高速公路沿线机房智能管理系统建设实施方案

赵金婵

(山西省自动化研究所，山西 太原 030012)



高速公路沿线机房智能管理系统建设实施方案

赵金婵

(山西省自动化研究所，山西 太原 030012)

摘要：通过实现环境参数、监控设备等的集中监控、集中维护、集中管理获得直观的统计分析报告，采用先进的“预警”维护方式彻底解决落后的人工被动的维护方式，精确定位故障，可以提高供配电系统运行的可靠性、安全性、先进性，也为了提高高速公路的生产及管理效益，管理自动化水平，减轻高速公路管理人员的劳动强度，减少值班维护人员，降低运行维护成本。为变电所的安全和可靠运行提供有力保障，防范于未然从而极大的提高办公效率。

关键词：实时监控；人机界面；物联网；管理自动化

1高速公路机房智能管理系统的背景及目标需求

1.1背景

机房设备运行和数据传输的安全跟机房所处环境有很大的关系。高速公路对沿路机房动力环境及安防问题提出了新的需求，急切需要实现漏水、烟雾、温湿度、电量、门磁、亮化控制、人员入侵等信息进行集中监控管理、统计分析[1]。通过实现环境参数、监控设备等的集中监控、集中维护、集中管理获得直观的统计分析报告，采用先进的“预警”维护方式彻底解决落后的人工被动的维护方式，精确定位故障，可以提高供配电系统运行的可靠性、安全性、先进性，也为了提高高速公路的生产及管理效益，管理自动化水平，减轻高速公路管理人员的劳动强度，减少值班维护人员，降低运行维护成本。为变电所的安全和可靠运行提供有力保障，防范于未然从而极大的提高办公效率[2]。

围绕高速公路沿线机房的动力环境及安防监控系统建设项目，在多次调研、反复论证的基础上，编写了高速公路沿线机房的动力环境及安防监控系统建设项目实施方案。此系统工程跨越安防、电气设备、计算机设备、网络智能、通信技术等多项专业领域，是基于物联网思想的系统集成技术解决方案[3]。

1.2目标需求

建设一个成功的高速公路机房智能管理综合系统,应综合利用多种技术手段，从实际出发，使集中监控系统达到最大的可用性、可靠性和安全性。实现以下功能，以达到对变电所监控无人值守的目的。

1) 实时监控，报警响应时间迅速。

2) 系统性能与系统规模的无关性。

3) 实现无人或少人值守的能力。

4) 系统必须具有防网络攻击功能。

5) 系统数据传输路径具有必要的冗余设计，保证数据传输的可靠性。

6) 具备在线升级的能力，并兼容第三方硬件的能力。

7) 统一的中文人机界面。

2机房智能管理系统建设项目技术方案

高速公路智能管理系统的基本组成包括：终端监控设备层、通信层、机房管理软件，以下为分别论述。

2.1终端监控设备层

2.1.1环境监控与数据采集

终端监控设备层包含环境监控与数据采集，可以通过模拟量或数字量实现对机房内水浸、烟雾、温湿度、门磁、红外报警、手动报警的数据采集。

采集子系统是数据采集并处理和分发的中心，具有如下特点[4]：

1) 监控命令的上承下达、监控数据(告警数据、实时监测数据等)的分析、处理等。

2) 具备接受控制命令并对设备实施控制操作的能力。

3) 监控主机将监控数据发送给交换机组成的传输子系统。

2.1.2机房照明监控

通过TS-IP-PDU/MOD-8实现对机房照明的智能化管理。除了在监控中心可以远程监测机房照明状态以及实现远程开关控制，变电所本地也可以手动开关照明。系统能最大化地降低照明本身的运营成本，且由于减少了开灯时间，延长了灯具寿命，进一步提高了经济效益。

TS-IP-PDU/MOD-8有8路回路控制，从而实现8个回路亮化的控制，可以通过扩展模块实现更多路数的监控[5]。

2.1.3机房风机监控

通过TS-IP-PDU/MOD-8实现对机房风机的智能化管理，可根据变电站内外的环境条件温差引入室外清洁的冷空气对变电站内进行自然降温，同时排出变电站内的热空气，从而达到在常年大多数条件下替代空调制冷的效果，避免了空调长时间的运行所造成的电能浪费，有效降低变电站空调的运行时间，达到降低通信机房电能消耗的目的。同时能实现变电所远程操控功能[6]。TS-IP-PDU/MOD-8带有风机状态监测功能，整个系统通过DC24 V电源供电，带有4～8个电源输出，可以带动8路AC/DC风机工作。

