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本文作者：謝海華 單位：江蘇省廣播電視信息網絡股份有限公司鹽城分公司
廣電行業最重要的職能之一是安全播出。隨著光纖向用戶端不斷延伸、數字電視業務的日益普及和三網融合類業務的不斷涌現，廣電機房的數量和機房內設備的數量越來越多。除了傳統的模擬電視播出設備和新增的數字電視播出設備外，還大量增加了波分傳輸設備、網絡交換設備、業務支撐設備等與計算機或網絡相關的業務系統。這些系統已成為廣電業務系統的重要組成部分，與之相配套的機房動力環境設備（如供配電、UPS、空調、消防、保安等）的重要性也更加日益突出。它們需要為廣播電視、數據網絡系統提供正常的運行環境，一旦機房動力環境設備出現故障，就會影響整個廣電網絡的系統運行，對節目播出、數據傳輸、存儲及系統運行的可靠性構成威脅。若事故嚴重又不能及時處理，就可能損壞硬件設備，造成停播、劣播等嚴重后果，造成不可估量的經濟損失或政治影響。目前許多機房的管理人員不得不采取24小時專人值班，定時巡查機房環境設備的措施，這樣不僅加重了管理人員的負擔，而且更多的時候，安全隱患并不能得到及時的發現和排除。因此建設具有廣電特色而又經濟、實用的機房動力環境監控系統，對廣電機房的各種環境設備實現全方位的統一集中監控管理，實時監控、監測各種環境設備的運行狀態和指標，并通過美觀友好的監控畫面顯示出來，在發現異常時立即通過網絡、現場聲光報警以及手機短信或語音電話系統等實現自動遠程報警，以確保系統的可靠運行。這將大大減輕機房維護人員負擔、提高系統運行的可靠性、實現機房的科學管理。
1.機房動力環境監控系統原理
機房動力環境監控系統，是隨著信息化、數字化浪潮一同發展起來的新興產業，也是信息時代的必然產物。通信技術和網絡技術的飛速發展對運行廣電網絡核心設備的機房提出了更高的維護和管理需求，這就必然需要智能化管理手段和措施的引入；其次信息技術的發展也同時帶動了相關的傳感技術、自動化控制技術以及嵌入式技術的興起與成熟，這也為智能化控制理論在機房管理領域中的應用提供了強有力的技術支撐。動力環境監控系統在廣電機房中應用的核心目標是通過各類傳感技術、自動化控制技術、信息技術等組成的監控體系將機房內運行的各類設備以及設備運行的環境有機的結合在一個統一的管理平臺上，對可能影響設備穩定運行的各項參數指標進行實時監測和控制，并進行記錄和分析，輔助機房管理人員對機房進行整體管控，從而達到提高設備使用效率、減輕人員管理強度、優化保護建設投資的目的。
2.機房動力環境監控系統的主要功能
機房動力環境監控通過對機房內可監控設備和機房環境實現機房運行全程、全時的監控，其主要實現的功能是對機房運行的各項關鍵參數進行采集和監測，例如環境溫濕度、供電電壓及電流、空調運行狀態、配電開關及浪涌保護器工作狀態等等，并將異常情況以聲光告警、短信報警、語音及郵件通知等各種方式提示機房管理人員，機房管理人通過以上信息對可能出現的異常狀況進行判斷，并憑借管理經驗通過監控系統進行手動控制和參數調整，使機房始終處于安全、可控之下，保證各業務系統的可靠運行。一個完善的機房動力環境監控系統應具備以下功能：①高、低壓配置系統：監視各主要開關狀態及實時監視電壓、電流、頻率、有功功率、功率因素等參數，發現異常及時告警，以確保供電安全。②UPS系統：對UPS各模塊的工作狀態及各種參數如UPS的輸入/輸出電壓、電流、頻率、功率因素、逆變器狀態、電池狀態、旁路狀態、報警狀態等進行實時監測并及時告警。③空調系統：監控空調壓縮機狀態、風機狀態、加熱器狀態、加濕器狀態、報警狀態等，發現異常及時告警。同時對空調進行智能控制，可以根據現場溫度情況自動聯動控制空調的開啟、關閉，在機房核心設備正常運行的溫差范圍內做到盡可能節電。