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機房動力環境監控系統的技術標準及發展方向

時間:2017-09-05 16:02來源:未知 作者:Jack P 點擊:

 一、動力環境集中監控的定位

 

  動力環境集中監控系統是一個網絡化的集成系統,各局站的動力設備及環境運行數據通過傳輸網絡集中到監控中心,并進行存儲、處理,實時呈現運行數據和告警數據。以四遙為手段,通信企業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防性維護模式,達到減員增效的目的。

 

  二、動力環境集中監控系統的背景

 

  1、通信企業競爭和發展的需要

 

  隨著通信行業的迅猛發展,通信企業間的競爭不斷加劇,網絡質量是通信企業的生命線,網絡質量領先是通信企業的絕對競爭優勢,穩定的動力設備和優良的機房環境是保障網絡質量領先的必要條件。為了提高運行質量保障能力和運維管理低成本運作能力,通信企業必須建設動力環境集中監控系統。

 

  2、動力維護工作特點決定

 

  動力設備預防性維護、應急供電搶修、機房環境維護等都是勞動密集型工作,傳統的有人值守+斷電搶修維護模式,執行效率低、資源耗費大,難以適應動力維護工作發展的要求。生產關系要適應生產力的發展,維護體制必須向集中化、精細化轉變,動力及環境集中監控系統適時而生。

 

  三、動力環境集中監控系統的可行性

 

  1、動力設備的可靠性提高

 

  隨著應用技術的不斷發展,相控整流電源已經全面升級為模塊化高頻開關電源,防酸隔爆電池也換代為密封閥控蓄電池,自動化油機發電機組、機房空調等應用趨于成熟,設備可靠性高、故障率低為實施無人值守、集中監控提供了基礎條件。

 

  2、動力設備智能性完善

 

  設備的監控單元能夠對設備本身運行狀態實時監控、智能管理、自動撤投。標準的監控接口和規范的智能協議為實施集中監控提供了便利條件。

 

  3、工控技術、數據庫技術成熟

 

  工控技術、數據采集技術、系統集成技術、數據庫技術的成熟應用,為集中監控提供了技術保障。

 

  4、眾多監控廠家的積極參與

 

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

 

  四、動力環境集中監控系統的技術標準

 

  1996年,郵電部發布的《通信電源和空調集中監控系統技術要求(暫行規定)》【YDN023-1996】,是動力環境集中監控系統的第一個行業標準,為動力環境集中監控的建設和發展指明了方向。

 

  2005年,信息產業部發布的《通信局()電源、空調及環境集中監控管理系統》【YD/T1363-2005】,總結了近十年的建設和應用經驗,內容豐富、要求明確。該標準分為四個部分:1部分系統技術要求代替了原《暫行規定》,同時修訂和明確了若干定義和術語,增加了監控系統的功能結構和物理結構以及相應接口的定義,修訂了監控系統的組成及組網的要求,補充了監控對象及內容,補充了通用管理功能和系統各級功能部分,補充了監控系統硬件和軟件要求;3部分是由原附錄《通信協議》修改后的前端智能設備協議部分;2部分互聯協議和第4部分測試方法是新增部分。

 

  五、動力環境集中監控系統的主要技術

 

  1、系統組成簡介

 

  動力環境集中監控系統由采集子系統、傳輸子系統、軟件子系統組成,采集子系統完成底端數據的采集,傳輸子系統將底端采集到的數據傳送到監控中心,軟件子系統完成系統設置、數據處理、告警產生、數據存儲、系統功能等。

 

  被監控對象按功能分為動力和環境兩大類,動力類包括高壓配電、低壓配電、UPS、油機、電源、電池組、空調等,環境類包括、門禁、煙感、溫度、濕度等。

 

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

 

  2、數據采集技術

 

  在采集子系統中,被監控信號的測量至關重要,被監控信號按照特性可以分為模擬量和開關量。

 

  1)模擬量采集技術

 

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

 

  2)開關量采集技術

 

  開關量是指不連續變化的、具有確定的幾種狀態的量,最典型的是僅有01兩種狀態的開關量。非智能設備的開關量信號采集也需要增加開關量傳感器和采集器。

 

  3、數據傳輸技術

 

  1)E1中繼傳輸技術

 

  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)定義了幀結構,每幀32個時(TS0~TS31),其中TS0用于同步,TS16用于信令,其余用于傳輸數據,每個時隙的帶寬為2M/32=64K。

