动力环境监控系统的发展及应用

（一）动力环境监控系统的发展

电源监控是保障通信电源稳定运行的基础。通信电源集中监控技术在通信电源的应用，标志着通信电源的维护和管理从人工看守式的维护管理模式向计算机集中监控和管理模式转换，其目的：

①与通信技术发展相适应，提高对通信电源设备的维护管理水平；

②提高通信电源供电质量，使供电系统有更高的可靠性和经济性；

③充分发挥计算机技术优势，使电源设备管理向自动化、智能化方向发展；

④实现通信电源设备的少人/无人值守；

⑤提高维护效率，降低维护成本。

从20世纪90年代初福州电信局的第一套通信电源监控系统的开发应用，到现在有10多年了。在此期间，电源监控系统无论在技术上，还是在系统实施的规模上都有了很大的发展，人们对计算机集中监控系统的认识有了较大的提高。可以说，目前通信电源集中监控技术发展与监控系统的实施已进入一个新时代—动力环境监控系统，实现了对通信局站电源、空调及环境的集中监控和管理。

在功能上，为实现对电源设备少人/无人值守的要求，动力环境监控系统更强调对电源设备故障事件的快速响应和故障告警的准确性。现在电源监控系统在对基本功能，如遥控遥信遥测、监控信息查询、数据存储记录、实时历史趋势、系统配制、远端操作、密码管理、支持联网等功能不断完善的基础上，同时不断扩展新的智能系统。

1.智能设备的接入

由于通信电源设备种类较多，对于智能设备，即使同一种类设备不同厂家的协议也各不相同，加上电源设备供货的厂家繁多，协议种类也就更多。在监控系统的实施过程中，为了更好地利用智能设备的资源，将智能设备通过对通信接口和通信协议的转换直接接入其监控系统，通信接口基本上属于RS-232、RS-485、RS-422间的硬件转换，比较容易实现。而通信协议的转换在过去一直是困扰监控系统实施的棘手问题，目前这个问题得到初步的解决，一方面大部分电源设备厂家能积极提供其设备的通信协议，另一方面原邮电部对智能设备提供了统一的协议，为协议的转换提供了条件。目前通信协议和通信接口的转换主要是采用协议转换器的方式。所谓协议转换器的方式是将一种被称作是协议转换器的装置接入智能设备和局站监控主机之间，一端与智能设备的串口相接，另一端与局站监控主机的串口相接，从而完成通信协议和通信接口转换。

简单地说，协议转换器是一个具有CPU、EPROM、RAM、串行通信口等的微机系统，协议转换一般具备两个条件：

一是至少有两个串口且分别与被转换的智能设备的串口以及局站监控主权的串口相匹配；

二是将智能设备的通信协议转换为局站监控主机协议，转换软件固化在协议转换的EPROM里。这种方式对多个不同协议智能设备同时接入一个监控主机的情况更有效。

此外，还有一种转换方式是将协议转换功能放在局站监控主机里，但这种转换方式在实际应用中并不多见，因为这种方式只适用于将具有单协议智能设备接入一个监控主机的情况，如果在监控主机里采用的协议种类过多会造成监控主机负担过重，影响监控主机的正常工作，同时也给监控主机软件开发带来很多困难和问题。另外，统一的通信协议出台为智能设备接入提供更好的解决方案。

2.监控系统可靠性

由于新技术、新工艺及高质量的器件在通信电源设备的生产制造中得到更广泛的应用，使监控系统的可靠性、自动化程度有了很大的提高，如开关电源设备、UPS、柴油发电机组等智能设备以及目前普遍使用的阀控蓄电池组等非智能设备。它们都有较高的可靠性，这对通信电源集中监控管理，实现通信电源设备少人、无人值守的目的提供了较好的条件。而通信电源监控系统的可靠性问题也同样至关重要，因为监控系统可靠建立和发展，影响到能否提高通信电源设备维护管理水平，提高电源供电质量，实现少人无人值守的目的。因此在动力环境监控系统的性能不断完善的基础上，要注重改善监控系统的可靠性，动力环境监控系统是一个大型的实时网络系统。

