一、動力環(huán)境集中監(jiān)控的定位

動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是一個網(wǎng)絡(luò)化的集成系統(tǒng)，各局站的動力設(shè)備及環(huán)境運行數(shù)據(jù)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)集中到監(jiān)控中心,，并進行存儲、處理,，實時呈現(xiàn)運行數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù),。以“四遙”為手段，通信企業(yè)可以全面撤銷局站有人值守,，變被動的搶修模式為主動的預(yù)防性維護模式,，達(dá)到減員增效的目的。

二,、動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的背景

1,、通信企業(yè)競爭和發(fā)展的需要

隨著通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，通信企業(yè)間的競爭不斷加劇,，“網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是通信企業(yè)的生命線”,，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量領(lǐng)先是通信企業(yè)的絕對競爭優(yōu)勢，穩(wěn)定的動力設(shè)備和優(yōu)良的機房環(huán)境是保障網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量領(lǐng)先的必要條件,。為了提高運行質(zhì)量保障能力和運維管理低成本運作能力,，通信企業(yè)必須建設(shè)動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)。

2,、動力維護工作特點決定

動力設(shè)備預(yù)防性維護,、應(yīng)急供電搶修、機房環(huán)境維護等都是勞動密集型工作,，傳統(tǒng)的“有人值守+斷電搶修”維護模式,，執(zhí)行效率低、資源耗費大,，難以適應(yīng)動力維護工作發(fā)展的要求,。“生產(chǎn)關(guān)系要適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展”，維護體制必須向集中化,、精細(xì)化轉(zhuǎn)變,，動力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)適時而生,。

三,、動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的可行性

1、動力設(shè)備的可靠性提高

隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,，相控整流電源已經(jīng)全面升級為模塊化高頻開關(guān)電源,，防酸隔爆電池也換代為密封閥控蓄電池，自動化油機發(fā)電機組,、機房空調(diào)等應(yīng)用趨于成熟,，設(shè)備可靠性高、故障率低為實施無人值守,、集中監(jiān)控提供了基礎(chǔ)條件,。

2、動力設(shè)備智能性完善

設(shè)備的監(jiān)控單元能夠?qū)υO(shè)備本身運行狀態(tài)實時監(jiān)控,、智能管理,、自動撤投,。標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控接口和規(guī)范的智能協(xié)議為實施集中監(jiān)控提供了便利條件。

3,、工控技術(shù),、數(shù)據(jù)庫技術(shù)成熟

工控技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù),、系統(tǒng)集成技術(shù),、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的成熟應(yīng)用，為集中監(jiān)控提供了技術(shù)保障,。

4,、眾多監(jiān)控廠家的積極參與

眾多具有雄厚技術(shù)實力的監(jiān)控廠家積極投入，為集中監(jiān)控提供了強有力的技術(shù)支撐,。

四,、動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1996年，郵電部發(fā)布的《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求(暫行規(guī)定)》【YDN023-1996】,，是動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的第一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，為動力環(huán)境集中監(jiān)控的建設(shè)和發(fā)展指明了方向。

2005年,，信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布的《通信局(站)電源,、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)》【YD/T1363-2005】，總結(jié)了近十年的建設(shè)和應(yīng)用經(jīng)驗,，內(nèi)容豐富,、要求明確。該標(biāo)準(zhǔn)分為四個部分:第1部分系統(tǒng)技術(shù)要求代替了原《暫行規(guī)定》,，同時修訂和明確了若干定義和術(shù)語,，增加了監(jiān)控系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)接口的定義，修訂了監(jiān)控系統(tǒng)的組成及組網(wǎng)的要求,，補充了監(jiān)控對象及內(nèi)容,，補充了通用管理功能和系統(tǒng)各級功能部分，補充了監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件要求;第3部分是由原附錄《通信協(xié)議》修改后的前端智能設(shè)備協(xié)議部分;第2部分互聯(lián)協(xié)議和第4部分測試方法是新增部分,。

五,、動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)