 

  在動力環境監控系統中,2M的某一個時隙可以用于基站與端局監控主機之間的數據傳輸,整個2M也可以用于LSCCSC之間的大數據量的傳輸;在基站2M的某時隙傳送數據時,需要在基站配置2M抽時隙設備,在LSC中心通過交換機做半永久連接或增加DXC數據收斂設備,傳輸監控數據。

 

  2M傳輸具有傳輸穩定性好、可靠性高、響應速度快的特點。目前中國移動的大部分基站動力環境監控均采用這種傳輸模式。

 

  2)IP(MDCN)傳輸技術

 

  局站動力環境監控的串行數據,通過傳輸設備轉換為IP數據包,并通過以太網口接入到已經建好的MDCN網絡中,LSC的端局監控主機接入MDCN網就可以采集到各局站的動力環境監控數據。CSCLSC之間也可以用MDCN來傳輸監控數據。

 

  MDCN網的特點是前期必須已經建成網絡,后期上監控時,傳輸投入較少,但是如果是某些時段網絡數據流量太大,會影響到監控系統的響應速度及穩定性。

 

  3)干接點技術

 

  由采集器連接各種動力與環境傳感器和監測點進行數據采集,通過OMCLSC相連,監控數據為開關量,可以實現遙信功能。監控信息單向上行傳輸,監控數據通過BTS上的外部告警單元經由BSC傳送到OMC。一般在非重要局站的設備上采用干接點監控子系統。

 

  4)數字公務信道技術

 

  如果E1中繼線路緊張,而又沒有MDCN網絡,可以采用數字公務信道傳送基站動力環境監控數據,由于一條鏈路上傳送有多個基站的監控數據,各個采集設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。數字公務信道有廣播方式的,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換器來進行橋接組網。這種傳輸方式因采集速度慢、穩定性差而應用較少。

 

  5)短信傳送技術

 

  短信傳送信息,主要用于監控中心的告警輸出,當有告警產生時,可以將相關告警通知相應的維護人員或值班人員,對設備告警做相應處理。

 

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

 

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

 

  4、基本組網技術

 

  這里的組網方案是指在沒有MDCN的情況下,新建監控系統網絡的基本組網方案,在實際組網時,可能是多種基本方案混合組網,根據局站與中心的連接方式可分為三種基本組網方案。

 

  1)多串口卡組網技術

 

  這種技術方案主要用于基站與LSC的端局監控主機間的組網,傳輸到多串口卡的端口上的數據是串行數據,一個端口上可以是一個基站的數據(:2M抽時隙點對點方式),也可以是多個基站的數據。

 

  2)基于路由器的組網技術

 

  這種技術方案主要用于樞紐局SULSC間的組網、LSCCSC間的組網。

 

  3)遠程訪問服務器的組網技術

 

  這種技術方案主要用于數據量較大的遠端局站與LSC間的組網,端局監控主機與LSC局域網構成一個局域網。

 

  六、動力環境集中監控系統的應用現狀

 

  1、建設規模

 

  經過近十年的發展,動力環境集中監控系統的建設已經具有一定的規模,以中國移動為例,中心機房監控率93.44%;VIP基站監控率95.84%;普通基站監控率76.95%。并且動力環境集中監控系統已經成為了通信建設的配套工程,同步設計、同步施工、同步驗收。

 

  2、應用水平

 

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

 

  1)基本應用

 

  a.看告警,看設備運行數據;

 

  b.偶爾控制油機和空調。

 

  2)中級應用

 

  a.查詢歷史停電報表;

 

  b.查詢油機開機報表;

 

  c.打印相關的告警報表;

 

  d.輔助進行蓄電池放電試驗。

 

  3)高級應用

 

  a.進行設備運行質量考核、維護人員績效考核;

 

  b.進行故障預測、故障控制;

 

  c.進行設備生命期預測;

 

  d.指導設備大修、改造、更新、選型;

 

  e.實施動力設備資源管理;

 

  f.改進動力節能運行方案;

 

  g.基站防盜的告警聯動

 

  3、典型成果

 

  1)應急供電能力大大增強

 

  近三年,面對電荒、臺風等自然災害嚴重,動力環境集中監控系統科學調配搶修資源,保障了網絡應急供電工作,既提高了資源利用率,又延長了設備使用壽命。而且通過遠程控制空調、開關電源運行,在節能降耗方面起到了積極作用。

 