2.2通信层

监控系统中的终端监控设备层、服务器和监控管理软件等全部通过以太网连接，采用以太网的优点是系统扩展容易。也可在数据传输方面组成冗余环网，保证监控数据传输的可靠性。

为了安全起见，在监控系统局域网和广域网之间采用硬件安全网关，它可通过监测、限制、更改跨越安全网关的数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况，并通过检测阻断威胁，以及网络数据加密等手段来实现网络和信息的安全，防止非法入侵。

机房监控数据采集和控制都是以以太网形式进行传输和组网，为保障系统的稳定性，可以采用百兆环网的组网方式。

2.3机房监控管理软件

2.3.1计算机系统

操作系统选用Windows系列，其中服务器采用Windows 2000 Server以上操作系统，监控主机和业务台采用Windows 2000 Professional及以上操作系统，计算机内存8G以上，双核处理器。

2.3.2监控管理软件TS-MCSS-V1.1

监控软件TS-MCSS-V1.1位于数据采集的最顶端，下接端局变电所的一体化采集器、智能设备等，它接收从采集器及各种智能设备上报的数据。监控主机采集各设备的数据后，对数据进行处理，依据不同设备的具体情况进行数据分析、归纳、整理，得到设备当前的运行状况(例如是否产生告警信号、数据如何保存、数据统计等)后上送到监控站中心数据库服务器，利用操作系统提供的多线程、多进程、异步处理、标准网络接口等新特性实现了系统的设置灵活、反应迅速、性能稳定等特点。

3机房智能管理系统施工布局图设计

隧道机房智能管理系统设计见图1，隧道机房智能管理系统配置见表1。

图1　隧道机房智能管理系统配置图

名称面积检测点使用设备数量备注隧道变电所机房4900×2800综合环境监测TS-MCS01/SM1监控主机照明/风机控制TS-IP-PDU/MOD81远程电源管理控制器烟感烟感传感器4入侵红外探测器1温湿度智能温湿度传感器2声光报警器声光报警1水浸水浸传感器4门磁传感器门状态检测1双控开关双控开关3软件设计软件调试1

4结束语

总的看来，该系统的应用，可以提高供配电系统运行的可靠性、安全性、先进性，也为了提高高速公路的生产及管理效益，管理自动化水平，减轻高速公路管理人员的劳动强度，减少值班维护人员，降低运行维护成本。为变电所的安全和可靠运行提供有力保障，防范于未然从而极大的提高办公效率。

参考文献

[1]何洋，范中山，陈洪涛.高速公路沿线设施智能防盗系统[J].公路交通科技,2013(6)：217.

[2]陈曼娜.高速公路路灯电缆防盗监控系统应用方案[J].中国交通信息化，2011(3):116.

[3]李永亮，王中华，钱宜升，等.高速公路电缆防盗联动机制探讨[J].公路交通科技，2010(7)：305.

[4]孙文进，魏伟，王中华.“四防”技术在高速公路电缆防盗中的研究与应用[J].西部交通科技，2010(2)：107.

[5]黄冠群.浅谈高速公路智能管理系统的建设[J].科技创新与应用，2014(16)：198.

[6]王忠军，张似华.高速公路智能化管理理论与实践[M].郑州： 河南人民出版社，2010.

Construction Plan for Intelligent Room Management System Along with the Highway

Zhao Jinchan

(ShanxiAutomationResearchInstitute,TaiyuanShanxi030012,China)

Abstract:By implementing the centralized monitoring, centralized maintenance and centralized management for environmental parameters and monitoring equipment, the intuitive statistical analysis report is gotten. The advanced “early warning” maintenance mode is adopted to completely resolve the outdated and passive artificial maintenance way, pinpoint the faults and can improve the operation reliability, security and advancement of the supply and distribution electricity system. It can also improve the production and management efficiency in expressway and the automation level of management; reduce the labor intensity of highway management staff; reduce the maintenance personnel on duty and lower the operation and maintenance costs. It takes preventive measures to greatly improve the office efficiency and provide effective protection for the safe and reliable operation of the substation.

Key words:real-time monitoring; HMI; internet of things; management automation

收稿日期：2016-03-24

作者简介：赵金婵(1963- )，女，工程师，研究方向：信息技术研究。

文章编号：1674- 4578(2016)03- 0036- 02

中图分类号：TP 308；TP 319

文献标识码：A