AIS基站机房动力及环境监控系统建设的分析和探索

◎ 蔡庆斌　汕头航标处

AIS基站机房动力及环境监控系统建设的分析和探索

◎ 蔡庆斌汕头航标处

AIS基站内设备较多，发热量大，且机房为封闭空间，需保持恒温恒湿状态，但是现实却是大多数的AIS基站依托于灯塔或通信运营商的基站进行建设，临近海边且较为偏远，部分AIS基站无人值守，如何保障机房环境及设备安全高效运行，确保AIS信号可利用率达标，具有很强的必要性。本文将重点分析和探索如何建设AIS机房动力及环境监控系统。

AIS 基站机房 环境监控

AIS（船舶自动识别系统）是实现船岸良好通信、保障船舶安全航行的导助航系统，为海事及航保部门履行管理和服务职能提供了强有力的支持和保障。AIS基站作为收发AIS信号的基础设施，对辖区AIS系统的正常运行至关重要，需保持24小时无间断地发挥作用。由于大多数的AIS基站依托于灯塔或通信运营商的基站进行建设，临近海边且较为偏远，部分AIS基站无人值守，对AIS基站机房的综治管理和效能管理形成了威胁。此外，由于AIS基站内设备较多，发热量大，且机房为封闭空间，需保持恒温恒湿状态。因此，建设AIS基站机房动力及环境监控系统，实现对机房周边治安环境、机房内部温湿程度，以及供电系统和机房设备运行状况的远程集中监控，保障机房环境及设备安全高效运行，确保AIS信号可利用率达标，具有很强的必要性。本文将重点分析和探索如何建设AIS机房动力及环境监控系统。

1.系统设计原理

AIS机房动力及环境监控系统由数据采集及数据管理两大部分组成（设计框图如下图所示），由于AIS机房一般均有市电和网络接入，因此该系统的电力供应和网络均从AIS机房原有系统接入，本文不再赘述。

（1）数据采集部分：通过温湿度监测、漏水监测、UPS监测、空调监测、烟感监测、红外探测、振动监测、市电监测、视频监测等传感器实时探测相关数据（各类传感设备可根据实际需求增减），经智能数据采集模块接收整合后，接入机房中的主机，再从各AIS机房中的主机经网络传输至数据处理部分。

（2）数据处理部分：经网络传输的各AIS机房监测数据在监控管理中心中的监控主机中显示，并可在监控管理中心进行调阅、汇总、收集、打印、存档等数据处理，在出现设备异常时可以短信、语音电话、声光等多种形式报警通知管理人员。接入监控管理中心的内部网络人员和远程用户还可通过授权访问监控主机，获取监控数据。

通过该系统建设，可使AIS机房实现远程监控、无人值守、集中管理，为AIS机房高效管理和安全运营提供有力保障。

AIS机房动力及环境监控系统组成框图

2.系统建设原则

（1）经济性和先进性。采用网络型监控设备，通过具备国际标准的传感器实时采集相关数据，并由网络传输至监控管理中心，其建设成本远低于采用RTU模块、PLC模块、PCI数据采集卡、工控机、组态软件等传统数据采集模式，建设周期和维护成本也仅为传统模式的一半。

（2）安全性和稳定性。适应监控数字化、网络化发展趋势，采用内部局域网或广域网通信和管理，稳定性及安全系数较高。运用TCP/IP协议使各AIS机房与监控管理中心建立联系，实现对AIS机房动力设备、机房环境、安全保卫、消防、视频图像等信息的实时集中监控。

（3）实时性和扩展性。采用采集、解析、传输和报警一体化设计，报警便捷多样、数据显示及时、数据记录完整、数据分析直观。系统以模块化设计，具备开放性，可根据需求整合各类模块或各种网络接入方式的监控系统，再与监控管理中心的内部网络系统连接。机房大小和周边环境差异较大，要求系统能根据各机房实际情况进行数据采集功能的自主增减，以便能随时适应对系统进行扩容或降耗。

3.系统建设目标

（1）实时记录：可不间断地实时采集和记录机房内温度、湿度、漏水、供电等情况等各项参数情况以及周边治安视频图像，以数字、图形及视频等方式进行实时显示和记录监测信息。

