他电量应优于2％；非电量一般应优于5％。

（9）监控系统的硬件可靠性指标MTBF应大于100000h，MTTR应小于0.5h，整个监控系统的可靠性指标MTBF应大干20000h。

三、图像监视系统的功能与技术要求

1．系统性能指标

监控系统的设计在性能指标上能够满足基本要求。

（1）图像分辨率和帧率：

传输线路：E1；传输速率：2.048Mbit/s；图像帧率：25帧/秒；图像质量：CIF格式352×288。

（2）实时性：系统控制响应时间<0.5s（不包括被控制设备自身的反应时间）。

2．局端监控功能

将端局摄像机所采集到的视频信号经过压缩编码后送入通信链路传向监控中心；将端局麦克风(或监听头)所采集到的声音信号经过PCM编码后送入通信链路上传至监控中心；接收图像中心传送过来的控制命令并执行。

3．监控中心功能

各个端局传来的经过压缩编码的图像数据流解码并生成模拟视频信号送到监视设备显示；控制视频切换矩阵，选择接收任意一个端局的图像；对监控对像可以设置轮询检测、即时检测等监测状态，有选择的监测任一被监视点的图像画面；显示全部监视对像的工作状态、运行和告警情况；

4．接口单元的功能

将安防系统的告警输出送到视频控制台和通用采集器，使视频控制台控制视频切换器实现告警自动切换，告警信号由通用采集器通过接口转换设备上送至集中监控中心，使中心可以收到安防告警信息。

5．视频处理器的功能

将监控端局摄像机的图像经过压缩编码后经传输线路上传监控中心；将中心收到的经过压缩的图像码流解码生成PAL制视频信号输出到视频切换矩阵。

6．中心主处理机的功能

系统通过主处理机可自动显示全部监视对像的工作状态、运行和告警情况；对监控对像可以设置轮巡检测、即时检测等监测状态，有选择的监测任一被监视的点的图像画面；具有汉字处理和图形处理功能，为用户生成各种规定的报表和监控画面；监控画面提供的主要功能有:主画面、告警显示、操作命令、画面选择日期显示等；安防告警时，能控制视频切换矩阵将图像切换到告警区域，启动照明和录像。

四、系统主要硬件组成与配置

系统主要硬件设备指监控中心各个主要的监控主机、所有的接口转换设备、通用采集器等。为完成功能，系统还应根据其他要求适当配置打印机、多媒体设备、多串口卡、MODEM、UPS、传感器、变送器等设备。通信协议采用中国电信交换（1999）625号文《通信局站电源、空调及环境集中监控系统前端智能设备通信协议》。

扩展的模拟量范围：与采用的变送器配套使用，精度与被测量要求一致，即：直流电压应优于0.5％；其他电量应优于2％；非电量一般应优于5％。

桥接设备的功能要实现不同网络形式之间数据的桥接，主要完成多个同步64k数据流或异步数据流与中心系统局部网之间的数据转换与传递。

五、系统软件构成及功能要求

计算机系统所采用的操作系统、数据库管理系统、网络通信协议和程序设计语言等必须采用国际上通用的系统，(且便于纳入本地网管系统)；监控硬件应包含以下功能模块：安全管理；配置管理(设备管理、人员管理、监控点管理);通信管理；设备监控；告警管理；性能管理；数据管理；打印；帮助等。

目前国内已有多家公司有能力设计研发环境动力集中监控系统，均有各自的特点。作为电信运营商一定要合理设计配置，方可在有限的投资情况下最大效用使用系统。本设计亦根据电信运营商网络特点及实用情况而作，并在中国网通北京分公司城域网得到实际应用，使用效果良好。

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