1、系統(tǒng)組成簡介

動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)由采集子系統(tǒng),、傳輸子系統(tǒng),、軟件子系統(tǒng)組成，采集子系統(tǒng)完成底端數(shù)據(jù)的采集,，傳輸子系統(tǒng)將底端采集到的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心,，軟件子系統(tǒng)完成系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)處理,、告警產(chǎn)生,、數(shù)據(jù)存儲,、系統(tǒng)功能等。

被監(jiān)控對象按功能分為動力和環(huán)境兩大類,，動力類包括高壓配電,、低壓配電、UPS,、油機,、電源、電池組,、空調(diào)等,，環(huán)境類包括、門禁,、煙感,、溫度、濕度等,。

被監(jiān)控對象按采集方式分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備兩大類,，智能設(shè)備本身具有數(shù)據(jù)采集和處理能力，并帶有智能接口,，可以與上位機通信;非智能設(shè)備本身不具備數(shù)據(jù)采集和處理能力,，需要增加傳感器、變送器和采集器來完成數(shù)據(jù)采集和上報,。

2,、數(shù)據(jù)采集技術(shù)

在采集子系統(tǒng)中，被監(jiān)控信號的測量至關(guān)重要,，被監(jiān)控信號按照特性可以分為模擬量和開關(guān)量,。

1)模擬量采集技術(shù)

模擬量是指隨時間連續(xù)變化的量，對于這些信號的測量,，需采用模/數(shù)(A/D,，Analogue/Digital)轉(zhuǎn)換設(shè)備將模擬量變成數(shù)字量后才能適合計算機采集。智能設(shè)備的模擬量信號由監(jiān)控單元完成采集,，而非智能設(shè)備的模擬量信號需要增加數(shù)據(jù)采集器,、傳感器、變送器等來完成采集,，將非電量信號轉(zhuǎn)換為適合采集器輸入特性的電量信號。

2)開關(guān)量采集技術(shù)

開關(guān)量是指不連續(xù)變化的,、具有確定的幾種狀態(tài)的量,，最典型的是僅有“0”和“1”兩種狀態(tài)的開關(guān)量。非智能設(shè)備的開關(guān)量信號采集也需要增加開關(guān)量傳感器和采集器,。

3,、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

1)E1中繼傳輸技術(shù)

E1中繼線路上傳輸2M的碼流,，有信道化E1和非信道化E1兩種資源。信道化E1(CE1)定義了幀結(jié)構(gòu),，每幀32個時(TS0~TS31),，其中TS0用于同步，TS16用于信令,，其余用于傳輸數(shù)據(jù),，每個時隙的帶寬為2M/32=64K。

在動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中,，2M的某一個時隙可以用于基站與端局監(jiān)控主機之間的數(shù)據(jù)傳輸,，整個2M也可以用于LSC與CSC之間的大數(shù)據(jù)量的傳輸;在基站2M的某時隙傳送數(shù)據(jù)時，需要在基站配置2M抽時隙設(shè)備,，在LSC中心通過交換機做半永久連接或增加DXC數(shù)據(jù)收斂設(shè)備,，傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)。

2M傳輸具有傳輸穩(wěn)定性好,、可靠性高,、響應(yīng)速度快的特點。目前中國移動的大部分基站動力環(huán)境監(jiān)控均采用這種傳輸模式,。

2)IP(MDCN)傳輸技術(shù)

局站動力環(huán)境監(jiān)控的串行數(shù)據(jù),，通過傳輸設(shè)備轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包，并通過以太網(wǎng)口接入到已經(jīng)建好的MDCN網(wǎng)絡(luò)中,，LSC的端局監(jiān)控主機接入MDCN網(wǎng)就可以采集到各局站的動力環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù),。CSC與LSC之間也可以用MDCN來傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)。

MDCN網(wǎng)的特點是前期必須已經(jīng)建成網(wǎng)絡(luò),，后期上監(jiān)控時,，傳輸投入較少，但是如果是某些時段網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量太大,，會影響到監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度及穩(wěn)定性,。

3)干接點技術(shù)

由采集器連接各種動力與環(huán)境傳感器和監(jiān)測點進行數(shù)據(jù)采集，通過OMC與LSC相連,，監(jiān)控數(shù)據(jù)為開關(guān)量,，可以實現(xiàn)遙信功能。監(jiān)控信息單向上行傳輸,，監(jiān)控數(shù)據(jù)通過BTS上的外部告警單元經(jīng)由BSC傳送到OMC,。一般在非重要局站的設(shè)備上采用干接點監(jiān)控子系統(tǒng)。