（2）超限报警：当采集和记录的数据超过设定的限制值时，通过多种方式进行报警或提示监控管理人员，便于监控管理人员及时掌握故障信息并排除故障。

（3）远程联网：通过各类网络接入，AIS机房可以自动将动力和环境参数传输到监控管理中心，监控人员可以实时了解机房情况。

（4）拓展监测：与监控管理中心连接的单位内部网络中的用户，在经过授权后，可通过计算机、手机等终端设备读取监控主机上的实时数据，实现远程监测。也可通过设置，将系统故障信息实时发送至经过授权的用户。

（5）数据处理：根据用户需求，可显示各传感器的实时及历史数据，便于用户掌握和分析系统运行状况；可自动保存、备份、打印、归档数据，并可定时自动或人工手动输出不同格式的报表，便于管理数据。

（6）权限管理：可根据需求，对多个AIS机房分别进行授权管理，并可对管理人员进行分级授权，以保证只有授权的工作人员才可进行相应的管理和操作，进一步保障系统安全。

（7）系统拓展：数据采集端预留相应的接口，可根据需求增加监测项目，如：增加门禁闯入端口、压力测试端口等。

4.系统建设方案

根据当前AIS基站机房的实际情况，其动力和环境监控系统一般包含以下子系统：视频监控子系统、UPS监测子系统、配电监测子系统、漏水检测子系统、温湿度监测子系统，各子系统统一接入到智能数据采集模块，再经网络接入监控管理中心。各子系统的建设方案如下：

（1）视频监控子系统。通过摄像设备分别对机房室内、室外围墙、进场道路进行连续监控，并将数据存储到硬盘录像机中（硬盘录像机可放置在AIS机房的机柜中，按照可连续记录30天以上数据配置），接入智能数据采集模块后，经网络传输至监控管理中心，监控人员可按照权限通过计算机或手机实时监控机房内部及周边环境，同时，该子系统可通过管理软件设置区域闯入告警、人脸捕捉识别等功能，对异常闯入情况进行报警提示。

（2）UPS监控子系统：实时监控各AIS机房内UPS设备状况，实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的能远程监测的运行参数和各部件状态，判断UPS是否发生报警，当UPS的某部件发生故障或数值越限时，监控主系统发出报警。监控内容一般包括：①输入电量：电压、电流、频率等；②输出电量：电压、电流、功率等；③电池电量：电压、后备时间等；④电池状态：充/放电，是否故障等；⑤内部运行状态：UPS模式、逆变器、整流器、电池、输入/输出状态等；⑥告警提示：UPS内部情况、及电量是否正常等。在监测界面中以具体数值实时显示UPS运行参数，并通过不同颜色区分启动、未启动及设备异常等工作状态，出现异常状况时，通过设定方式提醒管理人员。

（3）配电监控子系统：对机房内市电配电柜、ups配电柜、切换柜等各类配电柜的进线电量、配电屏及主要开关状态实施监测。通过在配电柜上的输入处安装电量检测仪，监测市电输入的电压（三相）、电流（三相）、频率和功率等；用电源转换模块连接到开关的输出，经过off触点或D8H转换模块的输出转换，实时监测重要开关端状况。监控软件可实时显示并保存各配电柜总进线的各监测参数的数值，实时显示并保存各被监测开关的工作状态。当监测的电压或电流超过设定的允许值或开关异常跳闸时，监控系统发出报警信息。监控内容一般包括：①输入电量：各相电压、电流及频率等；②负载电量：各相电压、电流、频率、功率因素及功率等；③内部设定点情况：过载、过压等实时监测。

（4）漏水检测子系统：采用线式漏水监测控制器，根据现场实际选择漏水感应绳，围绕空调及其排水管进行布设，漏水监测控制器通过RS-485总线直接连接到多串口扩展单元，实时检测各监控点漏水状况，并以电子地图方式实时显示并记录漏水感应绳感应到的漏水状态、漏水位置及漏水控制器的状态。当空调或其沿线水管漏水时，监控主系统发出报警，并通过相应的图示和文本显示漏水发生的位置。

（5）温湿度监测子系统：在机房内的重要区域及重要机柜内安装温湿度传感器，其输出数据信息通过多串口扩展单元接入监控服务器进行处理，实时监控各个区域的绝对温度和相对湿度，并以电子地图方式实时显示并记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值，显示一段时间内的变化情况曲线图。当任意一个温湿度传感器检测到的数据超过设定的上限或下限时，监控主系统发出报警。