  2)運行維護效率大幅提升

 

  依托集中監控系統,動力設備數量迅速增加、人力基本不變的矛盾得到了很好的解決,通過實時監控、告警處理、工單管理等手段,維護工作有的放矢、執行有力,運行質量穩步提升,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

 

  利用監控門禁系統,準確掌握代維公司下局站的時間,考核代維公司到達局站維護情況。同時有效解決了防盜問題,實現了機房安全管理。

 

  4)科學指導設備優化和技術改造

 

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

 

  七、動力環境集中監控系統的兩個關鍵性能

 

  1、系統穩定性

 

  作為動力設備及環境的維護工具,集中監控系統的穩定性直接影響到動力設備維護的效率與質量,監控系統越穩定,動力設備發生重大故障的風險就越小。

 

  1)數據采集器件的可靠性

 

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

 

  2)數據處理設備的穩定性

 

  監控主機、端局監控主機、協議轉換器等都屬于數據處理設備。數據處理設備不但要完成底端采集到的數據處理,還要將處理后的數據通過傳輸系統傳送給上層軟件系統。數據處理設備中斷,監控中心將無法監控到該設備下面的監控對象。數據處理設備的穩定性將直接影響監控系統的穩定性。

 

  3)數據庫設計的科學性

 

  局站眾多,信號量大,監控系統龐大,需要存儲的數據量也非常大,所以,在監控系統的設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據庫。而且,在設計時要合理設計數據結構,提高數據庫的運行效率及讀寫速度,增加數據庫的穩定性。

 

  數據庫空間是有限度的,數據存儲量越大,響應速度會逐漸變慢,不穩定的風險就會增加,所以,在工程具體應用時,在符合歷史數據查詢要求的基礎上,必須精簡信號,刪除不必要的信號,同時合理設置存儲周期和閥值,保證寶貴的數據庫空間。

 

  2、數據過濾功能

 

  數據過濾是一個基礎功能,例如任何一個告警都會并發各種關聯設備的告警,為了突出該告警本身,便于故障定位與維修,根據動力供電系統原理,監控系統必須自動實現將該告警引起的下游設備告警過濾掉,減少監控系統告警量。數據過濾是集中監控系統人機友好的重要功能,必須持續改進和優化。

 

  八、機房動力環境集中監控系統的發展方向

 

  1、完善B接口、建設CSC,發揮集中優勢

 

  在地市LSC成熟應用基礎上,為了實現更高的集中化管理,必須建設省CSC,將各地市LSC連接起來。這樣,就存在CSCLSC統一接口協議問題,即監控系統B接口。但是在實際運作過程中,發現最初的B接口存在一些局限性和二義性。例如:B接口的功能實現過分依賴通訊,沒有設計一套可靠性保證機制;各個廠家的LSC設計思路和性能差異極大地影響CSC功能的實現。

 

  因此,必須在實踐中對B接口進一步調試、修改、完善,使B接口運行更加穩定,也使整個監控系統更加穩定可靠。

 

  2、統一A接口、推廣創新方案,降低建設成本

 

  監控系統中涉及大量的A接口協議,即智能設備通信協議。由于各廠家采用的智能設備的協議不同,種類繁多(特別是個別廠家采用私有協議),在接入監控系統時,還可能要增加一些協議轉換器完成協議轉換;統一A接口協議,可以節約大量的建設成本。

 

  3、深挖統計數據,實現監控的高級應用

 

  通過停電報表,分析評價市電的質量,指導建設和維護。通過歷史告警統計報表,作為該局站設備穩定性、維護業務考核的依據。通過設備歷史告警統計報表,評價各設備告警/故障率情況,作為設備選型的重要依據。通過電池放電曲線報表,評價電池的好壞,發現落后電池。在電費統計的同時,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、統計、分析設備的歷史告警情況,結合設備使用年限,對設備的故障趨勢預測,提前做好預防性維護和計劃性更新工作,降低故障率,延長設備使用壽命。

 

  4、科學規劃,平滑升級為機房綜合信息平臺

 

  動力環境集中監控系統是獨立于通信業務網管系統的基礎設施管理平臺,隨著集中化的逐步推進,智能門禁、智能電表、綜合防盜、圖像監控、智能節能、機房空間資源等等機房基礎信息都將是集中管理的內容,因此,必須科學規劃動力環境集中監控系統和擴展能力,為升級為機房綜合信息管理平臺打好基礎。

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