④溫濕度監測：精確測量機房的溫濕度參數并與指定閾值進行比對，超過范圍自動報警，并可與空調系統自動聯動控制。⑤漏水監測：對機房漏水情況實現進行監測并及時告警。⑥門禁系統：通過門禁系統控制并記錄各機房的人員進出情況，并存檔以備調用備查。⑦視頻監控：24小時視頻實時監控各機房關鍵部位，監控機房內工作人員的相關操作、設備的運行情況及機房人員的出入情況，從而有效地保障機房內設備的安全運行。⑧其他系統：根據機房實際情況的不同，機房動力環境系統還可以加入保安、消防、發電機、服務器、交換機、網絡等相關業務系統的監測功能，并在發現異常時及時告警。
3.鹽城廣電數字機房動力環境監控系統的實現
（1）建設原則及工程目標。為適應科學管理的要求，提高機房管理的效率，保證安全播出與安全運營的要求，鹽城廣電數字機房本著“集中管理、分散控制、經濟適用”的建設原則，根據實際運行的需求，開展了具有廣電特色的機房動力環境監控系統的建設。一期工程的范圍包括中心機房及市區的4個無人值守分機房，各分機房現場的監控數據傳送到本地監控主機，各本地監控主機再通過城域網將數據傳輸到中心機房的監控管理中心，由監控中心管理服務器來集中管理監控數據，以實現對全部現場數據安全、實時、完整存儲和控制的要求。監控中心與各機房的監控單元以TCP/IP協議方式進行數據傳輸，數據傳輸的通道采用干線MSTP以太通道。監控中心管理軟件可以實時顯示各機房各監控單元傳回的監控對象的監測值?？梢灾庇^的瀏覽機房的基本情況及監控對象的當前監控量。監控中心可以隨時發送對指定監控站監控對象的遙控和遙調指令，完成對監控對象的遙控和遙調?？梢园粗付l件查詢指定監控對象的歷史監測數據，并可以圖形方式顯示指定監控對象的指定時間段的變化量曲線圖。
（2）監控對象及實現方式。根據信息采集的方式，鹽城廣電數字機房內的被監控對象分為了智能設備與非智能設備兩大類。智能設備本身即具有數據采集和處理能力，并帶有智能接口，可以與動力環境監控系統通過協商一致的接口通訊協議進行交互通信，實現對這些智能設備的監控，這類設備包括APC、UPS、中恒直流電源系統、海洛斯精密空調等。非智能設備本身則不具備數據采集、處理能力，需要增加傳感器、變送器和采集器來完成數據的采集與上報。如果從功能上來分，被監控對象可分為動力和環境兩大類。動力類包括高壓配電、低壓配電、UPS、中恒直流電源系統、電池組等。環境類則包括空調、門禁、溫度、濕度、漏水等。#p#分頁標題#e#
①供配電監測。對于現代機房環境來說，最重要部分就是電源，電是廣電機房運轉的基礎，也是動力環境監控系統的重點。在實際工程中，我們采用智能電量儀對供配電狀態進行處理，變換為電平信號，再輸入到智能采集模塊轉換為數據信息，送往現場監控主機，以實現對供配電的監控。監控范圍包括監視各回路的開關狀態、電壓、電流、功率、頻率等。通過對供配電系統的監控，可診斷出主、輔兩路供電系統三相電源的斷相、跳閘、接觸不良、保險熔斷、欠壓、過壓及三相電壓不平衡等故障，實時檢測在用交流三相電源的輸出電流和零序電流，并對安裝設備的機柜電源空開的開關狀態進行實時檢測，一旦發現上述故障或嚴重過流、空開開關關閉等異常，將馬上上報到監控中心通知值班人員，以便值班人員第一時間進行處理。運行監控示意圖如下：
②溫濕度監測。在廣電數字機房中，設備對溫、濕度等運行環境的要求非常嚴格，所以我們根據各機房實際面積，按照合理的配備原則，在不同部位加裝了溫濕度傳感器，以實時檢測機房內的溫、濕度，智能溫濕度傳感器通過智能通訊接口，把檢測到的溫濕度值實時傳送到監控主機中統一監控。對需要重點保障的骨干傳輸設備、數字電視設備局部則再增布設監控點，一旦溫濕度超過預設之閾值范圍，傳感器將馬上上報到監控中心通知值班人員，以便值班人員第一時間進行處理。