4)數(shù)字公務(wù)信道技術(shù)

如果E1中繼線路緊張,，而又沒有MDCN網(wǎng)絡(luò),，可以采用數(shù)字公務(wù)信道傳送基站動力環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)，由于一條鏈路上傳送有多個基站的監(jiān)控數(shù)據(jù),，各個采集設(shè)備的上報波特率必須相同而地址不同,，上位機采用分時輪巡的方式采集,。數(shù)字公務(wù)信道有廣播方式的，也有點對點方式的,，如果是點對點方式的,，還需要在每個基站上增加通信串口轉(zhuǎn)換器來進行橋接組網(wǎng)。這種傳輸方式因采集速度慢,、穩(wěn)定性差而應(yīng)用較少,。

5)短信傳送技術(shù)

短信傳送信息，主要用于監(jiān)控中心的告警輸出,，當(dāng)有告警產(chǎn)生時,，可以將相關(guān)告警通知相應(yīng)的維護人員或值班人員，對設(shè)備告警做相應(yīng)處理,。

短信告警輸出的方式有兩種,，一種是采用無線MODEM的方式，這種方式實現(xiàn)起來相對簡單,，另外一種方式是監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過短信中心來發(fā)送告警信息給維護人員,，這需要監(jiān)控軟件與短信中心通過一定的協(xié)議來實現(xiàn)，需要雙方的配合,，實現(xiàn)難度相對較大,。

告警短信只能作為監(jiān)控中心值班的一種輔助手段，監(jiān)控中心的值守才是主要手段,，因為告警短信有時延時較大,，特別是節(jié)假日，由于客戶的短信信息量太大,，短信是排隊發(fā)送的,，延時會更大。

4,、基本組網(wǎng)技術(shù)

這里的組網(wǎng)方案是指在沒有MDCN的情況下,，新建監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基本組網(wǎng)方案，在實際組網(wǎng)時,，可能是多種基本方案混合組網(wǎng),，根據(jù)局站與中心的連接方式可分為三種基本組網(wǎng)方案。

1)多串口卡組網(wǎng)技術(shù)

這種技術(shù)方案主要用于基站與LSC的端局監(jiān)控主機間的組網(wǎng),，傳輸?shù)蕉啻诳ǖ亩丝谏系臄?shù)據(jù)是串行數(shù)據(jù),，一個端口上可以是一個基站的數(shù)據(jù)(如:2M抽時隙點對點方式)，也可以是多個基站的數(shù)據(jù),。

2)基于路由器的組網(wǎng)技術(shù)

這種技術(shù)方案主要用于樞紐局SU與LSC間的組網(wǎng),、LSC與CSC間的組網(wǎng)。

3)遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器的組網(wǎng)技術(shù)

這種技術(shù)方案主要用于數(shù)據(jù)量較大的遠(yuǎn)端局站與LSC間的組網(wǎng),，端局監(jiān)控主機與LSC局域網(wǎng)構(gòu)成一個局域網(wǎng),。

六、動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1,、建設(shè)規(guī)模

經(jīng)過近十年的發(fā)展,，動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)具有一定的規(guī)模，以中國移動為例,，中心機房監(jiān)控率93.44%;VIP基站監(jiān)控率95.84%;普通基站監(jiān)控率76.95%,。并且動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為了通信建設(shè)的配套工程，“同步設(shè)計,、同步施工,、同步驗收”。

2,、應(yīng)用水平

大致可分為基本,、中級、高級三個層次,，從中國移動全網(wǎng)情況看,，基本應(yīng)用已經(jīng)全部實現(xiàn)，大部分處于中級應(yīng)用水平,，高級應(yīng)用尚處于探索和不斷完善之中,。