3.监控系统的功能

为了使监控系统更有效地发挥其作用，除了要不断完善监控系统基本功能外，同时还要注重利用计算机数据处理的优势，开发完善高智能化性能，从根本上改变传统维护模式，有效利用现代监控技术。

监控系统的实施是以新的维护模式为基础，即以区域为监控管理中心对相应局站进行监控管理，局站少人/无人值守，而城市监控管理中心对其区域监控管理中心进行统一管理的模式。这种计算机式的集中监控管理与人工看守式管理除维护管理模式上不同外，其更大的区别是监控系统对通信电源设备实现计算机自动实时监控，如当电源设备发生故障时，监控系统将做出快速响应，且及时上报到相应的管理中心。为适应这种计算机监控管理方式，要求从根本上改变传统的维护模式。监控系统的实施虽然是建立在新的维护模式基础上，但对监控系统的要求仍遗留有人工看守式维护管理模式的痕迹，如在过去人工看守式时期，一小时一次的例行抄表，为的是对设备进行定时查看，而现在采用计算机监控系统，其特点是对电源设备进行实时监控，但却对其提出一小时一抄表的要求，且以日报表的形式存储并打印，同时要将这些报表存放2～3年。其结果在监控系统里打印存放这些数据占用监控系统较大的资源，然而这些数据却很少能派上用场。面对这些问题对监控系统在某些功能应该进行重新考虑：

（1）在被控设备（电源设备）可靠性不断提高的基础上，全面提高监控系统的安全可靠性。

（2）从被控设备和监控系统整体综合考虑，既然电源设备和监控系统的安全性、可靠性都能得到基本保证（电源设备中的可靠性指标要求为：开关整流设备MTBF>50000h，阀控电池MTBF>350000h，交直流配电设备可靠性指标要求更高，监控系统的可靠性指标要求为MTBF>100000h），监控系统的实施应向简单化、实用化、高智能化方面发展，同时保证监控系统的吿警、预警性能的准确性和快速性，再加上统计分析智能化功能的不断完善，使得类似一小时一抄表这样的功能变得没有太大的意义。

（3）更新人们过去那种人工看守式的维护观念，建立新的维护制度。

因此今后监控系统实施的又一项重要工作是从根本上改变传统维护模式，更有效利用监控技术，使电源监控系统在通信电源维护管理中发挥更大的作用。

4.监控系统的入网检测

对监控系统实施检测是一件很困难的事情，将受到下列条件的限制：

（1）对监控系统实施检测，首先在检测的项目、指标、检测条件及检测方法等方面需要有标准依据，目前虽然有一些监控系统方面的技术要求，但作为监控系统检测的标准依据还远远不够。

（2）监控系统与一般的电源设备相比采用更多的是计算机技术，更强调其系统的网络性、系统软件的实时性以及系统的功能性，由此对监控系统的实用性、技术性能的评估造成一定的难度。(www.xing528.com)

（3）监控系统是一个大型的实时性网络系统，具有一定的容量特征（包括软件容量特征及硬件容量特征），各种性能指标的实现在满容量运行时才有意义，作为监控系统性能指标的检测，建立一个满容量的系统是不可能的。

（4）受到通信方式、通信条件等其他方面的限制。

虽然对监控系统实施检测确实面临着很大的困难，但是通过一定的方法对监控系统实施检测以达到最大程度逼近，对监控系统性能指标进行描述和评估还是有必要和有意义的。

（二）动力环境监控系统设计原则及实现方式

1.动力环境监控系统设计原则

依据当前通信行业中各基层用户的使用需求和相关电源系统、设备的监控需要，认为要设计好电源、空调及环境集中的动力环境监控管理系统需要遵循以下原则：

（1）监控系统的增加，不能对供电系统造成运行上的影响，一定要确保各现有供电系统的安全性；

（2）充分利用各种供电设备本身已有的监控功能，优先考虑使用设备本身的通信接口来实现对设备的监控；

（3）必须保证监控系统运行的可靠性，即监控系统自身的故障率一定要尽可能低；

（4）必须保证监控系统运行的独立性，即监控系统应能屏蔽掉外来的非法数据的入侵；

（5）监控系统要具有较强的灵活扩展性和适应性；

（6）注意投资的经济性，即监控系统建设后所能节约的人力、物力和提高维护质量所带来的效益应远远大于建设监控系统的投资。

动力环境集中监控管理系统设计应满足“真正实现无人值守”“提高维护质童”和“节省人力、物力、财力”3个目标。

2.动力环境监控系统的表现方式

动力环境监控系统通过对电源、空调设备的各种参数的监视、管理和控制，为设备的集中操作维护和提高生产效率提供技术手段。其主要功能是使各级监控中心的用户能够通过此系统自动/手动、实时/定时地访问各电源、空调设备，了解其运行数据。