③漏水檢測。機房是一個用電集中的地方，設備眾多，強電、弱電、地線、電纜縱橫交錯，且部分機房為無人值守，如果不慎發生漏水而不能及時發現并處理，后果將不堪設想。根據現場的實際情況，機房內空調的冷凝水管是布置在機房的靜電地板下面，因此我們圍繞機房的冷凝水管及機房對外窗口、門口等可能遭水入侵的位置，布置漏水感應繩，監控機房內有無漏水事件發生，確保各設備不受水浸的危害。一旦發生漏水事件，漏水感應繩通過控制器將信號送往監控主機，系統在第一時間報警，監控界面自動切換到漏水監測畫面上，發出語音報警及時通知有關人員排除漏水故障。漏水點在界面上準確的顯示，便于機房管理人員及時排除故障。
④精密空調監測。通過機房內布設的精密空調自帶的智能通訊接口及通訊協議，系統可實時、全面診斷空調運行狀況，監控空調各部件運行狀態與參數，并可通過軟件在系統上或通過網絡遠程修改空調設置參數，實現空調的遠程開關機。系統一旦監測到有報警或參數越限，將自動切換到相關的運行畫面，并伴隨有報警聲音及相關處理提示?？照{機組即使有微小的故障，也可以通過系統檢測出來，以采取步驟防止空調機組進一步損壞，對嚴重的故障，可按用戶要求加設電話語音報警。對重要參數，可作曲線記錄，用戶可通過曲線記錄直觀地看到空調機組的運行品質。
⑤UPS及中恒直流電源系統的監測。通過2臺UPS主機、2臺中恒直流電源系統提供的智能通訊接口及通訊協議，可實時地監視UPS及中恒直流電源系統整流器、逆變器、電池、旁路、負載等各部分的運行狀態與參數。系統可全面診斷UPS及中恒直流電源系統運行狀況，實時監視UPS及中恒直流電源系統的各種參數。
⑥視頻監控及報警。為達到對機房的整體監控管理，我們通過機房內安裝多臺攝像機的方式實現圖像視頻實時監控機房，攝像機監控的區域是機房內的設備擺放區及機房出入口，通過這些區域的攝像機監控機房內工作人員的相關操作、設備的運行情況及機房人員的出入情況，從而有效地保障機房內設備的安全運行。值班管理人員可以通過動力環境監控系統的顯示器實時監視各攝像機的監控畫面，需要進行相關圖像資料查詢時，可以通過查詢功能實現。
⑦門禁控制。機房各出入口的嚴格有效控制是保障機房設備、數據信息安全，防止破壞、泄露的重點。我們在各機房的出入口及機房設備入口設置門禁控制點，對進出機房的人員實行身份登記，符合相應條件的人員可以進出機房，同時系統加以存儲記錄，備事后查詢。門禁控制方式采用常用的IC卡識別或卡加密碼雙重識別方式，最大限度保證了機房內設備、數據信息的安全性。由于機房的出入口屬于對重點控制區域，故門禁控制系統全部采用雙向控制的方式，即進出機房都需要驗證登記。
⑧傳輸設備監控及報警。在數字機房內，還有部分用于省———市、市———縣節目、數據交換用的波分設備、MSTP設備等，它們雖然都有自己的網管系統，但由于網管系統或位于省中心或位于其他機房，加上值班人員的技術水平并不能保證熟練和正確地使用復雜的網管系統，因此借鑒對供配電中開關量監控的方法，通過對這些設備機柜上方外置運行狀態燈是否開關的監控，可以實現對這些設備（如華為OSN6800/3500/2500等）的監控，一旦這些設備在運行出現嚴重的異常告警，其相應的告警燈將被設備本身點亮，這時負責監控這些告警燈狀態的動力監控設備也將被觸發，并向中心監控管理系統報告、通過中心監控管理系統以聲、光、電或其他形式通知值班人員，以便值班人員第一時間進行處理。
4.系統特點
建成并投入使用后的鹽城廣電數字機房動力環境監控系統，在近一年的運行過程，充分發揮了機房動力、環境“第一哨”的作用，多次在第一時間監測到分機房市電停電、UPS負載過高、局部漏水等有可能影響到機房安全播出、安全運行的隱患，以及由于光纜中斷、業務端異常等引起的傳輸網嚴重故障告警，并在第一時間以聲音、告警燈、屏顯、短信等形式通知值班人員及維護人員、提醒他們及時處理，很好地保證播出的安全、網絡運行的安全，充分滿足我們對機房環境監控管理需求。同時建成后的鹽城廣電數字機房動力環境監控系統還有如下特點：