1)基本應(yīng)用

a.看告警，看設(shè)備運行數(shù)據(jù);

b.偶爾控制油機和空調(diào),。

2)中級應(yīng)用

a.查詢歷史停電報表;

b.查詢油機開機報表;

c.打印相關(guān)的告警報表;

d.輔助進行蓄電池放電試驗,。

3)高級應(yīng)用

a.進行設(shè)備運行質(zhì)量考核、維護人員績效考核;

b.進行故障預(yù)測,、故障控制;

c.進行設(shè)備生命期預(yù)測;

d.指導(dǎo)設(shè)備大修,、改造、更新,、選型;

e.實施動力設(shè)備資源管理;

f.改進動力節(jié)能運行方案;

g.基站防盜的告警聯(lián)動

3,、典型成果

1)應(yīng)急供電能力大大增強

近三年，面對電荒,、臺風(fēng)等自然災(zāi)害嚴(yán)重,，動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)科學(xué)調(diào)配搶修資源，保障了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急供電工作,，既提高了資源利用率,，又延長了設(shè)備使用壽命。而且通過遠(yuǎn)程控制空調(diào),、開關(guān)電源運行,，在節(jié)能降耗方面起到了積極作用。

2)運行維護效率大幅提升

依托集中監(jiān)控系統(tǒng)，動力設(shè)備數(shù)量迅速增加,、人力基本不變的矛盾得到了很好的解決,，通過實時監(jiān)控、告警處理,、工單管理等手段,，維護工作有的放矢、執(zhí)行有力,，運行質(zhì)量穩(wěn)步提升,，重大斷電事故率明顯降低。

3)代維管理,、機房安全管理方面顯實效

利用監(jiān)控門禁系統(tǒng),，準(zhǔn)確掌握代維公司下局站的時間，考核代維公司到達(dá)局站維護情況,。同時有效解決了防盜問題,，實現(xiàn)了機房安全管理。

4)科學(xué)指導(dǎo)設(shè)備優(yōu)化和技術(shù)改造

設(shè)備性能評估,，通過統(tǒng)計分析歷史數(shù)據(jù),，對設(shè)備的性能進行評估，并作為設(shè)備大修,、改造或更新的依據(jù),。設(shè)備考核與選型，統(tǒng)計各廠家各型號設(shè)備故障率,、平均故障修復(fù)時間,、重要告警總歷時、電源效率,、誤告警率,、平均使用年限等，對設(shè)備進行綜合考核,，將同類設(shè)備分廠家進行排序,，作為選型時的參考。

七,、動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵性能

1,、系統(tǒng)穩(wěn)定性

作為動力設(shè)備及環(huán)境的維護工具，集中監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響到動力設(shè)備維護的效率與質(zhì)量,，監(jiān)控系統(tǒng)越穩(wěn)定,，動力設(shè)備發(fā)生重大故障的風(fēng)險就越小。

1)數(shù)據(jù)采集器件的可靠性

集中監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,、可靠性主要由采集子系統(tǒng)決定的,，采集子系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性由兩個因素決定,，一是傳感器/變送器準(zhǔn)確性與可靠性，一是采集器A/D變換的準(zhǔn)確性與可靠性,。

2)數(shù)據(jù)處理設(shè)備的穩(wěn)定性

監(jiān)控主機,、端局監(jiān)控主機、協(xié)議轉(zhuǎn)換器等都屬于數(shù)據(jù)處理設(shè)備,。數(shù)據(jù)處理設(shè)備不但要完成底端采集到的數(shù)據(jù)處理,，還要將處理后的數(shù)據(jù)通過傳輸系統(tǒng)傳送給上層軟件系統(tǒng),。數(shù)據(jù)處理設(shè)備中斷,，監(jiān)控中心將無法監(jiān)控到該設(shè)備下面的監(jiān)控對象。數(shù)據(jù)處理設(shè)備的穩(wěn)定性將直接影響監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。

3)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的科學(xué)性

局站眾多,，信號量大，監(jiān)控系統(tǒng)龐大,，需要存儲的數(shù)據(jù)量也非常大,，所以，在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計時需要選定一種存儲容量,、存取速度都能滿足要求的可靠的數(shù)據(jù)庫,。而且，在設(shè)計時要合理設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),，提高數(shù)據(jù)庫的運行效率及讀寫速度,，增加數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性。