整个监控系统在逻辑上可分为由监控中心、监控站和监控单元组成的三级结构。

在通信局站设置前置计算机可构成监控系统的最低级—监控单元（SU）。系统通过监控单元对下层各种监控模块进行监控和管理（监控模块指带有通信接口的各种供电或空调设备，或指新增的用于监控环境信息的采集设备等）。在监控单元一般要求无人值守，所以，前置计算机主要功能在于接收和发出上下级传送的各种信息。

监控站与监控中心的功能类似，均提供操作和维护的平台供最终用户使用。二者不同之处在于，如果设置了监控站，则监控中心对监控站管理范围内的设备的监视和控制均会削弱，仅记录重要的运行和故障信息，以便了解整个地区的总体运行情况和进行全网范围的统计、分析工作。各地区、各公司可以根据各自的维护方式（包括维护人员的配置、维护责任的划分等等），将系统的操作维护重点或主要的监控手段放在监控站（SS）或监控中心（SC）。

（三）动力环境监控系统的组成结构

整个监控系统在逻辑上分为3个层次，分别是端局层次、监控中心层次和用户浏览器层次。端局负责采集电源、空调的各种信息。监控中心负责从端局收集信息，保存信息并提供Web服务。系统的用户原则上可以使用任意一台计算机，以浏览器方式，通过DCN网络访问监控中心读取数据和发送命令。

以地市级移动通信环境动力监控系统工程为例，为方便集中管理与维护，监控系统各地市的监控主机通常设置在省会城市交换局，各地区设置监控业务台、基站业务台与图像业务台，监控业务台从省会城市交换局的监控主机获取本地区的动力监控数据。

整个监控系统在网络上采用逐级汇接的树型结构，同时将各地区的监控主机设置在省网管中心。省监控中心负责对全省属所有通信局站的动力及环境系统进行实时监控，地市级监控中心负责对本地所有通信局站的动力及环境系统进行实时监控。两个监控中心主要由数据服务器、各种业务台、监控主机等组成，省监控中心计算机与移动其他网管计算机系统在工程需求时，可实现相互间的信息交互。

被监控局站内的监控模块与被监控设备之间采用RS-232、RS-485/422进行通信，采集模块根据局站的规模采用一条或多条RS-422总线的组网方式。交换局图像监控则从摄像机直接进入图像服务器，通过100MIP接口进入交换局内的交换机，传输到各级监控中心。

在省监控中心可采用三层交换机，所有监控主机、监控业务台都连接到三层交换机，通过路由器实现与各地区的连接；在各交换局采用交换机与路由器，所有分控中心业务台都连接到地区交换机。通过交换机划分VLAN和路由器的访问控制，可方便地实现系统内所有IP间的访问控制，有效地控制网络风暴，提高网络的安全性。

在省监控中心从基站的OMC获取基站的监控信息，在各地区配置基站业务台。各地区的基站业务台从省监控中心的OMC基站监控主机及基站数据服务器获取本地区的基站实时告警和历史告警数据。

环境动力监控系统的所有重要功能均集中在监控中心（SC）。要求监控中心具有强大的数据处理能力和高度的可靠性。监控中心的硬件由以下部分组成：数据库服务器、通信和Web服务器、磁盘阵列、工作台、打印机、大屏幕显示设备等。

各被监控的端局拥有各自独立的IP地址，对上层直接提供局域网口，监控中心可以通过IP地址直接访问到各端局。在端局前置机以总线形式或多串口形式与各监控模块建立连接，由前置机对监控模块直接收发信息并进行监控管理。