①“集中管理、分散控制”。“集中管理、分散控制”的實現方式不但滿足了對分散機房的集中統一管理的需要，更滿足了對現場數據安全、實時、完整的存儲和控制的要求。系統設計有三級結構，監控中心中心能查看、監控、切換全部各機房的實時監測數據，每個獨立機房可形成一套完整的監控系統本地站，由監控管理中心對各監控本地站實施二次集中監控管理，實現管理者對所有機房及機房內設備環境系統的遠程集中聯網監控管理。
②事件并發處理，實時響應速度快。整個系統采用事件驅動型的IP網絡收發方式，由現場監控前端主動發送，異常時發送UDP包報告數據，中心處理接收到的數據包，反應快，監控點增加后變化不明顯。這徹底克服了傳統串行通信、輪訊方式下只能在輪訓到的時候才能告警及點越多、反應越慢、容易產生報警延時及漏報的現象。#p#分頁標題#e#
③使用標準的、開放的協議便于集成以及系統擴容。鹽城廣電數字機房的動力環境監控系統的組網結構完全基于TCP/IP網絡通信協議，搭建了基于IP的監控平臺，數據采集也使用標準的MODBUS協議，使得增添監控節點或是增加監控信息非常方便，可實現即插即用的系統集成以及系統擴容，并可根據自身的需求和投資預算進行項目的投資，一次投資，終身受益。
④模塊化設計，穩定可靠。系統監控主機與采集模塊之間采用國際上先進的FCS現場總線控制技術，所有監控、監測均以模塊化方式放在工業現場，而且所有的信號通過分布式智能I/O模塊在現場被轉換成標準數字信號，只需一根電纜（兩線或四線）就可把所有的現場子站連接起來，進而把現場信號非常簡捷地傳送到控制室監控設備上，降低了成本，又便于安裝和維護，同時數字化的數據傳輸使系統具有很高的傳輸速率和很強的抗干擾能力，使數據采集與信號傳輸更精確更迅速。
⑤可靈活設置報警的條件、具有三級告警機制。該系統可按報警類別的不同對每種監控量進行設置，也可根據需要對相關告警量的門限值設置進行調整，使報警的管理更有效、靈活。同時考慮到監測點數量多、監控設備和監測量的種類多，系統設置了三級告警機制，可根據告警情況的嚴重性設置其級別，便于管理人員在同時出現不同設備不同級別的報警時可以有重點、有先后的進行處理，首先處理最嚴重的告警。例如，UPS報警類型級別一定是級別最高的三級報警設置，因為機房對供電要求最高。
⑥用戶界面直觀，軟件組態靈活。系統提供多達數百種組態工具，用戶可自行定義實時數據的顯示格式，所有圖形都進行了矢量處理，可任意對畫面放大縮小，對不同分辨率的顯示器自動適應。同時系統內置二次開發平臺，可以通過內置的集成開發環境進行二次開發，所有的二次開發模塊與系統平臺可實現真正的無縫集成。
目前建成的鹽城廣電數字機房動力環境監控系統，其功能及監控的范圍還僅限于保障機房正常運轉而必須的電源、溫濕度、空調、漏水等方面，下一步我們計劃將其監測功能進一步向以下方面延伸，實現能管盡管，最終向綜合網絡管理系統過渡并完全整合到綜合網管系統中去：
①網絡設備的監控。通過TCP/IP網絡及相應的管理接口，實現對交換機、路由器、服務器各種軟、硬件運行狀態的監控（例如：CPU使用率、內存、磁盤空間、程序是否運行、TCP/IP服務、數據庫會話、數據庫查詢、Windows服務是否運行等）。
②網絡連通性監控。通過TCP/IP網絡及Ping(PacketInternetGrope，因特網包探索器)等實用網絡工具，測試并監控網絡之間的連通性。
③節目播出監控。與現有的安全播出監控系統對接，接收并處理由其傳送過來的節目播出監控信息，在發現異常時及時告警。
④值班管理與報表系統。通過與門禁、關鍵巡查點處安裝的指紋記錄儀、人工輸入接口等互聯，記錄值班人員到崗、巡查、本班次各業務系統運行情況、動力環境變化情況、需要記錄或交接的其他事宜等，并按班次形成報表，打印生成后形成存檔的值班記錄，讓動力環境監控系統也成為一套完整的機房值班管理系統。