數(shù)據(jù)庫空間是有限度的,，數(shù)據(jù)存儲量越大,，響應(yīng)速度會逐漸變慢，不穩(wěn)定的風(fēng)險就會增加,，所以,，在工程具體應(yīng)用時，在符合歷史數(shù)據(jù)查詢要求的基礎(chǔ)上,，必須精簡信號,，刪除不必要的信號，同時合理設(shè)置存儲周期和閥值,，保證寶貴的數(shù)據(jù)庫空間,。

2、數(shù)據(jù)過濾功能

數(shù)據(jù)過濾是一個基礎(chǔ)功能,，例如任何一個告警都會并發(fā)各種關(guān)聯(lián)設(shè)備的告警,，為了突出該告警本身，便于故障定位與維修,，根據(jù)動力供電系統(tǒng)原理,，監(jiān)控系統(tǒng)必須自動實現(xiàn)將該告警引起的下游設(shè)備告警過濾掉，減少監(jiān)控系統(tǒng)告警量。數(shù)據(jù)過濾是集中監(jiān)控系統(tǒng)人機友好的重要功能,，必須持續(xù)改進和優(yōu)化,。

八、機房動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向

1,、完善B接口,、建設(shè)CSC，發(fā)揮集中優(yōu)勢

在地市LSC成熟應(yīng)用基礎(chǔ)上,，為了實現(xiàn)更高的集中化管理,，必須建設(shè)省CSC，將各地市LSC連接起來,。這樣,，就存在CSC與LSC統(tǒng)一接口協(xié)議問題，即監(jiān)控系統(tǒng)B接口,。但是在實際運作過程中,，發(fā)現(xiàn)最初的B接口存在一些局限性和二義性。例如:B接口的功能實現(xiàn)過分依賴通訊,，沒有設(shè)計一套可靠性保證機制;各個廠家的LSC設(shè)計思路和性能差異極大地影響CSC功能的實現(xiàn),。

因此，必須在實踐中對B接口進一步調(diào)試,、修改,、完善，使B接口運行更加穩(wěn)定,，也使整個監(jiān)控系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠,。

2、統(tǒng)一A接口,、推廣創(chuàng)新方案,，降低建設(shè)成本

監(jiān)控系統(tǒng)中涉及大量的A接口協(xié)議，即智能設(shè)備通信協(xié)議,。由于各廠家采用的智能設(shè)備的協(xié)議不同,，種類繁多(特別是個別廠家采用私有協(xié)議)，在接入監(jiān)控系統(tǒng)時,，還可能要增加一些協(xié)議轉(zhuǎn)換器完成協(xié)議轉(zhuǎn)換;統(tǒng)一A接口協(xié)議,，可以節(jié)約大量的建設(shè)成本。

3,、深挖統(tǒng)計數(shù)據(jù),，實現(xiàn)監(jiān)控的高級應(yīng)用

通過停電報表，分析評價市電的質(zhì)量,，指導(dǎo)建設(shè)和維護,。通過歷史告警統(tǒng)計報表,，作為該局站設(shè)備穩(wěn)定性、維護業(yè)務(wù)考核的依據(jù),。通過設(shè)備歷史告警統(tǒng)計報表,，評價各設(shè)備告警/故障率情況，作為設(shè)備選型的重要依據(jù),。通過電池放電曲線報表,，評價電池的好壞，發(fā)現(xiàn)落后電池,。在電費統(tǒng)計的同時,，分析電源工作效率=電源直流用電量/電源交流用電量。通過查詢,、統(tǒng)計,、分析設(shè)備的歷史告警情況，結(jié)合設(shè)備使用年限,，對設(shè)備的故障趨勢預(yù)測，提前做好預(yù)防性維護和計劃性更新工作,，降低故障率,，延長設(shè)備使用壽命。

4,、科學(xué)規(guī)劃,，平滑升級為機房綜合信息平臺

動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是獨立于通信業(yè)務(wù)網(wǎng)管系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施管理平臺，隨著集中化的逐步推進,，智能門禁,、智能電表、綜合防盜,、圖像監(jiān)控,、智能節(jié)能、機房空間資源等等機房基礎(chǔ)信息都將是集中管理的內(nèi)容,，因此,，必須科學(xué)規(guī)劃動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)和擴展能力，為升級為機房綜合信息管理平臺打好基礎(chǔ),。

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